NO156104B - OPTICAL OBJECTIVES FOR A TARGET RECORDING AND CONSEQUENCE SYSTEM. - Google Patents
OPTICAL OBJECTIVES FOR A TARGET RECORDING AND CONSEQUENCE SYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- NO156104B NO156104B NO82821188A NO821188A NO156104B NO 156104 B NO156104 B NO 156104B NO 82821188 A NO82821188 A NO 82821188A NO 821188 A NO821188 A NO 821188A NO 156104 B NO156104 B NO 156104B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- optical
- sight
- mirror
- stated
- target
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 141
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 201000003152 motion sickness Diseases 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Head (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
-L -L
Foreliggende oppfinnelse vedrører optiske sikter for målregistrerings- og følgesystemer, og systemer som omfatter slike sikter. The present invention relates to optical sights for target registration and tracking systems, and systems that include such sights.
I dagens våpensystemer gjøres utstrakt bruk av laseranviser, hvor en fremskutt observatør visuelt lokaliserer et militært mål og deretter retter en kodet laserstråle mot målet. Obser-vatøren koordinerer med et våpenskytssystem for å rette skytset mot målet. Slikt skyts vil omfatte et styringssystem,som gjenkjenner laserpunktet og styrer skytset i målet. Denne anvisning kan gjennomføres av bakkepersonale til fots eller i kjøretøyer. En mer effektiv operasjon kan dog gjennomføres med rekognoseringshelikopter. I kjente helikoptersystemer fø-rer visuell rekognosering og lokalisering av mål til at hele helikopteret med besetning kommer i en utsatt stilling overfor fienden og blir særdeles sårbare. In today's weapon systems extensive use is made of laser pointers, where an advanced observer visually locates a military target and then directs a coded laser beam at the target. The observer coordinates with a weapon firing system to direct the fire at the target. Such firing will include a control system, which recognizes the laser point and directs the firing at the target. This instruction can be carried out by ground personnel on foot or in vehicles. A more effective operation can, however, be carried out with a reconnaissance helicopter. In known helicopter systems, visual reconnaissance and localization of targets lead to the entire helicopter and crew being in an exposed position vis-a-vis the enemy and becoming particularly vulnerable.
Det er foreslått systemer, hvor observatøren kan være skjult for fienden og målet kan lokaliseres ved hjelp av et televisjonssystem. Ved en foreslått løsning monteres et sikte på Systems have been proposed, where the observer can be hidden from the enemy and the target can be located using a television system. In the case of a proposed solution, a sight is mounted on
en mast som rager over helikopterets rotornivå, slik at helikopteret kan forbli bak dekkende bladverk eller terreng, med siktet montert på masten ragende høyt nok over te-levis jonskameraet til å lokalisere målet. Skjønt ideen er tiltalende, byr gjennomføringen av denne type system på en rekke problemer. Det er f.eks. nødvendig å stabilisere siktets optiske elementer på grunn av helikopterets naturlige bevegelser. Stabilisering av hele siktet vil kreve forholds-vis tunge servomotorer o.l. En annen mulighet er å bruke et stivt sikte, hvor bare de optiske elementer stabiliseres. Dette kunne gjennomføres med lettere elementer. a mast that extends above the rotor level of the helicopter, allowing the helicopter to remain behind covering foliage or terrain, with the scope mounted on the mast projecting high enough above the te-levis ion camera to locate the target. Although the idea is appealing, the implementation of this type of system presents a number of problems. It is e.g. necessary to stabilize the sight's optical elements due to the helicopter's natural movements. Stabilization of the entire sight will require relatively heavy servo motors etc. Another possibility is to use a rigid sight, where only the optical elements are stabilized. This could be done with lighter elements.
Den robuste utførelse som kreves av et slikt sikte som skal monteres på en mast ovenfor de roterende helikopterbladene og den nødvendige stabilisering skaper et stort vektreduksjonspro-blem, da kjente, robuste, stabiliserte systemer har vist seg The robust design required of such a sight to be mounted on a mast above the rotating helicopter blades and the required stabilization create a major weight reduction problem, as known robust stabilized systems have proven
å ha for høy vekt for denne anvendelse. Det er dessuten nød-vendig å kombinere TV-systernet, som gir den visuelle lokalisering av målet, med et laseranvisningssystem for å muliggjøre to have too much weight for this application. It is also necessary to combine the TV system, which provides the visual localization of the target, with a laser guidance system to enable
anvisning av målet etter at det er lokalisert. Den sterkt kollimerte laserstråle fremkaller som regel et meget lite punkt og er derfor svært følsom for bevegelse,hvis den skal holdes på målet. Derfor kreves meget nøyaktig stabilisering. indication of the target after it has been located. The highly collimated laser beam usually produces a very small spot and is therefore very sensitive to movement if it is to be held on the target. Therefore, very precise stabilization is required.
I henhold til oppfinnelsen er der skaffet et optisk sikte for et målregistrerings- og følgesystem, idet siktet kan monteres på en mast og omfatter et optisk underlag med en lengdeakse, en laseranviser, en laseravstandsmåler, et te-levis jonskamera .for fremskaffelse av et videosignal som re-presenerer et optisk bilde av et mål, første optiske organer montert på det optiske underlag for å rette en laserstråle som reflekteres fra målet til laseravstandsmåleren, According to the invention, an optical sight has been provided for a target registration and tracking system, as the sight can be mounted on a mast and comprises an optical substrate with a longitudinal axis, a laser pointer, a laser rangefinder, a television ion camera for the production of a video signal representing an optical image of a target, first optical means mounted on the optical substrate to direct a laser beam reflected from the target to the laser range finder,
og andre optiske organer som funksjonerer for å rette det lys som danner det optiske bilde av målet, mot televisjonskameraet, som er karakterisert ved at et gyrostabilisert speil med et to-akse-gyroskop er montert i ett med det optiske underlag, hvorved speilet blir holdt på et selektert nivå i forhold til lengdeaksen for det optiske underlag, idet to-akse-gyroskopet innbefatter et slingrebøylear-rangement som er understøttet av et par slingrebøylebraket-ter som er tildannet i ett med det optiske underlag, idet slingrebøylearrangementet kan dreie seg om en elevasjonsakse, samtidig som det gyrostabiliserte speil reflekterer både det lys som danner det optiske bilde, mot det første optiske organ og laserstrålen fra det første optiske organ mot målet og vice versa, og det annet optiske organ er montert på det optiske underlag og samvirker med det første optiske organ for å rette det optiske billedlys for målet mot televisjonskameraet samtidig som det annet optiske organ omfatter et dreibart justerbart densitets-optisk filter som er slik innrettet at den optiske densitet varierer ved dreining, et linsesystem for et smalt synsfelt, et bevegelig linsesystem for et vidt synsfelt, samt en drivmotor for både selektiv justering av det optiske filter ved dennes dreining og for forflytning av linsesystemet for et vidt synsfelt inn i og ut fra den optiske akse av det annet optiske organ. and other optical organs which function to direct the light forming the optical image of the target towards the television camera, which is characterized in that a gyro-stabilized mirror with a two-axis gyroscope is mounted integrally with the optical substrate, whereby the mirror is held at a selected level in relation to the longitudinal axis of the optical substrate, the two-axis gyroscope including a wobble hoop arrangement which is supported by a pair of wobble hoop brackets which are integrally formed with the optical substrate, the wobble hoop arrangement can be a elevation axis, at the same time that the gyro-stabilized mirror reflects both the light that forms the optical image towards the first optical device and the laser beam from the first optical device towards the target and vice versa, and the second optical device is mounted on the optical substrate and cooperates with it first optical means for directing the optical image light of the target towards the television camera while the second optical means comprises a rotating rt adjustable density optical filter which is arranged so that the optical density varies with rotation, a lens system for a narrow field of view, a movable lens system for a wide field of view, as well as a drive motor for both selective adjustment of the optical filter during its rotation and for movement of the lens system for a wide field of view into and out of the optical axis of the second optical organ.
Et antall nye strukturer er anordnet i sikteenheten, og disse har i kombinasjon muliggjort den nødvendige lette utførel-sen. For det første er det optiske lasersystem og det optiske kamerasystem i stor utstrekning integrert. Det optiske underlag er også utnyttet for ster integrering av de separate elementer i sikteenheten, slik at vekten av støttestruk-turene som var nødvendige i kjente enheter reduseres til et minimum. Det aerodynamiske hus har et optisk vindu i sin for-reste ende, i rett vinkel mot lengdeaksen. Like bak det optiske vindu foreligger et gyrostabilisert speil. Det optiske underlag omfatter støttebraketter for montering av en første slingrebøyle for det stabiliserende gyroskop, slik at hus-og monteringselementene som var vanlige og nødvendige i kjente systemer blir eliminert. En andre slingrebøyle er dreibart montert i første slingrebøyle og inneholder de to gyro-skopene. Speilet er også dreibart anordnet i første slingre-bøyle og er driftsmessig koplet til den andre slingrebøylen ved hjelp av bånd av stålbåndtypen og skiver. Den første slingrebøylens akse forløper på tvers av husets lengdeakse og danner en elevasjonsakse for gyroskopet, mens den andre slingrebøylen har sin akse forløpende vertikalt for å danne en asimutakse. Det slingrebøyleopphengte speil kan derfor dreies både i asimut og elevasjon. Men speilet har begrenset vinkelområde i asimutretningen. Det kan f.eks. være ± 2°, som er tilstrekkelig for å fjerne resterende sikte- og sta-biliseringsfeil som følge av bevegelse av huset og asimut. Når det kreves større asimutbevegelse enn 2°, kan hele enheten dreies rundt masten i en vinkel på - 160°. I elevasjon kan speilet dreies i en vinkel på - 15°. A number of new structures have been arranged in the aiming unit, and these in combination have enabled the necessary lightweight design. Firstly, the optical laser system and the optical camera system are largely integrated. The optical substrate is also utilized for the integration of the separate elements in the aiming unit, so that the weight of the support structures that were necessary in known units is reduced to a minimum. The aerodynamic housing has an optical window at its front end, at right angles to the longitudinal axis. Just behind the optical window is a gyro-stabilised mirror. The optical substrate comprises support brackets for mounting a first wobble bracket for the stabilizing gyroscope, so that the housing and mounting elements that were common and necessary in known systems are eliminated. A second wobble bar is rotatably mounted in the first wobble bar and contains the two gyro scopes. The mirror is also rotatably arranged in the first wobble hoop and is operatively connected to the second wobble hoop by means of bands of the steel band type and washers. The axis of the first wobble bar extends across the longitudinal axis of the housing and forms an elevation axis for the gyroscope, while the second wobble bar has its axis running vertically to form an azimuth axis. The wobble bracket-suspended mirror can therefore be turned both in azimuth and elevation. But the mirror has a limited angular range in the azimuth direction. It can e.g. be ± 2°, which is sufficient to remove residual aiming and stabilization errors resulting from movement of the housing and azimuth. When greater azimuth movement than 2° is required, the entire unit can be rotated around the mast at an angle of - 160°. In elevation, the mirror can be turned at an angle of - 15°.
