DE1547125C - Auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerat - Google Patents
Auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches BeobachtungsgeratInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerät, in
dessen Strahlengang ein Wendeprisma eingebaut ist, welches das Bild um die Achse des Strahlenganges
relativ zur gerätefesten Strichmarke des Beobachtungsoder Zielgerätes zu drehen vermag, wobei Gerätegehäuse
und Fahrzeug ihre gegenseitige Lage nicht ändern.
Wenn das Fahrzeug beim Durchfahren von unebenem Gelände Kippbewegungen ausführt, durch die
das Beobachtungsgerät um eine mit der Ausblickrichtung zusammenfallende Achse verkantet wird, dann
erscheint dem in das Okular hineinblickenden Beobachter das Bild entsprechend verkantet. Das wirkt aber
störend, besonders wenn die Ausblickrichtung nicht parallel zur Einblickrichtung liegt
Bekannt ist ein Beobachtungsgerät mit Rundblickperiskop, in das ein Wendeprisma eingebaut ist, das in
Abhängigkeit von dem Seitenwinkel der Ausblickrichtuhg verdrehbar ist. Durch diese Verdrehung ist
vermieden, daß dem Beobachter beim Betrachten des Bildes durch das Okular dieses Bild beim Verstellen
des Seitenwinkels zu kippen scheint.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kippbewegungen des Fahrzeugs ein gehäusefestes Bild zu
erreichen, wobei Fahrzeug und Gehäuse ihre gegenseitige Lage nicht ändern.
Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck das Wendeprisma zusätzlich durch ein Meßwerk drehbar, das die
Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie des optischen Gerätes mißt und das Wendeprisma
um die Hälfte dieses Winkels verdreht.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung in Anwendung auf ein optisches Beobachtungsgerät mit
einem Fadenkreuz oder einer Strichplatte, die im ,. optischen Strahlengang auf der Objektseite des Wendeprismas
angeordnet ist. Man verwendet derartige Beobachtungsgeräte beispielsweise in Panzerfahrzeugen.
Wird durch die Bewegungen des Fahrzeugs im Gelände das Beobachtungsgerät um die Visierlinie verkantet,
während das dem Beobachter dargebotene Bild erfindungsgemäß um die Visierlinie relativ zum gerätefesten
Fadenkreuz oder zu der gerätefesten Strichplatte stabilisiert ist, dann würde sich mangels besonderer
Vorkehrungen das gehäusefeste Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte um den Zielpunkt des
stabilisierten Bildes drehen. Das würde aber das Zielen erheblich erschweren. Um das zu vermeiden, ist zweckmäßig
das Fadenkreuz oder die Strichplatte um die optische Achse drehbar angeordnet und durch das
Meßwerk in der Drehrichtung des Wendeprismas um den vollen Kantwinkel drehbar. Das führt dann dazu,
daß Winkelbewegungen des Fadenkreuzes mit Bezug auf das vom Beobachter durch das Okular betrachtete
Bild vermieden sind.
Besondere Vorteile bietet die Erfindung in Anwendung auf ein Fernrohr mit zweiachsig stabilisierter
Visierlinie. Durch die erfindungsgemäße Verdrehung des Wendeprismas und durch die zweiachsige Stabilisierung
der Visierlinie wird dann erreicht, daß das Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte bei
. Betrachtung durch das Okular vor dem Hintergrund des Bildes weder Verdrehungen noch Verschiebungen
infolge der Fahrzeugbewegungen erfährt. Der Beobachter kann daher sehr bequem durch Handverstellung
beim Zielen den Zielpunkt in Deckung mit dem Fadenkreuz oder der Stichplatte bringen.
Hei Anwendung der Erfindung erfährt das Prisma, das in Abhängigkeit von dem Seitenwinkel der Ausbliclcrichtung
verdrehbar ist, zusätzlich die Drehung durch das Meßwerk, das die Verkantung des Fahrzeugs
um die Achse der Visierlinie mißt. Dabei kann das Wendeprisma durch eine Lagenregelung
verdrehbar sein, deren Sollwert die Summe des halben Seitenwinkels und des halben Verkantungswirikels
um die Visierlinie darstellt.
In den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt
ist, zeigt
F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch ein zum Einbau in ein Panzerfahrzeug bestimmtes Rundblickperiskop
nach der Erfindung und F i g. 2 das elektrische Schaltschema der für das
Wendeprisma vorgesehenen Lagenregelung.
