PL184926B1 - Panoramiczny peryskop - Google Patents

Abstract

1. Panoramiczny peryskop zawieraja- cy korpus przeznaczony do montowania na pojezdzie, glowice podparta na korpusie i obracajaca sie wzgledem niego i wyposa- zona w okienko do obserwowania scenerii zewnetrznej, i wewnatrz tej glowicy luster- ko do odbijania wiazki przychodzacej z okienka w strone elementu detekcyjnego, znamienny tym, ze glowica (9) i korpus (3, 3A) sa stabilnie polaczone razem z inter- wencyjnym ukladem uszczelki (201, 203), która izoluje wnetrze glowicy i korpus wzgledem zewnetrza, umozliwiajac ich wzajemny obrót, i ze wewnatrz tego korpu- su znajduja sie przynajmniej dwa tory optyczne. FIG. 12 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest panoramiczny peryskop zawierający korpus przeznaczony do montowania na pojeździe, głowice podpartą na korpusie i obracającą się względem niego i wyposażoną w okienko do obserwowania scenerii zewnętrznej. Wewnątrz głowicy ma lusterko do odbijania wiązki przechodzącej z okienka w stronę elementu detekcyjnego.

Zgodnie z wynalazkiem głowica i cały środkowy korpus mogą być stabilnie połączone razem za pomocą wspomagającego układu uszczelki, który izoluje wnętrze głowicy i korpusu względem zewnętrza, umożliwiając wzajemny obrót. Wewnątrz korpusu znajdują się przynajmniej dwa tory optyczne.

Wewnętrzna część głowicy i wewnętrzna objętość korpusu są wzajemnie połączone tworząc jedną wspólną objętość.

Uszczelka składa się z pary płaskich uszczelek o przeciwległej geometrii, z których pierwsza zapewnia szczelność od zewnętrz w stronę zewnętrzną Uszczelki maja przekrój w kształcie V. Są one umieszczone w pierścieniowym gnieździe utworzonym przez płaski pierścieniowy rowek w głowicy i przez podwójny pierścieniowy rowek w pierścieniu integralnym z centralnym korpusem, przy czym powierzchnie na których przesuwają się uszczelki mają kontrolowaną chropowatość.

Centralny korpus ma połączony z nim moduł obserwacyjny zawierający elementy do ogniskowania wiązki promieniowania widzialnego przechodzącej z głowicy i przynajmniej jeden okular do obserwowania scenerii zewnętrznej. Moduł obserwacyjny może być oddzielony od centralnego korpusu, przy czym ten centralny korpus i moduł obserwacyjny mają odpowiednie okienka dla wyjścia z centralnego modułu i dla wejścia do modułu obserwacyjnego dla przepuszczania wiązki.

Centralny korpus ma umieszczoną wewnątrz grupę optyczną zawierającą obiektyw i kolimacyjny zespół optyczny i tworzy teleskop dla promieniowania widzialnego, przy czym grupa optyczna ma siatkę celowniczą.

184 926

Wewnątrz centralnego korpusu znajduje się kolimacyjny zespół optyczny z którego wychodzi skolimowana wiązka, kierowana w stronę modułu obserwacyjnego. Kolimacyjny zespół optyczny tworzy okienko wyjściowe centralnego korpusu.

Z centralnym korpusem jest połączony moduł obserwacyjny wzdłuż dwóch odpowiednich płaskich powierzchni odniesienia, prostopadłych do osi optycznej kolimacyjnego zespołu optycznego.

Peryskop jest wyposażony w moduł podczerwieni z czujnikiem podczerwieni. Moduł podczerwieni może być oddzielony od centralnego korpusu. Zarówno moduł podczerwieni jak i korpus centralny mają dla umożliwienia przejścia wiązki podczerwieni odpowiednie okienko. Przynajmniej jedno z okienek wejściowych i wyjściowych jest utworzone przez zespół optyczny do ogniskowania wiązki podczerwieni. Dla wyznaczania wyjścia wiązki skolimowanej z centralnego korpusu w stronę modułu podczerwieni peryskop zawiera zespół optyczny. Odległościomierz laserowy jest przyłączony rozłącznie do centralnego korpusu peryskopu w obszarze płaskich powierzchni prostopadłych do wiązki laserowej.

Obiektyw grupy optycznej tworzącej teleskop dla promieniowania widzialnego tworzy również element optyczny dla wiązki laserowej.

Dalsze korzystne cechy urządzenia według wynalazku są przedstawione w załączonych zastrzeżeniach i opisane poniżej w odniesieniu do przykładu rozwiązania.

Poszczególne ulepszenia i innowacje przedstawione powyżej i opisane szczegółowo poniżej mogą być stosowane indywidualnie lub w rozmaitych kombinacjach ze sobą w szczególności, niezależnie względem siebie można stosować konfigurację toru promieniowania podczerwieni, pryzmat dwubarwny, mechanizm montażu głowicy i korpusu, jak również elementy do zmiany stosunku powiększenia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia zewnętrzny aksonometryczny widok urządzenia, fig. 2 - widok z boku urządzenia, fig. 3 - przekrój miejscowy wzdłuż linii III-III z fig. 2, przez, korpus urządzenia z usuniętą głowicą, fig. 4 - przekrój wzdłuż kilku równoległych płaszczyzn pionowych wzdłuż linii prowadzenia IV-TV z fig. 3, fig. 4A - przekrój miejscowy wzdłuż IVA-IVA z fig. 4, fig. 5 następny przekrój wzdłuż płaszczyzny pionowej przebiegającej wzdłuż linii V-V z fig. 4, fig. 6 - przekrój przez pierwsze dwa lustra toru optycznego, wzdłuż płaszczyzny osiowej prostopadłej do płaszczyzny luster, fig. 7 - przekrój przez moduł obserwacyjny, fig. 8 -widok aksonometryczny urządzenia do zmiany powiększenia w module obserwacyjnym, fig. 9 - aksonometryczny widok członu przeciwobrotowego modułu obserwacyjnego, fig. 10 i 11 - dwa widoki aksonometryczne przy dwóch odmiennych kątach, elementów optycznych wzdłuż toru wiązki widzialnej, fig. 11A - schematyczny widok z boku w powiększeniu elementu oddzielającego który oddziela widzialną wiązkę od wiązki laserowej, która jest skierowana na odległościomierz połączony z peryskopem, fig. 12 - częściowy przekrój osiowy przez strefę do mocowania zawiasowego pomiędzy głowicą a korpusem urządzenia, a fig. 12A - szczegół z fig. 12 w powiększeniu.

