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Instrument zur Durchführung von Peilungen Die Erfindung bezieht sich
auf ein optisches Instrument von Teleskoptyp wie ein binokulares Feruglas, ein monokulares
Feruglas und ein Teleskop und betrifft insbesondere ein Instrument dieser Art, das
sur Durchführung von Feilungen gesignet ist.
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Als eine Einrichtung zur Durchführung von Feilungen ist der Prismenkompass
bekannt, der einen Magnetkompass, gewöhnlich vom Ölgefüllten Typ umfasst uod mit
einem Diopterkorn bzw.. ton und einer Visierkimme, die diametral über die Oberseite
das Kompass gelegt sind, vorgesehen ist, wordurch der letztere vor das Auge gehalten
und mit iregendeiner Geländemmarkierung bzw.. irgendeinem Geländepunkt auagerichtet
bzw..gefluchtet werden kann, dessen Peilung durchgefiihrt werden soll; dabei ist
ein Prisma der Visierkimme sugeordet, durch welches eine Skala auf der Kompassrose
gleichzeitig
mit der Geländemarkierung, auf die Korn und Kimme ausgerichtet
sind, erblickt werden kann. Dadurch kann die Peilung der Geländemarkierung direkt
von der Skala auf der Kompassrose, die Jeglicher für die magnetische Abweichung
erforderlichen Korrektur unterworfen ist, abgelesen werden.
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Erfindungsgemäss ist eine Einrichtung vorgesehen, die die gleiche
Funktion erfüllt, jedoch leichter mit einem höheren Genauigkeitsgrad abgelesen werden
kann und die im allgemeinen leichter zu handhaben ist, während sie ebenfalls gleichzeitig
die Funktion eines gewdhnlichen binokularen Fernglases oder eines anderen Teleskoptyps
vorsieht. Da es oft erforderlich ist, ein Fernglas zu verwenden, um eine Geländemarkierung
bzw. Landmarkierung oder eine Navigationshilfe wie eine BoJe ausfindig zu machen,
und dann eine Peilung durchzuführen, ist diese Funktionskombination von grossem
Nutzen.
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Erfindungsgemäss umfasst ein Instrument zur Durch führung von Peilungen
ein binokulares Fernglas, ein monokulares Fernglas oder ein Teleskop, eine Kompasseinheit,
die in oder an einem Gehäuse untergebracht ist, dass das oder eines der Objektive
mit dem oder einem der Okulare des Instrumentes verbindet, ein optisches System,
das in einem Pfad zwischen der Kompasseinheit und der Brennebene des oder eines
der Objektive gelegen ist und ein Bild eines Teiles der Rose des Kompass in der
Brennebene des Objektivs erzeugen kann, und Mittel zur Erleuohtung des Teils der
Rose des Kompass. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der
Kompass hinter dem einen Objektiv Jedoch im wesentlichen vor der Brennebene des
letzteren gelegen und weist solche Abmessungen auf und befindet sich an einer solchen
Stelle, dass das zwischen dem Objektiv und seiner Brennebene verlaufende Licht nur
teilweise eingeschränkt wird.
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Bevorzugt umfassen die Beleuchtungsmittel eine elektrische Lampe bzw.
Glühbirne, die in einem der Kompasseinheit zugeordneten Lampengehäuse aufgenommen
ist, oder ein Fenster oder ein optisches System, das Licht von ausserhalb des Instrumentes
oder von dem Objektiv auf den Teil der Kompaßskala führt.