Laseranviseren og laseravstandsmåleren er montert på det optiske underlag. Den optiske bane gjennom husvinduet, fra det slingrebøyleopphengte speil og til laseranviseren og avstandsmåleren passerer gjennom en dikroisk strålespalter, som i det vesentlige er gjennomsiktig for laserfrekvensener-gien og reflekterer synlig lys. Et optisk bilde på speilet vil derfor reflekteres av strålespalteren og sendes til kameraet via det optiske televisjonssystem. Det optiske tele-visjonssytem omfatter en fast linseenhet for smalt synsfelt (NFOV), et filter med nøytral tetthet og med regulerbar lys-gjennomslippskarakteristikk og en bevegelig linseenhet for et vidt synsfelt (WFOV). Filteret er en skive, som kan dreies for variasjon av lysoverføringen og styres automatisk av videokretsene i elektronikkenheten for å opprettholde optimal kontrast av televisjonsscenen. WFOV linseenheten beveges ut av banen for å gi et smalt synsfelt for TV-systemet. Når et vidt synsfelt er ønskelig, f.eks. under mållokalisering, beveges WFOV linseenheten inn i den optiske bane. The laser pointer and the laser rangefinder are mounted on the optical base. The optical path through the house window, from the wobble bar-suspended mirror and to the laser designator and rangefinder passes through a dichroic beam splitter, which is essentially transparent to the laser frequency energy and reflects visible light. An optical image on the mirror will therefore be reflected by the beam splitter and sent to the camera via the optical television system. The optical television system comprises a fixed lens unit for narrow field of view (NFOV), a neutral density filter with adjustable light transmission characteristics and a movable lens unit for wide field of view (WFOV). The filter is a disc, which can be rotated to vary the light transmission and is automatically controlled by the video circuits in the electronics unit to maintain optimal contrast of the television scene. The WFOV lens unit is moved out of the path to provide a narrow field of view for the TV system. When a wide field of view is desirable, e.g. during target localization, the WFOV lens assembly is moved into the optical path.
Et nytt trekk ved det optiske televisjonssystem, som på en fordelaktig måte i høy grad reduserer sikteenhetens vekt, er bruken av en enkelt drivmotor for filterskiven og for den bevegelige WFOV linseenhet. En liten, lett motor driver filterskiven via en tannhjulsutveksling, hvor motoren er montert i en ende av en balansert vippearm, som er dreibar om filterskivens akse. På motstående ende av vippearmen er WFOV linseenheten montert. En brytermekanisme, betjent av en solenoid, holder vippearmen i en av to stillinger, hvor WFOV linseenheten befinner seg i den optiske kamerabane i den ene stillingen, mens WFOV linseenheten befinner seg utenfor den optiske bane i den andre stillingen. A new feature of the optical television system, which advantageously greatly reduces the weight of the aiming unit, is the use of a single drive motor for the filter disc and for the moving WFOV lens unit. A small, lightweight motor drives the filter disk via a gear train, where the motor is mounted at one end of a balanced rocker arm, which is rotatable about the axis of the filter disk. On the opposite end of the rocker arm, the WFOV lens unit is mounted. A switch mechanism, operated by a solenoid, holds the rocker arm in one of two positions, where the WFOV lens assembly is in the camera optical path in one position, while the WFOV lens assembly is out of the optical path in the other position.
En clutchenhet er koplet til filterskiven og benyttes som bremse når clutchen er innkoplet. Under normal drift er solenoiden ikke energisert og vippearmen er sperret i en av de to stillingene, filterskiveclutchen er utkoplet og når motoren aktiviseres, vil den derfor rotere filterskiven. Når operatøren ønsker å forandre det optiske systems synsfelt, blir solenoiden aktivisert, slik at den samtidig kopler inn clutchenheten, som bremser filterskiven og kopler ut bry-termekanismen. I denne tilstand, med motoren i gang, blir tannhjulet som er koplet til filterskiven, holdt stasjonært, og derfor vil motorens tannhjulsutveksling bringe motoren og vippearmen til å "vandre" rundt det stasjonære filterskive-tannhjul. Denne bevegelse av armen vil føre den i sin andre stilling. På dette tidspunkt vil en grensebryter frigi solenoiden, hvilket forårsaker innstilling av armen i den nye stilling og stans av motoren. Omkoplingen kan med fordel finne sted i løpet av en brøkdel av et sekund og vil derfor ikke forstyrre den normale automatiske drift av filterskiven. A clutch unit is connected to the filter disc and is used as a brake when the clutch is engaged. During normal operation the solenoid is not energized and the rocker arm is locked in one of the two positions, the filter disc clutch is disengaged and when the motor is activated it will therefore rotate the filter disc. When the operator wishes to change the optical system's field of view, the solenoid is activated, so that it simultaneously engages the clutch unit, which brakes the filter disc and disengages the switch mechanism. In this condition, with the engine running, the gear connected to the filter disc is held stationary and therefore the engine gear ratio will cause the motor and rocker arm to "wander" around the stationary filter disc gear. This movement of the arm will bring it into its second position. At this point, a limit switch will release the solenoid, causing the arm to set in the new position and stop the motor. The switching can advantageously take place within a fraction of a second and will therefore not interfere with the normal automatic operation of the filter disc.
Dreining av hele sikteenheten oppnås ved hjelp av en liten motor og en tannhjulsutveksling i en liten støtte som brukes til montering av sikteenheten på masten. Rotation of the entire aiming unit is achieved by means of a small motor and a gearing in a small support which is used for mounting the aiming unit on the mast.
Elektronikkenhetene som kan monteres i helikopterskroget omfatter den elektroniske videoenheten og den elektroniske servoenheten. Det er anordnet en kontrolltavle for operatø-ren med katodestrålerør-TV display med et trådkors i sentrum av skjermen, innrammet av et rektangulært følgevindu. Auro-matiske følgekretser i den elektroniske videoenheten styrer det rektangulære følgevindu i displayen, for å sentrere det på en valgt måte. Kretsene registrerer kontrastforskjellen mellom målet og bakgrunnen og danner styresignaler til den elektroniske servoenheten. Den elektroniske servoenheten sender styresignaler til momentmotorene på gyroskopet i sikteenheten og til asimut-drivmotoren, slik at sikteenheten og det stabiliserte speil følger målet. Laserstrålen sentreres i trådkorset, som representerer sikteenhetens siktelinje. Når et mål holdes sentrert i følgevinduet, vil drift av laseranviseren således føre til at et laserpunkt anbringes di-rekte på målet. The electronic units that can be mounted in the helicopter fuselage include the electronic video unit and the electronic servo unit. There is a control panel for the operator with a cathode ray tube TV display with a crosshair in the center of the screen, framed by a rectangular window. Auromatic tracking circuitry in the electronic video unit controls the rectangular tracking window in the display to center it in a selected manner. The circuits register the contrast difference between the target and the background and form control signals for the electronic servo unit. The electronic servo unit sends control signals to the torque motors on the gyroscope in the aiming unit and to the azimuth drive motor, so that the aiming unit and the stabilized mirror follow the target. The laser beam is centered in the reticle, which represents the aiming unit's line of sight. When a target is kept centered in the tracking window, operation of the laser pointer will thus cause a laser point to be placed directly on the target.
For å sikre at laserstrålen er korrekt opprettet i forhold til trådkorsets sentrum, er det anordnet et nytt løpssikte-system. Sikteenheten omfatter en liten hjørnereflektor, som har den karakteristikk at den reflekterer en laserstråle i en 180° vinkel, uansett dennes innfallsvinkel på reflektoren. Når siktesystemet først settes på, fører en løpssikterutine til at det stabiliserte speil dreies mot dets mekaniske anslag, hvilket fører til at laseranviserstrålen blir reflektert fra det stabiliserte speil til hjørnereflektoren, tilbake til det stabiliserte speil og dermed til strålespalteren, hvor en liten andel av laserstrålen reflekteres til det optiske televisjonssystem. Laserpunktet fremkaller derfor et videosignal i den elektroniske videoenheten. Løpssiktekret-ser vil automatisk variere rasterstillingen for å sentrere laserpunktet nøyaktig. Operatøren kan også sette i gang den automatiske løpssikteprosedyre manuelt, når dette måtte være påkrevet. To ensure that the laser beam is correctly created in relation to the center of the reticle, a new barrel sighting system has been installed. The aiming unit includes a small corner reflector, which has the characteristic that it reflects a laser beam at a 180° angle, regardless of its angle of incidence on the reflector. When the aiming system is first engaged, a barrel aiming routine causes the stabilized mirror to rotate against its mechanical stop, causing the laser designator beam to be reflected from the stabilized mirror to the corner reflector, back to the stabilized mirror and thus to the beam splitter, where a small proportion of the laser beam reflected to the optical television system. The laser point therefore induces a video signal in the electronic video unit. The crosshair circuitry will automatically vary the reticle position to accurately center the laser dot. The operator can also initiate the automatic barrel aiming procedure manually, when this is required.
Den elektroniske servoenheten mottar også signaler fra asimut og elevasjons-måleverdigiverne for det stabiliserende gyroskop i sikteenheten. Dermed vil ethvert avvik av sikteenhetens sikte i rommet resultere i styresignaler, som driver momentmotorene for å holde speilet i korrekt stilling. The electronic servo unit also receives signals from the azimuth and elevation measurement verifiers for the stabilizing gyroscope in the aiming unit. Thus, any deviation of the aiming unit's aim in space will result in control signals, which drive the torque motors to keep the mirror in the correct position.
Den elektroniske videoenhet benyttes også til å registrere kontrasten i den fjernsynsoverførte scene og til automatisk styring av filteret med variabel tetthet for å opprettholde maksimal kontrast mellom målet og bakgrunnen. The electronic video unit is also used to record the contrast in the televised scene and to automatically control the variable density filter to maintain maximum contrast between the target and the background.
Ved operatørens plass er det anordnet en spak, som omfatter brytere, som kan betjenes med operatørens tommel og fingre for å tillate manuell målfølging i asimut og elevasjon, for endring av følgepolariteten, avhengig av om et mål er meget mørkt eller meget lyst, for øyeblikkelig endring av televi-sjonssystemets synsfelt og for å drive laseranviseren og laseravstandsmåleren. Digitale avlesninger tilveiebringes på kontrolltavlen for å angi rekkevidden, siktelinjens retning i asimut og siktevinkelens linje i elevasjon. At the operator's place is provided a lever, which includes switches, which can be operated with the operator's thumb and fingers to allow manual target tracking in azimuth and elevation, for changing the tracking polarity, depending on whether a target is very dark or very bright, for instant changing the television system's field of view and to operate the laser pointer and the laser rangefinder. Digital readouts are provided on the control panel to indicate range, line of sight direction in azimuth and line of sight angle in elevation.
Andre formål og fordeler ved oppfinnelsen vil frem- Other purposes and advantages of the invention will
gå av følgende beskrivelse av de beste måter å gjennomføre oppfinnelsen på, sett i lys av tegningen. proceed from the following description of the best ways of carrying out the invention, seen in the light of the drawing.
