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Anlage zum simulierten Schießen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum simulierten Schießen
mit einer Handfeuerwaffe, bestehend aus einem Schießziel mit einem punktförmigen
lichtemittierenden Sender und einer ein optisches Linsensystem und eine optoelektrische
Wandlereinrichtung aufweisenden waffenseitigen Empfangseinrichtung. Eine solche
Anlage ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 29 45 985.6. Bei der in dieser
Patentanmeldung beschriebenen Anlage ist das Ziel ein bewegtes 7iel, vorzugsweise
eine Wurftaube. Wurftauben herkömmlicher Art werden mit Schrot beschossen, d.h.
mit streuender Munition. Bei der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen
Anlage ist der optoelektrische Wandler eine lichtempfindliche Diode.Deren lichtempfindliche
Fläche weist eine bestimmte Mindestgröße auf, was zur Folge hat, daß beim Anvisieren
eines punktförmigen Zieles ein dort installierter punktförmiger Lichtsender auch
dann noch vom optischen System der Empfangseinrichtung auf der lichtempfindlichen
Fläche der Diode abgebildet wird, wenn mit der Waffe - allerdings nicht allzu weit
- am Ziel vorbeivisiert wird. Die optisch-elektriEche Empfangseinrichtung weist
also - wie die Munition - einen Streukegel auf. Beim simulierten Schießen auf Wurftauben
ist dies kein Nachteil, sondern erwünscht.
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Beim Schießen mit Kugeln auf Schießscheiben ist der beschriebene Streukegel
der optisch-elektrischen Empfangseinrichtung jedoch ein Nachteil. Er würde dazu
führen, daß in der Empfangseinrichtung ein Schuß auch dann noch als Treffer registriert
wird, wenn man am Ziel vorbeigeschossen hat. Der Lösung dieses Problems mit optischen
Mitteln und durch Maßnahmen an der Diode sind Grenzen gesetzt. Einer
langen
Brennweite des optischen Systems, die eine Verbesserung bringen würde, steht speziell
bei Pistolen die relativ kurze Länge des Laufes der mit dieser Einrichtung auszurüstenden
Waffe im Wege. Die Diodenabmessungen lassen sich andererseits nicht beliebig verkleinern.
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Wollte man weiterhin eine Aussage darüber haben, wohin mit der Waffe
während der Betätigung des Abzuges tatsächlich gezielt worden ist, dann müßte am
Ziel eine große Vielzahl lichtemittierender Sender angeordnet sein, denen unterschiedliche
Signalcodierungen zu geben wären, damit man empfangsseitig mit Hilfe entsprechender
Decoder unterschiedliche Anzeigen erhalten kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß empfangsseitig eine genaue und eindeutige Aussage
über die Visierung während des Schießens und somit über das Schießergebnis erzielbar
ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung bedient sich als wesentlichstem Element in der waffenseitigen
Empfangseinrichtung einer Bildaufnahmevorrichtung. Diese kann beispielsweise ein
Vidikon sein, wie es üblicherweise bei Fernsehaufnahmen verwendet wird. Kompakter
und daher für den vorliegenden Zweck günstiger ist aber ein sogenanntes CCD-Element.
CCD-Elemente sind neuartige elektronische Halbleiterbauelemente, in denen eine Vielzahl
in Reihen und Spalten auf
engstem Raum angeordneter, ladungsgekoppelter
lichtempfindlicher Halbleiterelemente vorhanden sind. Solche CCD-Elemente sind als
fertige, integrierte Schaltkreise im Handel und sind als Bildaufnehmer in elektroschen
Kameras vorgesehen. So ist z.B. ein CCD-Element im Handel, das 190 x 244 lichtempfindliche
Bildpunkte auf einer Fläche von 4,4 mm x 5,7 mm enthält. Jeder Bildpunkt ist getrennt
abtastbar und hat eine Flächengröße von 14/u x 18/u, d.h. er ist klein gegen das
vom optischen System erzeugte Abbild des Lichtsenders im Ziel. Es ist daher möglich,
aus der Lage des Abbildes des Lichtsenders auf dem Bildpunktraster auf das Schießergebnis
zu schließen. Mit anderen Worten, das Schießziel läßt sich im ganzen auf dem Bildfenster
des CCD-Elementes abbilden.
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Das auf das CCD-Element projizierte Abbild des Lichtpunktes des Schießzieles
läßt sich optisch mittels eines Videogerätes in üblicher Weise darstellen. Dies
eröffnet für den Trainer eines Sportschützens die Möglichkeit, die Führung der Waffe
durch den Schützen während des Zielens zu beobachten, und zwar auf eine viel bessere
und objektivere Art als dies bisher möglich war. Für den Schützen läßt sich dann
durch geeignete Auslöseeinrichtungen dasjenige Bild zur Betrachtung speichern, das
in demjenigen Moment vorhanden war, in welchem der Schütze den Abzug der Waffe betätigt
hat. Dieses Bild zeigt somit unmittelbar das Schießergebnis.
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Beim Schießen auf sehr weit entfernte Ziele mag es möglich sein, daß
die Intensität des Lichtsenders im Ziel zu klein ist, um auf dem CCD-Element einen
zur Aufnahme und Auswertung ausreichend hellen Lichtfleck zu erzeugen. In diesem
Falle ist es günstig, die Lichtquelle im Ziel als Blitzlampe auszubilden und diese
ferngesteuert durch den
Abzug an der Waffe auszulösen, insbesondere
mit Hilfe drahtloser Fernsteuerungseinrichtungen, beispielsweise akustisch beim
Schießen mit Platzpatronen, was das Schießen auf der erfindungsgemäßen Anlage besonders
wirklichkeitsnah macht.