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Bevorzugt ist die Kompasseinheit in einem Linsenrohr bzw. einer Linsenfassung
eines binokularen Prismenfernglases untergebracht, und, wenn eine elektrische Lampe
zur Beleuchtung der Skala verwendet wird, eine Batterie zur Versorgung der Lampe
in einem Gehäuse vorgesehen, das durch die Struktur des Fernglases in einer solchen
Position getragen wird, dass es weder die Handhabung des Fer¢ases noch dessen optische
Leistungsfähigkeit wesentlich beeinträchtigt. Vorteilhafterweise ist die Batterie
zu der Birne über einen Kreis verbunden, der einen Schalter und einen Regelwiderstand
umfasst.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise
beschrGleben; in dieser zeigt: Pig. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines
binokularen Fernglases gemäss der Erfindung, wobei ein Rohr bzw. eine Fassung des
Fernglases
weggebrochen ist, um die Konstruktion mehr im einzelnen
zu zeigen, Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine
Ansicht des Fernglases von dem Okularende, Fig. 4 einen schaubildlichen Vertikalschnitt
durch ein Konokular oder eine Hälfte einer weiteren Ausführungsform eines Binokulars,
Fig. 5 und 6 fragnientarische schaubildliche Vertikalschnitte durch ein Rohr bzw.
eine Fassung von zwei weiteren Ausführungsformen eines Monokulars oder Binokular
und Fig. 7 einen schaubildlichen Vertikalschnitt durch das Prismengehäuse einer
weiteren Ausführungsform.
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Alle dargestellten Instrumente basieren auf Paaren von prismatischen
Ferngläsern bzw. auf binokularen Prismenfeldstechern bekannter Konstruktion, zweckmässigerweise
mit der Bemessung 7 x 50, die weitgehend von Seglern und anderen benutzt werden.
Die Konstruktion und Funktionsweise solcher binokularer Ferngläser ist bekannt und
wird nur insoweit beschrieben, als es für das Verständnis der Erfind-ung erforderlich
ist. Im wesentlichen bestehen sie aus zwei im allgemeinen ähnlichen Einheiten 2
und 4, von denen jede ein kegelstumpfförmiges oder zylindrisches Rohr bzw. eine
solche Fassung 6 aufweist, die an einem Ende ein Objektiv 8 und an dem anderen Ende
ein Gehäuse 9 trägt, das ein Porro-Prismensystem 10
enthält und
ein einstellbares Okular 12 trägt.
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Die Objektive 8 erzeugen Bilder, die durch die Okulare 12 sichtbar
sind; die Bilder werden umgekehrt und wieder aufgerichtet mittels dem Porro-Prismensystem
10, das ebenfalls eine Vergrösserung des Abstandes zwischen den Objektiven 8 und
eine Verringerung der Gesamtlänge des Instrumentes gestattet.
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In der Fassung 6 der Einheit 2 der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen
ist eine Magnetkompasseinheit 14 untergebracht, die eine zylindrische Umhüllung
bzw. ein zylindrisches Gehäuse 16 umfasst, das mit öl gefüllt sein kann; die Basis
des Gehäuses trägt einen Zapfen bzw. Drehzapfen 18, auf dem eine Kompassrose 20
gelagert ist, die einen Stabmagneten 22 enthält. Dis Eompassrose weist einen relativ
zu der Ebene des übrigen Teils der Rose abwärts gedrehten Flansch 24 auf, der eine
Ringskala 26 trägt, die in bekannter Weise von O bis 360° verläuft. Es kann jedoch
in bestimmten Fällen erforderlich sein, die Skala um 180° zu drehen.
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Das Gehäuse ist in der Fassung 6 gelegen, so dass' wenn das Fernglas
auf den Horizont ausgerichtet ist, die Kopfseite und die Bodenseite des Gehäuses
16 in horizontalen Ebenen liegen. Da die Kompasseinheit ziemlich nahe hinter dem
Objektiv 8 und richtig vor dem von diesem erzeugten Bild positioniert ist, kann
sie nicht durch das Okular 12 gesehen werden und sie verringert lediglich die Helligkeit
des beobachteten Bildes etwas, da ein Teil des durch das Objektiv gehenden Lichtes
aufgehalten wird. Die Kompasseinheit
sollte klein genug sein, so
dass ein wesentlicher Teil des durch das Objektiv gehenden Lichtes noch die Austrittspupille
des Okulars erreicht.