Fig. 1 viser et sterkt forenklet blokkskjema av oppfinnelsens hovedelementer. Fig. 2 er en gjengivelse i perspektiv av et helikopter som er utstyrt med oppfinnelsen mens det følger en militær tank og anviser dette mål. Fig. 3 er en gjengivelse i perspektiv, som viser en alterna-tiv montering av oppfinnelsen på tanken, med sikteenheten montert på en forlengbar mast som kan heves over hindringer i forgrunnen. Fig. 4 er et funksjonelt blokkskjema av sikteenheten ifølge Fig. 1 shows a greatly simplified block diagram of the main elements of the invention. Fig. 2 is a perspective view of a helicopter equipped with the invention while following a military tank and targeting this target. Fig. 3 is a rendering in perspective, showing an alternative mounting of the invention on the tank, with the aiming unit mounted on an extendable mast which can be raised above obstacles in the foreground. Fig. 4 is a functional block diagram of the aiming unit according to
oppfinnelsen. the invention.
Fig. 5 er et forenklet, delvis funksjonelt skjema av sikteenheten og viser en omtrentlig anordning av komponentene. Fig. 6 er et partielt bilde av det optiske underlag og viser integreringen av gyrostabilisatoren i underlaget og antyder det stabiliserte speil. Fig. 7 er et oppriss av sikteenheten med huset fjernet,- som viser en typisk anordning av de fysiske elementer. Fig. 8 er et sideriss av sikteenheten ifølge fig. 7, delvis bortbrutt for å illustrere de fysiske forhold mellom elementene inklusive asimutdrivmekanismen. Fig. 9 er et forenklet, utspilt bilde av den automatiske styremekanismen for lysfiltret og mekanismen for endring av synsfelt. Fig. 10 viser et frontriss av en typisk kontrolltavle og TV display, og viser også den manuelle styrespaken. Fig. 11 er et forenklet, funksjonelt skjema av hele systemet ifølge oppfinnelsen og illustrerer de elektroniske styrepar-tier koplet til sikteenhetens elementer. Fig. 5 is a simplified, partially functional diagram of the aiming unit and shows an approximate arrangement of the components. Fig. 6 is a partial view of the optical substrate and shows the integration of the gyro stabilizer in the substrate and suggests the stabilized mirror. Fig. 7 is an elevation of the aiming unit with the housing removed, showing a typical arrangement of the physical elements. Fig. 8 is a side view of the aiming unit according to fig. 7, partially broken away to illustrate the physical relationships between the elements including the azimuth drive mechanism. Fig. 9 is a simplified, exploded view of the automatic control mechanism for the light filter and the mechanism for changing the field of view. Fig. 10 shows a front view of a typical control panel and TV display, and also shows the manual control lever. Fig. 11 is a simplified, functional diagram of the entire system according to the invention and illustrates the electronic control parts connected to the aiming unit's elements.
TV/laser siktesystemet ifølge oppfinnelsen for montering på en mast kan brukes for en rekke scenarioer. De grunnleggen-de elementer i systemet vil dog være de samme ved alle anvendelser. I fig. 1 er et blokkskjema av elementene i oppfinnelsen vist under henvisning til en spesiell installasjon, som kjøretøyet 2. Kjøretøyet 2 kan være et helikopter, en tank eller et annet landbasert kjøretøy, eller det kan representere en-fast bygning eller lign. Ved hver installasjon er det anordnet en mast 5 for å heve sikteenheten 10 over elementer i terrenget. Sikteenheten 10 omfatter et lasersystem og et televisjonskamerasystem, som nærmere omtalt nedenfor. Kontrolltavlen 50 og display 60 er gruppert ved operatørens plass, som f.eks. kan være i en helikopterkabin. Ved bruk av kontrolltavlen 50 kan operatøren styre sikteenheten manuelt for å sette i gang følging eller for å innstille sikteenheten 10 på automatisk drift for automatisk følging og for andre funksjoner. Den informasjon som samles av sikteenheten 10, mottas av kontrolltavlen 50 og ledes til display 60, som utnytter en televisjonsskjerm, hvor man kan se målområdet, målet og et laserpunkt. En valgfri maststyring 70 er antydet og kreves i faste bakkeinstallasjoner og i kjøretøyer på bakken, hvor det brukes en forlengbar mast til avstøtting av sikteenheten 10. The TV/laser aiming system according to the invention for mounting on a mast can be used for a number of scenarios. The basic elements of the system will, however, be the same for all applications. In fig. 1 is a block diagram of the elements of the invention shown with reference to a particular installation, such as the vehicle 2. The vehicle 2 may be a helicopter, a tank or another land-based vehicle, or it may represent a fixed building or the like. At each installation, a mast 5 is arranged to raise the sighting unit 10 above elements in the terrain. The aiming unit 10 comprises a laser system and a television camera system, as discussed in more detail below. The control panel 50 and display 60 are grouped at the operator's place, which e.g. could be in a helicopter cabin. When using the control board 50, the operator can control the sighting unit manually to initiate tracking or to set the sighting unit 10 to automatic operation for automatic tracking and for other functions. The information gathered by the aiming unit 10 is received by the control board 50 and directed to the display 60, which utilizes a television screen, where one can see the target area, the target and a laser point. An optional mast guide 70 is suggested and required in fixed ground installations and in ground vehicles, where an extendable mast is used to repel the aiming unit 10.
Figurene 2 og 3 viser to typiske anvendelser av oppfinnelsen. Når sikteenheten 10 benyttes i et helikopter 100, som vist i fig. 2, er den med fordel montert på en kort mast som rager over rotorbladene, som antydet. Helikopteret kan sveve bak naturlige terrengformasjoner, som trær 102, og sikteenheten 10 er i stand til å lokalisere og følge målet, som en tank 104. Et utførelseseksempel av oppfinnelsen sørger for føl-ging av et mål over - 160° i asimut og - 15° i elevasjon,som antydet i fig. 2. Fig. 3 illustrerer anvendelse av siktet som er montert på en mast, tilpasset for en tank 106 og omfatter en forlengbar mast 10 5, som er montert på en tank 106, hvor masten er vist i delvis forlenget stilling. Som antydet i fig. 1, vil systemet i dette tilfelle omfatte en maststyring 100 for å heve sikteenheten 10 til ønsket nivå for å se over hindringer for mållokalisering og følging. Figures 2 and 3 show two typical applications of the invention. When the aiming unit 10 is used in a helicopter 100, as shown in fig. 2, it is advantageously mounted on a short mast projecting above the rotor blades, as indicated. The helicopter can hover behind natural terrain formations, such as trees 102, and the sighting unit 10 is able to locate and follow the target, such as a tank 104. An embodiment of the invention provides for following a target over -160° in azimuth and -15 ° in elevation, as indicated in fig. 2. Fig. 3 illustrates use of the sight which is mounted on a mast, adapted for a tank 106 and comprises an extendable mast 105, which is mounted on a tank 106, where the mast is shown in a partially extended position. As indicated in fig. 1, the system in this case will comprise a mast control 100 to raise the sighting unit 10 to the desired level to see over obstacles for target location and tracking.
I fig. 4 er det vist et funksjonelt blokkskjema av sikteenheten 10. Sikteenheten omfatter to sepa- In fig. 4 shows a functional block diagram of the aiming unit 10. The aiming unit comprises two separate
rate systemer: et laseranviser/avstandsmålersystem 24,26; og et televisjonskamera-oppfangningssystem 20,22. Disse og andre elementer i sikteenheten 10 er installert på et stivt, optisk underlag som vil bli beskrevet senere. Et felles optisk system 16 er montert på det optiske underlag og fører lys til og fra lasersystemet og til TV systemet. For å tillate bevegelse av kjøretøyet, er et siste utgangsspeil 12 rate systems: a laser designator/rangefinder system 24,26; and a television camera capture system 20,22. These and other elements in the aiming unit 10 are installed on a rigid, optical base which will be described later. A common optical system 16 is mounted on the optical substrate and leads light to and from the laser system and to the TV system. To allow movement of the vehicle, a final exit mirror is 12
stabilisert av en gyrostabilisator 14, som tillater det optiske underlag og huset å bevege seg i forhold til speilet 12 over et begrenset område, mens speilet 12 opprettholder siktelinjen fiksert i rommet. Laseranviseren 24 fremkaller kodede laserpulser på konvensjonell måte ved et militært laseranvisersystem. Antydet med linjen A, sendes disse pulser via et felles optisk system 16 og et speil 12 til det ønskede mål. Generell belysning av målområdet av lys i omgi-velsen gjør det mulig for televisjonskameraet 22 å danne et televisjonsbilde av scenen. Det optiske bilde reflekteres av speilet 12 gjennom det felles optiske system 16 til det optiske TV system 20, til kameraet 22 som antydet med linje C. Et trådkorsbilde i sentrum av televisjonsrammen i display 60 kan brukes for innsikting. Systemets løpssikte justeres slik at laserpunkten fra laseranviseren 24 på et mål vil komme nøyaktig på løpssiktets trådkorsplass på televi-sjonsskjermen. Justeringselementet 18 for løpssiktet er anordnet slik at det tillater nøyaktig justering av systemet slik at laserstrålen A sentreres i trådkorset. I tillegg til å motta optiske bilder fra scenen, vil refleksjonen av la-serpulsen fra laseranviseren 24 på utgangslinjen A, som treffer målet, bli mottatt av speilet 12, som antydet med linje B, og vil bli rettet til laseravstandsmåleren 26 via det felles optiske system 16. Avstandsmåleren 26 kan, ved å måle forsinkelsen mellom den sendte anviserpuls og den mottatte avstandsmålingspuls,• måle avstanden fra kjøretøyet til målet. stabilized by a gyro stabilizer 14, which allows the optical substrate and housing to move relative to the mirror 12 over a limited range, while the mirror 12 maintains the line of sight fixed in space. The laser designator 24 generates coded laser pulses in the conventional manner of a military laser designator system. Indicated by the line A, these pulses are sent via a common optical system 16 and a mirror 12 to the desired target. General illumination of the target area by light in the surroundings enables the television camera 22 to form a television image of the scene. The optical image is reflected by the mirror 12 through the common optical system 16 to the optical TV system 20, to the camera 22 as indicated by line C. A crosshair image in the center of the television frame in the display 60 can be used for insight. The system's crosshairs are adjusted so that the laser point from the laser pointer 24 on a target will arrive exactly at the crosshairs of the crosshairs on the television screen. The adjustment element 18 for the barrel sight is arranged so that it allows precise adjustment of the system so that the laser beam A is centered in the reticle. In addition to receiving optical images from the scene, the reflection of the laser pulse from the laser designator 24 on the output line A, which hits the target, will be received by the mirror 12, as indicated by line B, and will be directed to the laser range finder 26 via the common optical system 16. The distance meter 26 can, by measuring the delay between the sent indicator pulse and the received distance measurement pulse,• measure the distance from the vehicle to the target.
