DE3519786A1 - Optical viewfinder with rosette scanning - Google Patents
Optical viewfinder with rosette scanningInfo
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Abstract
Description
. JÜRGEN WEISSE · dipl-chhm. DR. RbDOLF WOLGAST. JÜRGEN WEISSE · dipl-chhm. DR. RbDOLF WOLGAST
PATENTANWALT!· · EUR0I'ltj\N PATi-Nl ATTORNFYSPATENT ADVOCATE! · · EUR0I'ltj \ N PATi-Nl ATTORNFYS
BÖKHNBUSCH41 · D 5620 VIiLBFRT H-LANCiFNBIiRU
Postlach 110386 · Telefon (02052)4019 ■ Telex: 8516895BÖKHNBUSCH41 D 5620 VIiLBFRT H-LANCiFNBIiRU
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Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH,Bodenseewerk Geräteechnik GmbH,
D-7770 Überlingen/Bodensee
10 D-7770 Überlingen / Lake Constance
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15 Die Erfindung betrifft einen optischen Sucher mit Rosettenabtastung, durch den ein Gesichtsfeld längs eines rosettenartigen Weges abtastbar ist, enthaltend: The invention relates to an optical viewfinder with rosette scanning through which a field of view is longitudinal a rosette-like path can be scanned, containing:
20 (a) einen um eine Umlaufachse umlaufenden Rotor,20 (a) a rotor revolving around an axis of revolution,
(b) einen gehäusefesten Detektor,(b) a housing-mounted detector,
(c) ein nach Art eines Cassegraiη-Systems ausge-25 bildetes optisches System, durch welches das(c) a type of Cassegraiη system formed optical system through which the
Gesichtsfeld in der Ebene des Detektors als Gesichtsfeldbild abgebildet wird, mitField of view is imaged in the plane of the detector as a field of view image, with
(c, ) einem auf dem Rotor angeordneten, dem 30 Gesichtsfeld zugewandten ringförmigen(c,) a ring-shaped one arranged on the rotor and facing the field of view
Hohlspiegel als Primärspiegel, dessen optische Achse mit der Umlaufachse des Rotors einen Winkel (ß) einschließt,Concave mirror as a primary mirror, the optical axis of which coincides with the axis of rotation of the Rotor encloses an angle (ß),
35 (c„ ) einem dem Hohlspiegel und dem Detektor35 (c ") one of the concave mirror and the detector
zugewandten Sekundärspiegel, dessenfacing secondary mirror, whose
Normale ebenfalls einen Winkel*mit derNormal also make an angle * with the
Umlaufachse des Rotors einschließt, undAxis of rotation of the rotor includes, and
(d) ein Getriebe, über welches der Sekundärspiegel mit dem Rotor gekoppelt ist, so daß jeder Punkt des Gesichtsfeldbildes relativ zu dem Detektor eine rosettenartige Bewegung ausführt .(d) a gear through which the secondary mirror is coupled to the rotor so that each Point of the field of view image relative to the Detector performs a rosette-like movement.
Solche optischen Sucher finden insbesondere Anwendung bei zielsuchenden Flugkörpern, beispielsweise Luft-Luft-Raketen. Es wird ein Gesichtsfeld längs einer rosettenförmigen Bahn abgetastet. Aus den dabei erhaltenen Signalen wird die Ablage eines Ziels von der Achse des Suchers, d.h. der Rotorachse, bestimmt. Die so erhaltenen Ablagesignale werden benutzt, um den Rotor mit der Rotorachse auf das Ziel auszurichten. Der umlaufende Rotor bildet dabei einen gegenüber dem Flugkörper mit zwei Freiheitsgraden beweglichen Kreisel, dessen Orientierung im Raum von Bewegungen des Flugkörpers nicht beeinflußt wird. Die Funktion des Suchers ist so von den Bewegungen des Flugkörpers entkoppelt.Such optical seekers are used in particular in target-seeking missiles, for example Air-to-air missiles. It becomes a field of view lengthways a rosette-shaped path is scanned. From the The signals obtained in the process indicate that a target is shifted from the axis of the seeker, i.e. the rotor axis, certainly. The filing signals obtained in this way are used to align the rotor with the rotor axis on the target. The rotating rotor forms a gyro that can be moved with two degrees of freedom in relation to the missile, its orientation is not influenced by movements of the missile in space. The function of the viewfinder is like this decoupled from the movements of the missile.
Die rosettenförmige Abtastbahn entsteht durch die Überlagerung zweier kreisender Abtastbewegungen von unterschiedlicher Drehzahl und entgegengesetztem Drehsinn. Es sind verschiedene Sucher mit rosettenförmiger Abtastbahn bekannt.The rosette-shaped scanning path is created by the Superposition of two circular scanning movements of different speed and opposite Sense of rotation. There are different viewfinders with rosette-shaped Known scanning path.