Na figurach 1 i 2 pokazano w całości urządzenie z fig. 1 według wynalazku. Posiada ono centralny korpus 3 z kołnierzem 5, za pomocą którego korpus 3 jest montowany na pojeździe (nie pokazanym). Linia T-T wskazuje tor łączenia i płaszczyznę odniesienia dla peryskopu i pojazdu. Kołnierz 5 ma przyłączony stabilnie element pośredni 3a podpierający panoramiczną głowicę 9 obracającą się względem korpusu 3 dookoła pionowej osi A-A. Jak będzie wyjaśnione poniżej, korpus 3, z pośrednim elementem 3A, i obrotowa głowica 9 są przyłączone do siebie stabilnie tak, że urządzenie 1 może być montowane na pojeździe lub demontowane z pojazdu bez potrzeby oddzielania głowicy 9 i korpusu 3, 3A od siebie.

Obrotowa głowica 9 ma okienko 11 dla umożliwienia przepuszczania wiązki laserowej odległościomierza i wiązek promieniowania w zakresie widzialnym i dalekiej podczerwieni, dla obserwacji dziennej i nocnej. Obrotowa głowica 9 posiada wewnątrz ustabilizowane lustro 13 (fig. 2) które ma możliwość wykonywania ruchu postępowego i wznoszącego i które odbiera wiązki światła z zewnątrz przez okienko 11 i odchyla je w stronę wnętrza korpusu 3 urządzenia, gdzie są umieszczone rozmaite elementy optyczne, opisane szczegółowo poniżej. Głowica 11 ma swobodę obrotu dookoła Nx360° tak, że ma możliwość obserwacji całego otaczającego

184 926 horyzontu. Lustro 13 jest tak zamontowane że ma możliwość obrotu dookoła dwóch wzajemnie prostopadłych osi, z których jedna równoległa do osi A-A obrotu głowicy 9. Te dwa połączone ruchy, to jest głowicy 9 i lustra 13 umieszczonego wewnątrz niej umożliwiają ukierunkowanie linii obserwacyjnej w każdym kierunku, niezależnie od ruchów pojazdu na którym jest zamontowane urządzenie 1.

Korpus 3 ma przytwierdzone trzy główne moduły: pierwszy moduł 15 do obserwacji w zakresie podczerwieni, określanym poniżej jako moduł IR, zawierający komorę cieplną do obserwacji w zakresie dalekiej podczerwieni, drugi moduł 17, określany poniżej jako moduł obserwacyjny, do dziennej obserwacji w zakresie promieniowania widzialnego, trzeci moduł 19, określany jako moduł laserowy, zawierający odległościomierz laserowy, który nie będzie opisany szczegółowo ponieważ jest znany.

Wiązka promieni, która wchodzi przez okienko 11 i jest odbijana przez lustro 13 w stronę osi korpusu 3 i wnętrza korpusu 3, jest podzielona na trzy wiązki: promieniowania widzialnego, promieniowania podczerwieni (LR.) i promieniowania laserowego (tworząc wychodzącą i powracającą wiązkę laserową odległościomierza). Te trzy wiązki, to jest wiązka promieniowania podczerwieni, wiązka widzialna i wiązka laserowa biegną wzdłuż tego samego toru w głowicy panoramicznej 9 i w pierwszej sekcji korpusu 3, a następnie są dzielone za pomocą optycznych elementów rozdzielających pasmo (lustra dwu-biuwne), które powodują powstanie odmiennych torów, przy czym wszystkie są zawarte w korpusie 3 tak, aby dojść do trzech modułów 15, 17 i 19. Poniżej zostaną opisane najpierw tor wiązki podczerwieni, a następnie tor wiązki laserowej i tor wiązki widzialnej.

Na figurze 3 pokazano przekrój wzdłuż płaszczyzny III-III prostopadłej do osi A-A urządzenie 3 i zgodnej z górną powierzchnią kołnierza 5. Przekrój ten przedstawia pierwsze dwubarwne lusterko 21 które jest nachylone pod kątem 45° względem poziomu i które odbija wiązkę laserową i widzialne promieniowanie w stronę lustra odbijającego 23, również ukierunkowanego pod kątem 45°, które kieruje wiązkę laserową i wiązkę widzialną wzdłuż toru umieszczonego bocznie względem osi środkowej korpusu 3 i który będzie opisany poniżej.

Dwubarwne lustro 21 jest przezroczyste dla promieniowania podczerwieni tak, że wiązka podczerwieni przechodzi przez dwubarwne lustro 21, z niewielkim odchyleniem w wyniku przejścia przez dwie powierzchnie pośrednie powietrze/lustro i lustro/powietrze. Na figurze 6 oznaczono jako F oś wiązki odbijanej przez obrotowe lustro, jako F_ir oś wiązki podczerwieni, która wychodzi z dwubarwnego lustra 21 i jako F_v oś wiązki widzialnej i wiązki laserowej odbijanych przez dwubarwne lustro 21 i przez lustro 23.