Et forenklet skjema av de mekaniske elementer av sikteenheten 10 kan noteres under henvisning til fig. 5. Her er det stive optiske underlag antydet med en stiplet ramme 11 med de faste elementer angitt med jordsymbolene. En gyroenhet 14 er vist stivt festet til det optiske underlag 11 og brukt til stabilisering av speilet 12, som antydet med den stiplede strek. Et optisk vindu 13 er anordnet i enheten, som er fullstendig innkapslet for å hindre forurensning. Som antydet ved strålefølgelinjene, passerer utgangen fra laseranviseren 24 (linje A) først en dikroisk strålespalter 17, reflekteres deretter at det justerbare speil 15 til det gyrostabiliserte speil 12 og deretter gjennom vinduet 13 til målet. Laserreturen, vist ved strålefølgelinjen B, trer inn gjennom det optiske vindu 13 og reflekteres av det stabiliserte speil 12, av det justerbare speil 15 og gjennom den dikroiske strålespalter 17 til laseravstandsmåleren 26. Det optiske bilde som antydes av strålefølgelinjen C, reflekteres av speilene 12 og 15 og til det dikroiske spaltevindu 17, som deretter reflekterer lyset gjennom det optiske TV system 20, som kan omfatte et fast linsesystem 19, et bevegelig linsesystem 23, et optisk filtersystem 21 og et prisme 27 til vidikonkameraet 22. Linsesystemet som er skjematisk antydet med linsen 19 er et smalvinkelelement som er fiksert på plass og stivt montert på det optiske underlag 11 og gir et smalt synsfelt ( FOV). Filteret 21 er et nøytralt tetthetsfilterhjul, som brukes for å opprettholde et optimalt lysnivå ved kamera 22. Filteret kan styres manuelt eller brukes i en automatisk (ALC) driftsform under styring av er servosløyfe for å variere filtertettheten når lysnivået utenfor endres. Linsen 23 representerer skjematisk en optisk vidvinkel FOV enhet, som er anordnet slik at den kan beveges i den optiske bane for TV kameraet 22 for innledende målsøking og er tilpasset for å svinges ut av banen etter anvisning av målet, slik at bare det smale FOV linsesystem 19 er i drift. A simplified diagram of the mechanical elements of the aiming unit 10 can be noted with reference to fig. 5. Here, the rigid optical substrate is indicated by a dashed frame 11 with the fixed elements indicated by the earth symbols. A gyro unit 14 is shown rigidly attached to the optical substrate 11 and used to stabilize the mirror 12, as indicated by the dashed line. An optical window 13 is provided in the unit, which is completely encapsulated to prevent contamination. As indicated by the beam tracking lines, the output from the laser designator 24 (line A) first passes a dichroic beam splitter 17, is then reflected off the adjustable mirror 15 to the gyro-stabilized mirror 12 and then through the window 13 to the target. The laser return, shown by beam trace B, enters through the optical window 13 and is reflected by the stabilized mirror 12, by the adjustable mirror 15 and through the dichroic beam splitter 17 to the laser range finder 26. The optical image implied by the beam trace C is reflected by the mirrors 12 and 15 and to the dichroic slit window 17, which then reflects the light through the optical TV system 20, which may comprise a fixed lens system 19, a movable lens system 23, an optical filter system 21 and a prism 27 to the vidicon camera 22. The lens system which is schematically indicated with the lens 19 is a narrow-angle element which is fixed in place and rigidly mounted on the optical substrate 11 and provides a narrow field of view (FOV). The filter 21 is a neutral density filter wheel, which is used to maintain an optimal light level at camera 22. The filter can be controlled manually or used in an automatic (ALC) mode of operation under the control of is servo loop to vary the filter density as the light level outside changes. The lens 23 schematically represents a wide-angle optical FOV unit, which is arranged so that it can be moved in the optical path of the TV camera 22 for initial target acquisition and is adapted to be swung out of the path on the direction of the target, so that only the narrow FOV lens system 19 are in operation.
Som nevnt ovenfor, er det nødvendig at strålen fra laseranviseren 24 sentreres i forhold til løpssiktet av TV displayen som genereres av vidikon 22. En løpssiktejustering kan fore-tas ved hjelp av hjørnereflektoren 18. En hjørnereflektor, som hjørnereflektoren 18, har som kjent en karakteristikk som gjør at den vil rette en kollimert stråle 180° bakover fra innfallsvinkelen. Derfor dreies speilet 12 midlertidig mot et mekanisk anslag for å forårsake at laserstrålen A reflekteres mot hjørnereflektoren 18, som vil reflektere den mottatte stråle tilbake langs dennes innfallsbane, og den vil treffe speilets 15 flate i samme punkt som strålen fra laseranviseren 24. Enhetens geometri er anordnet slik at denne reflekterte stråle sendes til den dikroiske strålespalter 17, som reflekterer en liten fraksjon av strålen gjennom det optiske system 20 til vidikon 22. Operatøren vil se la-punktet omtrent i sentrum av display 60. Kamera 22 er utstyrt med styreorganer i de elektroniske partier av kontrolltavlen 50 for elektronisk justering av TV rammens stilling i forhold til laserpunktet, slik at punktet fremtrer på trådkorset i TV displayen. Det kan også sørges for at løpssiktejus-teringen skjer automatisk via et system av servotype. Når systemet først energiseres ved slik drift, vil det automatisk justere eller trimme løpssiktet, og korreksjonen vil bli lagret i digital form. Dessuten kan operatøren til en-hver tid utløse en gjenoppretting av løpssiktet. Etter løps-sikteoperasjonen, føres speilet 12 tilbake til normal stilling . As mentioned above, it is necessary that the beam from the laser pointer 24 is centered in relation to the running sight of the TV display which is generated by the vidicon 22. A running sight adjustment can be made with the help of the corner reflector 18. A corner reflector, like the corner reflector 18, as is known, has a characteristic which means that it will direct a collimated beam 180° backwards from the angle of incidence. Therefore, the mirror 12 is temporarily turned against a mechanical stop to cause the laser beam A to be reflected against the corner reflector 18, which will reflect the received beam back along its incident path, and it will hit the surface of the mirror 15 at the same point as the beam from the laser pointer 24. The geometry of the unit is arranged so that this reflected beam is sent to the dichroic beam splitter 17, which reflects a small fraction of the beam through the optical system 20 to the vidicon 22. The operator will see the point la approximately in the center of the display 60. Camera 22 is equipped with control means in the electronic parts of the control board 50 for electronic adjustment of the TV frame's position in relation to the laser point, so that the point appears on the crosshairs in the TV display. It can also be ensured that the barrel sight adjustment takes place automatically via a servo-type system. When the system is first energized during such operation, it will automatically adjust or trim the barrel sight, and the correction will be stored in digital form. In addition, the operator can at any time trigger a restoration of the race sight. After the barrel aiming operation, the mirror 12 is returned to its normal position.
For at sikteenheten 10 skal kunne monte- In order for the aiming unit 10 to be able to mount
res på en mast over rotorbladene av et helikopter og i toppen av en høy mast, er det avgjørende at vekten minimalise-res. For dette formål benytter sikteenheten med fordel et nytt optisk underlag 11, hvor det er anordnet støtterammer og ribber som gir den nødvendige stivhet for de optiske elementer ved integrering av det optiske underlag 11 og støtte-ne. Som en illustrasjon av en slik integrering viser fig. 6 raised on a mast above the rotor blades of a helicopter and at the top of a tall mast, it is crucial that the weight is minimised. For this purpose, the aiming unit advantageously uses a new optical substrate 11, where support frames and ribs are arranged which provide the necessary rigidity for the optical elements by integrating the optical substrate 11 and the supports. As an illustration of such an integration, fig. 6
en forenklet gjengivelse av speilet 12 med dets gyrostabili-seringssystem 14, avstøttet av braketter 42 og 41 som er integrert i den bedrede struktur av det optiske underlag 11. Gyrostabiliseringsenheter er kjent på området, men har hit-til bare vært tilgjengelige som en komplett enhet med et ut-vendig rammeverk med tilstrekkelig styrke og masse til å av-støtte slingrebøylene, gyroelementene, momentmotorene, måleverdigiverne og andre elementer av gyroenheten. Slike kjente enheter var ikke hensiktsmessige for den foretrukne realise-ring av foreliggende oppfinnelse på grunn av deres store a simplified representation of the mirror 12 with its gyro stabilization system 14, supported by brackets 42 and 41 which are integrated into the improved structure of the optical substrate 11. Gyro stabilization units are known in the art, but until now have only been available as a complete unit with an external framework with sufficient strength and mass to support the sway bars, the gyro elements, the torque motors, the measuring value transmitters and other elements of the gyro unit. Such known devices were not suitable for the preferred embodiment of the present invention because of their size
vekt. Som vist i fig. 6, er et par støttebraketter 41 og 42 støpt inn i underlagsplaten 11 og avstivet med steg og pas-sende forsterkninger, slik at det skapes tilstrekkelig stivhet med en brøkdel av den masse og vekt som kreves i kjente enheter. Gyroenheten 14 består av slingrebøylen 43, som dreies om en midtakse gjennom brakettene 42 og 41. Slingre-bøylens 43 elevasjonsakse forløper på tvers av sikteenheten 10, hvor vinduet 13 (fig. 5) betraktes som fronten av sikte- weight. As shown in fig. 6, a pair of support brackets 41 and 42 are molded into the base plate 11 and braced with steps and suitable reinforcements, so that sufficient rigidity is created with a fraction of the mass and weight required in known units. The gyro unit 14 consists of the wobble bracket 43, which is rotated about a central axis through the brackets 42 and 41. The elevation axis of the wobble bracket 43 runs across the aiming unit 10, where the window 13 (Fig. 5) is considered as the front of the aiming
enheten 10. Den innvendige slingrebøyle 40 er montert på den ytre slingrebøyle 43 med sin akse vertikal for å representere asimutaksen. Indre slingrebøyle inneholder asimutregist-reringsgyroskopet og hellingsregistreringsgyroskopet. En elevasjons-måleverdigiver og dreiemomentgenerator 49 er tilordnet elevasjons-slingrebøylen og en asimut-måleverdigiver og dreiemomentgenerator 48 er tilordnet asimut-slingrebøylen. Asimutaksen kan beveges - 2°, hvilket er tilstrekkelig til å fjerne resterende siktelinjefeil som ble forårsaket under asimutforstyrrende dreininger av det optiske underlag 11.Som tidligere nevnt, har tårndriften på asimut et område på - 160°, og drives som respons på signaler fra asimutmåleverdi-giveren på slingrebøyleaksen for å holde den indre akse innenfor sine - 2 frihetsgrader. Når en endring i asimut beordres, er omdreiningshastigheten opp til 40°/sekund, men the unit 10. The inner wobble bracket 40 is mounted on the outer wobble bracket 43 with its axis vertical to represent the azimuth axis. Inner wobble bar contains the azimuth detection gyroscope and the tilt detection gyroscope. An elevation measurement value transmitter and torque generator 49 is assigned to the elevation swing bracket and an azimuth measurement value transmitter and torque generator 48 is assigned to the azimuth swing bracket. The azimuth axis can be moved - 2°, which is sufficient to remove residual line-of-sight errors that were caused during azimuth-disturbing rotations of the optical substrate 11. As previously mentioned, the tower drive on azimuth has a range of - 160°, and is operated in response to signals from the azimuth measurement value - the sensor on the sway bar axis to keep the internal axis within its - 2 degrees of freedom. When a change in azimuth is commanded, the slew rate is up to 40°/second, but
vil dreie en radian/sekund i den stabiliserte driftsform for å oppta flyets yaw-hastigheter. Elevasjons-slingrebøylen har - 15 frihetsgrader, som kan utvides til 45°, med 50% vignet-tering. Når en endring i elevasjon beordres, er elevasjons-slingrebøylens bevegelseshastighet opp til 15°/sekund og vil oppta flyhellingshastigheter på en radian/sekund. will rotate one radian/second in the stabilized mode of operation to accommodate the yaw rates of the aircraft. The elevation sway bar has - 15 degrees of freedom, which can be extended to 45°, with 50% vignetting. When a change in elevation is commanded, the elevation yaw rate of movement is up to 15°/second and will accommodate flight pitch rates of one radian/second.