Die US-PS 4 009 393 zeigt einen Sucher mit rosettenf örmi ger Abtastbahn, bei welchem das abbildende optische System von einer auf dem Rotor angeordneten Linse gebildet ist. Die optische Achse der Linse verläuft exzentrisch zur Umlaufachse des Rotors. Dadurch wird eine kreisende Abtastbewegung mit der UmI aufdrehzahl des Rotors erzeugt. DerU.S. Patent No. 4,009,393 shows a rosette type viewfinder örmi ger scanning path, in which the imaging optical system of one on the rotor arranged lens is formed. The optical axis of the lens is eccentric to the axis of rotation of the Rotor. This creates a circular scanning movement with the revolutions per minute of the rotor. Of the
Rotor wird über eine Statorwicklung angetrieben. Eine zweite kreisende Abtastbewegung wird erzeugt durch ein Prisma, das im Strahlengang an einer den Detektor umgebenden, um eine Längsachse drehbaren Hülse sitzt. Diese Hülse wird von einem gesonderten Motor unabhängig von dem Rotor angetrieben.The rotor is driven by a stator winding. A second circular scanning movement is generated by a prism in the beam path at one of the Surrounding detector, seated rotatable about a longitudinal axis sleeve. This sleeve is from a separate Motor driven independently of the rotor.
Die US-PS 4 030 807 zeigt einen Sucher, bei welchem das auf dem Rotor angeordnete Abbildungssystem ein Cassegrain-System mit einem als ringförmiger Hohlspiegel ausgebildeten, dem Gesichtsfeld zugewandten Primärspiegel und einem dem Primärspiegel zugewandten, leicht konvexen Sekundärspiegel ausgebildet ist. Der Rotor ist kardanisch um einen Mittelpunkt schwenkbar gelagert. Das Abbildungssystem erzeugt ein Bild des Gesichtsfelds im Bereich dieses Mittelpunkts. Einer der Spiegel ist etwas gegen die Rotorachse verkantet, wodurch eine kreisende Abtastbewegung mit der Rotordrehzahl erhalten wird. Durch ein flugkörperfestes Objektiv wird das so erhaltene Gesichtsfeldbild über einen Planspiegel in der Ebene eines Detektors abgebildet. Der Planspiegel sitzt auf der Stirnfläche der Welle eines Motors und ist wiederum leicht verkantet gegen die Umlaufachse dieser Welle. Dadurch wird die zv.eite kreisende Abtastbewegung mit einer von' der Rotordrehzahl verschiedenen Drehzahl erzeugt .US Pat. No. 4,030,807 shows a viewfinder in which the imaging system arranged on the rotor is a Cassegrain system with an annular concave mirror facing the field of view Primary mirror and one facing the primary mirror, slightly convex secondary mirror is. The rotor is mounted in a cardanic manner so that it can pivot about a center point. The imaging system creates an image of the field of view in the area of this center point. One of the mirrors is something tilted against the rotor axis, creating a circular scanning movement with the rotor speed is obtained. Through a missile-proof lens is the visual field image obtained in this way over a Plane mirror imaged in the plane of a detector. The plane mirror sits on the face of the Shaft of a motor and is in turn slightly tilted against the axis of rotation of this shaft. Through this the second circular scanning movement is generated at a speed different from the rotor speed .
Die US-PS 4 039 246 zeigt einen Sucher, bei welchem als Abbildungssystem ebenfalls ein Cassegrain-System ist mit einem ringförmigen Hohlspiegel als Primärspiegel und einem diesem zugewandten Planspiegel als Sekundärspiegel vorgesehen ist. Dort bildet die optische Achse des Primärspiegels einenUS Pat. No. 4,039,246 shows a viewfinder in which the imaging system is also a Cassegrain system is with an annular concave mirror as Primary mirror and a plane mirror facing this is provided as a secondary mirror. there the optical axis of the primary mirror forms one
kleinen Winkel mit der Rotorachse. Das ergibt eine kreisende Abtastbewegung mit der Rotordrehzahl. Außerdem ist der Sekundärspiegel etwas verkantet und gegenüber dem Rotor drehbar gelagert. Der Sekundärspiegel wird durch einen gesonderten Motor mit einer von der Rotordrehzahl verschiedenen Drehzahl angetrieben. Das ergibt die überlagerte zweite kreisende Abtastbewegung, so daß insgesamt das Gesichtsfeld längs einer rosettenförmigen Bahn abgetastet wird.small angle with the rotor axis. This results in a circular scanning movement with the rotor speed. In addition, the secondary mirror is slightly tilted and rotatably mounted with respect to the rotor. Of the The secondary mirror is driven by a separate motor with a speed different from the rotor speed driven. This results in the superimposed second circular scanning movement, so that overall the Field of view along a rosette-shaped path is scanned.
