DE2747760A1

DE2747760A1 - Sichtgeraet mit festkoerper-optik

Info

Publication number: DE2747760A1
Application number: DE19772747760
Authority: DE
Inventors: Robert K Kirschner
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2747760C3; GB1567358A; JPS56162712A; DE2747760B2; SE439070B; FR2372450B1; IT1090990B; CA1090176A; SE7713172L; JPS5368258A; FR2372450A1

Description

Sichtgerät mit Festkörper-Optik

Die Erfindung betrifft ein Sichtgerät in Kopfhöhe mit Optik und insbesondere ein Aufachsen-Sichtgerät mit einem transparenten einzelnen Block.

Herkömmliche Sichtgeräte in Kopfhöhe (vgl. US-PS 3 8l6 005) verwenden eine ^HAbachsen"-Vorrichtung für eine raumsparende Anzeige in Fahrzeugen, insbesondere Flugzeugen. Jedoch ist bei der Abachsen-Technik der Beobachtungsbereich begrenzt» d. h., die Augenstellung bezüglich des optischen Mischers, was darauf beruht, daß die Sehlinie (Gesichtslinie) eines Beobachters etwas zur optischen Achse des Kollimationsspiegels versetzt ist.

572-(B 00831 A)-KoE

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η.

In Abachsen-Vorrichtungen ist dieser Bereich aufgrund der schmalen Fläche beträchtlich eingeschränkt, in der die Lichtstrahlen ausreichend kollitniert sind. Die optischen Verzeichnungen oder kleineren Ungonauigkeiten der Abachsen-Mischer sind für Anwendungen wie z. B. Flugzeug-Landehilfen annehmbar, jedoch ist für Anwendungen mit genaueren Anforderungen, wie z. B. Waffenvisiergeräten, eine beträchtlich höhere Genauigkeit zusammen mit einem größeren Beobachtungsfeld erforderlich. Zusätzlich erfordern die Abachsen-Vorrichtungen oft eine Bild-Projektor-Ortung, die sich in gewissem Maß mit dem unteren Sehfeld des Beobachters überlappt.

Zahlreiche dieser Nachteile können vermieden werden, wenn ein Aufachsen-Sichtgerät verwendet wird, bei dem das Auge des Beobachters mit der optischen Achse des Spiegels ausgerichtet ist (vgl. US-PS 2 ¹IQO 7'<7). Die herkömmlichen Aufachsen-Sichtgeräte können in zwei groBe Klassen eingeteilt werden: Reflektierende Geräte mit sphärischem Kollimationsspiegel (US-PS 3 5^7 522) und brechende Geräte mit Kollimationslinsen und einer Misch-Platte (vgl. US-PS 3 679 297). In der Praxis haben sich die reflektierenden Geräte (vgl. US-PS 3 5^7 522) für Flugzeuge nicht durchgesetzt, da die relativen Orientierungen der verschiedenen Bauelemente, wie z. B. des Bilderzeugers und Spiegels, einer merklichen Verzeichnung aufgrund der Schwingungen und Spannungen unterliegen, die in den meisten Flugzeugoder Fahrzeug-Umgebungen vorliegen. Ein Versteifen des Aufbaues zur Überwindung der Einwirkungen der Schwingungen in einem Flugzeug erfordert jedoch z. B. Bauelemente, die zu einer unerwünschten Behinderung des Sehfeldes des Piloten führen.

Bei brechenden Geräten (vgl. US-PS 3 679 297) führen

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die optischen Eigenschaften dieser Geräte, die getrennte optische Bauelemente verwenden, zu Sichtgeräten in Kopfhöhe, die sehr beträchtliche Nachteile für Kampfflugzeuge haben. Z. B. ist ein Beobachtungsfeld von wenigstens 20° in Sichtgeräten in Kopfhöhe für Kampfflugzeug-Waffensysteme wünschenswert, jedoch haben die Cockpit-Raumbeschränkungen, wie z. B. die Instrumententafel und die Forderung, daß das Sichtgerät außerhalb der Piloten-Schleuderkabine liegt, zu brechenden Geräten geführt, bei denen der Pilot seinen Kopf bis 10 cm in jeder Richtung bewegen muß, um das volle Beobachtungsfeld von 20° zu überblicken. Dies ist ein wesentlicher Nachteil in Kampfflugzeugen, die großen "g"-Kräften (g = Erdbeschleunigung) unterliegen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Aufachsen-Sichtgerät in Kopfhöhe anzugeben, bei dem die primären optischen Bauelemente in einem einzigen Bild-Misch-Block enthalten sind, um ein Sichtgerät in Kopfhöhe mit weitem Beobachtungsfeld in begrenzter Ausdehnung zu erzielen; der Träger für das Sichtgerät soll einen möglichst geringen Aufwand erfordern, was die Behinderung des Sehfeldes des Beobachters verringert; ein Bilderzeuger soll an herkömmlicher Stelle angeordnet v/erden können; die optische Verzeichnung des erzeugten Bildes soll möglichst gering sein, indem der Block zur Brennebene des Kollimationsspiegels ausgedehnt wird; das Sichtgerät soll schließlich eine stark verringerte Empfindlichkeit gegenüber Wärmebeschädigungen haben, und Fremdbilder aufgrund einer Anordnung, die Licht in Kopfhöhe und Wärmequellen abschirmt, wie z. B. die Sonne oder Beleuchtungslampen, sollen am Eintreten in die Kollimationsoptik und am Abbilden auf dem Bilderzeuger gehindert sein.

Das Hauptbaueleroent bei der Erfindung ist der Bild-Misch-Block, der aus einem hochtransparenten Material

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hergestellt ist, wie z. B. Glas oder Kunststoff, wie z. B, klares Akryl. Der obere Teil des Blockes ist in einen Teil eines sphärischen Spiegels gestaltet, wobei die Rückfläche des Spiegels mit einem Material beschichtet ist, um einen hohen Reflexionsgrad zu erzeugen. Der Block selbst besteht aus zwei Hauptteilen aus transparentem Material, die auf einer Diagonalen verbunden sind, die von der oberen Kante des vorderen Fensters des Blockes, d. h. der Seite, von der Lichtstrahlen von einem Hintergrund-Beobachtungsfeld in den Block eintreten, nach unten zum hinteren Teil des Blockes verläuft. Die Diagonale arbeitet als optische Misch-Fläche, wobei das Hintergrund-Beobachtungsfeld mit einem erzeugten Bild gemischt wird, um ein gemischtes Bild zu erzeugen. Dies erfolgt durch Auftragen einer teilweise reflektierenden, teilweise durchlässigen Beschichtung, wie z. B. einer dielektrischen Strahlteiler-Beschichtung, auf eine der Diagonal-Flachen vor dem Vereinigen der Diagonal-Flachen mit einem optisch transparenten Bindematerial, uo daß alle Leerstellen von der Zwischenfläche ausgeschlossen sind.

