DE3428990A1 - DEVICE FOR HARMONIZING THE OPTICAL AXES OF A VISOR - Google Patents
DEVICE FOR HARMONIZING THE OPTICAL AXES OF A VISORInfo
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Description
30.07i84, O143A Mn/Hi/bk30.07i84, O143A Mn / Hi / bk
9596 ; Patentabteilung9596 ; Patent department
Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines VisiersDevice for harmonizing the optical axes of a sight
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige bekannte Vorrichtungen benötigen zur Achsharmonisierung zusätzliche Bauteile wie z.B. Kollimatoren oder optische Prüfmarken. Bei Vorrichtungen dieser Art mit Wärmebildgeräten, wie sie z.B. aus der DE-AS 29 41 627 bekannt geworden sind, muß der Durchmesser des Kollimators in der gleichen Größenordnung wie der Optikdurchmesser des Wärmebildgerätes sein, da die Optiken beugungsbegrenzt sind. Damit kommt man zu sehr großen Kollimatordurchmessern und zu einer erheblichen räumlichen Vergrößerung des Visiers. Wenn sich in Visieren mit diesen zusätzlichen Hilfsmitteln zur Achsharmonisierung die Achsen der optischen Geräte durch äußere Einwirkungen, wie Wärmespannungen, Vibrationen, Stöße oder auch durch Synchronisationsfehler im Wärmebildgerät gegeneinander versetzt haben, muß jedesmal eine neuerliche Einstellung der Achsen erfolgen. Bei Visieren mit diesen zusätzlichen Bauteilen zur Achsharmonisierung der eingebauten optischen Geräte ist also eine ständige überprüfung der Parallelität der Visierachsen erforderlich.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1. Known such devices For axis harmonization, devices require additional components such as collimators or optical devices Test marks. In devices of this type with thermal imaging devices, such as those known from DE-AS 29 41 627 have become, the diameter of the collimator must be of the same order of magnitude as the optic diameter of the Thermal imaging device, as the optics are diffraction-limited. This leads to very large collimator diameters and to a considerable spatial enlargement of the visor. When in sight with these additional Aids for axis harmonization the axes of the optical devices due to external influences, such as thermal stresses, vibrations, shocks or due to synchronization errors in the thermal imaging device against each other have shifted, the axes must be set again each time. With visors with these additional Components for axis harmonization of the built-in optical devices is therefore a constant check the parallelism of the sight axes is required.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers zu schaffen, durch die die genannten Nachteile vermieden werden können und durch die eine ständige absolut sichere Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers ermöglicht wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The object of the invention is to provide a device for harmonizing the optical axes of a visor to create by means of which the disadvantages mentioned can be avoided and by means of which a permanent absolute safe harmonization of the optical axes of a visor is made possible. This task is solved according to the invention with the characterizing features of claim 1. Developments of the invention are in reproduced the subclaims.
PatentabteilungPatent department
30.07.84, O143A07/30/84, O143A
Mn/Hi/bkMn / Hi / bk
95969596
Die Erfindung bietet in ihrer Anordnung eine überraschend einfache Lösung für eine automatische, absolut präzise Harmonisierung aller optischen Achsen in einem Visiergerät. Da zusätzlich für jedes zweite oder weitere optische Gerät nur ein Tripelspiegel erforderlich ist, verbilligt eich ein erfindungsgemäßes Visier gegenüber bekannten Visieren mit zusätzlichen Kollimatoren oder anderen Prüfgeräten erheblich.In its arrangement, the invention offers a surprisingly simple solution for an automatic, absolute precise harmonization of all optical axes in one sighting device. Since, in addition, only one triple mirror is required for every second or further optical device is, a visor according to the invention is cheaper compared to known sights with additional collimators or other testing devices.
Der wesentlichste Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bezüglich der Achsharmonisierung keine Stabilität der Bauteile gefordert werden muß. Da in nur einem der optischen Geräte des Visiers ein Richtpunkt oder Fadenkreuz erforderlich ist, das mit absoluter Abbildungsgenauigkeit Über den Strahlenweg mit dem Strahlenteiler und dem Tripelspiegel in jedem der anderen optischen Geräte unabhängig von der Achsstabilität zueinander abgebildet wird, haben äußere Einwirkungen, insbesondereThe main advantage of the invention is that there is no stability with regard to the harmonization of the axes the components must be required. Since only one of the optical devices of the visor requires an alignment point or crosshair, this with absolute imaging accuracy via the beam path with the beam splitter and the cube-corner mirror in each of the other optical devices is mapped to one another independently of the axial stability, have external influences, in particular
die rauhen militärischen Umweltbelastungen auf diethe harsh military pollution on the Achsgenauigkeit des Visiers keinerlei Einfluß. Die Achsen der einzelnen optischen Geräte können bei der Betrachtung einee Zieles stets mit demselben, in allenAxial accuracy of the visor has no influence. the Axes of the individual optical devices can, when looking at one aim, always with the same, in all
nicht voneinander weglaufen, wie es in bekannten Visieren oft vorkommt. Dabei kann die Beobachtung des Zieles wahlweise durch jedes der eingebauten optischen Geräte erfolgen.do not run away from each other, as is often the case in known visors. The observation of the Target can be done optionally through each of the built-in optical devices.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
das Prinzip eines Visiers mit zwei optischen Geräten; the principle of a visor with two optical devices;
\AfBB\ AfBB ff
PatentabteilungPatent department
30.07.84, O143A Mn/Hi/bk 9596 ' 07/30/84, O143A Mn / Hi / bk 9596 '
Fig. 2 eine stark vereinfachte Darstellung eines Visiers mit vier optischen Geräten undFig. 2 is a greatly simplified representation of a visor with four optical devices and
Fig. 3 eine schematisch dargestellte Ausführungsform eines in einem Gehäuse eingebauten Visiers mit einem Wärmebildgerät und einem Fernrohr.3 shows a schematically illustrated embodiment a sight built into a housing with a thermal imaging device and a telescope.
In der Prinzipdarstellung der Fig. 1 besteht ein Visier 1 aus einem ersten optischen Gerät 2, einem dazu in gleicher optischer Achsebene um 90° versetzten zweiten optischen Gerät 3, einem Strahlteiler 4 und einem Tripelspiegel 5. Die hier und in den weiteren Figuren dargestellten optischen Geräte sind vorzugsweise derartige Geräte, die mit sichtbaren oder infraroten Frequenzen arbeiten. Strahlteiler sind bekanntlich derart beschaffen, daß sie Hochfrequenzwellen bestimmter Frequenzen durchlassen und die Frequenzen anderer Wellenbereiche abstrahlen. Ein Tripelspiegel ist ein Spiegelsystem aus drei, in verschiedenen Ebenen angeordneten, in einer Raumecke zusammenstoßenden Einzelspiegeln. Einfallendes Licht wird unabhängig vom Einfallwinkel in die Einfallsrichtung zurückreflektiert. Die beiden optischen Geräte 2 und 3 sind hier mit je einem Okular 6 versehen. In nur einem der optischen Geräte 2 oder 3, beispielsweise im Gerät 2 ist in einer Bildebene 7 ein reales oder projiziertes Fadenkreuz vorhanden. Ein Richtschütze ist mit einem Auge 8 angedeutet. Beim optischen Gerät 3 ist vor dem Okular 6 noch ein Umlenkspiegel 9 angeordnet. Wenn z.B. das optische Gerät 2 ein Wärmebildgerät und das optische Gerät 3 ein Tagfernrohr ist, so läßt der Strahlteiler 4 die in das Visier 1 einfallende Wärmestrahlung direkt durch undIn the schematic diagram of FIG. 1, a visor 1 consists of a first optical device 2, one for this purpose in FIG The same optical axis plane, a second optical device 3 offset by 90 °, a beam splitter 4 and a triple mirror 5. The optical devices shown here and in the other figures are preferably such Devices that work with visible or infrared frequencies. As is known, beam splitters are designed in such a way that they pass high-frequency waves of certain frequencies and radiate the frequencies of other wave ranges. A triple mirror is a mirror system of three, arranged in different levels, Individual mirrors colliding in a corner of the room. Incident light becomes independent of the angle of incidence in the direction of incidence reflected back. The two optical devices 2 and 3 are here with an eyepiece 6 each Mistake. In only one of the optical devices 2 or 3, for example in device 2, there is an image plane 7 real or projected crosshairs available. A gunner is indicated with one eye 8. In the case of the optical device 3, a deflecting mirror 9 is also arranged in front of the eyepiece 6. For example, if the optical device 2 is a thermal imaging device and the optical device 3 is a daytime telescope, the beam splitter 4 lets the thermal radiation incident on the visor 1 through and directly reflektiert das sichtbare Licht in das Tagfernrohr 3.reflects the visible light into the day telescope 3.
3535
MBBMBB
Patentabteilung ' *'Patent department '*'
30.07.84, 0143A Mn/Hi/bk 95967/30/84, 0143A Mn / Hi / bk 9596
in bekannter Weise zu einem Wärmebild umgeformt,und kann durch dae Okular 6 betrachtet werden. Das Fadenkreuz 7 wird vom Strahlteiler 4 zum Tripelspiegel 5 umgelenkt, von dort zurückgeworfen und entsprechend dem Strahlengang 11 in das Tagfernrohr 3 projiziert. Es ist somit in der Bildebene 7a das gleiche Bild 12 und Fadenkreuz wie in der Bildebene 7 sichtbar. Es kann auch umgekehrt ein Fadenkreuz aus der Bildebene 7a des Gerätes 3 in die Bildebene 7 des Gerätes 2 projiziert wer- *" den. Es ist zweckmäßig, vom optischen Gerät mit größerem Durchmesser in das optische Gerät mit kleinerem Durchmesser zu projizieren. Bei einer automatischen Zielverfolgung kann anstelle eines Fadenkreuzes in den Bildebenen 7 oder 7a auch ein realer oder projizierter Richtpunkt vorhanden sein und gegenseitig projiziert werden.transformed into a thermal image in a known manner, and can be viewed through the eyepiece 6. The crosshair 7 is deflected by the beam splitter 4 to the triple mirror 5, thrown back from there and projected into the day telescope 3 in accordance with the beam path 11. It is thus the same image 12 and crosshairs are visible in image plane 7a as in image plane 7. It can also conversely, a crosshair is projected from the image plane 7a of the device 3 into the image plane 7 of the device 2 * "den. It is useful to use the optical device with a larger Projecting diameter into the optical device with a smaller diameter. With an automatic Target tracking can also be real or projected instead of crosshairs in image planes 7 or 7a Point of reference exist and are mutually projected.
In der Fig. 2 ist ein Visier 20 mit vier optischen Geräten dargestellt, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten. Es sind ein direkt in die Scene schauendes Wärmebildgerät 2, ein Tagfernrohr 3, eine Fernsehkamera 21 und ein Goniometer 22. Entsprechend den unterschiedlichen Frequenzbereichen, für die die einzelnen Geräte empfindlich sind, sind auch unterschiedliche Strahlteiler 4, 23 und 24 angeordnet. Die Tripelspiegel 5 können bei allen Geräten gleich sein. Die vorstehend anhand der Fig. 1 erläuterten Strahlengänge 10 und 11 treffen auch auf alle vier Geräte 2,3,21 und 22 zu, so daß das in der Bildebene 7 angeordnete Fadenkreuz auch in die Bildebenen 7a, 7b und 7c der anderen Geräte projizierbar ist. Anhand dieser Figur ist der Vorteil der Erfindung besonders augenfällig. Um mit bekannten Vorrichtungen eine Achsharmonisierung für vier optische Geräte zu erreichen, ist ein erheblicher Aufwand an zusätzlichen Bauteilen und2 shows a visor 20 with four optical devices operating in different frequency ranges work. There is a thermal imaging device 2 looking directly into the scene, a day telescope 3, a TV camera 21 and a goniometer 22. According to the different frequency ranges for which the individual devices are sensitive, different beam splitters 4, 23 and 24 are also arranged. the Triple mirror 5 can be the same for all devices. The beam paths explained above with reference to FIG. 1 10 and 11 also apply to all four devices 2, 3, 21 and 22, so that the one arranged in the image plane 7 Crosshairs can also be projected into the image planes 7a, 7b and 7c of the other devices. Look at this Figure, the advantage of the invention is particularly evident. In order to harmonize the axes with known devices Achieving for four optical devices requires a considerable amount of additional components and
PatentabteilungPatent department
f3 Λ 2 8 9 9 f 3 Λ 2 8 9 9
30.07.84, 0143A7/30/84, 0143A
Mn/Hi/bkMn / Hi / bk
95969596
eine besonders starre Lagerung der Geräte und Strahlteiler erforderlich. Bei dem vorliegenden Visier 20 braucht bezüglich der Achsharmonisierung keine besondere Stabilität der einzelnen Bauteile gefordert zu werden. Die Achsen der vier optischen Geräte können nicht voneinander weglaufen, weil ja ständig das einzige Fadenkreuz 7 in allen Geräten zu sehen oder zu detektieren ist. Es ist dabei auch gleichgültig, ob ein Richtschütze mit seinem Auge 8 durch das Tagfernrohr 3 oder die Fernsehkamera 21 oder das Wärmebildgerät 5 das Ziel 12 anvisiert.a particularly rigid mounting of the devices and beam splitters necessary. In the case of the present visor 20, there is no need for any special axis harmonization Stability of the individual components to be demanded. The axes of the four optical devices cannot run away from each other, because the only crosshair 7 can be seen or detected in all devices is. It is also irrelevant whether a gunner with his eye 8 through the day telescope 3 or the television camera 21 or the thermal imaging device 5 is aimed at the target 12.
In der Fig. 3 ist schematisch ein Visiergerät 30 dargestellt, welches in ein Gehäuse 31 eingebaut ist und im Vorrichtungsurafang etwa Fig. 1 mit einem Wärmebildgerät 32 und einem Tagfernrohr 33 entspricht. Mit dem Wärmebildgerät 32 ist durch ein Kabel 34 eine Kathodenstrahlröhre 35 verbunden, deren Bildschirm 36 einem Einblickokular 37 zugewandt ist. Wärmebildgerät 32,In Fig. 3, a sighting device 30 is shown schematically, which is built into a housing 31 and in Vorrichtungsurafang about Fig. 1 with a thermal imaging device 32 and a day telescope 33 corresponds. With the thermal imager 32 through a cable 34 is a cathode ray tube 35 connected, the screen 36 of which faces an eyepiece 37. Thermal imaging device 32,
Tagfernrohr 33 und Kathodenstrahlröhre 35 sind direkt an die Wand des Gehäuses 31 angebaut. Ein Strahlteiler 38 ist mit Stangen 39 am Tagfernrohr 33 angesetzt. Ein Tripelspiegel 40 ist mit einem Gestell 41 an das Gehäuse 31 angebaut. Die Scene mit dem Ziel 12 ist vomDay telescope 33 and cathode ray tube 35 are built directly onto the wall of the housing 31. A beam splitter 38 is attached to the telescope 33 with rods 39. A corner cube 40 is attached to a frame 41 on the housing 31 cultivated. The scene with destination 12 is from
Auge 8 des Richtschützen durch ein Bildfenster 42 im Gehäuse 31 gleichzeitig als Wärmebild auf dem Bildschirm 36 der Kathodenstrahlröhre 35 und über einen Strahlteiler 43 im Tagfernrohr 33 zu sehen. Die Bauteile dieses Visiers 30 können bewuBt mit einfachen Mitteln und Halterungen in das Gehäuse eingebaut werden, weil die Achsharmonisierung des Wärmegerätes 32 mit dem Tagfernrohr 33 auf jeden Fall über das in beiden Geräten in den Bildebenen 7 und 7a projizierte Fadenkreuz automatisch vorhanden ist. 35Eye 8 of the gunner through a picture window 42 in the housing 31 at the same time as a thermal image on the screen 36 of the cathode ray tube 35 and can be seen via a beam splitter 43 in the daytime telescope 33. The components This visor 30 can deliberately be built into the housing with simple means and brackets, because the axis harmonization of the heating device 32 with the daytime telescope 33 is in any case via that in both The crosshairs projected into the devices in image levels 7 and 7a are automatically present. 35
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