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Nach den Fig. 1 bis 3 ist die Kompasseinheit 14 zwischen die gegenüberliegenden
Wände der Fassung 6 singezwängt, die in Übereinstimmung mit den übrigen Teilen der
nicht optischen Komponenten des Fernglases selbst aus einem Nichteisenmetall besteht.
Die Einheit wird eben&ls zwischen zwei Schenkeln 50 gehalten, die sich von dem
vorderen Ende eines rohrförmigen Gliedes 52 erstrecken, wobei si von einem Zapfen
54 lokalisiert wird, der in eine Aussparung in dem oberen Schenkel der Schenkel
50 eingesetzt ist. Das Glied 52, das bevorzugt aus einem schwaden thermoplastischen
Material wie Polypropylen gegossen ist, ist bevorsugt,/ãn die Kompasseinheit geklebt
und die freiliegenden bzw.
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dem Licht ausgesetzten Teile der Kompasseinheit sind äusserlich in
lichtundurchlässiger, matter, schwarzer Farbe endbearbeitet. Die Gesamtheit der
Kompasseinheit und des Gliedes 52 wird an ihrem Platz in der Fassung mittels einer
Mutter 56 festgehalten, die auf ein äusseres Gewinde an dem Glied 52 geschraubt
wird und an eine Kreuzstange 58 angreift, die das innere Ende der Fassung 6 überbrückt.
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In eine Bohrung des Gliedes 52 angrenzend an das Gehäuse 16, das transparent
ist, ist eine plankonvexe Linse 60 eingesetzt, die ein vergrbssertes Bild des angrenzenden
Teils der Kompaßskala 26 erzeugt, das in die Brennebene des Objektivs 8 mittels
einer weiteren plankonvexen Linse 62 fokussiert wird,
die in einer
Kappe bzw. einem Aufsatz 64 angebracht ist, der auf das Glied 52 weit genug gel
schraubt ist, um das Bild in die richtige Ebene zu fokussieren. Die zusätzliche
Vergrösserung der Kompaßskala, wie sie durch das Okular 12 sichtbar ist, dient dazu,
akurate Anzeigen bzw. genaue Ablesungen zu erhalten. Der Flansche 24 ist um 300
gegen die Ebene des übrigen Teils der Rose 20 abwärts gedreht und die Skala 26 liegt
die richtige Sahnaufwärts, ist jedoch um 1800 relativ zu der üblichen Orientierung
gedreht.
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Der obere Schenkel der Schenkel 50 weist ebenfalls eine Bohrung 68
auf, die einen rohrförmigen Messingsockel 66 für eine elektrische Miniaturlampe
36 aufnimmt, die von dem Sockel so gehalten wird, dass Licht auf die Skala 26 geworfen
wird. Der Sockel 66 liegt in einem Winkel von 600 zu dem Glied 52, so dass Licht
von der Birne durch die Skala in die Linse 60 reflektiert wird. Die Winkel des Sockels
und des Flansches 24 können variiert werden, vorausgesetzt sie werden so gewählt,
dass eine maximale Reflektion entlang der Achse der Linse 60 gewährleistet ist.
Die Birne 36 wird zusätzlich durch eine Stufe 69 in dem Umfang der Kompasseinheit
14 lokalisiert. Ein Messingrohr 70, das in die Fassung 6 eingesetzt ist, ermöglicht
es, die Birne in den Sockel 66 einzusetzen oder aus diesem herauszuziehen; es wird
durch einen ein Schraubengewinde aufweisenden Messingstopfen 72 verschlossen, der
eine Metallfeder 74 trägt, die die Basis der Birne berührt und einen Kreis durch
den Glthfaden der Birne zwischen dem Sockel 66 und der Fassung 6 schliesst.