Oben auf dem lotrechten Tubus 10, der am Fahrzeug starr befestigt ist, ist um dessen Achse 12 drehbar
der Ausblickkopf 14 gelagert, zu dem ein Lagerblock 16 so gehört. In diesem ist um eine Achse 18 schwenkbar ein
Ausblickprisma 20 gelagert, wobei sich die Achsen 12 und 18 rechtwinklig schneiden. Auf dem Ausblickkopf *
14 sind nicht näher dargestellte Stellmotoren angeord- '■■"
net, deren einer den Ausblickkopf 14 um die Achse 12 und deren anderer das Ausblickprisma 20 um die
Achse 18 zu drehen vermag. Die Einstellung des Ausblickprismas 20 um die Achsen 12 und 18 bestimmt die ;
Richtung der Visierlinie 22. Diese Linie fällt mit einem j Strahl zusammen, der durch das Ausblickprisma 20 in ;
Richtung der Achse 12 reflektiert wird. j
Ferner ist auf dem Ausblickkopf 14 ein nicht darge- j stelltes Kreiselgerät angeordnet, das auf Drehungen j
des Ausblickkopfes um die Achsen 12 und 18 anspricht | und die Stellmotoren derart steuert, daß dadurch die j
Lage der Visierlinie 22 im Raum unverändert aufrechterhalten wird. Das Kreiselgerät und die elektrische
Schaltung dieser Lagenregelung sind bekannt und bedürfen daher keiner näheren Darstellung oder Erläuterung.
Unten im Tubus 10 ist fest am Gehäuse ein Umlenkprisma 24 mit Dachkante angeordnet, welches das mit
der Visierlinie 22 zusammenfallende Strahlenbündel, das durch das Ausblickprisma 20 in Richtung der
Achse 12 reflektiert wird, um 90° in Richtung der waagerechten Achse 26 des Okulars 28 zurückwirft.
Der Beobachter erblickt daher trotz Schwankungen des Fahrzeugs beim Durchfahren von unebenem
Gelände den Zielpunkt, auf den die Visierlinie 22 gerichtet ist, stets in der Mitte des Blickfeldes. Mangels
besonderer Vorkehrungen würde das Bild aber um diesen Zielpunkt schwanken, wenn das Ausblickprisma
20 Winkelbewegungen mit einer Drehungskomponente ausführt, die in die Richtung der Visierlinie
22 fällt. Diese Schwankungen stören aber beim Zielen und können leicht den Beobachter verwirren.
Es ist daher erwünscht, daß dem Beobachter durch das Okular 28 dargebotene Bild mit Bezug auf das Gehäuse
10 zu stabilisieren. Das ist von besonderer Bedeutung, wenn es sich bei dem optischen Gerät um ein Zielgerät
mit Fadenkreuz oder Strichplatte handelt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine solche Striche
platte 30 in der Brennebene des im Ausblickkopf 14 angeordneten Objektivs innerhalb des Tubus 10 angeordnet.
Dreht der Beobachter den Ausblickkopf 14 willkürlich um die Achse 12, um die Ausblickrichtung zu ändern,
dann würde dadurch mangels besonderer Vor-, kehrungen des Bild kippen, das dem Beobachter durch
das Okular 28 dargeboten wird. Bekannt ist es, dieses
Kippen durch ein optisches Hilfsmittel in Gestalt eines Wendeprismas 34 zu verhindern, das in den.Strahlengang
im Tubus 10 um dessen Achse 12 drehbar eingebaut ist.
Um nun die Erfindungsaufgabe zu lösen, also das
dem Beobachter durch das Okular 20 dargebotene Bild gehäusefest zu stabilisieren, ist das Wendeprisma
34 durch ein Meßwerk drehbar, das die Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie 22 mißt
und das Wendeprisma 34 zusätzlich um die Hälfte dieses Winkels verdreht.
Wird die Ausblickrichtung durch Drehen des Ausblickkopfes 14 um die Achse 12 verändert, etwa um
den Winkel λ, dann wird also das Wendeprisma 34 in der gleichen Richtung um den Winkel x gedreht.
Zusätzlich wird das Wendeprisma 34 um die Hälfte des Kantwinkels β des Tubus 10 gedreht, wobei β diejenige
Drehungskomponente der Winkelbewegungen ao des Fahrzeugs darstellt, die in die Richtung der Visierlinie
22 fällt. Die gesamte Verdrehung beträgt demnach V2 («+/0·
Um auch das Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte 30 gegenüber Bewegungen des Fahrzeugs
zu stabilisieren, ist diese Strichplatte 30 um die Achse 12 drehbar im Tubus 10 gelagert und wird um den
Winkel oi+ß gedreht. Das hat dann die Wirkung, daß
dem das Bild durch das Okular 28 betrachtenden Beobachter nicht nur das Bild, sondern auch das Fadenkreuz
oder die Markierung der Strichplatte 30 trotz Schwankungen des Fahrzeugs stillzustehen scheint.
Nunmehr sei die Lagenregelung beschrieben, mit deren Hilfe die Drehung der optischen Elemente 30
und 34 herbeigeführt wird.
Am Ausblickkopf 14 ist ein Kreiselgerät 36 gelagert, dessen Meßachse jeweils parallel zur Visierlinie 22 gehalten
wird. Dieses Gerät dient zum Messen des Verkantungswinkels ß, und es ist mit einem Resolver R1
ausgerüstet, dessen Läufer38 dem Winkel/? entspre.hend verdreht wird und eine mit Wechselstrom
gespeiste Wicklung hat, während der Ständer dieses Resolvers zwei Wicklungen 39 aufweist, in denen
Wechselströme entsprechend der Sinus- und der Cosinuskomponente des Verkantungswinkels erzeugt
werden.