In der US-PS 4 413 177 ist ein Sucher mit einem Cassegraiη-System beschrieben, bei welcher die beiden kreisenden Abtastbewegungen mit einem einzigen Antriebsmotor, nämlich dem Antrieb des Rotors, erzeugt werden. Auch hier ist die optische Achse des Primärspiegels gegen die Rotorachse geneigt, wodurch die erste kreisende Abtastbewegung erzeugt wird. Die zweite kreisende Abtastbewegung wird, wie bei der vorstehend diskutiertenIn US-PS 4,413,177 is a viewfinder with a Cassegraiη system described in which the two circular scanning movements with one single drive motor, namely the drive of the rotor, are generated. Here, too, is the optical one Axis of the primary mirror inclined to the rotor axis, whereby the first circular scanning movement is generated. The second circular scanning movement becomes as with that discussed above
US-PS 4 039 246, durch eine Verkantung des Sekundärspiegels erreicht. Der Sekundärspiegel wird jedoch von dem umlaufenden Rotor über ein nach Art eines Planetengetriebes aufgebautes Reibgetriebe angetrieben. Der Rotor ist auf einem Innenrahmen einer kardanischen Lageranordnung um die Rotorachse drehbar gelagert. In dem Innenrahmen ist ein Fenster oder eine Linse mit einer Fassung drehbar gelagert. An dem Fenster ist der Sekundärspiegel mit einem zentralen Zapfen befestigt. Der Innenrahmen bildet einen Käfig für Kugeln, die sowohl an dem Rotor als auch an der Fassung des Fensters reibend anliegen. Der Rotor wirkt dann wie das Hohlrad eines Planetengetriebes, die Fassung wirkt als Sonnenrad und die Kugeln übernehmen die Funk-US Pat. No. 4,039,246, by tilting the secondary mirror achieved. The secondary mirror is, however, driven by the rotating rotor via an Art a planetary gear built friction gear driven. The rotor is on an inner frame a cardanic bearing arrangement rotatably mounted about the rotor axis. In the inner frame is a Window or a lens with a mount rotatably mounted. The secondary mirror is on the window attached with a central pivot. The inner frame forms a cage for balls that are both at rubbing against the rotor and against the frame of the window. The rotor then acts like that Ring gear of a planetary gear, the socket acts as a sun gear and the balls take over the radio
tion der Planetenräder. Es erfolgt so eine Drehzahlübersetzung. Der Sekundärspiegel läuft schneller als der Rotor.tion of the planetary gears. There is such a speed translation. The secondary mirror runs faster than the rotor.
Durch die EP-OS 79 684 ist ein optischer Sucher für zielsuchende Flugkörper bekannt, bei dem ein Gesichtsfeld längs eines rosettenförmigen Weges abgetastet wird. Der Sucher enthält ein optisches Abbildungssystem, das nach Art eines Cassegrain-Systems ausgebildet ist mit einem ringförmigen Hohlspiegel als Primärspiegel und einem diesem gegenüberliegenden Planspiegel als Sekundärspiegel. Das optische System sitzt auf einem Rotor, der um seine Figurenachse umläuft und durch eine kardanische Lagerung mit seiner Figurenachse in zwei Freiheitsgraden um einen Mittelpunkt verschwenkbar ist. Das Gesichtsfeld wird über den Hohlspiegel und den Planspiegel sowie über einen weiteren, dem Planspiegel gegenüberliegenden, ringförmigen Spiegel und noch einen Planspiegel in einer ersten Bildebene abgebildet. Die erste Bildebene wird über ein Linsensystem in einer zweiten Bildebene abgebildet, in welcher der Detektor sitzt. Der Detektor ist gehäusefest in' dem Mittelpunkt angeordnet. Das Linsensystem enthält eine erste und eine zweite Linse, derer, optische Achsen beide mit der Rotorachse zusammenfallen. Zwischen den beiden Linsen verläuft der Strahlengang parallel. Der besagte weitere ringförmige Spiegel sitzt an einer die ■ erste und die zweite Linse aufnehmenden Fassung. Auf der Fassung ist der Rotor um seine Figurenachse drehbar gelagert. Das Linsensystem ist somit bei einer Schwenkbewegung des Rotors stets zu der Figurenachse des Rotors ausgerichtet. Die Fassung ist mit dem Rotor über ein Planetengetriebe gekoppelt.From EP-OS 79 684 an optical viewfinder for target-seeking missiles is known in which a field of view scanned along a rosette-shaped path will. The viewfinder contains an optical imaging system, which is designed in the manner of a Cassegrain system with an annular concave mirror as a primary mirror and an opposite one Plane mirror as a secondary mirror. The optical system sits on a rotor that is around its Figure axis revolves and through a cardanic Storage can be pivoted about a center point with its figure axis in two degrees of freedom. That The field of view is via the concave mirror and the plane mirror as well as another, the plane mirror opposite, annular mirror and another plane mirror shown in a first image plane. The first image level is about a Lens system imaged in a second image plane in which the detector is located. The detector is fixed to the housing in 'the center. The lens system includes a first and a second Lens, the optical axes of which both coincide with the rotor axis. Between the two lenses the beam path runs parallel. Said further annular mirror sits on one of the ■ first and second lens receiving mounts. The rotor is on the mount around its figure axis rotatably mounted. The lens system is therefore always in relation to the figure axis when the rotor is pivoted of the rotor aligned. The socket is coupled to the rotor via a planetary gear.
Das Planetengetriebe ist ähnlich aufgebaut wie es oben im Zusammenhang mit der US-PS 4 413 177 beschrieben ist. Dadurch führt die Fassung des Linsensystems mit dem ringförmigen Spiegel eine im Vergleich zum Rotor schnellere Drehbewegung entgegen der UmI aufrichtung des Rotors aus. Der Sekundärspiegel des Cassegrain-Systems ist leicht gegen die Rotorachse geneigt, um die der Rotor umläuft. Das ergibt eine kreisende Abtastbewegung mit der Rotordrehzahl. Ebenso ist der ringförmige Spiegel an der Fassung des Linsensystems etwas gegen die Rotorachse geneigt. Das liefert eine der ersten Abtastbewegung überlagerte kreisende Abtastbewegung höherer Drehzahl. Durch die beiden Spiegel wird erreicht, daß jeder Punkt des Gesichtsfeldbildes relativ zu dem Detektor eine rosettenförmige Bahn beschreibt.The planetary gear is constructed similarly to it described above in connection with U.S. Patent 4,413,177. As a result, the version of the Lens system with the ring-shaped mirror counteracts a faster rotational movement compared to the rotor the upright position of the rotor. The secondary mirror of the Cassegrain system is slightly inclined towards the rotor axis around which the rotor revolves. This results in a circular scanning movement with the rotor speed. So is the ring-shaped mirror at the mount of the lens system slightly inclined towards the rotor axis. That delivers one of the first Scanning movement superimposed circular scanning movement of higher speed. Through the two mirrors it is achieved that every point of the visual field image is relative describes a rosette-shaped path to the detector.