Te dwa lustra 21, 23 są zamontowane na podporze 25, która jest pokazana w rozmaitych widokach na fig. 3,4, 5 i 6. w szczególności, dwubarwne lustro 21 jest przytwierdzone na podporze 25 za pomocą dwóch bocznych wsporników 27. Lustro 23 jest zamontowane na ramie 29, która z kolei jest podparta na pośrednim elemencie 31 zamontowanym na podporze 25. Pośredni element 31 może być ukierunkowany dookoła osi pionowej, zaś rama 29 może być ukierunkowana wokół osi poziomej. Umożliwia to ustawianie położenia odbijającego 23 na podporze 25 względem dwubarwnego lustra 21, dla prawidłowego ustawienia osi optycznych.

Wiązka F_ir przechodząca przez dwubarwne lustro 21 jest ogniskowana przez pierwszą grupę elementów optycznych, które są obudowane w korpusie 3 i tworzą teleskop Galileusza oznaczony całościowo jako 33 (fig. 4 i 5). Teleskop 33 ma soczewkę wejściową 35 (obiektyw teleskopu), zestaw pośrednich elementów optycznych 37 i soczewkę wyjściową 39 (okular teleskopu). Soczewka wyjściowa 39 jest zamontowana na kołnierzu 41 wyposażonym w występ 41A obudowany w gnieździe 41B utworzonym w korpusie 3 i przytwierdzony za pomocą pierścienia blokującego 43. Średnica występu 41A jest trochę mniejsza niż średnica gniazda 41B tak, aby umożliwić ustawianie w pozycji kołnierza 4 i tym samym ustawiać oś optyczną teleskopu 33 w linii tak, aby była prostopadła do płaszczyzny zespołu 3S modułu podczerwieni 15. Soczewka 39 i towarzyszący kołnierz 41 tworzą dolne okienko zamykające korpusu 3 peryskopu.

Wiązka opuszczająca soczewkę 39 stanowi wiązkę skolimowaną z przyczyn które będą opisane poniżej.

Pośredni element optyczny 37 jest zamontowany na pierścieniu 45 prowadzonym w dwóch prowadnicach 47 równoległych do osi F„. wiązki I.R. i ma wypust 49, który łączy się

184 926 w spiralnym rowku 51 śruby 53 podpartej na wale 55. Przy jednym ze swych końców śruba 55 ma koło zębate koronowe 55A, które zazębia się z uzębionym kołem 57 (fig. 4A), przystosowanym do obracania za pomocą silnika (nie pokazanego na rysunku). Obrót śruby 53 powoduje przemieszczenia pierścienia 45 i przyłączonego pośredniego zespołu optycznego 37 z położenia pokazanego ciągłą linią na fig. 4 do położenia pokazanego przerywaną linią, na tej samej fig. 4 i oznaczonego jako 37X. Te dwa położenia pokazane na fig. 4 odpowiadają dwóm odmiennym stosunkom powiększenia obrazu podczerwieni, zogniskowanego przez teleskop. Gdy pośredni zespół optyczny 37 jest umieszczony w położeniu 37X, wówczas pomiędzy ten zespół optyczny i soczewkę wyjściową 39 musi być wsunięta przysłona 59. Ta przysłona jest zamocowana zawiasowo za pomocą dwóch przegubów 61, i dwóch wsporników 63 stanowiących całość z korpusem 3 urządzenia i jest normalnie przytrzymywana w położeniu przemieszczonym względem toru wiązki podczerwieni za pomocą spiralnej sprężyny 65 (fig. 4A) umieszczonej współosiowo z jednym z przegubów 63. Dla umożliwienia podniesienia przysłony i umieszczenia jej na torze wiązki podczerwieni, pierścień 45 jest wyposażony w kołek 67, który gdy grupa 37 zostaje podniesiona z położenia dolnego w stronę położenia górnego 37X, łączy się z hakiem 69 stanowiącym całość z przysłoną 59 i oscylującym dookoła osi przegubów 61. Jak można zauważyć na podstawie fig. 4, podczas ruchu w górę sprężyny 45 kołek 67 najpierw wchodzi w kontakt z powierzchnią 69A haka 69, kontynuując tor wznoszenia, pierścień 69 obraca się dookoła osi przegubów 61, aż kołek 67 wejdzie w rowek 69B haka 69, gdy pierścień 45 osiąga swe maksymalne położenie wyniesione (pokazane przerywaną linią na fig. 4). Kształt geometryczny haka 69 i kołka 67 jest taki, że przysłona 59 jest bezpiecznie zablokowana w tym położeniu tak, że nie może wykonywać jakiegokolwiek ruchu oscylacyjnego względem położenia poziomego.

Gdy pierścień 45 jest sprowadzony z powrotem do położenia dolnego, wówczas spiralna sprężyna 65 powoduje cofnięcie przesłony 59.

Pośredni element optyczny 37 i człony na których jest on zamontowany, jak również urządzenia do zmiany stosunku powiększenia, powodujące jego przemieszczenie wzdłuż osi, są zamontowane w korpusie 3 za pomocą specjalnego otworu który następnie jest zamknięty pokrywą 3C.

Moduł podczerwieni 15 jest obudowany wewnątrz korpusu 71, który posiada płaską powierzchnię odniesienia 71S do łączenia z centralnym korpusem 3. urządzenia. Płaska powierzchnia 71S jest połączona razem z płaską powierzchnią 3S korpusu 3. Obróbka powierzchni 3S i 71S zapewnia prawidłowe wzajemnie umieszczenie kątowe centralnego korpusu 3 i korpusu 71 modułu podczerwieni 15. Ponieważ jak wskazano powyżej, wiązka opuszczająca teleskop 33 stanowi wiązkę skolimowaną, zatem podczas łączenia razem modułu podczerwieni 15 i centralnego korpusu 3 nie ma konieczności zapewniania ustawienia współosiowego.