Ein zweiter Resolver R 2 hat einen Ständer am
Tubus 10 mit zwei Phasenwicklungen 40 und einen Läufer am Ausblickkopf 14 mit zwei Phasenwicklungen
41. Die Wicklungen 40 sind in der in F i g. 2 gezeigten Weise mit den Wicklungen 39 zusammengeschaltet.
Ein dritter Resolver /?3 hat einen am Tubus 10 befestigten
und mit zwei Phasenwicklungen 42 versehenen Ständer und einen an der drehbaren Strichplatte 30
befestigten Läufer mit einer einzigen Wicklung 43. Der Resolver R2 dient der Messung des Winkels x. Die
Spannung, die in der Wicklung 43 induziert wird, entspricht der Summe n-\-ß. Diese Spannung wird über
einen Verstärker 44 einem Stellmotor 45 zugeführt, der jeweils so lange läuft, bis die η der Wicklung 43
induzierte Spannung zu Null wird. Das ist aber dann der Fall, wenn die Strichplatte 30 um den Winkel λ +β
verstellt ist.
/ uch das Wendeprisma 34 ist mit einem Resolver RA gekuppelt und durch einen Stellmotor 47 antreibbar, der über einen Verstärker 49 von der Läuferwicklung
51 des Resolvers R4 gespeist wird. Der Ständer 53 des Resolvers Λ4, der am Tubus 10 befestigt
ist, hat die doppelte Anzahl von Polpaaren wie der Ständer des Resolvers R3. Aus diesem Grunde
dreht sich der Läufer des Resolvers A4 um den halben
Winkel wie derjenige des Resolvers A3. Infolgedessen
dreht sich das Wendeprisma 34 nur um den Winkel
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. So besteht
die Möglichkeit, auf den Resolver A4 und den Motor zu verzichten und das Wendeprisma 34 über ein
Untersetzungsgetriebe im Verhältnis 1:2 durch den Stellmotor 45 anzutreiben. Das ergibt allerdings eine
geringere dynamische Güte des Antriebes.
Auch kann das Periskop so ausgestaltet sein, daß sein Ausblickkopf 14 nicht für Rundblick geeignet ist,
sondern nur einen beschränkten Drehbereich hat.
Das Linsensystem ist in F i g. 1 nur insoweit eingezeichnet, als es für die Erfindung von Bedeutung ist.
Das Wendeprisma 34 kann auch durch ein Wendeprisma ersetzt werden, das sich zwischen dem Umlenkprisma
24 und dem Okular 28 befindet. Auch kann das Prisma 34 durch zwei hintereinandergeschaltete Wendeprismen
ersetzt werden, deren eines nur um den Winkel 1I2 χ und deren anderes nur um den Winkel 1I2 β
gedreht wird.
Claims (6)
1. Auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerät, in dessen Strahlengang ein
Wendeprisma eingebaut ist, welches das Bild um die Achse des Strahlenganges relativ zur gerätefesten
Strichmarke des Beobachtungs- oder Zielgerätes zu drehen vermag, wobei Gerätegehäuse
und Fahrzeug ihre gegenseitige Lage nicht ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das
Wendeprisma (34) zusätzlich durch ein Meßwerk (36, R1, Ä2, R4) drehbar ist, das die Verkantung (/?)
des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie (22) des optischen Geräts mißt und das Wendeprisma (34)
um die Hälfte dieses Winkels verdreht.
2. Optisches Beobachtungsgerät nach Anspruch 1 mit einem Fadenkreuz oder einer Strichplatte, die
im optischen Strahlengang auf der Objektseite des Wendeprismas angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fadenkreuz oder die Strichplatte (30) um die optische Achse (12) drehbar angeordnet
und durch das Meßwerk in der Drehrichtung des Wendeprismas (34) um den vollen Kantwinkel (ß)
drehbar ist.
3. Beobachtungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Rundblickperiskop.
4. Beobachtungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendeprisma (34) durch
eine Lagenregelung verdrehbar ist, deren Sollwert
die Summe des halben Seitenwinkels (*) und des
halben Verkantungswinkels (^) um die Visierlinie
(22) darstellt.
5. Beobachtungsgerät nach Anspruch 2, 3 oder 4, das von einem Rundblickperiskop mit einem in der
Brennebene des Objektivs eingebauten Fadenkreuz oder einer Strichplatte gebildet wird, die mit der
Ausblickrichtung seitlich verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz oder die
Strichplatte (30)zusätzlich gemäß Anspruch 2 drehbar ist. r
6. Beobachtungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz oder die
Strichplatte (30) durch eine Lageregelung verdrehbar ist, deren Sollwert die Summe des Seitenwinkels
(\) und des Verkantungswinkels (/?) um die
Visierlinie (22) darstellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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