Bei den Suchern nach US-PS 4 009 393,The seekers according to US-PS 4 009 393,
US-OS 4 030 807 und US-PS 4 039 246 sind für die beiden zu überlagernden kreisenden Abtastbewegungen getrennte Antriebe vorgesehen. Das bringt konstruktive Schwierigkeiten mit sich. Es ist beispielsweise bei der US-PS 4 039 246 eine Stromzuführung zu dem am Innenrahmen der kardanischen Lagerung sitzenden Antriebsmotor für den Sekundärspiegel erforderlich. Für die Antriebe wird Raum benötigt. Schließlich ergeben sich Probleme hinsichtlich der Synchronisation der beiden Abtastbewegungen und der Einhaltung des genauen Drehzahlverhältnisses, so daß eine saubere und eindeutige Rosette abgetastet wird.US Pat. No. 4,030,807 and US Pat. No. 4,039,246 are for the two circular scanning movements to be superimposed separate drives provided. That brings constructive difficulties with it. It is for example in US Pat. No. 4,039,246, a power supply to that on the inner frame of the gimbal bearing seated drive motor required for the secondary mirror. Space is required for the drives. Finally, there are problems with the synchronization of the two scanning movements and the Compliance with the exact speed ratio, see above that a clean and unambiguous rosette is scanned.
Wenn bei der Anordnung nach der US-PS 4 039 246 der Sekundärspiegel mit einer gegenüber der Rotordreh-.If, in the arrangement according to US Pat. No. 4,039,246, the secondary mirror with a rotating rotor opposite.
zahl erhöhten Drehzahl angetrieben wird, dann ergeben sich schnell umlaufende Massen in relativ
großem Abstand von dem Mittelpunkt, in dem die Teile abgestützt sind. Das ist unerwünscht. Wenn
dagegen der Sekundärspiegel langsamer angetrieben wird als der Rotor, erfolgt die Abtastung des Gesichtsfeldes
unerwünscht langsam. Schnell umlaufende Massen in größerem Abstand vom Mittelpunkt ergeben
sich auch bei der Anordnung nach der
US-PS 4 413 177.number increased speed is driven, then there are rapidly rotating masses at a relatively large distance from the center in which the parts are supported. That is undesirable. If, on the other hand, the secondary mirror is driven more slowly than the rotor, the scanning of the field of view is undesirably slow. Rapidly rotating masses at a greater distance from the center also result from the arrangement according to the
U.S. Patent 4,413,177.
Der Sucher nach der EP-OS 79 684 ist kompliziert im Aufbau. Das abbildende optische System enthält zusätzlich zu dem Primärspiegel, nämlich dem ringförmigen Hohlspiegel, und dem Sekundärspiegel, nämlich dem Planspiegel, noch zwei weitere Spiegel, den Ringspiegel und den diesem gegenüberliegenden Planspiegel. Dies erhöht den Aufwand. Die zusätzlichen Spiegel, die gegeneinander verdrehbar sind, können infolge von Spiel und Toleranzen Winkelfehler hervorrufen. Dabei ist zu beachten, daß sich Winkelfehler bei jeder Reflexion verdoppeln. Solche Winkelfehler führen zu einer Veränderung der abgetasteten Rosette und damit zu Fehlern in der Zuordnung der am Detektor erhaltenen Signale und der Bildpunkte des Gesichtsfeldes.The viewfinder according to EP-OS 79 684 is complicated in structure. The imaging optical system also contains to the primary mirror, namely the annular concave mirror, and the secondary mirror, namely the plane mirror, two more mirrors, the ring mirror and the one opposite it Plane mirror. This increases the effort. The additional mirrors, which can be rotated against each other, can cause angle errors due to play and tolerances. It should be noted that Double the angular error for each reflection. Such angle errors lead to a change in the scanned Rosette and thus to errors in the assignment of the signals received at the detector and the Image points of the field of view.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem optischen Sucher der eingangs genannten Art den Mechanismus für die Rosettenabtastung zu vereinfachen .The invention is based on the object in an optical viewfinder of the type mentioned To simplify mechanism for rosette scanning .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved by that
(e) der Sekundärspiegel auf einer mit dem Rotor verbundenen, zu der Umlaufachse des Rotors koaxialen Hohlwelle drehbar gelagert ist,(e) the secondary mirror on a connected to the rotor, to the axis of rotation of the rotor coaxial hollow shaft is rotatably mounted,
(f) ein nicht-umlaufend gehaltenes Halteglied sich durch die Hohlwelle erstreckt und(f) a non-revolving support member itself extends through the hollow shaft and
(g) das Getriebe auf der dem Primärspiegel abgewandten Seite des Sekundärspiegels angeordnet ist und(g) the gear is arranged on the side of the secondary mirror facing away from the primary mirror is and
(g, ) nicht-umlaufende Getriebeteile enthält, die mit dem Halteglied verbunden sind,(g,) contains non-rotating gear parts, which are connected to the holding member,
(g2 ) einen antriebsseitigen Getriebeteil,(g 2 ) a drive-side gear part,
der mit der Hohlwelle verbunden ist undwhich is connected to the hollow shaft and
(g. ) einen abtriebsseiti gen Getriebeteil, der mit dem Sekundärspiegel in Antriebsverbindung ist.(g.) a gear unit on the output side, that with the secondary mirror in drive connection is.