Die Misch-FlächG erlaubt die Aufwärts-übertragung, eines erzeugten Bildes zum Kollimationsspiegel. Der Spiegel reflektiert dieses Bild zurück zur Misch-Fläche, die ihrerseits das erzeugte Bild durch das hintere Fenster des Blockes zum Auge des Beobachters reflektiert. Die Misch-Fläche erlaubt auch die übertragung des Hintergrund-Beobachtungsfeldes vom vorderen Fenster des Blockes zum hinteren Fenster, wodurch so das Hintergrund-Beobachtungsfeld mit dem erzeugten Bild gemischt wird, um ein gemischtes Bild für einen Beobachter zu erzeugen.

Der Block ist nach unten zur Bronnebene des Kollimationsspiegels ausgedehnt. Da der Block transparent ist, stört er nicht merklich den unteren Teil des Beobachtungsfeldes des Beobachters. Daher kann durch Ausdehnen des

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Blockes nach unten zur Kollimationsspiegel-Brennebene und Sichern des Bilderzeugers am Block in diesem Punkt eine geringste optische Verzeichnung erzielt v/erden.

Alternativ kann der untere Teil des Blockes ein Prisma enthalten, das die relative Stellung der Brennebene ändert, wodurch der Bilderzeuger in eine andere Lage als direkt unter dem Block selbst gebracht werden kann.

Das erfindungsgemäße Aufachsen-Optik-Sichtgerät in Kopfhöhe für feste Installationen, Fahrzeuge oder Flugzeuge' verwendet einen einzigen Block aus transparentem Akryl, dessen Oberseite gekrümmt und beschichtet ist, um einen Kollimationsspiegel zu bilden. Der Block selbst besteht aus zwei Hauptteilen, die mit einem transparenten Bindematerial vereinigt sind, wobei die entstehende Zwischenfläche eine Misch-Fläche bildet. Ein erzeugtes Bild wird von der Brennebene des Kollimationsspiegels nach oben durch die Misch-Fläche übertragen; dann wird es nach unten durch den Kollimationsspiegel zurück zur Misch-Fläche reflektiert, die ihrerseits zum Mischen des erzeugten Bildes mit einem Hintergrund-ßeobachtungsfeld dient. Das gemischte Bild wird durch einen Beobachter über ein rückwärtiges Fenster des Blockes beobachtet. Optische Aberrationen werden verringert, indem der Block zur Brennebene des Kollimationsspiegels ausgedehnt wird, wo ein Bilderzeuger angeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine linke Seitensicht eines Bild-Misch-Blocks,

Fig. 2 eine Draufsicht dos Bild-IIisch-Blocks,

Fir. 3 den Blick des rechten Auges des Beobachters zu der durch den Bild-Misch-lUock erzeugten Anzeige,

Fig. k eine linke Seitensicht eines Bild-Misch-

Blocks mit einem Prisma zum Ändern der Lage des Bilderzeugers,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Bild-Misch-Blocks in einem Flugzeug-Cockpit,

Fig. 6 einen Bild-Misch-Block mit aufgespannter Optik, und

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Bild-Misch-Blocks mit dem Bilderzeuger rechtwinklig zur Beobachtungsrichtung.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Bild-Misch-Blocks. Die Oberseite 10 des Blocks ist eine gekrümmte Fläche, die einen Teil einer Kugel bildet und mit einer dünnen Lage aufgedampften Aluminiums beschichtet ist, um eine Spiegelflüche mit einer Reflektivität von ungefähr 90 % zu bilden. Diese sphärische Fläche bildet den Kollimationsspiegel. Der Block selbst besteht aus einem oberen Teil 12 und einem unteren Teil I¹J, die durch eine Misch-Fläche 16 verbunden sind. Die Misch-Fläche 16 besteht aus einer Strahlteiler-Beschichtung mit Teilmetallisierung oder vorzugsweise einem Dielektrikum auf einer der Verbindungsflächen. Der obere und der untere Teil des Blockes sind dann mit einem im wesentlichen transparenten Bindematerial verbunden, das mechanisch die beiden Teile des Blockes aneinander befestigt und optisch Leerstellen an der Zwischenfläche füllt, um unerwünschte Reflexionen zu verhindern. Um unerwünschte Reflexionen

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weiterhin möglichst klein zu machen, ist es vorteilhaft, daß das Bindematerial einen Brechungsindex ähnlich dem Brechungsindex des Blockes oder eine Dicke von einigen Wellenlängen des Lichtes oder beides aufweist, um Interferenzmuster zu verhindern. Die Strahlteiler-Beschichtung ist so bemessen oder zugeschnitten, daß der gewünschte Reflexionsgrad erzielt wird, wenn sie den Block einerseits und das Bindematerial andererseits berührt und unter einem geeigneten Einfallswinkel beobachtet wird. Ein derartiger Strahlteiler wird als Binde-Strahlteiler bezeichnet und ist an sich bekannt. Beim bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist ein dielektrischer Strahlteiler auf den oberen Teil 12 des Blockes aufgetragen, und der obere und der untere Teil sind dann mit einem klaren Epoxydharz verbunden. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die optische Funktion des Bindematerials durch zahlreiche Flüssigkeiten, Halb-Festkörper, Fette usw., erfüllt werden kann; die mechanische Befestigung der Blockteile kann auch durch andere Einrichtungen erfolgen, v/ie z. B. durch eine äußere Verspannung, um die beiden Teile des Blockes aneinander zu befestigen.

Der Misch-Block hat auch ein vorderes Fenster 18, das auf ein Hintergrund-Beobachtungsfeld gerichtet ist, wie z. B. auf eine Start- und Landebahn, auf der ein Flugzeug mit dem Sichtgerät in Kopfhühe zu landen beabsichtigt, und ein hinteres Fenster 20, durch das ein gemischtes Bild des Hintergrund-Boobachtungsfeldes und ein erzeugtes Bild durch den Beobachter betrachtet wird, dessen Auge 21 dargestellt ist.

Der untere Teil des Blockes enthält das Brennebenen-Fenster 22, das der Brennebene 2^l\ des Kollimationsspicgels 10 zugerichtet ist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die optische Achse 26 dos Kollimationsspiegels 10 etwas zum rechten Winkel 29 mit der Vorwärts-

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Beobachtungsachse 28 geneigt. Die genaue Winkelversetzung wird so gewählt, daß die Behinderung odor Abschirmung zur Vorwärts-Beobachtung durch den Kollimationsspiegcl 10 möglichst kloin gemacht wird. Fine Kehr kleine Abschirmung oder Behinderung der Vorwärts-Beobachtung infolge des Kollimationsspiegels 10 ist durch einen Winkel 30 dargestellt. Da der Spiegel 10 selbst das Ergebnis einer sehr dünnen Beschichtung ist, sei darauf hingewiesen, daß die Behinderung oder Abschirmung des oberen Teiles des Beobach tungsfeldes des Beobachters sehr klein ist.