Korpus 71 modułu podczerwieni 15 jest zamknięty przy szczycie przez okienko wejściowe składające się z grupy 73 wejściowych elementów optycznych (obiektyw komory podczerwieni), zamontowanej na kołnierzu 75 z występem 75A. Występ 75A jest obudowany w gnieździe 77 korpusu 71 modułu podczerwieni 15 i ma zewnętrzną średnicę mniejszą niż średnica gniazda 77, tak aby umożliwić ustawianie położenia zespołu optycznego 73 a tym samym ustawianie jego osi optycznej tak, aby była prostopadła do płaszczyzny 71S dla montażu na korpusie 3. Kołnierz 75 jest przytwierdzony w położeniu za pomocą pierścienia blokującego 79.

Te dwie wzajemne regulacje teleskopu 33 na płaszczyźnie 3S i modułu 15 na płaszczyźnie 71S umożliwiają doskonałą wzajemną zmienność modułów 15 oraz szybki ich montaż i demontaż.

Wejściowy zespół optyczny 73 tworzy wraz z teleskopem 33 obudowanym w centralnym korpusie 3 zespół optyczny do ogniskowania wiązki podczerwieni, połączone z zespołem do konwersji obrazu podczerwieni, ogólnie oznaczonym 81, który jest obudowany w module podczerwieni i który jest zwany „zespołem obrazu wtórnego”. Zespół konwersyjny 81 może składać się z komory cieplnej w rodzaju znanym i z tego względu nie opisywanym szczegó8

184 926 łowo poniżej, lub też może zawierać czujnik w rodzaju opisanym we włoskim zgłoszeniu patentowym Nr FI96A59, złożonym 25/3/1996 na rzecz tego samego Zgłaszającego.

Jak pokazano w szczególności w przekroju z fig. 5, człon przeciwobrotowy, ogólnie oznaczony 83, jest umieszczony w module podczerwieni 15 pomiędzy wejściowym zespołem optycznym lub obiektywem 73 a czujnikiem 81. Zawiera on tak zwany „pryzmat Pechan'a”, który w zasadzie składa się z dwóch pryzmatów 85, 87 przytrzymywanych przez podpory 89 i przez dwa wsporniki 90 i 91. Tor wiązki podczerwieni w pryzmatach 85, 87 przytrzymywanych przez podpory 89 i przez dwa wsporniki 90 i 91. Tor wiązki podczerwieni w pryzmatach 85, 87 jest wskazany przerywaną linią na fig. 5: jest ona odbita pięciokrotnie przed wyjściem z poziomej powierzchni pryzmatu 87 i jest kierowana w stronę zespołu obrazu wtórnego S.1. Jak wiadomo, obrócenie pryzmatu Pechan'a 85, 87 o określony kąt wokół jego pionowej osi optycznej powoduje podwójny obrót obrazu dookoła tej samej osi. Obrót podpory 89 i tym samym pryzmatu Pechan'a pełni w rozważanym urządzeniu funkcję kompensowania obrotu panoramicznej głowicy 9 i lustra 13 i tym samym zapewniania, że obraz jest obserwowany zawsze przy odpowiednim ukierunkowaniu.

Obrót podpory 89 jest otrzymywany za pomocą silnika przeciwobrotowego 93, który napędza podwójne uzębione koło 95 zazębiające się z koronowym kołem zębatym 97 scalonym z podporą 89. Uzębione koło 95 jest podwójne i jego dwie części są elastycznie odchylone tak, aby obracały się kątowo względem siebie dla kasowania luzu na zazębiających się zębach. Silnik przeciwobrotowy 93 jest zamontowany na podporowym bloku 99 przytwierdzonym do korpusu 71 modułu podczerwieni 15. Podporowy blok 99 podpiera również obrotową podporę 89, na której jest zamontowany pryzmat Pechan'a 85, 87 za pomocą wspomagającego układu pary łożysk 100. Zespół obrazu wtórnego 81 jest również przytwierdzony na podporowym bloku 99, jak pokazano na fig. 5. Silnik przeciwobrotowy 93 powoduje, że pryzmat Pechan'a 85, 87 wykonuje obrót równoważny połowie obrotu wykonywanego przez obracającą się głowicę 9, tak że obraz podczerwieni utrzymuje stałe ukierunkowanie po wejściu do zespołu obrazu wtórnego 81.

Jak można zauważyć na podstawie fig. 3 i 6, wiązka laserowa i promienie w zakresie widzialnym, które są odbijane przez dwubarwne lustro 21 i przez odbijające lustro 23, są kierowane w dół wewnątrz korpusu 3 wzdłuż toru bocznego i równoległego do toru opisanej tu wiązki podczerwieni. Poniżej zostanie opisany tor promieni laserowych i promieni widzialnych w odniesieniu do aksonometrycznych widoków pokazanych na fig. 10 i 11. Odbijające lustro 23 posiada umieszczony poniżęj obiektyw 101 zamontowany w gnieździe 103 (patrz fig. 6 i 7) w korpusie 3 peryskopu. Wiązka odbita przez lustro 23 jest ogniskowana przez obiektyw 101 i przesyłana do elementu oddzielającego 105 za pomocą wewnętrznej dwubarwnej powierzchni 105A, która pełni funkcję oddzielania wiązki laserowej od promieni widzialnych. Wiązka laserowa jest odbijana przez dwubarwną powierzchnię 105A w stronę rekolimacyjnej grupy 107. Grupa ta wraz z obiektywem 107 tworzy teleskop określany jako „zespół rozszerzający wiązkę laserową”. Tak ponownie skolimowana wiązka jest następnie przesyłana przez okienko 107a do modułu laserowego 19, który jest znany i z tego względu nie będzie opisany poniżej.

Wyizolowany element oddzielający 105 jest pokazany szczegółowo w schematycznym widoku z boku na fig. 11A.