Es erfolgt also der Antrieb des Sekundärspiegels über ein Getriebe vom. Rotor her, so daß kein gesonderter Antriebsmotor für den Sekundärspiegel erforderlich ist. Dadurch, daß das Getriebe vom Primärspiegel aus gesehen hinter den Sekundärspiegel verlegt wird, steht für das Getriebe ausreichend Raum zur Verfügung. Das Getriebe kann daher so ausgebildet sein, daß es sich mit üblichen feinmechanischen Fertigungsmethoden ohne Schwierigkeiten fertigen läßt und ein genau definiertes Über- oder Untersetzungsverhältnis zur Erzeugung einer eindeutigen, geschlossenen Rosettenbahn liefert. Der Antrieb vom Rotor her und die Halterung der nicht-umlaufenden Teile erfolgt ohne StörungThe secondary mirror is therefore driven via a transmission from. Rotor ago, so that no separate drive motor for the secondary mirror is required. The fact that the transmission is behind the secondary mirror as seen from the primary mirror is relocated, there is sufficient space available for the gear unit. The transmission can therefore be designed so that it can be done with customary precision manufacturing methods without difficulty can be manufactured and a precisely defined Gives a step-up or step-down ratio to create a clear, closed rosette path. The drive from the rotor and the mounting of the non-rotating parts take place without interference
des Strahlengangs über die Hohlwelle und das Halteglied längs der Umlaufachse des Rotors, wo bei diesem System sowieso keine Strahlen verlaufen.of the beam path over the hollow shaft and the holding member along the axis of rotation of the rotor, where no rays run anyway in this system.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Refinements of the invention are the subject of Subclaims.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:Two embodiments of the invention are given below explained in more detail with reference to the accompanying drawings:
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt eines optischen Suchers.Fig. 1 shows schematically a longitudinal section of an optical viewfinder.
Fig. 2 zeigt die rosettenartige BahnkurveFig. 2 shows the rosette-like trajectory
eines Punktes des Gesichtsfeldes auf dem Detektor des Suchers von Fig-.l während eines Umlaufs des Sekundärspi egels.of a point of the field of view the detector of the viewfinder of Fig-.l during one orbit of the secondary spi egels.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Schnitt einer anderen Ausführungsform eines optischen Suchers.Fig. 3 shows schematically a section of another embodiment of an optical Viewfinder.
Der optische Sucher enthält einen um eine Umlaufachse 10 umlaufenden Rotor 12, einen gehäusefesten Detektor 14, ein auf den Rotor 12 angeordnetes optisches System und· Mittel zur Erzeugung einer rosettenartigen Bewegung jedes Punktes des GesichtsfeldbiIdes relativ zu dem Detektor 14. Das optische System enthält einen dem Gesichtsfeld zugewandten Hohlspiegel 16 als Primärspiegel und einen dem Hohlspiegel 16 und dem Detektor 14 zugewandten Sekundärspiegel. 18. Die optische AchseThe optical viewfinder contains a rotor 12 rotating around an axis of rotation 10, a rotor fixed to the housing Detector 14, an optical system arranged on the rotor 12 and means for generating a rosette-like movement of each point of the field of view relative to the detector 14. The optical system contains one of the field of view facing concave mirror 16 as the primary mirror and one of the concave mirror 16 and the detector 14 facing secondary mirror. 18. The optical axis
des Hohlspiegels 16 schließt mit der Umlaufachse 10 des Rotors 12 einen Winkel ß ein. Das optische System ist somit nach Art eines Cassegrain-Systems ausgebildet. Das Gesichtsfeld wird über den Hohlspiegel 16, den als Planspiegel ausgebildeten Sekundärspiegel 18 sowie eine Linse 20 in der Ebene des Detektors 14 abgebildet. Der Sekundärspiegel 18 ist über ein Lager 22 um die Umlaufachse 10 an dem Rotor 12 drehbar gelagert. Die optische Achse des Sekundärspiegels 18, also praktisch eine Normale zu der planen Oberfläche 28 des Sekundärspiegels 18, schließt mit der Umlaufachse 10 einen Winkel « ein. Der Sekundärspiegel 18 ist mit dem Rotor 12 über ein Untersetzungsgetriebe 30 gekoppelt. Der Rotor 12 ist ein Kreisei rotor, der um seine Figurenachse als Umlaufachse 10 umläuft und in einem Gehäuse, praktisch der Zelle eines Flugkörpers, in einer eine Winkelbewegung der Figurenachse um einen zentralen Punkt 32 zulassenden Weise gelagert ist. Der Detektor 14 ist im wesentlichen in dem zentralen Punkt 32 angeordnet. Die Signale des Detektors 14 sind auf eine an sich bekannte und daher hier nicht dargestellte Signal auswerteschaltung aufgeschaltet, die zur Erzeugung von Nachführsignalen nach Maßgabe der Zielablage eines erfaßten Ziels von der Figurenachse 10 eingerichtet ist. Die Nachführsignale sind auf eine ebenfalls an sich bekannte und daher nicht dargestellte Nachführeinrichtung aufgeschaltet zur Erzeugung einer Präzessionsbewegung im Sinne einer Verringerung der Zielablage und der Ausrichtung der Figurenachse 10 auf das Ziel. Auf diese Weise ist der Detektor gehäusefest angeordnet. Der Kreiselrotor ist um den zentralen Punkt 32, wo der Detektor 14 sitzt, verschwenkbar. Das Gesichtsfeld wird also stets auf den Detektor 14of the concave mirror 16 forms an angle β with the axis of rotation 10 of the rotor 12. The optical one The system is thus designed in the manner of a Cassegrain system. The field of view is via the concave mirror 16, the secondary mirror 18 designed as a plane mirror and a lens 20 in the plane of the detector 14 shown. The secondary mirror 18 is on a bearing 22 about the axis of rotation 10 on the Rotor 12 rotatably mounted. The optical axis of the secondary mirror 18, so practically a normal to the flat surface 28 of the secondary mirror 18, forms an angle with the axis