ES2632415T3 - Periscopio mejorado - Google Patents

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ES2632415T3 ES12714040.8T ES12714040T ES2632415T3 ES 2632415 T3 ES2632415 T3 ES 2632415T3 ES 12714040 T ES12714040 T ES 12714040T ES 2632415 T3 ES2632415 T3 ES 2632415T3
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Abstract

Un periscopio que comprende: una ventana de objeto (4); un primer reflector (5); un segundo reflector (6); una ventana de visualización (7); y un puerto de visualización para una pantalla electrónica (8), en donde el primer reflector (5) se dispone para reflejar la luz desde la ventana de objetos (4) hacia el segundo reflector (6); y caracterizado porque el segundo reflector (6) es un espejo; y el espejo tiene dos superficies reflectantes opuestas, y en donde el segundo reflector (6) es selectivamente móvil entre una primera posición de uso en la que una primera superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el primer reflector (5) hacia la ventana de visualización (7) y una segunda posición de uso en la que una segunda superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el puerto de visualización hacia la ventana de visualización (7); el segundo reflector (6) se dispone para girar entre la primera posición de uso y la segunda posición de uso; y el segundo reflector (6) se dispone para girar alrededor de un eje que es sustancialmente perpendicular a la trayectoria óptica entre el primer reflector (5) y la ventana de visualización (7).

Description

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DESCRIPCION
Periscopio mejorado
Esta invencion se refiere a un periscopio.
Antecedentes
Los periscopios se usan en una serie de aplicaciones militares para proporcionar a los ocupantes de un vehnculo, como un tanque, una vista del entorno exterior. Ademas de la vista optica desde el periscopio, tales vehnculos militares a menudo tambien se equipan con camaras que pueden proporcionar vistas mejoradas digitalmente del entorno exterior, por ejemplo vision nocturna o imagenes termicas. Sena conveniente proporcionar un periscopio en el que el usuario pudiera alternar entre una vista optica externa y una vista generada electronicamente sin cambiar la posicion de visualizacion. Un periscopio de este tipo es por conveniencia relativamente compacto para permitir la adaptacion a vehnculos existentes sin afectar la comodidad o la facilidad de salida del usuario.
El documento DE 12 03 491 B describe un telescopio adecuado para su uso diurno y nocturno. El documento GB 2015765 A describe un sistema de transmision optico con un espejo giratorio.
Breve resumen de la descripcion
De acuerdo con la presente invencion se proporciona un periscopio que comprende una ventana de objetos, un primer reflector, un segundo reflector, una ventana de visualizacion y un puerto de visualizacion para una pantalla electronico. El primer reflector se dispone para reflejar la luz desde la ventana de objetos hacia el segundo reflector. El segundo reflector es un espejo. El espejo tiene dos superficies reflectantes opuestas. El segundo reflector es selectivamente movil entre una primera posicion de uso en la que una primera superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el primer reflector hacia la ventana de visualizacion y una segunda posicion de uso en la que una segunda superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el puerto de visualizacion hacia la ventana de visualizacion. El segundo reflector se dispone para girar entre la primera posicion de uso y la segunda posicion de uso. El segundo reflector se dispone para girar alrededor de un eje que cruza la trayectoria optica entre el primer reflector y la ventana de visualizacion.
Por lo tanto, de acuerdo con modalidades de la invencion, la vista del usuario puede alternarse entre una vista optica a traves de la ventana de objetos y una vista generada electronicamente desde una pantalla electronica, tal como una vision nocturna o una imagen termica, por simple movimiento del segundo reflector. El giro tiende a proporcionar un diseno compacto del reflector. El movimiento del segundo reflector se puede lograr dentro de una huella relativamente compacta.
En las modalidades de la invencion, el segundo reflector se dispone para girar a traves de un angulo de sustancialmente 90 grados entre la primera posicion de uso y la segunda posicion de uso. Por ejemplo, la trayectoria optica desde el primer reflector y la trayectoria optica desde el puerto de visualizacion pueden aproximarse al segundo reflector en direcciones opuestas. La rotacion de sustancialmente 90 grados permite que el segundo reflector refleje la luz de cualquiera de estas trayectorias opticas hacia la ventana de visualizacion a lo largo de una trayectoria optica sustancialmente en angulos rectos a estas direcciones.