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Die elektronische Auswerteeinrichtung braucht nicht und kann in vielen
Fällen nicht unmittelbar in der Waffe angeordnet sein. Es genügt, wenn das CCD-Element
in der Waffe angeordnet ist. Die Verbindung zur Auswerteeinrichtung übernimmt ein
flexibles elektronisches Kabel.
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Es ist auch möglich, sogar das CCD-Element außerhalb der Waffe anzuordnen
und die Verbindung zur Waffe über ein lichtleitendes Kabel herzustellen, das in
der Bildebene des optischen Linsensystems beginnt und an dessen äußerem Ende sich
das CCD-Element befindet. Zur Fixierung des Bildes im Moment des Schießens bietet
sich auch an, das CCD-Element überhaupt nur beim Betätigen des Waffenabzuges kurzzeitig
zu belichten. Hierzu ist in den Strahlengang des optischen Systems ein photographischer
Verschluß anzuordnen, der wie bei einer photographischen Kamera kurzzeitig öffnet.
Der so kurzzeitig auf dem CCD-Element erzeugte Bildeindruck wird dsnn elektronisch
gespeichert und steht für die Auswertung zur Verfügung.
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Die Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten derselben sollen
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig 1 als Prinzipdarstellung die waffenseitigen Bestandteile einer erfindungsgemäßen
Anlage; Fig. 2 eine abgewandelte Einzelheit aus Fig. 1;
Fig. 3 eine
andere abgewandelte Einzelheit aus Fig. 1, und Fig. 4a und 4b verschiedene Display-Anordnungen.
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Die Einrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem optischen Linsensystem
1 am vorderen Ende eines Rohres, das beispielsweise der Lauf der mit der Empfangseinrichtung
auszurüstenden Waffe sein kann. In der Bildebene des Linsensystems befindet sich
ein CCD-Element 3, das über ein Vielfach-Kabel 4 mit einer Abtastelektronik 5 verbunden
ist. Deren Ausgang ist mit einem Interface 6 verbunden, das über ein flexibles Kabel
7 mit einem Monitor 8, beispielsweise einem üblichen Videogerät verbunden ist. Ein
Stromversorgungsgerät 10 versorgt über einen Schalter 9 die Abtastelektronik 5 und
das Interface 6.
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Das CCD-Element 3 weist beispielsweise 200 x 200 Bildpunkte auf.
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Im Strahlengang des optischen Systems befindet sich ein photographischer
Verschluß 11, a-r wzer den Abzug der Handfeuerwaffe (nicht dargestellt) betätigbar
ist und kurzzeitig öffnet.
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Um auf verschiedene Schießentfernungen eine Abbildung in geeigneter
Größe auf dem CCD-Element 3 zu erreichen, ist das optische Linsensystem 1 zweckmäßigerweise
austauschbar angebracht, insbesondere am Ende eines lösbaren Tubus 2a, der auf einem
hinteren Tubus 2 sitzt, womit den unterschiedlichen erforderlichen Brennweiten Rechnung
getragen werden kann. Es kann aber auch eine sogenannte Vario-Optik Anwendung finden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist am Ende des Tubus 2 ein Spiegelaufsatz
15 mit einem Umlenkspiegel 12 angebracht, in welchem das CCD-Element 3 angeordnet
ist. Hierdurch läßt sich die Anordnung auch bei relativ großer Brennweite des optischen
Systems platzsparend aufbauen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist am Ende des Tubus 2, d.h.
in der Bildebene des optischen Linsensystems 1, ein lichtleitendes Faserbündel 13
angebracht, welches zu dem CCD-Element 3 führt. Auch hier ist im optischen Weg ein
photographischer Verschluß 11 angeordnet, allerdings zwischen dem lichtleitenden
Faserbündel 13 und dem CCD-Element 3.
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Die riguren 4a und 4b zeigen verschiedene bevorzugte Displays, die
anstelle des Monitors 8 nach Fig. 1 als Anzeigeeinrichtung verwendet werden können,
wenn es auf eine absolut übereinstimmende Trefferanzeige nicht ankommt. Mit diesen
Anzeigeeinrichtungen, bestehend aus einer Mehrzahl in Reihen über Kreuz angeordneter
Leuchtdioden 14, läßt sich aber immerhin eine Aussage darüber erzielen, ob ein Schuß
hoch, tief, rechts, links bzw.
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rechts oben, links oben usw. liegt. Selbstverständlich läßt sich ein
solches Anzeigefeld noch verfeinern bei entsprechender Vergrößerung des schaltungstechnischen
Aufwandes.
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Alternativ oder zusätzlich läßt sich auch vorsehen, die Anzeige akustisch
darzustellen, etwa durch Computersprache oder durch andere, eine getroffene Ringzahl
angebende akustische Signale.
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Bei entsprechender Kompaktheit der waffenseitiyen Empfangs- und Auswerteeinrichtung
läßt sich ein Display, beispielsweise nach Art der Fig. 4a und 4b, auch an der Waffe,
vorzugsweise am Schaft, unterbringen.
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