of rotation 10. The secondary mirror 18 is over with the rotor 12 a reduction gear 30 is coupled. The rotor 12 is a Kreisei rotor around its figure axis revolves as a rotation axis 10 and in a housing, practically the cell of a missile, in a an angular movement of the figure axis around a central one Point 32 is stored in a permissible manner. The detector 14 is essentially in the central one Point 32 arranged. The signals of the detector 14 are known per se and therefore not here signal evaluation circuit shown switched on, the generation of tracking signals in accordance with the target deposit of a detected target from the figure axis 10 is set up. The tracking signals are connected to a tracking device, which is also known per se and therefore not shown to generate a precession movement in the sense of reducing the target offset and the Alignment of the figure axis 10 to the target. In this way, the detector is fixed to the housing. The gyro rotor can be pivoted about the central point 32 where the detector 14 is located. That The field of view is therefore always on the detector 14
abgebildet. Durch die Kreisei wirkung ist der Sucher von den Bewegungen des Flugkörpers entkoppelt. Der Sucher richtet sich durch die Nachführsignale und die Nachführeinrichtung auf das Ziel aus. Es können beispielsweise aus den auf den Kreiselrotor in diesem Nachführkreis wirksamen Momenten Steuersignale zur Steuerung des Flugkörpers abgeleitet werden. Für die Signal auswerteschaltung ist ein (nicht dargestellter) Referenzabgriff vorgesehen, der ein mit dem Umlauf des Rotors 12 phasensynchrones Signal liefert, das auf die Signalauswerteschaltung aufgeschaltet ist.pictured. The seeker is through the circling effect decoupled from the movements of the missile. The viewfinder is directed through the tracking signals and the tracking device on the target. For example, from the on the gyro rotor in this tracking circuit effective torques control signals to control the missile can be derived. For the signal evaluation circuit is on Reference tap (not shown) provided, which supplies a phase-synchronous signal with the rotation of the rotor 12, which is sent to the signal evaluation circuit is activated.
An dem Rotor 12 ist eine sich längs der Umlaufachse 10 zu dem Sekundärspiegel 18 erstreckende Hohlwelle 34 angebracht. Auf der Hohlwelle 34 ist der Sekundärspiegel 18 mittels des Lagers 22 mit einem Spiegelträger 36 gelagert. Das Untersetzungsgetriebe 30 ist ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 38, einem Planetenradträger 40, Planetenrädern 42,44, die an dem Planetenradträger 40 gelagert und mit dem Sonnenrad 38 in Eingriff sind, und mit einem Hohlrad 46, dessen Innenverzahnung mit den Planetenrädern 42,44 in Eingriff ist. Der Planetenradträger 40 ist durch ein sich durch die Hohlwelle C4 erstreckendes Halteglied 48 unverdrehbar gehalten. Das Sonnenrad 38 sitzt an der Hohlwelle 34. Das Hohlrad 46 ist mit dem Sekundärspiegel 18 verbunden.· Der Kreiselrotor 12 ist auf einem nicht rotierenden Teil 56 um seine Figurenachse 10 drehbar gelagert. Dieser nicht rotierende Teil 56 ist seinerseits um den besagten zentralen Punkt 32 mit zwei Freiheitsgraden schwenkbeweglich gelagert. Der Planetenradträger 40 ist über das Halteglied 48 mit dem nicht rotierenden Teil 56On the rotor 12 is a hollow shaft extending along the axis of rotation 10 to the secondary mirror 18 34 attached. On the hollow shaft 34, the secondary mirror 18 is by means of the bearing 22 with a Mirror carrier 36 stored. The reduction gear 30 is a planetary gear with a Sun gear 38, a planet gear carrier 40, planet gears 42, 44, which are attached to the planet gear carrier 40 and are in engagement with the sun gear 38, and with a ring gear 46, the internal teeth of which is in engagement with the planet gears 42,44. The planet carrier 40 is through a through the Hollow shaft C4 extending holding member 48 held non-rotatably. The sun gear 38 is seated on the hollow shaft 34. The ring gear 46 is connected to the secondary mirror 18. · The gyro rotor 12 is open a non-rotating part 56 rotatably mounted about its figure axis 10. This non-rotating one Part 56 is in turn pivotable about said central point 32 with two degrees of freedom stored. The planetary gear carrier 40 is connected to the non-rotating part 56 via the holding member 48
verbunden. Der Sekundärspiegel 18 ist gesichtsfeldseitig durch eine Sekundärspiegelblende 58 abgedeckt. Die Sekundärspiegelblende 58 ist mit dem Planetenradträger 40 verbunden, so daß sie zusammen mit diesem durch das Halteglied 48 undrehbar aber mit der Figurenachse 10 des Kreiselrotors 12 verschwenkbar gehalten ist. Es kann auf diese Weise sichergestellt werden, daß keine Abdeckung des Strahlengangs durch die Sekundärspiegel bl ende 58 erfolgt, auch wenn die Sekundärspiegelblende 58 keinen Teil des Kreiselrotors 12 bildet und der Kreiselrotor 12 aus seiner Mittellage herausgeschwenkt ist. Das Halteglied 48 ist ein Torsionsstab, der an seinem dem Planetenradträger 40 benachbarten Ende in einer Einschnürung 60 der Hohlwelle 34 gelagert ist.tied together. The secondary mirror 18 is on the field of view side covered by a secondary mirror diaphragm 58. The secondary mirror aperture 58 is with the Planetary gear carrier 40 connected so that they are non-rotatable together with this by the holding member 48, however pivotable with the figure axis 10 of the gyro rotor 12 is held. It can be ensured in this way that no cover of the Beam path through the secondary mirror aperture 58 occurs even if the secondary mirror diaphragm 58 does not form part of the gyro rotor 12 and the gyro rotor 12 is pivoted out of its central position is. The holding member 48 is a torsion bar that is attached to its planet gear carrier 40 adjacent end is mounted in a constriction 60 of the hollow shaft 34.