El espejo tiene dos superficies reflectantes que se giran para reflejar la luz ya sea desde el primer reflector o desde el puerto de visualizacion. En la primera posicion de uso una primera superficie reflectante del espejo reflejara la luz desde el primer reflector hacia la ventana de visualizacion y en la segunda posicion de uso una segunda superficie reflectante del espejo reflejara la luz desde el puerto de visualizacion hacia la ventana de visualizacion. De acuerdo con esta disposicion, el espejo de doble cara puede disponerse de modo que en cualquier posicion de uso y durante la transicion entre las dos posiciones, el espejo bloquea la luz para que no entre desde el puerto de visualizacion en la trayectoria optica a la ventana de objeto. Esto puede ser ventajoso para evitar la iluminacion de la ventana de objetos por la pantalla electronica, lo que podna revelar la posicion del periscopio en un escenario militar. Ademas, se minimiza el espacio requerido en la direccion de las trayectorias opticas para que el espejo se mueva entre las dos posiciones de uso, ya que no es necesario que el espejo pase a traves de una posicion en la que su plano es paralelo a las trayectorias opticas.
El segundo reflector puede inclinarse hacia la primera y/o segunda posicion de uso por un mecanismo de resorte. Esto es ventajoso para proporcionar una posicion positiva del reflector y reducir la sensibilidad del reflector a la vibracion, por ejemplo cuando el periscopio se monta en un vehnculo.
El periscopio puede comprender un mecanismo de ajuste para ajustar el angulo del segundo reflector con relacion a la ventana de visualizacion en la primera y/o segunda posicion de uso. El mecanismo de ajuste permite al usuario acomodar las variaciones de altura, posicion del asiento y posicion del ojo del espectador.
La trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector puede ser sustancialmente recta. Sin embargo, esto tiende a aumentar la extension vertical del periscopio que puede no ser conveniente en vehnculos en los que el espacio es limitado. Por lo tanto, en una modalidad preferida, la trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector comprende un tercer reflector dispuesto para reflejar la luz desde el puerto de visualizacion hacia el
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segundo reflector, de manera que la trayectoria optica no sea recta. De esta manera, la forma de la trayectoria optica puede adaptarse para ajustarse a los requisitos de espacio de la ubicacion en la que se va a instalar el periscopio.
En una modalidad particular de la invencion, la trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector tiene forma sustancialmente de L. De esta manera, la extension vertical de la trayectoria optica puede limitarse al proporcionar una porcion horizontal de la trayectoria optica.
Tfpicamente, el tercer reflector puede comprender una superficie reflectante en un angulo agudo a la trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector. La carcasa del periscopio puede configurarse para seguir esta superficie reflectante con el fin de proporcionar espacio adicional al usuario.
El tercer reflector puede ser un espejo u otro componente reflectante adecuado. En la modalidad preferida de la presente el tercer reflector es un prisma. En las modalidades de la invencion, el prisma tiene la ventaja de permitir una inflexion en la optica mientras acorta la trayectoria optica equivalente de aire entre las dos partes principales de la optica de visualizacion, es decir, la parte entre el puerto de visualizacion y el tercer reflector y la parte entre el segundo y el tercer reflectores, lo que permite asf una optica de visualizacion global de mayor aumento.
El periscopio puede comprender una pluralidad de lentes entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector. Las lentes se pueden configurar para proporcionar una imagen clara de la pantalla electronica en la ventana de visualizacion. Por ejemplo, se puede proporcionar una lente concava, particularmente una lente plana - concava, cerca del puerto de visualizacion, con el fin de proporcionar una imagen relativamente plana de la pantalla electronica. De manera similar, puede proporcionarse una superficie de difraccion entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector. La superficie de difraccion proporciona una correccion para la aberracion cromatica. La superficie de difraccion puede proporcionarse en el prisma, pero se proporciona preferentemente en una lente situada entre el prisma (tercer reflector) y el segundo reflector para que la luz incidente sobre la superficie de difraccion sea lo mas normal posible a la superficie. De este modo, la superficie de difraccion puede situarse entre el prisma y el segundo reflector.