In Normalbetrieb grenzt ein (nicht dargestellter) Bilderzeuger (vgl. den Projektor in der US-PS 3 816 005) an das Brennebenen-Fenster 22 an und erzeugt ein Bild, das zahlreiche gewünschte Eingangssignale darstellen kann, wie z. B. Waffen-Visiersignale oder ein Symbol, das einen Landepunkt auf einer Start- und Landebahn angibt. Zusätzlich können zahlreiche andere Bilderzeuger verwendet werden, wie z. B. eine rechnergesteuerte Elektronenstrahlröhre, um eine Anzeige zu erzeugen, oder sogar ein einfaches, von hinten beleuchtetes Fadenkreuz kann einen Wert als Bilderzeuger angeben. Um die Auswirkungen der sphärischen Aberration auf das erzeugte Bild infolge des flachen Brennebenen-Fensters 22 möglichst kloin zu machen, ist es vorteilhaft, den unteren Flock l'l so nahe als möglich an den Bilderzeuger in der Brennebene 2*1 heranzubringen. Dies beruht darauf, daß die durch das flache Brennebenen-Fenster erzeugte Aberration umso r^'^^r ist, je größer der Abstand zwischen dem Bilderzeuger und dem Brennebenen-Fenster ist. Vorzugsweise liegt daher das Brennebenen-Fenster am Bilderzeuger in der Brennebene 2'I an. Anstelle den Bilderzeuger am Brennebenen-Fenster 22 anliegen zu lassen, kann jedoch auch ein flaches Brennebenen-Fenster verwendet v/erden, das von der Brennebene beabstandet ist, und die sich ergebende Aberration kann angenommen werden, oder es kann ein konkaves Brennebenen-Fenster vorgesehen werden, um diese Aberration zu verringern.

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Wie durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist, verläuft ein durch den Bilderzeuger erzeugter typischer Lichtstrahl 32 durch das Brennebenen-Fenster 22 und durch die Misch-Fläche 16, um nach unten durch den Kollimationsspiegel zu einem Punkt 34 auf der Misch-Fläche 16 reflektiert zu werden. Im Punkt 3¹J wird der Bildstrahl mit einem das Hintergrund-Beobachtungsfeld darstellenden Lichtstrahl 36 zu einem Misch-Bildstrahl 38 gemischt. Es ist dieser Misch-Bildstrahl 38, der vom Beobachter wahrgenommen wird, dessen Augen auf unendliche Entfernung fokussiert sind, um das Hintergrund-Beobachtungsfeld mit dem erzeugten Bild als integralem Bestandteil zu ergeben.

Ein anderer wesentlicher Vorteil dieses Geräts beruht darauf, daß der Kollimationsspiegel 10 äußere Lichtstrahlen von Lichtquellen in Kopfhöhe, wie z. R. der Sonne oder Instrumenten-Leuchten, am Eintreten in das Gerät wie bei brechenden Geräten hindert. Ohne diesen Schutz kann Licht von der Sonne, das auch eine sehr leistungsstarke Wärmequelle sein kann, in das Gerät eintreten und den Bilderzeuger beschädigen oder zerstören, uobei unerwünschte Bilder in der Brennebene erzeugt werden. Tatsächlich erfordern zahlreiche herkömmliche Geräte einen speziellen Aufbau mit Wiirmekompensation, um eine Beschädigung oder Zerstörung der Bilderzeuger durch das Sonnenlicht zu verhindern.

Fig. 2 zeigt das sehr kleine Seiten-Beobachtungsfeld des Beobachters, das durch den Misch-Block abgeschirmt ist, da die Seiten 42 und 44 des Blockes im wesentlichen parallel zum Beobachtungsfeld des Beobachters ausgerichtet sind. Wenn das rechte Auge 40 als Beispiel genommen wird, schirmt die rechte Seite 42 des Blockes das Beobachtungsfeld des rechten Auges um weniger als 1° und die linke Seite des Blockes lediglich um ca. 1,5° das Beobachtungsfeld des rechten Auges ab. Die Seiten-Sicht des linken Auges ist entsprechend um weniger als

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1° abgeschirmt, während die Abschirmung durch die rechte Seite *J2 des Blockes ca. 1,5° beträgt. Daraus folgt, daß die gemischte Beobachtung beider Au;;en eine Abschirmung der Seiten-Sicht von weniger als 1° aufweist.

Vorteilhafte Eigenschaften v/erden mit einen Gerät mit folgenden optischen Parametern erzielt: Das vordere Fenster 18 hat eine Breite von 20,8 cm; das hintere Fenster 20 hat eine Breite von 17,3 cm; der Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Fenster beträgt 11,2 cm; das Vertikal-Beobachtungsfeld 46 (vgl. Fig. 1) hat 16°; der Krümmungsradius des Kollimationsspiegels 10 beträgt ^5»7 cm. Bei diesem bestimmten Ausführungsbeispiel wird ein Krümmungsradius von ^b>7 cm gewählt, um die Größe der Brennebene 2k zu verringern. Insbesondere wird der kugelförmige oder sphärische Kollinationsspiegel bei normalem liinfall auf seine Oberfläche beobachtet. Wenn der Brechungsindex am hinteren Fenster und am Block N = 1,^9 beträgt, befindet sich der Beobachter ca. 22,9 cm vom hinteren Fenster entfernt. Jedoch tritt keine ernste Verschlechterung der Kollimation des Bildes auf, wenn der Beobachter sich zurück nach 30,'j cm bewegt, was für bestimmte Betriebsumgebungen geeigneter ist, wie z. B. das Cockpit eines Flugzeuges. Daher sind die obigen Abmessungen des Bild-Misch-Blockes für einen Beobachter angegeben, der 30,') cm vom hinteren Fenster entfernt ist und zusätzlich einen seitlichen Abstand von 6,3 cm zwischen den Augen hat. Diese Abmessungen sind für ein Optik-Sichtgerät vorteilhaft, das insbesondere in Flugzeug-Lande-Anflugsystemen verwendet wird, bei denen ein relativ weites Seiten-Beobachtungsfeld dem Wind entgegengedrehte Anflüge erleichtert. Bei Waffen-Abschuß-Visiergeräten erfolgt andererseits die Beobachtung von weiter hinten im Cockpit und erfordert ein geringeres Seiten-Beobachtungsfeld. In diesem Fall kann das hintere Fenster 20 höher und nicht so breit oder weit sein.

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Fig. 3 zeigt das Beobachtungsfeld vom rechten Auge ^O des Beobachters beim Aufachsen-Optik-Sichtgerät. Wie oben erläutert wurde, schirmt der Kollimationsspiegel 10 wegen seiner Anordnung sehr wenig den oberen Teil des Beobachtungs feldes des Beobachters ab. Entsprechend schirmt die rechte Seite Ί2 des Blockes nahezu überhaupt nicht das Beobachtungs feld vom rechten Auge HO des Beobachters ab; auf gleiche Weise schirmt die linke Seite 4Ί des Blockes sehr wenig das Beobachtungsfeld des Beobachters ab. Zusätzlich braucht bei diesem AusfUhrungsbeispiel das Außen-Beobachtungsfeld des Beobachters unter dem Hauptteil 12 des Blockes nicht abgeschirmt zu werden, da (vgl. Fig. 1) die Kensterflache 50 parallel zur Fläche des vorderen Fensters 18 für ungestörte Vorwärts-Beobachtung angeordnet sein kann. Es ist auch vorteilhaft, die Seiten Ί2 und 4Ί des Blockes mit einem nichtreflektierenden Material zu versehen, um Reflexionen vom Block weg zu verringern.

Es ist auch vorteilhaft, daß eine Einrichtung vorgesehen wird, um das Brennebenen-Fenster 22 und die Brennebene 2k in eine von Fig. 1 abweichende Stellung auszurichten. In diesem Fall ist eine Einrichtung erforderlich, die die Richtung des erzeugten Bildes bei möglichst geringer Störung ändert. Eine Abwandlung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist hierzu in Fig. Ί dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Teil 1Ί des Blockes ein Prisma 52, anstelle wie in Fig. 1 den gesamten Strahlengang nach unten zur Brennebene 2k zu richten. Das Prisma 52 verlegt die Brennebene 24' des Spiegels 10 und das Brennebenen-Fenster 22' vor den Block, so daß der Bilderzeuger in einer geeigneteren Stellung vorgesehen werden kann, wie z. B. hinter der Instrumenten-Anzeigetafel eines Flugzeuges. Der Bilderzeugor kann auch an zahlreichen Stellen vorgesehen werden, indem lediglich ein geeignetes Prisma oder geeignete Prismen gewählt werden. Wenn der Einfallswinkel 5Ί der zum Spiegel 10 zu reflektie-

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renden Lichtstrahlen angemessen gewählt ist, reicht die innere Reflexion aus; im anderen Fall kann die reflektierende Fläche 56 versilbert oder beschichtet werden, um eine angemessene Reflexion zu erzeugen. Es ist auch vorteilhaft, das Prisma 52 mit einer Ausdehnung des Blockes I^ zu vereinigen (vgl. die Strichlinien in Fig. Ό , indem die Spiegelfläche 56 durch eine Hisch-Fläche ersetzt wird, wie z. B. einen zusammengefügten Strahlteiler ähnlich der Misch-Fläche 16, damit eine Doppelquelle der erzeugten Bilder vorhanden ist. Z. B. können dadurch zwei Bilderzeuger alternativ oder gleichzeitig verwendet werden, wie z. B. eine Elektronenstrahlröhre, zum Erzeugen einer Ziel-Information und ein von hinten beleuchtetes Fadenkreuz zum Erzeugen einer Reserve-Ziel-Information.

In Fig. 5 ist ein Bild-Ilisch-Block 58 ähnlich zu Fig. H für Flugzeug-Cockpit-Umgebung dargestellt. Der Bild-Hisch-Block 58 in Fig. 5 hat einen Kollimationsspiegel 10, eine Misch-Fläche l6, ein vorderes Fenster 18, ein hinteres Fenster 20, οin Bildfenster 22 in der Brennebene des Kollimationsspiegels 10 und eine reflektierende Fläche 56. Lichtstrahlen vom Hintergrund-Beobachtungsfeld treten in das vordere Fenster 18 des Bild-Ilisch-Blockes 18 durch die Flugzeug-Schutzscheibe 60 ein. Ein Bilderzeuger 62 mit z. B. einer Elektronenstrahlröhre 63 ist am Bildfenster 22 des Bild-Hisch-Blockes ^cj3 befestigt. Im Cockpit ist eine Instrumenten-Anzeigetafel 6^;t für die verschiedenen Fluginstrumente, v/ie z. Ii. uinen Ilöhen-Leit-Anzeiger 66, und andere Anzeige-Instrumente vorgesehen, die durch das Bezugszeichen 68 angedeutet sind. Eine C-eschützkamera 70 bildet ebenfalls gewöhnlich einen Teil der Cockpit-Umgebung. Der Bild-Misch-Block 58 ist auf einem getrennten Träger vorgesehen, der nicht dargestellt ist. Die Lage des Piloten im Cockpit ist durch das Bezugszeichen 72 angedeutet. Eine Strichlinie 7'< zeigt die Grenze der Schleuderkabine, die in Kampfflugzeugen für die Konstruk-

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tion von großer Bedeutung ist. Aus der Fir,· 5 folgt, daß der Rild-Misch-Block 58, der eine reflektierende Fläche 56 zum Ausrichten der Brennebene des Kollimationsspiegels 10 in Vorwärts-Richtung näherungsweise rechtwinklig zur Achse des Kollimationsspiegels 10 hat, im wesentlichen die gleichen Vorteile bei Sichtgeräten in Kampfflugzeugen ermöglicht. Z. B. stört der Bild-Misch-Block 58 in Fig. 5 sehr wenig die Flugzeug-Instrumente 66 und 68; er läßt Platz für eine bequeme Anordnung der Geschützkamera 70; er erfordert einen kleinen Träger im Beobachtungsfeld des Piloten, während gleichzeitig ein praktisches Sichtgerät in Kopfhöhe mit ausreichendem Beobachtungsfeld ermöglicht wird.