Das optische System enthält eine in einer Fassung 62 angeordnete Linse 20, welche im Strahlengang zwischen dem Sekundärspiegel 18 und dem Detektor 14 angeordnet ist. Die Fassung 62 ist an einem inneren Kardanrahmen 64 angebracht, der in Lagern 66 (in einem nicht dargestellten äußeren Kardanrahmen) um eine durch den zentralen Punkt 32 gehende Achse 68 verschwenkbar gelagert ist. Der Kreiselrotor 12 ist auf der Fassung 62 der Linse 20 drehbar gelagert. Der Torsionsstab 48 ist a.n seinem von dem Planetenträger 40 entfernten Ende an der Vorderfläche 70 der Linse 20 gehalten. Der Kreiselrotor 12 trägt den als ringförmigen Hohlspiegel 16 ausgebildeten Primärspiegel. Von der Innenkante des Hohlspiegels 16 erstreckt, sich ein um die Figurenachse 10 rotationssymmetrischer Mantelteil 72 in Richtung auf den Sekundärspiegel 18. Der Mantelteil 72 weist eine Zwischenwand 74 auf, in welcher ein Lager 76The optical system contains a lens 20 which is arranged in a mount 62 and which is in the beam path is arranged between the secondary mirror 18 and the detector 14. The socket 62 is on an inner one Gimbal frame 64 attached, in bearings 66 (in an outer gimbal frame, not shown) around an axis 68 passing through the central point 32 is pivotably mounted. The gyro rotor 12 is rotatably mounted on the mount 62 of the lens 20. The torsion bar 48 is a.n his of the planet carrier 40 distal end held on the front surface 70 of the lens 20. The gyro rotor 12 carries the primary mirror designed as an annular concave mirror 16. From the inside edge of the concave mirror 16, a jacket part 72 which is rotationally symmetrical about the figure axis 10 extends in the direction of onto the secondary mirror 18. The jacket part 72 has an intermediate wall 74 in which a bearing 76
zum Lagern des Kreiselrotors 12 auf der Fassung 62 der Linse sitzt. Der Mantelteil 72 trägt an seinem dem Sekundärspiegel 18 zugewandten Ende ein vom Abbildungsstrahlengang durchsetzendes Fenster 78 mit einem zentralen Durhbruch 80, wobei die Hohlwelle 34 in dem Durchbruch 80 befestigt ist und der Torsionsstab 48 sich durch den Durchbruch hindurcherstreckt. for mounting the gyro rotor 12 on the mount 62 the lens sits. The jacket part 72 carries at its end facing the secondary mirror 18 a from Window 78 penetrating the imaging beam path and having a central opening 80, the hollow shaft 34 is fastened in the opening 80 and the torsion bar 48 extends through the opening.
!O Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:! O The mode of operation of the arrangement described is as follows:
Wenn nur der Sekundärspiegel 18 umlaufen würde, dann würde das Gesichtsfeldbild eine relativ langsame, kreisende Bewegung ausführen. Eine Drehung des Hohlspiegels 16 mit dem Rotor 12 würde infolge der Verkantung des Hohlspiegels 16 zu einer relativ schnellen kreisenden Bewegung von entgegengesetztem Drehsinn führen. Diese beiden Bewegungen sind einander überlagert. Jeder Punkt des Gesichtsfeldbildes beschreibt daher eine Rosette, wie sie in Fig.2 dargestellt ist. Wenn das Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis ganzzahlig ist, ist die Rosette nach einem Umlauf der langsamen Zirkularabtastung (in diesem Fall die drehzahl untersetzte Drehung des Sekundärspiegels) geschlossen. Vorzugsweise ist das Untersetzungsverhältnis nicht ganzzahlig, so daß eine volle Periode, nach welcher die Rosette geschlossen ist, einer Mehrzahl von Umläufen des Hohlrades 46 und des Sekundärspiegels 18 entspricht.If only the secondary mirror 18 were to revolve, then the field of view image would be relative perform a slow, circular motion. A rotation of the concave mirror 16 with the rotor 12 would due to the tilting of the concave mirror 16 to a relatively fast circular movement of the opposite Direction of rotation. These two movements are superimposed on each other. Every point of the field of view image therefore describes a rosette as shown in Fig.2. If the under or Gear ratio is an integer, the rosette is after one revolution of the slow circular scan (in this case the reduced speed rotation of the secondary mirror) closed. Preferably if the reduction ratio is not an integer, so that a full period, after which the rosette is closed, a plurality of revolutions of the ring gear 46 and the secondary mirror 18 is equivalent to.