El periscopio puede comprender al menos dos lentes convexas separadas entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector. Las lentes convexas pueden disponerse en una configuracion de Petzval. En particular, las lentes convexas pueden separarse por el prisma.
Durante el uso, el periscopio comprende un dispositivo de pantalla electronica fijado de manera desmontable al puerto de visualizacion. De esta manera, los componentes electronicos del periscopio pueden estar dispuestos en un casete que puede simplemente sustituirse en caso de un mal funcionamiento.
Debe entenderse que la ventana de objeto y/o la ventana de visualizacion pueden simplemente ser aberturas en la carcasa del periscopio y no incluyen necesariamente material transparente, tal como vidrio o plastico. Ademas, la ventana de objetos puede proporcionarse por la cara de un prisma, que forma el primer reflector.
Breve descripcion de los dibujos
Las modalidades de la invencion se describen a continuacion con referencia a los dibujos acompanantes, en los cuales: la figura 1 es una vista en seccion transversal de un periscopio de acuerdo con una modalidad de la invencion; la figura 2 es una vista lateral del periscopio de la Figura 1; y la figura 3 es una vista frontal del periscopio de las figuras 1 y 2.
Descripcion detallada
La figura 1 es una vista en seccion transversal de un periscopio de acuerdo con una modalidad de la invencion. El periscopio comprende una seccion superior 1 conectada a una seccion inferior 2. La seccion superior 1 comprende una carcasa 3 provista de una ventana transparente 4. Dentro de la seccion superior 1, una superficie espejo 5 en un angulo agudo al plano de la ventana 4 refleja la luz desde la ventana 4 hacia la seccion inferior 2.
La seccion inferior 2 comprende un espejo giratorio 6 que se monta para girar dentro de la carcasa de la seccion inferior
2. El espejo giratorio 6 se refleja en cada una de sus superficies principales y se inclina mediante un mecanismo de resorte
en dos posiciones estables, representadas en lmeas continuas y discontinuas en la figura 1. En la primera posicion estable del espejo giratorio 6, ilustrada en lmeas continuas en la figura 1, la luz desde la seccion superior 1 del periscopio es reflejada por el espejo 6 a traves de una ventana de visualizacion 7 hacia el usuario. En la segunda posicion estable del espejo 6, ilustrada en lmeas discontinuas en la figura 1, la luz desde la seccion inferior 2 del periscopio es reflejada por el espejo 6 a traves de la ventana de visualizacion 7. La posicion del espejo giratorio 6 se selecciona al accionar una palanca 14, mostrada en la figura 2, que conmuta el espejo 6 entre la primera y segunda posiciones estables.
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La seccion inferior 2 comprende ademas un camino optico para dirigir la luz desde un modulo de casete 8 que comprende una pantalla electronica, tal como una pantalla VGA, al espejo giratorio 6 para la reflexion al usuario. El modulo de casete 8 se monta de manera desmontable en la seccion inferior 2 del periscopio para facilitar su sustitucion. Esto asegura que los componentes electronicos principales del periscopio puedan reemplazarse facilmente en caso de un mal funcionamiento. La conexion entre el modulo de casete 8 y la seccion inferior 2 del periscopio incluye formaciones de acoplamiento dispuestas asimetricamente, tales como clavijas y enchufes, para asegurar que el modulo de casete 8 y, por lo tanto, la pantalla se situen en la orientacion correcta en la seccion inferior 2. La pantalla VGA se configura para mostrar imagenes digitales generadas electronicamente, tales como imagenes de vision nocturna, desde el exterior del vetnculo en el que se monta el periscopio. Pueden mostrarse otras imagenes generadas electronicamente. La imagen de la pantalla VGA es tfpicamente en blanco y negro y por lo tanto es importante que la aberracion cromatica por el camino optico no desenfoque la imagen. La pantalla VGA se activa mediante un microinterruptor cuando la palanca 14 mueve el espejo giratorio 6 a la segunda posicion estable y se desactiva cuando la palanca 14 mueve el espejo giratorio 6 de vuelta a la primera posicion estable.