Som det vil ses av fig. 6, dreies det stabiliserte speil 12 på lagre 47 og styres av den indre slingrebøyle 40 via et stramt stålbånd 46 på skiver 4 4 og 45. Når slingrebøylen 40 dreier om sin akse som respons på dreiemomentgeneratoren 48 som vist ved pilen E, vil speilskiven 4 5 dreies som vist ved pilen F. As will be seen from fig. 6, the stabilized mirror 12 rotates on bearings 47 and is controlled by the inner wobble bracket 40 via a tight steel band 46 on discs 4 4 and 45. When the wobble bracket 40 turns about its axis in response to the torque generator 48 as shown by arrow E, the mirror disk 4 5 is turned as shown by arrow F.
Den fysiske anordning av sikteenhetens 10 elementer kan ses av opprisset av det foretrukne utførelseseksempel ifølge fig. 7. En ytre, valset kant 38 av underlaget 11 er antydet i tverrsnitt. Det optiske vindu 13 kan ses i enhetens front med den optiske midtlinje antydet med den stiplede strek. Det stabiliserte vindu 12 kan ses stabilisert av gyrostabilisatoren 14. Den optiske midtlinje er vist reflektert av det justerbare speil 15 og den dikroiske strålespalter 17 gjennom det optiske TV system, inklusive den smale FOV op-tikken 19. Det neste i den optiske bane er filterskiven 21 som har en kontinuerlig variabel, nøytrale f iltertetthetskarak-teristikk over et område fra 0 til 3 i tetthet, hvilket gir et dynamisk belysningsområde på 1 000 til 1. Filterhjulet 21 har et spektralt utstrålingsområde på 0,68 til 1,1 mikron, som strekker seg i det nære infrarøde. Dette øker kontrasten av scener, hvor det foreligger infrarødt reflekterende vege-tasjon. Filterhjulet 21 styres av drivenheten 37, som omfatter en drivmotor, en solenoid og et potensiometer for posi-sjonsstyring for løpssikting. Drivenhetens 37 operasjon vil bli mer detaljert beskrevet nedenfor og kan styres manuelt eller automatisk for styring av filterhjulet 21 til et valgt belysningsnivå for kamera 22. Deretter følger en vidvinkel-linseenhet 23 i den optiske bane. Systemets synsfelt, når bare den smale synsvinkellinse 19 er virksom, er 2,5°. Med vidvinkel-linseenheten 23 for synsfeltet i virksomhet, er synsfeltet økt til 10°. Vidvinkel-linseenheten 23 er bevegelig og kan drives av motordrivenheten 50 til den optiske ba-ne for kamera 22 eller ut av banen, slik at det skiftes fra vidvinkel-synsfelt til smalvinkel-synsfelt. Filter og prisme-enheten 27 er neste enhet i den optiske linje og retter det innkommende bilde til vidikonkameraet 22. The physical arrangement of the aiming unit's 10 elements can be seen from the outline of the preferred embodiment according to fig. 7. An outer, rolled edge 38 of the substrate 11 is indicated in cross-section. The optical window 13 can be seen in the front of the unit with the optical center line indicated by the dashed line. The stabilized window 12 can be seen stabilized by the gyro stabilizer 14. The optical centerline is shown reflected by the adjustable mirror 15 and the dichroic beam splitter 17 through the optical TV system, including the narrow FOV optic 19. Next in the optical path is the filter disc 21 which has a continuously variable neutral filter density characteristic over a range of 0 to 3 in density, giving a dynamic illumination range of 1,000 to 1. The filter wheel 21 has a spectral emission range of 0.68 to 1.1 microns, which extends into the near infrared. This increases the contrast of scenes where there is infrared reflective vegetation. The filter wheel 21 is controlled by the drive unit 37, which comprises a drive motor, a solenoid and a potentiometer for position control for barrel screening. The operation of the drive unit 37 will be described in more detail below and can be controlled manually or automatically to control the filter wheel 21 to a selected illumination level for camera 22. Then follows a wide-angle lens unit 23 in the optical path. The system's field of view, when only the narrow viewing angle lens 19 is active, is 2.5°. With the wide-angle lens unit 23 for the field of view in operation, the field of view is increased to 10°. The wide-angle lens unit 23 is movable and can be driven by the motor drive unit 50 into the optical path of the camera 22 or out of the path, so that it changes from a wide-angle field of view to a narrow-angle field of view. The filter and prism unit 27 is the next unit in the optical line and directs the incoming image to the vidicon camera 22.
Fortrinnsvis brukes et kamera med høy oppløsning, f.eks. gir J.ie-t televisjonskamera med 875 linjer, 30 bilder/sekund og 2 ,til 1 linjesprangfaktor ("interlace") en tilfredsstillende oppløsning. Kamera 22 omformer således de nær-infrarøde bilder fra enheten til et videosignal, som sendes til TV displayen. Kameraet kan bruke en silikon målvidikon, som i kombinasjon med et filter på prisme 27 og filterhjulet vil ha en respons på 0,65 til 1,1 mikron. Kamerakretsene tillater justering av avsøkningsrasterposisjonen horisontalt og vertikalt for løpssiktestyring. Kameraets elektroniske kretser er også tilpasset for å tillate at bare midtre halvdel av synsfeltet avsøkes. Ved sammenstilling av denne elektriske underavsøkning og det optiske vide synsfelt og det optiske smale synsfelt, er fire synsfelt tilgjengelige, 10°, 5°, 2\ ° og 1,25°. Preferably, a high-resolution camera is used, e.g. gives the J.ie-t television camera with 875 lines, 30 images/second and a 2 to 1 line jump factor ("interlace") a satisfactory resolution. Camera 22 thus converts the near-infrared images from the device into a video signal, which is sent to the TV display. The camera can use a silicon target vidicon, which in combination with a filter on prism 27 and the filter wheel will have a response of 0.65 to 1.1 microns. The camera circuitry allows adjustment of the scan grid position horizontally and vertically for barrel sight control. The camera's electronic circuitry is also adapted to allow only the middle half of the field of view to be scanned. By combining this electrical subscan and the optical wide field of view and the optical narrow field of view, four fields of view are available, 10°, 5°, 2\° and 1.25°.
Lasersystemet som består av anvisningslaseren 24 og avstands-målermottakeren 26 er montert i bakre parti av enheten med inngangslinsene montert vertikalt, en over den andre, bak den dikroiske strålespalteren 17. Strålespalteren 17 vil reflektere energi ved 0,7 til 0,9 mikron for den optiske TV bane og vil sende energi ved 1,06 mikron, som er laserens lysbølgelengde for laseranvisning og avstandsmåling. Det re-gulerbare speil 15 er fremstilt av beryllium. Når det stabiliserte speil 12 er i sin løpssiktestilling mot de mekaniske anslag, vil det reflektere laserstrålen fra anviseren 24 til hjørnereflektoren 18, deretter fra reflektoren 18 tilbake i motsatt retning til det dikroiske speil 17, som reflekterer en del av energien gjennom det optiske TV system og inn i kamera 22. De elektroniske kretser for avsøkningsrasterstil-lingen kan deretter styres for sentrering på det reflekterte laserpunkt for oppnåelse av løpssikte. Disse kretser er anordnet slik at de automatisk justerer løpssiktet, når enheten først er satt på, og under styring av operatøren kan de også beordres for gjentatt løpssikting av systemet når dette måtte være tilrådelig. The laser system consisting of the pointing laser 24 and the rangefinder receiver 26 is mounted in the rear of the unit with the input lenses mounted vertically, one above the other, behind the dichroic beam splitter 17. The beamsplitter 17 will reflect energy at 0.7 to 0.9 microns for the optical TV path and will send energy at 1.06 microns, which is the laser's light wavelength for laser guidance and distance measurement. The adjustable mirror 15 is made of beryllium. When the stabilized mirror 12 is in its barrel aiming position against the mechanical stops, it will reflect the laser beam from the pointer 24 to the corner reflector 18, then from the reflector 18 back in the opposite direction to the dichroic mirror 17, which reflects part of the energy through the optical TV system and into camera 22. The electronic circuits for the scanning grid position can then be controlled for centering on the reflected laser point to obtain a barrel sight. These circuits are arranged so that they automatically adjust the barrel sight, when the unit is first switched on, and under the control of the operator they can also be ordered for repeated barrel sighting of the system when this may be advisable.
Som tidligere nevnt, kan sikteenheten 10 avsøkes - 160° i asimut. Fig. 8 viser et delvis bortbrutt tverrsnitt av sikteenheten 10, som viser asimutdrivmekanismen. Øvre parti av siktet er innelukket i et strømlinjeformet hus 25, som er». As previously mentioned, the aiming unit 10 can be scanned - 160° in azimuth. Fig. 8 shows a partially broken cross-section of the aiming unit 10, which shows the azimuth drive mechanism. The upper part of the sight is enclosed in a streamlined housing 25, which is".
'sk-vist delvis bortbrutt med det optiske vindu 13 i fronten".<*>» shown partially broken away with the optical window 13 in the front".<*>»
(Speil 15 har partier av gyrostrukturen.) Den dikroiske' strålespalter 17 er vist foran den optiske televisjonskame-raenhet 20. En forbindelseskabel 35 er vist og forbinder med de forskjellige elektriske elementer i sikteseksjonen. Drivseksjonen 31 er forsynt med en asimutdrivmotor 32, som (Mirror 15 has portions of the gyro structure.) The dichroic beam splitter 17 is shown in front of the optical television camera unit 20. A connecting cable 35 is shown connecting to the various electrical elements in the aiming section. The drive section 31 is provided with an azimuth drive motor 32, which
omfatter en bremse og et takometer. Drivmotoren 32 er koplet til akselen 30 via tannhjul 34 og tannhjul 36. Et ringformet lager 33 og et akselavstøttende lager 39 er vist og tårnenhe-ten er montert på disse. includes a brake and a tachometer. The drive motor 32 is connected to the shaft 30 via gear 34 and gear 36. An annular bearing 33 and a shaft support bearing 39 are shown and the tower unit is mounted on these.
Detaljene ved motordrivanordningen 37 som både driver det nøytrale tetthetsfilterhjul 21 <p>g den optiske enhet 23 for det vide synsfelt (WFOV) er vist i fig.9. Som tidligere an-ført, er vekt et kritisk parameter når det gjelder et sikte montert på en mast. På en fordelaktig måte brukes en ny motorstyring 37 med dobbelt funksjon for drift av filtret 21 med nøytral tetthet og også for å bevege den optiske WFOV enheten 23 fra en ikke operativ til en operativ stilling og omvendt. Dermed oppnås merkbar vektbesparelse i forhold til bruk av separate drivsysterner for hvert element. En forenklet og utspilt gjengivelse av motordrivsystemet 37 med filteret 21 og WFOV linseenheten 23 er vist. Enkelte de-ler er bortskåret og enkelte støttestrukturer er utelatt av oversiktlighetshensyn. Filterhjulet 21 med nøytral tetthet i enhetens front er montert på en bakoverragende, kort, hul aksel 91, som er vist i et utspilt bilde. Nav og aksel 91 roterer i et hensiktsmessig lager i midtstøtten 80b. Driv-tannhjulet 87 er festet til den hule aksel 91 og skal, som det vil bli beskrevet, drive filterskiven 21 til en ønsket stilling. En clutchskål 93 er festet til frontflaten av filterskiven 21 kolineært med akselen 91. En samvirkende clutchskål 94 er montert vendt mot skivens clutchskål 93. Clutchskålen 94 er forskyvbart montert på navet 96, som er stivt festet til frontstøtten 80c. De motstående kanter av clutchskålene 93 og 94 er tannet, slik at deres tenner kan gå i inngrep med hverandre. Skålen 94, som er forskyvbart anordnet på navet 96, holdes på avstand fra filterskiveskå-len 93 av en fjær 95. Drivstangen 59, som forløper gjennom og er konsentrisk med akselen 91 og forløper gjennom clutchskålene 93,94 er forbundet med den forskyvbare skålen 94. Drivstangen 59 er forbundet med armaturen 9 7 for solenoiden 55, som er montert på bakre støtte 80a. Som det vil bemerkes, er solenoidens 55 armatur 97 også koplet til stangen 57, som avstøtter sperrestifter 65. Når solenoidens 55 armatur 97 befinner seg i sin ikke-drevne stilling, er platen 57, sperrestiftene 65 og stangen 59 i en foroverskjøvet stilling og clutchskålen 94 er ute av inngrep med clutchskålen 93. Når solenoiden 55 er i drift, trekker stangen 59 clutchskålen 94 bakover som. vist ved pilen J, og i inngrep med clutchskålen 93. Denne bevegelse trekker også stiftene 65 bakover, som vist ved pilen H. Skjønt clutchskålen 94 er forskyvbar på navet 96, er den fastkilt pg derfor hindret fra å rotere. Således vil driften av solenoiden 55 og inngrepet mellom clutchskålene 94 og 93 holde filterskiven 21 i en fiksert stilling og hindre tannhjulet 87 og akselen 91 fra å rotere, mens solenoiden er energisert og synsfeltet endres, som nærmere omtalt nedenfor. The details of the motor drive device 37 which drives both the neutral density filter wheel 21 <p>g the wide field of view (WFOV) optical unit 23 is shown in Fig.9. As previously stated, weight is a critical parameter when it comes to a sight mounted on a mast. Advantageously, a novel dual function motor controller 37 is used to operate the neutral density filter 21 and also to move the WFOV optical unit 23 from a non-operational to an operational position and vice versa. This results in noticeable weight savings compared to the use of separate drive systems for each element. A simplified and exaggerated representation of the motor drive system 37 with the filter 21 and the WFOV lens unit 23 is shown. Certain parts have been cut away and certain support structures have been omitted for reasons of clarity. The neutral density filter wheel 21 in the front of the unit is mounted on a rear projecting short hollow shaft 91, which is shown in an exploded view. Hub and shaft 91 rotate in an appropriate bearing in the center support 80b. The drive gear 87 is attached to the hollow shaft 91 and, as will be described, will drive the filter disc 21 to a desired position. A clutch cup 93 is attached to the front surface of the filter disc 21 collinear with the shaft 91. A cooperating clutch cup 94 is mounted facing the disc clutch cup 93. The clutch cup 94 is displaceably mounted on the hub 96, which is rigidly attached to the front support 80c. The opposing edges of the clutch cups 93 and 94 are toothed so that their teeth can mesh with each other. The bowl 94, which is displaceably arranged on the hub 96, is held at a distance from the filter disc bowl 93 by a spring 95. The drive rod 59, which extends through and is concentric with the shaft 91 and extends through the clutch bowls 93,94 is connected to the displaceable bowl 94 The drive rod 59 is connected to the armature 97 for the solenoid 55, which is mounted on the rear support 80a. As will be noted, solenoid 55 armature 97 is also coupled to rod 57, which abuts detent pins 65. When solenoid 55 armature 97 is in its non-driven position, plate 57, detent pins 65, and rod 59 are in an advanced position and the clutch cup 94 is out of engagement with the clutch cup 93. When the solenoid 55 is in operation, the rod 59 pulls the clutch cup 94 rearward as. shown by arrow J, and in engagement with the clutch cup 93. This movement also pulls the pins 65 backwards, as shown by arrow H. Although the clutch cup 94 is displaceable on the hub 96, it is wedged and therefore prevented from rotating. Thus, the operation of the solenoid 55 and the engagement between the clutch bowls 94 and 93 will keep the filter disk 21 in a fixed position and prevent the gear 87 and the shaft 91 from rotating, while the solenoid is energized and the field of view changes, as further discussed below.
En balansert, tverrgående vippearm 98 er anordnet og har et sentralt lager 92, som sitter på akselen 91, men er vist i utspilt bilde. Armen 98 kan som vist vippe mellom to faste stillinger, som antydet ved pilen G. De to stillingene er begrenset av innstillingshuller 81 og 82 i armens 98 nav. Når solenoiden 55 er i sin ikke-energiserte stilling, vil sperrestiftene 65 gripe inn i hver sitt innstillingshull 81 eller 82. I fig. 9 er armen 98 vist slik at sperrestiftene 65 vil gripe inn i innstillingshullene 81 og i en slik stilling representerer figuren den vide synsfelttilstand av det optiske televisjonssystem. Solenoidarmaturen 97 er hemmet fra rotasjon, derfor tjener sperrestiftene 65 til å hindre armen 98 fra å dreie. Armen 98 er festet til den optiske WFOV enhet 23 i en ende og avstøtter i sin andre ende drivmotoren 53 og posisjonsføleren 99, som kan være et posensio-meter. Motoren 53 er tannhjulsforbundet med filterskive-driv-tannhjulet 87 ved et lite tannhjul 89 og mellomhjulet 88, som begge er montert på armen 98, men bare vist i utspilt stilling i figuren. A balanced transverse rocker arm 98 is provided and has a central bearing 92, which sits on the shaft 91, but is shown in exploded view. As shown, the arm 98 can tilt between two fixed positions, as indicated by arrow G. The two positions are limited by adjustment holes 81 and 82 in the hub of the arm 98. When the solenoid 55 is in its non-energized position, the detent pins 65 will engage in each of the adjustment holes 81 or 82. In fig. 9, the arm 98 is shown so that the locking pins 65 will engage in the adjustment holes 81 and in such a position the figure represents the wide field of view condition of the optical television system. The solenoid armature 97 is inhibited from rotation, therefore the locking pins 65 serve to prevent the arm 98 from rotating. The arm 98 is attached to the optical WFOV unit 23 at one end and supports at its other end the drive motor 53 and the position sensor 99, which may be a potentiometer. The motor 53 is gear-connected to the filter disc drive gear 87 by a small gear 89 and the intermediate gear 88, both of which are mounted on the arm 98, but only shown in the extended position in the figure.
Som man nå vil forstå, vil drift av motoren 53, når armen 98 er fastlåst i den vide synsfeltstilling i fig. 9, resultere i dreining av filterskiven 21, som vist ved pilen K. Ved normal drift kan motoren 53 være servostyrt via et elektronisk styresystem for å aktiviseres når lysnivået enten er for høyt eller for lavt. Når filterskiven 21 beveges til korrekt filtrering for oppnåelse av det fastlagte lysnivå, As will now be understood, operation of the motor 53, when the arm 98 is locked in the wide field of view position in fig. 9, result in rotation of the filter disk 21, as shown by arrow K. In normal operation, the motor 53 can be servo-controlled via an electronic control system to be activated when the light level is either too high or too low. When the filter disc 21 is moved to correct filtering to achieve the determined light level,
blir motoren 53 slått av for å opprettholde nevnte lysnivå. Ettersom clutchskålene 93 og 94 holdes atskilt av fjæren 95 the motor 53 is switched off to maintain said light level. As the clutch cups 93 and 94 are held apart by the spring 95
i solenoidens 55 ikke-drevne stilling, er det intet som hem-mer dreining av filterskiven 21. Når det er ønskelig å skif- in the non-driven position of the solenoid 55, there is nothing to inhibit rotation of the filter disk 21. When it is desired to
te fra den vide synsvinkel, som er vist som et eksempel i fig. 9, til den smale synsvinkel, er det nødvendig å bevege armen 98 til dens andre stilling, hvilket fjerner WFOV linseenheten 23 fra den optiske TV bane. Denne operasjon gjen-nomføres ved energisering av solenoiden te from the wide angle of view, which is shown as an example in fig. 9, to the narrow viewing angle, it is necessary to move the arm 98 to its second position, which removes the WFOV lens unit 23 from the TV optical path. This operation is carried out by energizing the solenoid
55, hvilket fremkaller to funksjoner. For det første trekkes sperrestiftene 65 ut av innstillingshullene 81, slik at armen 98 frigis for dreining om akselen 91. For det andre blir den faste bremseskål 94 trukket bakover for å gå i inngrep med filterclutchskålen 93 og derved låse filterskiven 21 i dennes foreliggende stilling. Deretter blir motorens 53 vin-ding mot urviserens retning ("CCW winding") aktivisert for å fremkalle dreining av drevet 88, som er i inngrep med det nå låste drevet 87, for dreining i retningen L og for derved å bevege armen 98 fra stillingen for det vide synsfelt til stillingen for smalt synsfelt, som antydet ved pilen G. For å stanse armen 98 i den korrekte stilling, er det anordnet en lukker 85 med to åpninger 86a og 86b. En lysutsendende diode (LED) 83 og en fotosensitiv detektor 84 er vist, mens deres understøttende struktur er utelatt av oversiktlighetshensyn, slik at utgangen fra detektoren 84 bare oppnås i de to stillingene hvor en av åpningene 86 befinner seg på linje med LED og detektoren. Men det kan benyttes andre anordninger, som grensebrytere. Når motoren 53 dreier armen 98 til stillingen for smalt synsfelt, vil åpningen 86b i lukkeren 85 således forårsake hensiktsmessige bryterkretser å avenergisere den vikling av motoren 53 og kople inn viklingen i urviserens retning av motoren 53 for etterfølgende tilbakeføring av armen 98 til stillingen for det vide synsfelt og for energisering av signaler som angir hviket synsfelt som er i bruk. Når arm-bevegelsen stanser, blir solenoiden 55 frigitt, slik at sper-restif tene 65 kan gripe inn i innstillingshullene 82, som representerer stillingen for smalt synsfelt. Som man vil forstå, vil den optiske WOFV enhet 23 ha beveget seg ut av den optiske midtlinjebane for det optiske televisjonssystem og vil bare la det optiske system 19 for smalt synsfelt, som tidligere omtalt, bli igjen i nevnte optiske bane. Samtidig blir clutchskålen 94 ført ut av inngrep med clutchskålen 93 av fjæren 95 og filterskiven 21 er deretter fri til å drives 55, which evokes two functions. Firstly, the locking pins 65 are pulled out of the setting holes 81, so that the arm 98 is freed for rotation about the shaft 91. Secondly, the fixed brake cup 94 is pulled backwards to engage with the filter clutch cup 93 and thereby lock the filter disc 21 in its current position. Next, the CCW winding of the motor 53 is activated to cause rotation of the drive 88, which is engaged with the now locked drive 87, for rotation in the direction L and thereby to move the arm 98 from its position for the wide field of view to the position for narrow field of view, as indicated by the arrow G. In order to stop the arm 98 in the correct position, a shutter 85 is arranged with two openings 86a and 86b. A light-emitting diode (LED) 83 and a photosensitive detector 84 are shown, while their supporting structure is omitted for reasons of clarity, so that the output from the detector 84 is only obtained in the two positions where one of the openings 86 is in line with the LED and the detector. But other devices can be used, such as limit switches. When the motor 53 rotates the arm 98 to the narrow field of view position, the opening 86b in the shutter 85 will thus cause appropriate switching circuits to de-energize the winding of the motor 53 and engage the clockwise winding of the motor 53 for subsequent return of the arm 98 to the wide position field of vision and for energizing signals indicating which field of vision is in use. When the arm movement stops, the solenoid 55 is released, so that the locking pins 65 can engage in the setting holes 82, which represent the position for narrow field of view. As will be appreciated, the WOFV optical unit 23 will have moved out of the centerline optical path of the optical television system and will leave only the narrow field of view optical system 19, as previously discussed, remaining in said optical path. At the same time, the clutch cup 94 is brought out of engagement with the clutch cup 93 by the spring 95 and the filter disc 21 is then free to operate
etter behov for å opprettholde det ønskede middels lysnivå. as needed to maintain the desired medium light level.
Det er nødvendig at omkoplingen av det optiske system fra en synsfelt-situasjon til den andre synsfelt-situasjonen kan oppnås i løpet av meget kort tid for ikke å forstyrre den automatiske lysnivå-styrefunksjon av filterskiven 21 og for å gi operatøren en mulighet for kontinuerlig observasjon av målområdet. Den nye motorstyreenhet 37 utfører vekslingen av synsvinkel i løpet av en brøkdel av et sekund på en fordelaktig måte. It is necessary that the switching of the optical system from one field of view situation to the other field of view situation can be achieved within a very short time in order not to disturb the automatic light level control function of the filter disc 21 and to give the operator an opportunity for continuous observation of the target area. The new motor control unit 37 performs the change of viewing angle in a fraction of a second in an advantageous manner.
Når den optiske WFOV enhet 23 er i drevet stilling som antydet i fig. 9, er det avgjørende at den holdes fast for å hindre dirring i de observerte bilder. For dette formål er sperrestiftene 65 og innstillingsåpningene 81 forsynt med fjærforspenning med fjærstiften 66. Når motoren 53 aktiviseres for å bevege armen 98 fra stillingen for smalt synsfelt til stillingen for det vide synsfelt, kommer den optiske enhet 23 i kontakt med en fjærstift 66 og trykker den sammen mot en fjær. Når motoren stanser og sperrestiftene 65 trer inn i åpningene 81, vil den fjærforspente stift 66 presse armen 98 mot stiftene 6 5 for å skape den nødvendige stivhet. Dette trekk gjør det mulig å la innstillingsåpningene 81 væ-re noe større enn sperrestiftene 65, slik at opprettingspro-blemer elimineres i innstillingsenheten. When the optical WFOV unit 23 is in the driven position as indicated in fig. 9, it is crucial that it is held firmly to prevent jitter in the observed images. For this purpose, the detent pins 65 and adjustment openings 81 are spring biased with the spring pin 66. When the motor 53 is activated to move the arm 98 from the narrow field of view position to the wide field of view position, the optical unit 23 contacts a spring pin 66 and presses it together against a spring. When the engine stops and the locking pins 65 enter the openings 81, the spring-loaded pin 66 will press the arm 98 against the pins 65 to create the necessary rigidity. This feature makes it possible to allow the setting openings 81 to be somewhat larger than the locking pins 65, so that alignment problems are eliminated in the setting unit.
Når strukturen av det foretrukne utførelseseksempel av sikteenheten 10 nå er beskrevet i detalj, skal driften av systemet forklares under henvisning til fig. 10 og 11. Fig. 10 illustrerer en typisk kontrollpanelstil-ling og fig. 11 gjengir et forenklet funksjonelt blokkskjema av styresystemet. When the structure of the preferred embodiment of the aiming unit 10 has now been described in detail, the operation of the system shall be explained with reference to fig. 10 and 11. Fig. 10 illustrates a typical control panel position and fig. 11 shows a simplified functional block diagram of the control system.
I fig. 10 er TV monitoren 60 vist installert i kontrollpanel-enheten 50. TV monitoren kan være en Conrac 8" monitor med stor oppløsning. TV-søkeren 54 i fig. 11 genererer et rektangulært søkervindu 62 som opptrer på displaymonitoren 60. I tillegg genereres et trådkors 61, hvor et mål vil bli sent-trert når systemet drives for automatisk søking. Videokretser 54 genererer fire "synsfelt" bjelker ("bars") 63, med innbyr-des avstand tvers over toppen av bildet med en bjelke belyst, for å representere det synsfelt av systemets fire synsfelter som er i bruk på et gitt tidspunkt. I tillegg fremkalles ticmerker 64, som kan opptre på en side av skjermen og langs skjermens bunn. Disse ticmerker beveges i overensstemmelse med asimut og elevasjons-slingrebøylens stilling av gyroenheten 14 og vil derfor angi stillingen av sikteenhetens 10 siktelinje i forhold til flyets siktelinje for operatøren. Kontrolltavlen 50 omfatter en rekke trykknappbrytere og in-dikatorlamper 68 langs venstre side. Disse brytere styrer systemets kraft, laserkraften og tillater valg av en rettet eller stabilisert driftsmåte. Kontrollamper angir tilstanden av løpssike, laseroperasjon og andre overvåkningsfunksjoner. En kodevalgbryter 78 styrer laserkoderen 69 i fig. 11 for å muliggjøre valg av korrekt triservicekode for laserpuls-repeti-sjonsfrekvensen. Den digitale sifferavlesning 75 viser avstanden av et mål i meter. Asimutavlesningen 76 gir en digital avlesning av målets asimut i grader, og elevasjonsavles-ningen 77 gir målets elevasjon i grader. Asimutpotensiometret 79 og elevasjonspotensiometret 67 tillater manuell styring av siktet i asimut og elevasjon. In fig. 10, the TV monitor 60 is shown installed in the control panel unit 50. The TV monitor may be a high resolution Conrac 8" monitor. The TV viewfinder 54 in FIG. 11 generates a rectangular viewfinder window 62 which appears on the display monitor 60. In addition, a crosshair is generated 61, where a target will be centered when the system is operated for automatic search. Video circuitry 54 generates four "field of view" beams ("bars") 63, spaced across the top of the image with a beam illuminated, to represent the field of view of the system's four fields of view that is in use at any given time. In addition, tic marks 64 are generated, which may appear on one side of the screen and along the bottom of the screen. These tic marks are moved in accordance with the azimuth and elevation yaw bar position by the gyro unit 14 and will therefore indicate the position of the line of sight of the aiming unit 10 in relation to the line of sight of the aircraft for the operator. The control panel 50 comprises a number of push button switches and indicator lamps 68 along the left side. These switches controls the system's power, the laser power and allows selection of a directed or stabilized mode of operation. Indicator lights indicate the status of motion sickness, laser operation and other monitoring functions. A code selection switch 78 controls the laser coder 69 in fig. 11 to enable selection of the correct triservice code for the laser pulse repetition frequency. The digital digit readout 75 shows the distance of a target in meters. The azimuth reading 76 gives a digital reading of the target's azimuth in degrees, and the elevation reading 77 gives the target's elevation in degrees. The azimuth potentiometer 79 and the elevation potentiometer 67 allow manual control of the sight in azimuth and elevation.
Som vist i fig. 11, styrer servostyrekretser 56 gyroenheten 14, aktiviserer momentmotorene for dreining av slingrebøyle-ne etter behov og mottar posisjons og hastighetsinformasjon fra måleverdigiverne i gyroenheten 14. Når det kreves dreining i asimut på mer enn - 2°, styrer servokretser 56 asimut-drivmotoren 32 som tjener til å dreie hele siktetårnet til ønsket asimutkurs. Styringen av gyroenheten 14 og asimut-drivmotoren 32 kan drives på rettet eller stabilisert måte. Ved den rettede metoden er siktets siktelinje underordnet cellen ("airframe") og vil endre med endringer i flyets hold-ning. Siktelinjen kan justeres i forhold til flyets kurs ved hjelp av asimutpotensiometret 79 og elevasjonspotensiomtret 67 på tavlen 50. Ved den stabiliserte metode virker asimut og elevasjonsgyroskopene i gyroenheten 14 som en plattform i det frie rom med hensyn til speilet 12 og siktelinjen av det optiske system og lasersystemet vil forbli fiksert i rommet når flyet manøvrerer. Måleverdisignaler fra gyroenheten 14 bearbeides av servostyrekretsene 56, som deretter styrer dreiemomentgiverne og asimutdrivmotoren 3 2 for å holde platt-formen fiksert i rommet. Operatøren kan oppheve den stabiliserte styring ved å bruke tommelstyringen 71 for spaken. Styringen 71 kan drives både i X og Y retning for å generere styresignalene til servokretsene 56. Ved å skyve styringen 71 opp eller ned med tommelen, kan operatøren således styre synsfeltet av siktet i elevasjon, og ved trykk mot høyre eller venstre, kan han styre synsfeltet i asimut. Bryteren 73 er en to-stillings-bryter som kan trykkes ned for reduksjon av synsfeltet. Bryteren 7 2 brukes når systemet virker ifølge den automatiske følgingsmetode og kan velge enten følgeren arbeider med en sort-på-hvitt eller en hvit-på-sort måltype. As shown in fig. 11, servo control circuits 56 control the gyro unit 14, activate the torque motors for turning the wobble brackets as needed and receive position and speed information from the encoders in the gyro unit 14. When rotation in azimuth of more than -2° is required, servo circuits 56 control the azimuth drive motor 32 which serves to turn the entire aiming tower to the desired azimuth course. The control of the gyro unit 14 and the azimuth drive motor 32 can be operated in a directed or stabilized manner. With the directed method, the scope's line of sight is subordinate to the cell ("airframe") and will change with changes in the aircraft's attitude. The line of sight can be adjusted in relation to the aircraft's course using the azimuth potentiometer 79 and the elevation potentiometer 67 on the board 50. In the stabilized method, the azimuth and elevation gyroscopes in the gyro unit 14 act as a platform in free space with respect to the mirror 12 and the line of sight of the optical system and the laser system will remain fixed in space when the aircraft is maneuvering. Measured value signals from the gyro unit 14 are processed by the servo control circuits 56, which then control the torque transmitters and the azimuth drive motor 3 2 to keep the platform fixed in space. The operator can override the stabilized steering by using the thumb control 71 for the lever. The control 71 can be operated in both the X and Y directions to generate the control signals for the servo circuits 56. By pushing the control 71 up or down with the thumb, the operator can thus control the field of view of the sight in elevation, and by pressing to the right or left, he can control field of view in azimuth. The switch 73 is a two-position switch that can be pressed down to reduce the field of view. The switch 7 2 is used when the system works according to the automatic following method and can choose whether the follower works with a black-on-white or a white-on-black target type.
Operatøren kan velge manuell eller automatisk lysstyring. Når lysstyringen er automatisk, vil ALC servokretsene 58 ak-tivisere motoren 53 for dreining av filterskiven 21 med feedback oppnådd fra videokretsene 54, som måler televisjons-scenens øverste lysnivå. Motoren 53 vil således stanse, når det korrekte parti av filterskiven 21 befinner seg i den optiske bane. Driften av synsfeltkretsene skjer ved hjelp av bryteren 73, som styrer servokretsene 58. Solenoiden 55 betjenes, og bremser filterskiven 21 og løser sperringen av WFOV linsen 23, som tidligere beskrevet, for å tillate motoren 53 å bevege linsen 23 inn og ut av den optiske bane etter behov. The operator can choose manual or automatic light control. When the light control is automatic, the ALC servo circuits 58 will activate the motor 53 for turning the filter disc 21 with feedback obtained from the video circuits 54, which measure the top light level of the television scene. The motor 53 will thus stop when the correct part of the filter disc 21 is in the optical path. The operation of the field of view circuits is by means of the switch 73, which controls the servo circuits 58. The solenoid 55 is operated, braking the filter disc 21 and unlocking the WFOV lens 23, as previously described, to allow the motor 53 to move the lens 23 in and out of the optical track as needed.
Når systemkraften først settes på ved betjening av den til-svarende bryter på kontrolltavlen 50, blir løpssiktesekven-sen automatisk gjennomført, hvilket fører til at slingrebøy-lene dreier til sine anslag, speilet 12 i sikteenheten 10 reflekterer laserstrålen til hjørnereflektoren 18, hvor strålen reflekteres tilbake til vidikonanordningen. TV følger=-kretsene 54 følger deretter automatisk laserbildet, genererer feilsignaler som beveger rasteret for nøyaktig sentrering av laseren. Det er også anordnet en momentankontaktbry-ter, som tillater operatøren manuell overføring av systemet til løpssiktemetoden på et hvilket som helst tidspunkt, der-som det oppstår tegn til problemer. TV følgesystemet bruker den velkjente balanserte områdefølgeteknikk, som utvikler feilsignaler som er proporsjonale med forskyvningen av et målbilde fra sentrum av televisjons-synsfeltet. Disse feilsignaler mates til servosystemet for å forårsake at slingre-bøylen beveger kameraens synsfelt for å bringe målet i sentrum av monitorens synsfelt. Operatøren kan manuelt dreie tårnets synsfelt for å plassere et mål i sentrum av trådkorset 61 på display 60 ved bruk av bryteren 71 på spaken 52. When the system power is first switched on by operating the corresponding switch on the control board 50, the barrel aiming sequence is automatically carried out, which causes the wobble hoops to turn to their stops, the mirror 12 in the aiming unit 10 reflects the laser beam to the corner reflector 18, where the beam is reflected back to the vidicon device. The TV follower circuitry 54 then automatically follows the laser image, generating error signals that move the raster to accurately center the laser. A momentary contact switch is also provided, which allows the operator to manually transfer the system to the barrel aiming method at any time, when signs of trouble arise. The television tracking system uses the well-known balanced area tracking technique, which develops error signals proportional to the displacement of a target image from the center of the television field of view. These error signals are fed to the servo system to cause the wobble bar to move the camera's field of view to bring the target into the center of the monitor's field of view. The operator can manually rotate the turret's field of view to place a target in the center of the reticle 61 on the display 60 using the switch 71 on the lever 52.
Et følgevindu 62, som representeres av hjørneticmerker og er sentrert på trådkorset 61 vil deretter automatisk utvides slik at det dekker målområdet. Målområdet kan enten være et hvitt område, omgitt av en mørkere bakgrunn, eller et mørkt område, omgitt av en lysere bakgrunn med minst 10% kontrast mellom dem. Det er også nødvendig at målet dekker minst 12 televisjonsavsøkningslinjer i høyden. Når operatøren har sentrert målet, vil det automatiske følgesystem forårsake at systemet låses på målet og følger etter hvert som målet eller flyskroget beveges. Når TV følgeren 54 er låst på et ønsket mål, som er sentrert i trådkorset, kan operatøren opp-nå avstandsinformasjon ved bruk av spaktriggerbryteren 74 som har to stillinger. Første stilling vil få laseren til å tenne med en puls i sekundet og laseravstandsmåleren 26 vil deretter gi en avstandsmåling som opptrer på avstandsmå-lingsavleseren 75. Når triggerbryteren 74 sluttes i sin andre stilling, vil laseranviseren 24 tenne ved bruk av den ko-de som er valgt av velgerbryteren 7 8 og avstandsmåling og anvisning av målet vil finne sted. A tracking window 62, which is represented by corner tick marks and is centered on the crosshair 61, will then automatically expand to cover the target area. The target area can be either a white area, surrounded by a darker background, or a dark area, surrounded by a lighter background with at least 10% contrast between them. It is also necessary that the target covers at least 12 television scanning lines in height. Once the operator has centered the target, the automatic tracking system will cause the system to lock onto the target and follow as the target or airframe moves. When the TV follower 54 is locked on a desired target, which is centered in the reticle, the operator can obtain distance information using the lever trigger switch 74 which has two positions. The first position will cause the laser to fire with one pulse per second and the laser rangefinder 26 will then provide a distance measurement that appears on the rangefinder 75. When the trigger switch 74 is closed in its second position, the laser pointer 24 will fire using the code that is selected by the selector switch 7 8 and distance measurement and indication of the target will take place.
Et optisk siktesystem er beskrevet, som i kombinasjon har en rekke trekk som på en fordelaktig måte sterkt reduserer sikteenhetens vekt, slik at den kan monteres på en mast ovenfor en helikopterrotors nivå. Systemet omfatter gyrostabilise-ring av et utgangsspeil i sikteenheten, i stedet for stabilisering av hele sikteenheten. Styre- og displayelementer er anordnet for å tillate manuell eller automatisk følging av mål og det er anordnet et lasersystem for målavstandsmålinger og for målanvisning for å muliggjøre bruk av styrt skyts. Skjønt spesielle elementer er beskrevet i detalj, skal det bemerkes at denne beskrivelse utelukkende er ment som en illustrasjon av et eksempel og at mange variasjoner, utskift-ninger og endringer kan gjøres av fagfolk på området. Slike variasjoner betraktes som fallende innenfor oppfinnelsens ramme slik denne er angitt i kravene. An optical aiming system is described, which in combination has a number of features which advantageously greatly reduce the weight of the aiming unit, so that it can be mounted on a mast above the level of a helicopter rotor. The system includes gyro stabilization of an output mirror in the aiming unit, instead of stabilizing the entire aiming unit. Control and display elements are arranged to allow manual or automatic tracking of targets and a laser system is arranged for target distance measurements and for target guidance to enable the use of guided fire. Although particular elements are described in detail, it should be noted that this description is intended solely as an illustration of an example and that many variations, substitutions and changes can be made by those skilled in the art. Such variations are considered to fall within the scope of the invention as stated in the claims.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/177,039 US4386848A (en) | 1980-08-11 | 1980-08-11 | Optical target tracking and designating system |
PCT/US1981/001053 WO1982000515A1 (en) | 1980-08-11 | 1981-08-06 | Optical target tracking and designating system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO821188L NO821188L (en) | 1982-04-07 |
NO156104B true NO156104B (en) | 1987-04-13 |
NO156104C NO156104C (en) | 1987-08-05 |
Family
ID=26764753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO821188A NO156104C (en) | 1980-08-11 | 1982-04-07 | OPTICAL OBJECTIVES FOR A TARGET RECORDING AND CONSEQUENCE SYSTEM. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3175768D1 (en) |
NO (1) | NO156104C (en) |
-
1981
- 1981-08-06 DE DE8181902512T patent/DE3175768D1/en not_active Expired
-
1982
- 1982-04-07 NO NO821188A patent/NO156104C/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO821188L (en) | 1982-04-07 |
NO156104C (en) | 1987-08-05 |
DE3175768D1 (en) | 1987-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4386848A (en) | Optical target tracking and designating system | |
US3997762A (en) | Fire control system | |
US4349838A (en) | Laser target designator system | |
US4439755A (en) | Head-up infinity display and pilot's sight | |
US4626905A (en) | Panoramic view apparatus | |
CA2250751C (en) | Combined laser/flir optics system | |
US4096380A (en) | System for transmitting light signals between a missile and a missile control station | |
EP0874218B1 (en) | Surveying instrument | |
US4787291A (en) | Gun fire control system | |
US20110128162A1 (en) | System for the detection and the depiction of objects in the path of marine vessels | |
US5197691A (en) | Boresight module | |
US4173414A (en) | Method and apparatus for correcting the aiming of an optical illuminator on a target | |
GB2145242A (en) | Aiming or sighting apparatus with rotatable thermal imager | |
FR2706599A1 (en) | Aircraft sighting system. | |
US6484619B1 (en) | Observation or sighting system | |
US4200251A (en) | Device for a sight | |
NO129021B (en) | ||
EP1379892B1 (en) | Solid state modulated beacon tracking system | |
CA1118868A (en) | Theodolite for tracking and measuring a flying object with a tv camera arranged at a telescope | |
US4126394A (en) | Optical cant sensor for mortars | |
US4967979A (en) | Command guidance technique for line-of-sight missile | |
FR2480424A1 (en) | AUTOMATIC AIR-AIR OR AIR-FLOATING DRIVING SYSTEM | |
DE2124634A1 (en) | AIRCRAFT CONTROL SYSTEM | |
NO156104B (en) | OPTICAL OBJECTIVES FOR A TARGET RECORDING AND CONSEQUENCE SYSTEM. | |
US3944729A (en) | Stabilized terrain optical position sensor |