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Der Sockel 66 ist über ein Kabel 42 mit einer Klemme einer Batterie
74, die in einem Gehäuse 76 enthalten ist, das an der Rückseite des der Einheit
4 zugeordneten Gehäuses 9 befestigt ist, über einen Druckknopfschalter 46 und einen
Regelwiderstand 48 verbunden, die in einem Gehäuse 78 enthalten sind, das an der
Rückseite des der Einheit 2 zugeordneten Gehäuses 9 befestigt ist. Die Rückleitung
zur Batterie ist durch das Fernglas selbst vorgesehen.
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Es wurde gefunden, dass durch Unterbringung der Batterie in der Hälfte
des Fernglases, die der die Kompasseinheit enthaltenden Hälfte gegenüberliegt, jegliche
ferromagnetische Materialien in der Batterie mit genügendem Abstand angeordnet sind,
so dass sie keine praktische Auswirkung auf die Funktionsweise des Kompass haben.
Die Verwendung von ferromagnetischen Materialien sollte so weitgehend wie möglich
in dem gesamten Instrument ausser für den Magnet 22 vermieden werden. Wenn ein erfindungsgemässes
Instrument auf einem käuflich erwerbbaren Instrument basiert, wird es erforderlich
sein, nichtmagnetische Ersatzstücke für jegliche aus Eisenmaterial hergestellte
Teile vorzusehen.
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Im Gebrauch kann unter der Annahme, dass der Kreis zwischen der Batterie
und der Birne 36 durch den Schalter 46 unterbrochen ist, das Instrument als ein
normales Paar von Ferngläsernbzw. binbkulares Fernglas verwendet-werden, da der
Teil der Skala 26, der sich im Blickfeld der Linse 32 befindet, nicht
erleuchtet
und infolgedessen unsichtbar ist. Nach Schliessen des Schalters 42 erleuchtet die
Birne 36 diesen Teil der Skala und ein vergrdssertes Bild der erleuchteten Skala
wird dem durch das Fernglas erblickten Bild überlagert sichtbar.
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Die Helligkeit dieses Bildes kann auf einen geeigneten Pegel mittels
dem Regelwiderstand 48 eingestellt werden. Die Skala 26 ist auf dem Flansch 24 so
ausgerichtet, dass die richtige Kompasspeilung mittels eines Anliegestriches bzw.
einen Fadenkreuzes abgelesen werden kann, der bzw. das entweder auf oder in dem
transparenten Teil des Gehäuses 16 oder an irgendeiner geeigneten Stelle in der
Einheit 2 des Fernglases gelegen ist. Bevorzugt sind die Vergrösserungsfaktoren
der Linsen 60 und 62 so.
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gewählt, dass die Vergrösserung der Skala derart erfolgt, dass ein
geeigneter Bogen, beispielsweise 200, der Skala über das Blickfeld des Fernglases
sichtbar wird. Der Bogen entspricht nicht notwendigerweise dem Blickfeld des Fernglases.
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Bei dieser Ausführungsform liegt die Birne 36 ziemlich nahe bei dem
Magneten 22 und wenn die elektrischen Teile nicht sorgfältig positioniert werden,
kann das von dem Stromfluss durch die Birne erzeugte Magnetfeld die Funktionsweise
des Kompass stören bzw. behindern und kleine Fehler bei dessen Anzeige verursachen.
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Die in dem Gehäuse 76 enthaltene Batterie muss zwangsläufig kleine
Abmessungen aufweisen; da Xroekenbatterien kleiner Abmessungen entweder eine sehr
geringe
Kapazität aufweisen oder ziemlich kostspielig sind, kann
bevorzugt ein bekannter Batteriebehälter vorgesehen werden, der mit dem Fernglasgehäusezkombiniert
sein kann. Alternativ können wiederaufladbare Miniaturakkumulatoren des Typs benutzt
werden, die bei tragbaren elektrischen oder elektronischen Anordnungen, die geringe
Leistung verbrauchen, weit verbreitet sind, wobei eine geeignete Aufladeeinrichtung
vorzusehen ist.