In den meisten modernen Kampfflugzeugen erfordern die Waffen-Abschuß-Visiersysteme ein Beobachtungsfeld oder eine Apertur f von etwa 20° und müssen zusätzlich vor der Schleuderkabine 7¹» angeordnet sein. Herkömmliche Sichtgeräte in Kopfhöhe für Waffen-Visiersysteme benötigen ein beträchtliches Volumen der optischen Kollimationslinsen in brechenden Geräten oder optische Bauelemente, wie z. B. Spiegel und Misch-Platten zusammen mit Trägern in reflektierenden Geräten, die zwingend außerhalb dem Vorwärts-Beobachtungsfeld des Piloten 72 vorgesehen sein müssen. Auch führen dio Forderungen an den Aufbau und die Optik der optischen Bauelemente bei den herkömmlichen Sichtgeräten in Kopfhöhe gewöhnlich zu einer Entfernung eines Teiles der Instrumenten-Anzeigetafel 6*1, wodurch beträchtlich die Anordnung der Flugzeug-Instrumente 66 und gestört wird. Wegen dieser Einschränkungen haben die herkömmlichen Sichtgeräte in Kopfhöhe eine kleinere Sicht-Apertur als das durch den Bilderzeuger erzeugte Beobachtungsfeld, :3o daß eine starke Kopfbewegung des Piloten erforderlich ist, um das gesamte benötigte Beobachtungsfeld zu überdecken. Wenn der Pilot seinen Kopf um mehr als 2,5 oder 5 cm bewegen muß, ist dies in Kampfflugzeugen wegen der hohen

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"g"-Kräfte ein beträchtlicher Nachteil, da der Pilot oft sehr schwierig oder garnicht seinen Kopf ausreichend bewegen kann, um das gesamte Beobachtungsfeld in dichten Wiederholungen zu überblicken.

Die optischen Eigenschaften des Bild-Misch-Blockes 58 der Fig. 5 sind in Fig. 6 in aufgespannter Form dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 6 die Bild-Misch-Fläche l6 der Fig. 5 weggelassen. Der linke Abschnitt des Blockes 7^ liegt am Bilderzeuger 62 an und hat eine Länge gleich der Brennweite F des Spiegels 10. Die Brennweite F des Spiegels 10 ist gleich dem halben Krümmungsradius R des Kollimationsspiegels 10. Der Durchmesser d der Brennebene des Kollimationsspiegels beim Bildfenster'22 ist gleich dem halben Spiegel-Durchmesser D des Kollimationsspiegels 10. Der rechte Teil des Misch-Blockes der Fig. 6 stellt den Teil des Misch-Blockes dar, der die Lichtstrahlen vom Kollimationsspiegel 10 zum hinteren Fenster 20 überträgt. In Fig. 6 stellt der Punkt C die Krümmungsmitte des Kollimationsspiegels 10 dar, und der Punkt C gibt die scheinbare oder optische Mitte der Krümmung des Kollimationsspiegels 10 an. Die scheinbare Mitte der Krümmung C ist näher beim hinteren Fenster 20 wegen der Brechung der ebenen Fläche des hinteren Fensters 20. Die optischen Eigenschaften der BiId-Misch-Blöcke 58 der Fig. 5 und 6 können durch mehrere Gleichungen beschrieben werden. Z. B. gibt der Durchmesser D des Kollimationsspiegels 10 die Größe des Bilderzeugers 62 beim Fenster 22¹ an, da der Durchmesser d der Brennebene des Spiegels gegeben ist durch:

Wegen der brechenden Eigenschaft des Materials der Misch-Blöcke 58 steht der Durchmesser D des Kollimations-

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spiegeis 58 im Zusammenhang mit dem Radius R des Kolli mationsspiegels 58, dem Feldwinkel f (gemessen in rad) und dem Brechungsindex N durch die folgende Gleichung für kleine Winkel um die optische Achse des Spiegels 10, was im wesentlichen der achsnahe Bereich der Optik ist:

η ^Rf
D =

Damit ist die Brennweite F, die bei sphärischer Geometrie gleich dem halben Krümmungsradius R des Spiegels ist, gegeben durch:

F N

Daher ist das Längenverhältnis der Brennweite F des Kollimationsspiegels 10 zum Durchmesser D des Spiegels ungefähr gegeben durch N/2f. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß für ein vergleichbares Gerät mit diskreten Bauelementen der Term N in den obigen Gleichungen und Beziehungen nicht vorliegt, und als Ergebnis ist das Längenverhältnis der Festkörper-Optik der Fig. 5 und 6 um einen Faktor N größer als ein offenes Gerät.

Ein Vorteil der Festkörper-Optik der Fig. 5 liegt in einem Sichtgerät in Kopfhöhe mit größerem Längenverhältnis, das damit für einen gegebenen Bilddurchmesser d und Feldwinkel f eine um einen Faktor N größere Brennweite haben kann, wodurch der Bilderzeuger 62 außerhalb des Beobachtungsfeldes und weiterhin hinter der Instrumenten-Anzeigetafel 7¹* angeordnet werden kann, wodurch die Störung mit den Instrumenten 66 und 68 verringert wird. Z. B. kann in einem Bild-Mischer aus Akrylharz mit einem Brechungsindex N = - 1,^9 die Brennweite F

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so groß wie bei einem vergleichbaren System mit diskreten Bauelementen sein. Damit ermöglicht für einen gegebenen Feldwinkel f die Festkörper-Optik oder der Bild-Mischer 58 eine größere Flexibilität bei der Auswahl eines kleineren Spiegeldurchmessers D und damit des Durchmessers d eines erzeugten Bildes zusammen mit einer größeren Brennweite F für eine bestimmte Cockpit-Umgebung aufgrund der brechenden Eigenschaften des Blockes 58. D. h., der Bilddurchmesser d und die Brennweite F können für ein gegebenes Beobachtungsfeld f größer als bei einem ähnlichen System mit getrennten optischen Bauelementen sein. Ein anderer Vorteil dieser vergrößerten Brennweite F liegt darin, uaß ein ausreichender Abstand zwischen dem Kollimationsspiegel 10 und der Brennebene 22 gewährleistet ist, um die reflektierende Fläche 56 der Fig. 5 einzuführen, so daß der Bilderzeuger hinter dem Hauptteil des Bild-Misch-Blockes 58 angeordnet werden kann. Dies ist ein sehr wesentlicher Vorteil gegenüber dem offenen reflektierenden Gerät (vgl. US-PS 3 5^7 522), da für einen Feldwinkel f von 20° keine ausreichende Brennweite in einem offenen Gerät vorliegt, um die reflektierende Fläche 56 zu verwenden, wodurch die Anordnung des Bilderzeugers 62 hinter dem Block wie in Fig. 5 verhindert wird. Daher ermöglicht das große Längenverhältnis des geschlossenen Gerätes ein reflektierendos Gerät mit einem Feldwinkel von 20° oder mehr, wobei der Bilderzeuger 62 hinter dem Bild-Misch-Block anstelle vor diesem vorgesehen werden kann.

Für Sichtgeräte in Kopfhöhe mit einem bestimmten Wert der sphärischen Aberration A hat die Festkörper-Optik oder der Misch-Block 58 einen bedeutenden Vorteil gegenüber einem Gerät mit getrennten optischen Bauelementen. Die Aberration A des Geräts der Fig. 6 kann durch die folgende Gleichung angegeben werden:

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-jj— = 2 sin —tr- " tan

,V

- 5R

mit Y = Abstand, mit dem ein Strahl 6Ί die scheinbare Krümmungsmitte C* aufgrund der sphärischen Aberration verfehlt.