Składa się on z pary pryzmatów 105X, 105Y, połączonych razem przy dwubarwnej powierzchni 105A. Pryzmat 105x ma powierzchnię wejściową 105I prostopadłą do wiązki F_v. Wiązka Fv przechodzi przez wejściową powierzchnię 105I i natrafia na dwubarwną powierzchnię 105A. Ta ostatnia powierzchnia jest tak ukierunkowana, że kąt padania α jest mały, zwykle rzędu 30°. Dwubarwna obróbka powierzchni 105A jest tego rodzaju że umożliwia przechodzenie promieniowania widzialnego, które kontynuuje swój tor przechodzenia aż wyjdzie (bez odchylenia w stosunku do kierunku wejścia Fv) z wejściowej powierzchni 105U utworzonej na pryzmacie 105Y i stale prostopadłej do kierunku wiązki F_v. Odwrotnie, wiązka laserowa jest odbijana przez dwubarwną powierzchnię 105A z powrotem w stronę wejściowej powierzchni 105I. Kąt padania β wiązki laserowej Fl na powierzchnię 105I jest tego rodzaju, że powoduje całkowite odbicie wiązki laserowej, która jest tym samym odchylona w stronę

184 926 wyjściowej powierzchni 105L utworzonej na pryzmacie 105X i prostopadłej do kierunku wiązki laserowej odbitej przez powierzchnię 105I.

Tak utworzony element 105 ma wymiary wysokości skrajnie niewielkie i znacznie mniejsze niż konwencjonalne pryzmaty oddzielające stosowane w znanych peryskopach.

Wiązka widzialna, która wychodzi z powierzchni 105U przechodzi przez siatkę celowniczą 109 aż dojdzie do odchylającego pryzmatu 111 który modyfikuje jej tor, odchylając ją o 90°. Wiązka która wychodzi z pryzmatu 111 przechodzi przez kolimacyjną grupę optyczną 113 obudowaną w gnieździe 115 (fig. 7) centralnego korpusu 3 urządzenia. Kolimacyjny zespół optyczny 113 służy również jako okienko do zamykania korpusu centralnego 3, na boku którego jest przyłączony moduł obserwacyjny 17 i z którego wychodzi wiązka skolimowana. Moduł obserwacyjny 17 jest obudowany w korpusie 117 i ma wejściowe okienko 119 (fig. 7, 10). Opisane poniżej elementy optyczne są wszystkie zawarte w module obserwacyjnym 17, który jest przyłączony do centralnego korpusu 3 urządzenia za pomocą płaskich powierzchni podporowych (widocznych w miejscowym przekroju pokazanym na fig. 7). Ponieważ w tym przypadku, tak samo jak w przypadku toru podczerwieni, skolimowana wiązka wychodzi z centralnego korpusu 3, zatem wystarczające jest zapewnienie prawidłowego wzajemnego usytuowania kątowego centralnego korpusu 3 i korpusu 117, co może być uzyskane za pomocą płaskich powierzchni odniesienia, bez potrzeby zapewniania współosiowości zespołu optycznego.

Moduł obserwacyjny 17 ma umieszczone wewnątrz elementy optyczne, które umożliwiają przechodzenie wiązki widzialnej przez dwa alternatywne tory, odpowiednio do dwóch odmiennych stosunków powiększenia, które mogą być wybrane przez operatora za pomocą dźwigni. Poniżej będzie opisany bardziej złożony tor, pokazany w szczególnie wyraźny sposób na fig. 10. Wiązka wchodząca do modułu obserwacyjnego 17 przez okienko 119 wchodzi do rozbieżnej grupy optycznej 121, skąd wychodzi tak, aby ulec odchyleniu przez pryzmat 123 w stronę zbieżnego elementu optycznego 125 obudowanego w gnieździe 124 pokazanym na fig. 7. Wiązka wychodząca z zespołu optycznego 125 jest ponownie odchylona przez następny pryzmat 127 w stronę filtru 129 tak, aby dojść do przeciwobrotowego pryzmatu 131, składającego się z tak zwanego, znanego „pryzmatu Dove'a”. Zespół mechaniczny pryzmatu 131 będzie opisany poniżej w odniesieniu do fig. 9.

Wiązka wychodząca z pryzmatu przeciwobrotowego 131 jest odchylona o 180° przez odchylający pryzmat 133 tak, że dochodzi do ogniskującego zespołu optycznego 135, pokazanego w szczególności na fig. 11 i tworzącego obiektyw teleskopu obserwacyjnego. Zogniskowana wiązka jest odchylona przez pryzmat 137 i wchodzi do pryzmatu 139 oddzielającego wiązkę. Pryzmat ten posiada wewnętrzną powierzchnię oddzielającą 139A (tak zwany „rozszczepiacz wiązki”), która dzieli wejściową wiązkę na dwie wiązki: 50% energii wiązki optycznej jest odchylone przez pierwszy rombowy pryzmat 141 do pierwszego okularu, zaś pozostałe 50% energii wiązki przechodzi przez powierzchnię 139A tak, aby ulec odbiciu przez tylną powierzchnię pryzmatu 139 w stronę drugiego rombowego pryzmatu 142 i stąd do drugiego okularu 144. Pryzmaty 141, 142 i odpowiednie okulary 143, 144 są tak zamontowane, że mają możliwość regulacji wewnątrzosiowej odległości okularów 143, 144, przez dostosowanie jej do odległości źrenicy oka operatora obserwującego scenerię przez okulary 143, 144. Każdy okular 143,144 tworzy wraz z obiektywem 135 teleskop obserwacyjny.

Na powierzchni pryzmatu rozdzielającego wiązkę 139, naprzeciwko powierzchni, na której są połączone pryzmaty 141, 142, jest umieszczony następny pryzmat 145, przez którego powierzchnię wejściową. 145A może wchodzie wiązka z telewizyjnego mikromonitora, który to mikromonitor jest znany, zaś obraz otrzymywany z zespołu obrazu wtórnego 81 jest na nim reprodukowany. Obraz ten jest odchylony przez pryzmat 145 w stronę pryzmatu 139 rozszczepiającego wiązkę, którego powierzchnia rozdzielająca 139A dzieli wiązkę na dwie części, które są przesyłane do dwóch okularów 143, 144. Oczywiście, podczas pracy mikromonitora i gdy obraz dochodzący do okularów 143, 144 i tym samym do obserwatora stanowi obraz telewizyjny otrzymywany z czujnika podczerwieni, wówczas widzialny tor optyczny jest przerwany przez nie pokazaną przysłonę, umieszczoną wzdłuż tego toru.