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Es kann jedoch auch von Vorteil sein, das gesamte elektrische System
wegzulassen und Umgebungslicht für die notwendige Erleuchtung zu benutzen. Mehrere
solcher nichtelektrischer Ausführungsformen sind in den Fig. 4 bis 6 gezeigt.
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In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Kompasseinheit
auf der horizontalen Mittellinie eines Rohres bzw. einer Fassung 6 angeordnet, die
in dieser Ausführungsform und der der Fig. 7 und 8 eine einzelne Fassung eines monokularen
Fernglases sein kann, und eine Periskopeinheit 34 wird durch das Gehäuse 16 getragen.
Die Periskopeinheit ist mit einem Gehäuse 36 dargestellt, das ein geeignetes Mittel
zur Befestigung der verschiedenzey nachfolgend beschriebenen Spiegel ebenso wieder
Streueffekte von Streulicht bildet. Jedoch können die Spiegel an ihrer Stelle durch
andere Mittel gehalten werden. An der Vorderseite der Periskopeinheit und unmittelbar
über dem erleuchteten Teil der Skala 26 ist ein Spiegel 38 parallel zu der Skala
und zu dieser gerichtet angeordnet. Dieser Spiegel reflektiert
Licht
von der Skala zu einem entgegengesetzt geneigten zweiten Spiegel 42, der das Licht
abwärts zu einem ähnlich geneigten, jedoch entgegengesetzt gerichteten dritten Spiegel
44 reflektiert, der seinerseits das Licht zu einer kleinen Sammellinse 32 reflektiert,
die auf einer Halterung 30 getragen wird, welche sich rückwärts von dem Gehäuse
16 erstreckt. Die Linse 32 ist so gewählt, dass sie ein Bild des erleuchteten Teils
der Skala 26 in der gleichen Ebene des von dem Objektiv 8 erzeugten Bildes erzeugt
und diesem überlagert. Der Spiegel 44 und die Linse 32 sind auf der Mittelachse
der Fassung 6 angebracht.
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Im Gebrauch beleuchtet das durch das Objektiv 8 gehende Licht den
zu diesem benachbarten Teil der Skala 26 und das von der Skala reflektierte Licht
verläuft entlang dem durch die Spiegel 38, 42, 44 zu der Linse 32 definierten Pfad,
wodurch ein Bild von diesem Teil der Skala erzeugt wird, das dem von dem Objektiv
8 erzeugten Bild überlagert wird. Als Folge dessen wird ein Bild dieses Teils der
Skala dem Bild bzw der Landschaft überlagert sichtbar, das bzw. die durch das Fernglas
erblickt wird, wie bei den. obigen Ausführungsformen beschrieben ist. Da die Skala
durch das Licht von der erblickten Landschaft erleuchtet wird, variiert die Helligkeit
des Lichtes mit der Helligkeit der Landschaft und es ist normalerweise keine Einstellung
erforderlich, um Helligkeitschwankunden der erblickten Landschaft zu kompensieren.