Da sich in der obigen Gleichung A im wesentlichen mit der dritten Potenz des Einfallswinkels I zum Spiegel 10 ändert und da der Einfluß der ebenen Fläche des hinteren Spiegels 10 die Aberration mit dem Faktor N multipliziert, kann die sphärische Aberration einer Optik durch die folgende Gleichung angegeben worden:

A = kl³ = k N I³

mit k = Konstante, und

I = Einfallswinkel im Bild-Misch-Block 58, sowie I = Einfallswinkel in einem offenen Gerät mit get rennt en Baue1ement en.

Da der Einfallswinkel in direkter Beziehung zum Krümmungsradius des Spiegels steht, können die Krümmungsradien für zwei Geräte mit gleichen sphärischen Aberrationen durch die folgende Gleichung angegeben werden:

R =

mit R = Krümmungsradius für einen Kollimationsspiegel in einem Gerät mit getrennten Bauelementen.

Als Ergebnis hat der Kollimationsspiegel einen größeren Radius R und damit eine Brennweite F im Misch-Dlock 58 um

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2β

einen Faktor ~γΝ für ein Gerät mit gleicher Sphärischer Aberration. Für Geräte mit gleichen Radien R und R wird der Einfluß der sphärischen Aberration auf das im Gerät erzeugte Bild in den Festkürper-Geräten der Fig·. 5 und verringert. Da weiterhin der Durchmesser D des Kollimationsspiegels in folgendem Verhältnis zum Krümmungsradius R des Spiegels steht:

^D - Ει st die Beziehung zwischen dem Durchmesser D eines Gerätes mit getrennten optischen Bauelementen und dem Durchmesser D des Spiegels 10 im Misch-Block 58 für gleiche Aberration gegeben durch:

Da der Durchmesser d der Brennebene 22 in direkter Beziehung zum Spiegeldurchmesser D steht, kann die Brennebene 22 des Bild-Misch-Blockes 58 der Fig. 5 um einen Faktor -^yN/N gegenüber einem Gerät mit getrennten Bauelementen für gleiche Beobachtungsfelder f und Aberration A verringert werden.

Zusätzlich zu einer wesentliehen Flexibilität bei der Konstruktion ermöglicht die Verwendung einer Festkörper-Optik, wie z. B. des Kollimationsblockes 58 der Fig. 5, ein Sichtgerät in Kopfhöhe, das eine größere Brennweite F und einen kleineren Spiegeldurchmesser D als ein offenes Gerät für gleiche Feldwinkel f und Aberration A hat.

Ein anderer sehr wesentlicher Vorteil des Misch-

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Blockes 58 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Lage der schein baren Krümmungsmitte C^f ist ungefähr gegeben durch:

Wie in Pip,. 5 dargestellt ist, liegt die vorteilhafteste Beobachtungsstelle etwas hinter der scheinbaren Krüitmiuncsmitte C, so daß das erzeugte Bild mit einer möglichst geringen sphärischen Aberration beobachtet wird. Die bevorzugte Beobachtungsstelle ist hinter der scheinbaren Krümmungsmitte C, wo der Pilot 72 das gesamte Beobachtungsfeld überblicken kann, indem er seinen Kopf lediglich um etwa 2,5 cn bewegt. Beim bevorzugten AusfOhrungsbeispiel in den Pig. 5 und 6 sollte die Länge W so klein als möglich gemacht werden, solange eine ausreichende Länge vorgesehen ist, um den Spiegel 10 zu umfassen. In einem Gerät mit einem Beobachtungsfeld f von 20° liegt das hintere Fenster 20 in einen Abstand V, der ungefähr ein Drittel der optischen Entfernung von der scheinbaren Krüimnungsmitte C* zum Kollimationsspiegel 10 ist. Damit ist die optische Entfernung von der Stelle des Beobachters 72 zum Kollimationsspiegel 10 mehr als dreimal so groß als die optische Entfernung W vom hinteren Fenster 20 zum Kollimationsspierel 10, da die bevorzugte Lage des Beobachters 72 hinter der optischen Erömmungsmitte C (vgl. Fig. 5) ist.

Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Hier ist das Prisma 52 rechtwinklig zur Beobachtungsrichtung versetzt. Dies ist vorteilhaft, da der Bild-Hisch-Block 58 um die Achse 66 des Bilderzeugers 62 gedreht werden kann, so daß der Block 58 außerhalb des Sichtfeldes untergebracht werden kann, indem er lediglich nach unten und vom Beobachter weggedreht wird. Entweder kann das Bildfenster 22 des Prismas 52 UM den Bilderzeuper 62 gedreht oder der Bilderzeuger

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kann am Prisma befestigt und mit dem Block 58 gedreht v/erden. Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel ist in zahlreichen Anwendungsfällen vorteilhaft, wie z. B. bei einem Sichtgerät in Kopfhöhe für den Tankerrohr-Bediener in Tankflugzeugen, in denen es wünschenswert sein kann, das Sichtgerät in Kopfhöhe aus dem Peobachtungsfeld des Beobachters zu entfernen.

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Claims

1. Optisches Sichtgerät in Kopfhohe mit Optik für Bilderzeuger,

gekennzeichnet durch

einen Bild-Misch-Rlock einschließlich eines Bildfensters (22) auf der Unterseite des Blocks zum Eintreten von Lichtstrahlen vom Bilderzeuger (62),

einen im wesentlichen kugel förmigen KoI Ii mat ions spiegel (10) auf der Oberseite des Blocks zum Kollimieren der erzeugten Bild-Lichtctrnhlen,

ein vorderes Fenster (18) zum Eintreten von Lichtstrahlen von einem Hintergrund-Beobachtungsfeld,

eine Misch-Pläche (16) zum Mischen eines Hintergrund-Beobachtungsfeldes mit den kollimierten Bild-Lichtstrahlen, -lie vom Kollimationsspiegel (10) reflektiert sind, und

ein hinteres Fenster (20) zum Beobachten des gemischten Bildes, wobei das Bildfenster (22) in der Brennebene des Kollimationsspiepels (10) liegt und im allgemeinen senkrecht zur optischen Achse des Kollimationsspiegels (10) angeordnet ist.

2. Sichtgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die obere Flä'che des Blockes als Teil einer Kugel mit einem vorbestimmten Radius gestaltet, int, um den Kollimationsspiegel (10) zu bilden.

3. Sichtgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Misch-Flächo (16) die Zwischenfläche zwischen zwei getrennten Teilen des Misch-Blockes ist, wobei die Teile aneinander mittels eines Bindematerials befestigt sind, das auf eine oder beide Flächen der Zwischen flache aufgetragen ist.