El camino optico comprende una primera lente de vidrio concava 9, en este caso una lente plana - concava, cerca de la pantalla VGA, que se proporciona para asegurar que la imagen de la pantalla VGA sea relativamente plana cuando se observa por el usuario a traves de la ventana de visualizacion 7. Una segunda lente asferica de plastico 10 se proporciona despues de la primera lente 9 en el camino optico para dirigir la luz desde la primera lente 9 hacia un prisma de vidrio 11. El prisma 11 refleja la luz desde la segunda lente 9 hacia el espejo giratorio 6 y tambien proporciona una separacion en el camino optico que corrige el astigmatismo en la imagen de la pantalla VGA en la ventana de visualizacion 7. La luz reflejada desde el prisma 11 pasa a traves de una tercera lente de plastico asferica 12 provista de una superficie de difraccion superior que corrige la aberracion cromatica de la imagen de la pantalla VGA. La luz desde la tercera lente 12 pasa a traves de una cuarta lente de cristal 13, en este caso una lente de menisco, que forma la imagen de la pantalla VGA que es reflejada por el espejo giratorio 6 para que el usuario la observe a traves de la ventana de visualizacion 7. La imagen de la pantalla VGA se enfoca alrededor de la longitud del brazo para el usuario.
El eje de rotacion del espejo giratorio 6 es sustancialmente perpendicular al eje optico del camino optico. Se observara en la figura 1 que al girar desde la primera posicion estable hasta la segunda posicion estable y de vuelta, el espejo giratorio 6 bloquea siempre la trayectoria optica entre la seccion superior 1 y la seccion inferior 2. De esta manera, el espejo 6 evita siempre que la luz de la pantalla VGA 8 se escape a traves de la ventana transparente 4. Esto es importante en las operaciones militares, particularmente en la noche, donde existe el riesgo de que cualquier luz que escape pueda revelar la posicion del periscopio y, por lo tanto, del usuario.
Ademas, como se muestra en la figura 1, el espejo giratorio 6 solo gira aproximadamente 90 grados entre la primera posicion estable y la segunda posicion estable. Debido a que no se requiere que el espejo 6 gire 360 grados, el espacio vertical ocupado por el espejo es menor que el ancho del espejo 6, lo que permite que el periscopio sea relativamente corto en la direccion vertical y de profundidad minima en la direccion horizontal.
Proporcionar el prisma 11 en el camino optico entre la pantalla VGA y el espejo giratorio 6 proporciona una trayectoria optica con forma de L. De esta manera, la extension del periscopio en la direccion vertical se reduce en comparacion con una trayectoria optica recta. Ademas, la carcasa de la seccion inferior 2 del periscopio sigue la superficie reflectante en angulo del prisma 11, lo que proporciona espacio libre adicional para el usuario.
En resumen, un periscopio comprende una ventana de objeto 4, un primer reflector 5, un segundo reflector 6, una ventana de visualizacion 7 y un puerto de visualizacion para una pantalla electronica 8. El primer reflector 5 se dispone para reflejar la luz desde la ventana de objeto 4 hacia el segundo reflector 6. El segundo reflector 6 es selectivamente movil entre una primera posicion de uso en la que el segundo reflector 6 refleja la luz desde el primer reflector 5 hacia la ventana de visualizacion 7 y una segunda posicion de uso en la que el segundo reflector 6 refleja la luz desde el puerto de visualizacion hacia la ventana de visualizacion 7. El periscopio proporciona un diseno simple que permite cambiar la vista del usuario entre una imagen generada electronicamente, tal como la vision nocturna, y una imagen puramente optica.
A lo largo de la descripcion y las reivindicaciones de esta descripcion, las palabras "comprenden" y "contienen" y sus variaciones significan "que incluyen pero no se limitan a", y no se destinan a (y no lo hacen) excluir otros componentes, enteros o etapas. A lo largo de la descripcion y las reivindicaciones de esta descripcion, el singular abarca el plural a menos que el contexto requiera lo contrario. En particular, cuando se usa el artfculo indefinido, la descripcion debe entenderse como que contempla la pluralidad asf como tambien la singularidad, a menos que el contexto requiera lo contrario.