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Die beschriebene Periskopanordnung ist wünschenswert, da gefunden
wurde, dass es schwierig ist, genügend
Licht von dem Objektiv auf
den am weitesten von dem Objektiv weggelegenen Teil der Skala zu richten. Um das
Instrument bei Nacht verwendbar zu machen, kann entweder die Kompassrose mit einer
luminescierenden Skala oder einem solchen Hintergrund vorgesehen werden oder es
kann luminescierendes Material an irgendeinem geeigneten Punkt an der Struktur der
Kompasseinheit oder der Periskopeinheit angeordnet werden, so dass Licht auf die
Skala geworfen wird. Erforderlichenfalls kann eine von ausserhalb der Fassung 6
betätigbare Blende an irgendeinem Punkt in dem Lichtpfad angeordnet werden, so dass
die Skala erforderlichenfalls unsichtbar gemacht werden kann, oder einer der Spiegel
kann aus der Linie herausbewegt werden.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird eine etwas kleinere
Kompasseinheit 14 verwendet, so dass diese tiefer in der Fassung 6 etwas unter deren
Mittellinie angeordnet werden kann. Dadurch ist eine etwas vereinfachte Konstruktion
möglich, da der Spiegel 38, der in seiner Punktionsweise und Stellung relativ zu
der Kompasseinheit de6ntsprechend bezeichneten Spiegel in der Ausfuhrüngsform der
Fig. 4 entspricht, auf der Mittellinie der Fassung in direkter Fluchtung mit der
Linse 32 angeordnet werden kann und somit die Spiegel 42 und 44 nicht mehr erforderlich
sind. Jedoch weist die Kpmpasseinheit im Vergleich mit der Ausfuhrungsform der Fig.
4 eine reduzierte Grösse auf und es kann möglich sein, dass nicht die gleiche Genauigkeit
erreicht wird.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist die Periskopeinheit
der Fig. 4 durch eine Prismenanordnung ersetzt, die ein erstes Prisma 50 mit Flächen
52, 54, die an jedem Ende um 45o geneigt sind und den Spiegeln 38 und 42 entsprechen
und ein zweites Prisma 56 umfasst, das an dem ersten Prisma befestigt bzw. mit diesem
verklebt ist und eine geneigte Fläche 58 aufweist, die dem Spiegel 44 entspricht.
Die Linse 32 ist direkt auf der Ausgangsfläche des Prismas 56 befestigt bzw. auf
diese geklebt. Bei jeder Ausführungsform der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen
ist der Flansch 24 um 450 zu dem übrigen Teil der Kompassrose geneigt.
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Bei der in Pig. 7 gezeigten Ausführungsform ist die Kompasseinheit
14 in die Oberseite bzw. die Kopfseite des Gehäuses 9 eines monokularen Fernglases
oder einer Hälfte oder eines Paares eines brnokularen Fernglases eingebaut und r:weist
einen transparenten, mit der Oberfläche des Gehäuses fluchtenden oberen Deckel bzw.
Kopfdeckel 8Q auf, durch den eine bekannte Kompaßakala auf der Oberseite der Kompassrose
beobachtet werden kann. Durch den transparenten Deckel oder das Fenster in das Gehäuse
eintretendes Licht erleuchtet ebenfalls eine Zusatzskala an dem Flansch 24, der
um 450 zu dem übrigen Teil der Rose geneigt ist. Von einem Teil dieses Flansches
24 reflektiertes Licht verläuft durch ein transparentes Fenster 82 in dem Kompassgehäuse
16 und eine Linse 84 wird durch einen um 450 geneigten Spiegel 86 abwärts durch
eine Linse 90
auf einen weiteren entgegengesetzt geneigten Spiegel
88 reflektiert, der auf der optischen Achse des Objektivs des monokularen Fernglases
oder der einen Hälfte des binokularen Fernglases getragen ist; die Linsen sind so
gewählt, dass sie ein Bild des Teils der Skala in der Brennebene des Objektivs erzeugen.
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Ein erfindungsgemässes Instrument kann ebenso auf einem terrestrischen
Fernrohr bzw. Teleskop basierein, wenn es auf einem Teleskop basiert, kann dieses
Teleskop einen Teil eines Richtaufsatzes bzw.
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Visiers bilden.
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Obgleich ein Magnetkompass in jeder der beschriebenen Ausführungsformen
verwendet worden ist, kann dieser bei bestimmten Anwendungsfällen durch eine Nachführanzeigeeinheit
ersetzt werden, die über geeignete äussere Verbindungen durch eine Kreiselkompassmutteranlage
angetrieben wird; oder es kann irgendeine andere alternative - Form eines Kompass,
wie beispielsweise ein Drosselkompass verwendet werden.