184 926

Dla modyfikacji stosunku powiększenia obrazu który może być obserwowany przez okulary 143, 144, możliwe jest wsunięcie lusterka odchylającego 151, wskazanego przerywaną linią na fig. 10 i 11, wzdłuż toru optycznego. Gdy lusterko 151 zostanie wsunięte do położenia pokazanego przerywaną linią na fig. 10, wówczas zespół optyczny 121 jest przemieszczony względem toru optycznego, tak że skolimowana wiązka przechodząca przez okienko 119 dochodzi do obiektywu 135 z szeregiem odchyleń, bez przejścia przez ogniskujący zespół optyczny.

Dla zmiany stosunku powiększenia obrazu, który może być obserwowany przez okulary 143, 144, jest zatem konieczne wprowadzenie do toru optycznego naprzemiennie negatywowego elementu optycznego 121 lub lusterka 151. W tym celu te dwa elementy są zamontowane na wózku 153, zaprojektowanym dla wykonywania ruchu postępowego prostopadle względem płaszczyzny fig. 7 za pomocą dźwigni 155. Na figurze 8 pokazano aksonometryczny widok wózka 153 w odizolowaniu od innych elementów modułu obserwacyjnego 17, dla większej przejrzystości.

Dźwignia 155 jest zamocowana zawiasowo dookoła osi C-C i powoduje przemieszczenie wózka 153 w kierunku wskazanym podwójną strzałką fl53 na fig. 8 za pomocą przechylnego ramienia 157 wyposażonego w oczko 157A, w które wchodzi kołek scalony z wózkiem 153. Ruch wózka 153 jest prowadzony za pomocą prowadnicy 159, zaś dwa położenia które mogą być naprzemiennie przyjmowane przez wózek 153 są wyznaczone przez dwa wręby 161, 163, w które jest włożona (nie pokazana) zapadka, która to zapadka jest kontrolowana przez elektromagnes lub inny zespół uruchamiający oznaczony 165 i zamontowany na wózku 153. w położeniu w którym zapadka wchodzi do wrębu 163 (stan pokazany na fig. 8), lusterko 151 jest przemieszczone w stosunku do toru optycznego widzialnej wiązki, zaś w położeniu, w którym zapadka zachodzi we wrąb 161 lusterko jest umieszczone na torze wiązki optycznej i odchyla ją w stronę pryzmatu przeciwobrotowego 141.

Wózek 153 jest wyposażony w gniazdo 167 w którym są zamontowane elementy optyczne 121 i tym samym może być sprowadzany na tor optyczny jako alternatywa dla lusterka 151.

Na figurze 9 pokazano aksonometryczny widok członu przeciwobrotowego, którego część stanowi pryzmat 131. Posiada on ustalony korpus 171 który ma wewnątrz grupę obracającą się dookoła osi pionowej, której dolna część 173 jest widzialna i z którą stanowi całość pryzmat 131. Obracająca się grupa 173 ma scalone z nią koronowe koło zębate 175, które zazębia się z wałkiem zębatym 177 uruchamianym przez silnik 179. Obrót członu przeciwobrotowego dookoła osi optycznej pryzmatu 131 jest kontrolowany w podobny sposób i z przyczyn opisanych już powyżej w odniesieniu do członu przeciwobrotowego 83 modułu podczerwieni 15. Na figurze 9 pokazano również gniazdo 134 w którym jest zamontowany ogniskujący obiektyw 135, jak również odchylające pryzmaty 133 i 137.

Na figurze 12 pokazano częściowy przekrój osiowy przez strefę mocowania zawiasowego obrotowej głowicy 9 i pośredniego elementu 3A centralnego korpusu 3. Głowica 9 jest podparta przez parę łożysk 191, 193 na pośrednim elemencie 3A.

Dla zapewnienia uszczelnienia pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem urządzenia 1, zastosowano pierścieniowe gniazdo 195, które jest utworzone przez pierścieniowy kanał 196 utworzony w podstawie głowicy 9 i przez pierścień 197 scalony z pośrednim elementem 3A centralnego korpusu 3. Gniazdo 195 posiada umieszczone -w nim dwie płaskie pierścieniowe uszczelki o przekroju w kształcie V, mające przeciwległe uszczelniającą geometrię. Pierwsza zewnętrzna pierścieniowa uszczelka 201 zapewnia uszczelnienie względem ciśnienia zewnętrznego płynu (powietrza), zaś druga wewnętrzna pierścieniowa uszczelka 203 chroni przed ucieczką gazu pod ciśnieniem, zawartego wewnątrz urządzenia 1. Cylindryczna ściana 205 scalona z pierścieniem 197 rozciąga się pomiędzy dwiema uszczelkami 201, 203. Ściany po których ślizgają się uszczelki, mają kontrolowaną chropowatość.

Rozwiązanie takie zapewnia z jednej strony doskonałe uszczelnienie w obydwu kierunkach, to jest od zewnątrz w strono wnętrza i od wnętrza w stronę zewnętrza. Z drugiej strony jest zagwarantowana wystarczająca redukcja tarcia, zapewniająca ograniczony moment opornościowy.

184 926

Należy uwzględnić, że na rysunku pokazano jedynie przykład stanowiący sposób praktycznej realizacji wynalazku, przy czym postacie i rozwiązania wynalazku mogą ulegać zmianie bez wykraczania poza zakres idei wynalazku. Jakiekolwiek oznaczniki cyfrowe występujące w towarzyszących zastrzeżeniach mają na celu jedynie ułatwienie odczytu zastrzeżeń w odniesieniu do opisu i rysunku, a nie ograniczenia zakresu ochrony wyznaczonego przez te zastrzeżenia.

FIG. 2

184 926

ET

FIG. 3

184 926

184 926

SS

37 39 61

184 926

184 926

FIG. 6

184 926

FIG. 7

c

184 926

131

177

184 926

FIG. 10

184 926

184 926

FIG. 11A

1051.

FIG. 12 A

184 926

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Panoramiczny peryskop zawierający korpus przeznaczony do montowania na pojeździe, głowicę podpartą, na korpusie i obracającą się względem niego i wyposażoną w okienko do obserwowania scenerii zewnętrznej, i wewnątrz tej głowicy lusterko do odbijania wiązki przychodzącej z okienka w stronę elementu detekcyjnego, znamienny tym, że głowica (9) i korpus (3, 3A) są stabilnie połączone razem z interwencyjnym układem uszczelki (201, 203), która izoluje wnętrze głowicy i korpus względem zewnętrza, umożliwiając ich wzajemny obrót, i że wewnątrz tego korpusu znajdują się przynajmniej dwa tory optyczne.
2. 2. Peryskop według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzna objętość głowicy (9) i wewnętrzna objętość korpusu (3,3A) są wzajemnie połączone tworząc jedną wspólną objętość.
3. 3. Peryskop według zastrz. 1, znamienny tym, że uszczelka zawiera parę płaskich uszczelek o przeciwległej geometrii (201, 203), z których pierwsza zapewnia szczelność od zewnątrz w stronę wnętrza, a druga zapewnia szczelność od wewnątrz w stronę zewnętrza.
4. 4. Peryskop według zastrz. 2, znamienny tym że uszczelka zawiera parę płaskich uszczelek o przeciwległej geometrii (201, 203), z których pierwsza zapewnia szczelność od zewnątrz w stronę wnętrza, a druga zapewnia szczelność od wewnątrz w stronę zewnętrza.
5. 5. Peryskop według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że uszczelki mają przekrój w kształcie V.
6. 6. Peryskop według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że uszczelki są umieszczone w pierścieniowym gnieździe (195) utworzonym przez płaski pierścieniowy rowek (196) w głowicy (9) i przez podwójny pierścieniowy rowek w pierścieniu (197) integralnym z centralnym korpusem (3, 3A), przy czym powierzchnie na których przesuwają się uszczelki mają kontrolowaną chropowatość.
7. 7. Peryskop według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że centralny korpus (3, 3A) ma połączony z nim moduł obserwacyjny (17) zawierający elementy do ogniskowania wiązki promieniowania widzialnego przychodzącej z głowicy (9) i przynajmniej jeden okular (143,144) do obserwowania scenerii zewnętrznej, i że ten moduł obserwacyjny (17) może być oddzielony od centralnego korpusu (3, 3A), przy czym ten centralny korpus (3, 3A) i moduł obserwacyjny (17) m.ają odpowiednie okienka dla wyjścia z centralnego korpusu (3, 3A) i dla wejścia do modułu obserwacyjnego, dla przepuszczenia wiązki.
8. 8. Peryskop według zastrz. 7, znamienny tym, że centralny korpus (3, 3A) ma umieszczoną wewnątrz grupę optyczną (101,113), która zawiera obiektyw (101) i kolimacyjny zespół optyczny (113) i tworzy teleskop dla promieniowania widzialnego, która to grupa optyczna ma siatkę celowniczą (109).
9. 9. Peryskop według zastrz. 8, znamienny tym, że centralny korpus (3, 3A) ma umieszczony wewnątrz niego kolimacyjny zespół optyczny (113) z którego wychodzi skolimowana wiązka, kierowana w stronę modułu obserwacyjnego (17).
10. 10. Peryskop według zastrz. 9, znamienny tym, że kolimacyjny zespół optyczny (113) tworzy okienko wyjściowe centralnego korpusu (3,3A).
11. 11. Peryskop według zastrz. 7, znamienny tym, że moduł obserwacyjny (17) i centralny korpus (3, 3A) są połączone razem wzdłuż dwóch odpowiednich płaskich powierzchni odniesienia, prostopadłych do osi optycznej kolimacyjnego zespołu optycznego (113).
12. 12. Peryskop według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że zawiera moduł podczerwieni (15) z czujnikiem podczerwieni (81), i że moduł podczerwieni (15) może być oddzielony od centralnego korpusu (3, 3A), który to centralny korpus (3, 3A) i moduł podczerwieni (15) mają odpowiednie okienka dla wyjścia z centralnego korpusu (3, 3A) i dla wejścia do modułu podczerwieni, umożliwiające przejście wiązki podczerwieni w stronę czujnika (81).

    184 926
13. 13. Peryskop według zastrz. 12, znamienny tym, że przynajmniej jedno z okienek wejściowych i wyjściowych jest utworzone przez zespół optyczny (39, 73) do ogniskowania wiązki podczerwieni.
14. 14. Peryskop według zastrz. 13, znamienny tym, że centralny korpus (3, 3A) ma umieszczony wewnątrz niego zespół optyczny (35, 37), który wyznacza wyjście skolimowanej wiązki z centralnego korpusu w stronę modułu podczerwieni.
15. 15. Peryskop według zastrz. 14, znamienny tym, że moduł podczerwieni (15) i centralny korpus (3, 3A) są połączone razem wzdłuż odpowiednich płaskich powierzchni łączących (71S, 3S), przy czym te powierzchnie są prostopadłe do osi optycznej zespołu optycznego (35,37).
16. 16. Peryskop według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że zawiera odległościomierz laserowy (19) przyłączony zdejmowalnie do centralnego korpusu (3, 3A) peryskopu.
17. 17. Peryskop według zastrz. 16, znamienny tym, że razem odległościomierz (19) i centralny korpus (3, 3a) jest połączony w obszarze płaskich powierzchni prostopadłych do wiązki laserowej.
18. 18. Peryskop według zastrz. 8 albo 16, znamienny tym, że obiektyw (101) grupy optycznej tworzącej teleskop dla promieniowania widzialnego tworzy również element optyczny dla wiązki laserowej odległościomierza.

    Wynalazek obecny dotyczy panoramicznego peryskopu przeznaczonego do montowania na pojeździe.

    Peryskopy tego rodzaju są zwykle stosowane na rozmaitych typach pojazdów, przykładowo na czołgach stosowanych w siłach zbrojnych.

    Przykłady peryskopów panoramicznych tego rodzaju są opisane w GB-B-1,272,742, US-A-3,464,757, US-A-3,200,250, US-A-3,549,231 i US-A-4,108,551.

    Peryskop znany z opisu patentowego DE-A-3632923 ma obrotową głowicę zamontowaną na korpusie peryskopu za pomocą systemu podpór. Objętość głowicy jest ograniczona przy spodzie przez uszczelnione okienko, które jest przezroczyste dla określonego zakresu promieniowania, na przykład promieniowania widzialnego i promieniowania podczerwieni tak, aby umożliwić obserwację dzienną i nocną. Objętość korpusu centralnego urządzenia jest z kolei zamknięta przez uszczelnione okienko które jest przezroczyste dla tego samego zakresu promieniowania. Montaż jest przeprowadzany przez umieszczenie dwóch okienek zwróconych ku sobie. Powoduje to izolację wewnętrznych objętości głowicy i centralnego korpusu względem zewnętrza, zaś promieniowanie, które wchodzi do centralnego korpusu tak, aby umożliwić obserwowanie bezpośrednio lub przez czujnik podczerwieni przechodzi, przez przynajmniej dwa okienka oddzielające.

    Stwierdzono, że jest to szczególnie konieczne w przypadku peryskopów z przynajmniej dwoma torami optycznymi, ponieważ urządzenia takie wymagają pracy w warunkach krytycznych środowiska i konieczne jest zapewnienie całkowitej izolacji względem zewnętrza delikatnych przyrządów optycznych zawartych w urządzeniu. Ponadto, należy zapewnić uszczelnienie w stosunku do zewnętrza tak, aby zapobiec ucieczce gazu tworzącego kontrolowaną atmosferę wewnątrz urządzenia.

    Jednakże obecność dwóch okienek oddzielających pomiędzy objętością głowicy i objętością korpusu urządzenia stwarza potężny problem, ponieważ znacznie redukuje się w ten sposób energię wiązki, która dochodzi do zespołu obserwacyjnego. Wada ta jest nasilona w przypadku peryskopów przeznaczonych do obserwacji nocnych, ponieważ sygnał w zakresie podczerwieni jest sam w sobie bardzo słaby. Strata sygnału w wyniku absorpcji przez dwa okienka stanowi nadzwyczaj negatywny czynnik rzutujący na skuteczność urządzenia.

    Gdy peryskop musi być stosowany do zarówno obserwacji nocnej (za pomocą obrazów podczerwieni) i obserwacji dziennej (w zakresie widzialnym), wówczas konieczne jest dobra4

    184 926 nie materiału który jest przezroczysty zarówno dla promieniowania w zakresie podczerwieni jak i dla promieniowania widzialnego. Materiał wielowidmowy, który może być stosowany w takim szerokim zakresie widma, zmniejsza przejrzystość obserwacji w zakresie widzialnym, nakładając znaczne ograniczenia na całkowitą grubość okienek.

    Ponadto, w konwencjonalnych peryskopach często część korpusu urządzenia jest zamontowana na pojeździe od wewnątrz. Jeżeli urządzenie takie jest poddawane częstemu montowaniu i rozmontowywaniu dla konserwacji technicznej i weryfikacji, wówczas istnieje niebezpieczeństwo osiowego i kątowego przekoszenia głowicy i korpusu. Tego rodzaju przekoszenie musi być za wszelką cenę wykluczone, ponieważ jeżeli wewnątrz korpusu urządzenia jest zastosowana siatka celownicza, to siatka musi zawsze być doskonale ustawiona w jednej linii z osią wiązki dochodzącej z głowicy. Jeżeli warunek ten nie jest utrzymany, wówczas urządzenie stosowane do pocisków sterowanych i tym podobnych traci swą skuteczność operacyjną lub jego skuteczność operacyjna ulega znacznemu pogorszeniu.

    Dla uniknięcia tych niedogodności, konieczne jest przestrzeganie bardzo dokładnych tolerancji pod względem powierzchni do łączenia razem głowicy i korpusu urządzenia, z oczywistym negatywnym skutkiem w postaci kosztów.

    Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia które umożliwi zredukowanie strat sygnału, zwłaszcza w zakresie dalekiej podczerwieni.

    Dalszym celem wynalazku jest opracowanie urządzenia które eliminuje potrzebę demontowania głowicy od korpusu i które tym samym eliminuje niebezpieczeństwo przekoszenia pomiędzy zespołami optycznymi zawartymi w korpusie i zespołami optycznymi zawartymi w głowicy, a w szczególności przekoszenia pomiędzy siatką celowniczą i zespołem optycznym obrotowej panoramicznej głowicy.

    Dalszym celem szczególnego rozwiązania wynalazku jest opracowanie urządzenia, które nie będzie wymagało nadmiernie małych tolerancji obróbki w odniesieniu do powierzchni łączących głowicę i korpus urządzenia.

    Jeszcze innym celem wynalazku jest otrzymanie dużego stopnia integracji pomiędzy elementami składowymi i funkcjami, tak aby zmontować wszystko w przestrzeni zawartej w cylindrze i umożliwić montaż urządzenia od góry.