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4. Sichtgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Flock aus wenigstens zwei p-etrennten Teilen besteht, und

daß die Misch-Fläche (16) aus der Zwischenfläche der retrennten Teile besteht und r,o ausgerichtet ist, daß wenigstens ein Teil der Lichtstrahlen vom vorderen Fenster (18) zum hinteren Fenster (20) übertragen und gleichzeitig ein Bild vom Kollimationsspiegel (10) zum hinteren Fenster (20) reflektiert wird.

5. Sichtgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die optische Achse des Kollimationsspiecels (10) etwas zu einer senkrechten Lage in Bezug auf eine Linie vom Auge des Beobachters (72) zur Mitte des Hintergrund-Beobachtungsfeldes versetzt ist, wodurch die Abdeckung des oberen Beobachtungsfeldes des Beobachters (72) durch den Spiegel (10) möglichst klein gemacht wird.

6. Sichtgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekonnzeichnet,

daß der Block mit Seiten im wesentlichen parallel zum seitlichen Beobachtungsfeld des Beobachters (72) ausgeführt ist, wodurch die Abdeckung des seitlichen Beobachtungsfeldes des Beobachters durch die Seiten möglichst klein gemacht wird.

7. Sichtgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bildfenster (22) in der Brennebene am Bilderzeuger (62) anliegen.

8. Optisches Sichtgerät in Kopfhöhe mit Optik für Bilderzeuger,

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Gekennzeichnet durch

einen Bild-Misch-Block einschließlich

eines Bildfensters (22) auf der Unterseite des Blocks zum Eintreten von Lichtstrahlen vom Bilderzeuger (62),

eines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der Oberseite des Blocks zum Kollimieren der Bild-Lichtstrahlen,

eines vorderen Fensters (18),

einer Misch-Fläche (16) zum Mischen eines Hintergrund-Beobachtungsfeldes vom vorderen Fenster (18) mit dem kollimierten Bild,

eines hinteren Fensters (20) zum Beobachten des gemischten Bildes, und

einer reflektierenden Fläche zwischen dem Kollimationsspiegel (10) und dem Bildfenster (22),

wobei das Bildfenster (22) in der optischen Brennebene des Kollimationsspiepels (10) liegt und das erzeugte Bild zur reflektierenden Fläche überträgt, von der es zum Kollimationsspiegel (10) reflektiert wirr].

9. Sichtgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die reflektierende Fläche unter einem Winkel von ungefähr ^5° zur optischen Achse des Kollimationsspiepels (10) angeordnet ist.

10. Bild-Misch-Block für Flugzeup-Optik-Sichtgerät in Kopfhöhe,

gekennzeichnet durch

einen ersten Teil und einen zweiten Teil, die aneinander befestigt sind, wobei die sich ergebende Zwischenfläche eine Misch-Fläche (16) bildet,

einen Kollimationsspiegel (10) auf der oberen Fläche des Blockes zum Kollimieren der Lichtstrahlen vom Bilderzeuger (62),

ein vorderes Fenster (18) zum Eintreten von Licht, das ein Ilintergrund-Beobachtungsfeld darstellt,

ein Bildfenster (?2) auf der unteren Seite des Blockes in der optischen Brennebene des Kolliir.ationsspiegels (10) im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Kollimationsspiegels (10) zum Eintreten eines erzeugten Bildes, und

ein hinteres Fenster (20) zum Beobachten des Hintergrund-ßeobachtungsfeldes mit dem erzeugten Bild, das darin mittels des Spiegels (10) und der Misch-Fläche (16) zusammengefaßt ist.

11. BiId-Misch-Block nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die optische Achse des Spiegels (10) von der rechtwinkligen Lage zur Vorwärts-Peobachtungsachse des Blockes versetzt ist, um die Abdeckung der Vorwärts-Beobachtung durch den Spiegel (10) möglichst klein zu machen.

12. BiId-Misch-Block nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Block mit jeder Seite im wesentlichen parallel zu einer Linie angeordnet ist, die ein seitliches Beobachtungsfeld darstellt, das vom Beobachtungspunkt eines Beobachters (72) ausgeht, um die soitliche Abdeckung des Beobachtungsfeldes zu verringern.

13· Bild-Misch-Block nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

eine reflektierende Fläche optisch zwischen dem Kollimationsspiegel (10) und dem Bildfenster (22), v/obei die Brennebene des Kollimationsspiegels (10) nicht senk-

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recht zu dessen Achse ausgerichtet ist.

m. Bild-Misch-Block nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die reflektierende Fläche einen Winkel von ungefähr Ί5 mit der Achse des Kollimationsspiegels (10) bildet.

15. Optisches Sichtgerät in Kopfhöhe zum Mischen eines erzeugten Bildes mit einem Hintergrund-ßeobachtungsfeld,

<;ekennzeichnet durch

einen Bilderzeuger (62) zum Erzeugen eines Bildes, und

einen Bild-Misch-Block aus einem Material mit einem Brechungsindex N einschließlich:

eines vorderen Fensters (l8) zum Eintreten von Lichtstrahlen, die das Hintergrund-Beobachtungsfeld darstellen,

eines hinteren Fensters (20) im wesentlichen parallel zu und beabstandet vom vorderen Fenster (18) zum Beobachten des Hintergrund-Beobachtungsfeldes und des erzeugten Bildes,

•jines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der oberen Fläche des Bild-Misch-Blockos zum Kollimieren des erzeugten Bildes,

eines Bildfensters (22) in der optischen Brennebene des Kollimationsspiegels (10) nahe gegonüber dem Bilderzeuger (62),

wobei das Längenverhältnis der Brennweite F des Kollimationsspiegels (10) zum Durchmesser D des Kollimationsspiegels (10) ungefähr gleich N/2 f ist,

mit f = gewünschter Feldwinkel des Sichtgeräts und

einer Misch-Fläche (l6) zwischen dem vorderen Fenster (18) und dem hinteren Fenster (20) zum Mischen des

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erzeugten Hildes mit dem lüntergrund-Beobachtungsfeld.

16. Sichtgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

daß sich das hintere Fenster (20) nach hinter vorn vorderen Fenster (18) erstreckt, so daß die scheinbare Krümmungsmitte des Kollimationsspiegels (10) vor einer vorbestimmten Beobachtungsstelle liegt.

17. Sichtgerät nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,

'laß das hintere Fenster (20) ungefähr ein Drittel der optischen Entfernung von der scheinbaren Krümmungsmitte des Kollimationsspiegels (10) zum Kollimationsspiegel (10) optisch vom Kollimationsspiegel (10) entfernt ist.

18. Sichtgerät nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß das hintere Fenster (20) weniger als ein Drittel der optischen F.ntfernung zu einem vorbestimmten Beobachtungspunkt vom Kollimationsspiegel (10) optisch vom Kollimationsspiegel (10) entfernt ist.

19. Optisches Sichtgerät in Kopfhöhe mit einem Feldwinkel f zum Mischen eines erzeugten Pi] des mit einem Hintergrund-Beobachtungsfeld,

rekennzeichnet durch

einen Bilderzeuger (62) für das erzeugte PiId, und

einen Bild-Misch-Block aus einem lichtdurchlässigen Material mit einem Brechungsindex "J einschließlich:

eines vorderen Fensters (18) zum Eintreten des Hintorgrund-Beobachtungsfeldes,

eines hinteren Fenstern (20) im wesentlichen parallel zum und beabstandet vom vorderen Fenster (18) zum Beob-

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achten des Beobachtuncsfelde« und des erzeugten Bildes,

eines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der oberen Fläche des Bild-M.isch-Blocks zum Kollimieren der das erzeugte Bild darstellenden Lichtstrahlen,

einer reflektierenden Fläche im unteren Teil des Bild-Misch-Blockes,

eines Bildfensters (22), das zusammen mit der reflektierenden Fläche die das erzeugte Bild darstellenden Lichtstrahlen vom Bilderzeugor (62) zum KollimatioiiGspie-C.el (10) leitet,

wobei das Bildfenster (22) optisch in der Brennebene des Kollimationsspiegels (10) und nahe gegenüber des Bilderzeugers (62) liegt, und

einer Misch-Fläche (16) zwischen dein vorderen Fenster (18) und dem hinteren Fenster (20) zum Mischen des erzeupBildes mit dem ilintergrund-Beobachtungsfelri.

20. Sichtgerät nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Längenverhältnis der Brennweite F des Kollimationsspiegels (10) zum Durchmesser D des Kollimationsspiegels (10) ungefähr gleich N/2 f ist, mit f = Feldwinkel des Sichtgeräts.

21. Sichtgerät nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,

daß die reflektierende Fläche ungefähr einen Winkel von Ί5⁰ mit der Senkrechten von der Mitte des Kollimationsspiegels (10) und einen Winkel von ¹15° von der Ebene des Bildfensters (22) bildet.

22. Sichtgerät in Kopfhöhe zum Mischen eines erzeugten Bildes mit einem Hintergrund-Beobaehtungsfeld, wobei das gemischte Bild von einer vorbestimmten Beobachtungslage aus beobachtbar ist,

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gekennzeichnet durch

einen Bilderzeuger (62) zum Erzeugen eines Bildes, und

einen Bild-Misch-Block einschließlich:

eines vorderen Fensters (18) zum Eintreten von das Hintergrund-Beobachtungsfeld darstellenden Lichtstrahlen,

eines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der oberen Fläche des Bild-Ilisch-Blocks zum Kollimieren des erzeugten Bildes,

eines hinteren Fensters (20) im wesentlichen parallel zu und beabstandet vom vorderen Fenster (18),

wobei der optische Abstand vom Kollimationsspiegel (10) zum hinteren Fenster (20) kleiner als ein Drittel des optischen Abstandes von der vorbestimmten Beobachtungsstelle zum Kollimationsspiegel (10) ist,

eines Bildfensters (22) in der Brennebene des Kollimationsspiegels (10) nahe gegenüber dem Bilderzeuger (62), und

einer Misch-Fläche (16) zwischen dem vorderen Fenster (18) und dem hinteren Fenster (20) zum Mischen des erzeugten Bildes mit dem Hintergrund-Beobachtungsfeld.

23· Sichtgerät in Kopfhöhe zum Mischen eines erzeugten Bildes mit einem Hintergrund-Beobachtungsfeld, wobei das gemischte Bild von einer vorbestimmten Beobachtungsstelle aus beobachtbar ist,

gekennzeichnet durch

einen Bilderzeuger (62) zum Erzeugen eines Bildes, und

einen Bild-Misch-Block mit einem Brechungsindex N einschließlich:

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eines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der oberen Fläche des .Bild-Misch-Blocks zum Kollimieren des erzeugten Bildes,

eines Bildfensters (22) in der optischen Brennebene des Kollimationsspiegels (10) und nahe gegenüber dem
Bilderzeuger (62), und

einer Misch-Fläche (16) zwischen dem vorderen Fenster (18) und dem hinteren Fenster (20) zum Mischen
dos erzeugten Bildes mit dem Hintergrund-Beobachtungsfeld,

wobei der optische Abstand W vom hinteren Fenster (20) zum Kollimationsspiegel (10) entsprechend der Gleichung :

_c.-_{w +} <^c : w)

gewählt ist, mit

C = Krümmungsmittelpunkt des Kollimationsspiegels (10),

so daß die scheinbare Krümmungsmitte C¹ des Kollimationsspiegels (10) zwischen dem hinteren Fenster (20) und der vorbestimmten Beobachtungsstelle liegt.

Sichtgerät in Kopfhöhe zum Mischen eines erzeugten Bildes mit einem Hintergrund-Beobachtungsfeld,

gekennzeichnet durch

einen Bilderzeuger (62) zum Erzeugen eines Bildes, und

einen Bild-Misch-Block einschließlich:

eines vorderen Fensters (18) zum Eintreten des
Hintergrund-Beobachtungsfeldes,

oines hinteren Fensters (20) im wesentlichen parallel

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zu und beabstandet vom vorderen Fenster (18),

uines im wesentlichen kugelförmigen Kollimationsspiegels (10) auf der oberen Fläche des Bild-Misch-Dlocks,

einer Licht-Übertragungseinrichtung an der oberen Fläche des Bild-Misch-Dlocks mit einer reflektierenden Fläche und einem Bildfenster (22) in der Brennebene des Kollimationsspiegels (10), wobei der Bilderzeuger (62) am Bildfenster (22) anliegt, zum übertragen des erzeugtenBildes mittels der reflektierenden Fläche zum Kollimationsspiegel (10), wobei die Ebene des Bildfensters (22) senkrecht zur Ebene des vorderen Fensters (18) ist, und

einer Misch-Fläche (16) zwischen dem vorderen Fenster (18) und dem hinteren Fenster (20) zum Mischen des erzeugten Bildes mit dem Hintürgrund-Buobachtungsfeld.

25. Sichtgerät nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet,

uaß die Licht-Übertragungseinrichtung ein Prisma ist.

26. System nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Bilderzeuger drehbar mit der Licht-Übertragungseinrichtung verbunden ist, um die Drehung des BiId-Hisch-Blocks um den Bilderzeuger zu erleichtern.

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