Los elementos, enteros, caractensticas o grupos descritos junto con un aspecto, modalidad o ejemplo particular de la invencion deben entenderse que son aplicables a cualquier otro aspecto, modalidad o ejemplo descrito en la presente descripcion, a menos que sean incompatibles con la misma. Todas las caractensticas descritas en esta descripcion (que incluyen cualquier reivindicacion, resumen y figuras adjuntos), y/o todas las etapas de cualquier metodo o proceso asf descrito, pueden combinarse en cualquier combinacion, excepto las combinaciones donde al menos algunas de tales caractensticas y/o etapas son mutuamente excluyentes. La invencion no se limita a los detalles de cualquiera de las modalidades anteriores.

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    Reivindicaciones
    1. Un periscopio que comprende: una ventana de objeto (4);
    un primer reflector (5);
    un segundo reflector (6);
    una ventana de visualizacion (7); y
    un puerto de visualizacion para una pantalla electronica (8),
    en donde el primer reflector (5) se dispone para reflejar la luz desde la ventana de objetos (4) hacia el segundo reflector (6); y caracterizado porque el segundo reflector (6) es un espejo; y
    el espejo tiene dos superficies reflectantes opuestas, y en donde
    el segundo reflector (6) es selectivamente movil entre una primera posicion de uso en la que una primera superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el primer reflector (5) hacia la ventana de visualizacion (7) y una segunda posicion de uso en la que una segunda superficie reflectante del espejo refleja la luz desde el puerto de visualizacion hacia la ventana de visualizacion (7);
    el segundo reflector (6) se dispone para girar entre la primera posicion de uso y la segunda posicion de uso; y el segundo reflector (6) se dispone para girar alrededor de un eje que es sustancialmente perpendicular a la trayectoria optica entre el primer reflector (5) y la ventana de visualizacion (7).
  2. 2. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 1, en donde el segundo reflector (6) se dispone para girar a traves de un angulo de sustancialmente 90 grados entre la primera posicion de uso y la segunda posicion de uso.
  3. 3. Un periscopio como se reivindico en cualquier reivindicacion anterior, en donde el segundo reflector (6) se inclina hacia la primera y/o segunda posicion de uso por un mecanismo resorte.
  4. 4. Un periscopio como se reivindico en cualquier reivindicacion anterior, en donde la trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector (6) comprende un tercer reflector (11) dispuesto para reflejar la luz desde el puerto de visualizacion hacia el segundo reflector (6), de manera que la trayectoria optica no sea recta.
  5. 5. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 4, en donde la trayectoria optica entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector (6) tiene sustancialmente forma de L.
  6. 6. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 4 o 5, en donde el tercer reflector es un prisma (11).
  7. 7. Un periscopio como se reivindico en cualquier reivindicacion anterior que comprende una pluralidad de lentes (9, 10, 12, 13) entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector (6).
  8. 8. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 7, que comprende una lente concava (9) cerca del puerto de visualizacion.
  9. 9. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 7 u 8, que comprende una superficie de difraccion entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector (6).
  10. 10. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 9, cuando es dependiente de la reivindicacion 6, en donde la superficie de difraccion se situa entre el prisma (11) y el segundo reflector (6).
  11. 11. Un periscopio como se reivindico en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, que comprende al menos dos lentes convexas separadas (10, 12) entre el puerto de visualizacion y el segundo reflector (6).
  12. 12. Un periscopio como se reivindico en la reivindicacion 9, cuando es dependiente de la reivindicacion 4, en donde las lentes convexas se separan por el prisma (11).
  13. 13. Un periscopio como se reivindico en cualquier reivindicacion anterior que comprende un dispositivo de visualizacion electronico (8) fijado de manera desmontable al puerto de visualizacion.
ES12714040.8T 2011-04-08 2012-04-04 Periscopio mejorado Active ES2632415T3 (es)

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