Das Übersetzungsverhältnis bestimmt sich wie folgt:The transmission ratio is determined as follows:
η Anzahl der Kreisel Umdrehungenη number of gyro revolutions
m = Anzahl der Teilbilderm = number of partial images
ü = Über/Untersetzungsverhältnisü = over / reduction ratio
b = Anzahl der Rosettenblätterb = number of rosette leaves
b η + m für gegenläufige Rosetteb η + m for counter-rotating rosette
b = η (1 + i ) Anzahl der Rosettenblätterb = η (1 + i) number of rosette leaves
ü = τ—"— Übertragungsverhältnisü = τ - "- transmission ratio
Bei der Ausführungform nach Fig.! ist die Umlaufgeschwindigkeit der schnellen Abtastung identisch mit der des Rotors 12 und des Hohlspiegels 16. Die Umlaufgeschwindigkeit der langsamen Abtastung wird von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 12 über das Untersetzungsgetriebe abgeleitet. Bei der Ausführung nach Fig.3 ist die Umlaufgeschwindigkeit der langsamen Abtastung gleich der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 12. Die Umlaufgeschwindigkeit der schnellen Abtastung wird von dieser Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 12 über ein Über-Setzungsgetriebe 82 abgeleitet.In the embodiment according to Fig.! is the speed of rotation the fast scanning is identical to that of the rotor 12 and the concave mirror 16. The The speed of rotation of the slow scan is determined by the speed of rotation of the rotor 12 the reduction gear derived. In the embodiment according to FIG. 3, the rotational speed is slow scanning equals the speed of rotation of the rotor 12. The speed of rotation the rapid scanning is dependent on this rotational speed of the rotor 12 derived via a reduction gear 82.
Der Aufbau des Suchers von Fig.3 ist ähnlich dem von Fig.l, und entsprechende Teile tragen in beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen.The structure of the viewfinder of Fig.3 is similar to that of Fig.l, and corresponding parts wear in both Figures have the same reference numerals.
Das Übersetzungsgetriebe 82 weist einen Zahnradträger 84 als nicht-umlaufenden Getriebeteil auf, der mit dem Halteglied 48 verbunden ist. Ein um die Umlaufachse 10 drehbares Zahnrad 86 ist als antriebsseitiger Getriebeteil mit der Hohlwelle 34 verbunden. Zweite Zahnräder 88,90 sind an dem Zahnradträger 84 exzentrisch zur Umlaufachse 10 und in regelmäßiger Anordnung drehbar gelagert. Die zweiten Zahnräder 88,90 sind mit dem ersten Zahnrad 86 in Eingriff. An dem Zahnradträger 84 sindThe transmission gear 82 has a gear carrier 84 as a non-rotating gear part, which is connected to the holding member 48. A gear 86 rotatable about the axis of rotation 10 is the drive-side Gear part connected to the hollow shaft 34. Second gears 88.90 are on the Gear carrier 84 eccentrically to the axis of rotation 10 and rotatably mounted in a regular arrangement. the second gears 88, 90 mesh with the first gear 86. Are on the gear carrier 84
weiterhin dritte Zahnräder 92,94 exzentrisch zur Umlaufachse 10 und in regelmäßiger Anordnung drehbar gelagert. Die dritten Zahnräder 92,94 sind mit je einem zweiten Zahnrad 88 bzw. 90 in Eingriff. Je ein viertes Zahnrad 96 und 98 ist gleichachsig zu jedem dritten Zahnrad 92 bzw. 94 angeordnet und mit diesem verbunden. Die vierten Zahnräder 96 und 98 sind mit einem zur Umlaufachse 10 konzentrischen, an dem Spiegelträger 36 des Sekundärspiegels 18 vorgesehenen Zahnkranz 100 in Eingriff.Furthermore, third gears 92, 94 eccentric to the axis of rotation 10 and rotatable in a regular arrangement stored. The third gears 92, 94 are each in mesh with a second gear 88 and 90, respectively. Ever a fourth gear 96 and 98 is coaxial with every third gear 92 and 94 and with connected to this. The fourth gears 96 and 98 are concentric to the axis of rotation 10, on the mirror carrier 36 of the secondary mirror 18 provided ring gear 100 in engagement.
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Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853519786 DE3519786A1 (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Optical viewfinder with rosette scanning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853519786 DE3519786A1 (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Optical viewfinder with rosette scanning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3519786A1 true DE3519786A1 (en) | 1986-12-04 |
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ID=6272267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853519786 Withdrawn DE3519786A1 (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Optical viewfinder with rosette scanning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3519786A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3623343C1 (en) * | 1986-07-11 | 1989-12-21 | Bodenseewerk Geraetetech | Optical viewfinder with rosette scanning |
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1985
- 1985-06-03 DE DE19853519786 patent/DE3519786A1/en not_active Withdrawn
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |