PT98493A - Dispositivo optico para observacao diurna e nocturna - Google Patents

Description

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Descrição referente à patente de in venção de THOMSON TRT DEFENSE, fran cesa industrial e comercial, com se de em 88, Rue Brillat Savarin,75013 Paris, França, (inventores: Jean--Luc Espie e Gilbert Poulon, residentes na França), para: "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA OBSERVAÇÃO DIURNA E NOCTURNA".

DESCRICÃO A presente invenção tem por objecto um dispositivo óptico, do tipo de um binóculo, que permite a observação diurna e nocturna.

Actualmente, há um certo número de binóculos para visão diurna,que apresentam qualidades de com pacidade graças à utilização dos prismas de Porro de primeira ou de segunda espécie, ou então dos prismas de Péchan--Schmidt. Há igualmente binóculos para visão nocturna, que compreendem um ou dois tubos intensificadores da imagem, que permitem a visão com ampliação 1 para a condução, o encaminhamento ou para os trabalhos nocturnos, ou com ampliação superior para a observação nocturna. A reunião destas duas funções num material único apresentaria vantagens evidentes para o mili- 1

tar em operação, o qual tem de trazer numerosos equipamentos que prejudicam a sua mobilidade.

Mas isso seria assim apenas se esse equipamento para visão diurna e visão nocturna proporcionasse um gancho, em massa e espaço ocupado, em relação a dois equipamentos distintos e se as eficácias de cada uma das fun ções tivessem um nivel comparável às dos materiais actuais. A presente invenção refere-se a um tal sistema que permite, graças a um dispositivo óptico e mecânico novo, conciliar num só material compacto e leve, respondendo a todas as limitações militares requeridas (resistência mecânica, estanqueidade,...) a observação diurna e a visão nocturna e isso graças a uma combinação entre um sis tema com duas objectivas de visão diurna associado a um sistema de uma objectiva para a visão nocturna, cooperando em dois sistemas respectivamente com um sistema com duas oculares . 0 dispositivo segundo a presente invenção é caracterizado pelo facto de compreender: meios ópticos clássicos que permitem uma visão diurna, compreendendo: . 2 objectivas . 2 prismas inversores de imagem . 2 oculares (comuns com os meios ópticos que permitem a visão nocturna) meios ópticos clássicos que permitem uma observa ção nocturna, compreendendo: 1 objectiva que forma a imagem da paisagem no fotocátodo do tubo intensificador 1 tubo intensificador . 1 colimador, dando uma imagem do ecrã do tu bo intensif icador no infinito ou a algumas dezenas de metros 2 espelhos de desvio centrais, destinados a separar o feixe emergente do colimador em dois feixes 2

. 2 grupos de focalização formando a imagem do ecrã do tubo intensif icador no plano focal das oculares 2 espelhos de desvio laterais destinados a reenviar os feixes para o eixo das oculares . 2 oculares (comuns com os meios ópticos que permitem a visão diurna) meios mecânicos de comutação que permitem passar da observação diurna para a observação nocturna e vice-versa, e meios mecânicos de regulação de ajuste e de regulação interpupilar.

Segundo uma forma de realização pre ferida da presente invenção, o dispositivo ôptico de observação diurna e nocturna é constituído estruturalmente por um corpo central que compreende dois furos laterais, sensivelmente um em frente do outro, tendo um dos furos uma forma sensivelmente circular em projecção, cooperando, em sobreposição, com um furo de forma correspondente feito num corpo lateral solidarizado com o corpo central, enquanto que o outro furo do corpo central, de forma oblonga, coopera com um furo circular feito num corpo lateral montado rotativamente no referido corpo central. 0 referido corpo central encerra a objectiva de visão nocturna, o tubo intensificador e o coli-mador, enquanto que cada corpo lateral compreende uma objectiva de visão diurna, um prisma inversor, uma ocular comum para a visão nocturna e diurna, um espelho de desvio lateral, um grupo de focalização e um espelho de desvio central.

Meios mecânicos de comutação e escamoteamento permitem passar da observação diurna para a observação diurna e vice-versa. São constituídos por um anel montado rotativamente no corpo central e susceptível de ser igualmente deslocado em translacção de modo a imprimir, por intermédio de comandos internos, uma rotação apropriada aos espelhos de desvio laterais, 3

para interceptar os feixes luminosos,provenientes dos meios ópticos de observação nocturna e dirigi-los para os meios oculares nos corpos laterais, na observação nocturna, e escamotear estes espelhos permitindo assim uma passagem directa dos raios luminosos provenientes dos meios objectivos, na observação diurna. Estes meios permitem igualmente, por translacção inversa, o posi cionamento apropriado dos referidos espelhos e o fornecimento de energia ao tubo intensificador. A presente invenção é além disso ca racterizada pelos pontos seguintes: os comandos de cada espelho são constituídos por uma barra de transmissão provida, numa extremida de, de uma pequena espiga encaixada numa ranhura periférica do anel, susceptível de accionar em translacção a barra de transmissão sem impedir a rotação do anel, e de um dente de extremidade que se encaixa numa cava correspondente num disco; - os espelhos estão montados directamente nos dis cos; os discos engrenam com estruturas de accionamen-to de rotacção dos espelhos que são solidarizadas com os mesmos; os discos são solicitados para a posição de engreno por intermédio de meios elásticos, por exemplo molas; os meios mecânicos são accionados de maneira automática por meios motores associados a uma célula fotoeléctrica; o anel apresenta uma estrutura roscada interior que engrena com uma estrutura correspondente do corpo (l) de modo a poder, em rotação, comuni- 4 k

car um movimento de translacção apropriado às ha tes de comando; os meios ópticos que permitem uma observação diurna compreendem meios de inversão da imagem, por exemplo sistemas de prisma de Porro, de pris mas de Péchan-Schmidt, ou qualquer sistema que permita uma inversão apropriada para binóculos de visão diurna.

Outras vantagens e características da presente invenção serão evidenciadas na leitura da descrição não limitativa seguinte de formas de realização preferidas da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma vista em perspectiva do dispositivo de observação diurna e nocturna segundo a presente invenção; A fig. 2, uma vista esquemática da disposição dos diversos elementos no interior do dispositivo da fig. 1, de acordo com uma primeira forma de rea lização; A fig. 3, uma vista esquemática dos elementos constituti vos do dispositivo óptico da fig. 1, de acordo com uma segunda forma de realização; A fig. 4, uma vista esquemática dos meios mecânicos que permitem o escamoteamento, por rotação, do sistema de espelhos de desvio moveis.

Como está representado na fig. 1, o dispositivo óptico segundo a presente invenção compreende um corpo central (1) que recebe a objectiva de visão nocturna (2) e, como está representado na fig. 2, o tubo intensi-ficador (3) e o colimador (4). De cada lado do corpo central (1) previram-se dois corpos laterais (6) e (7) cada um dos quais compreende uma objectiva (8,9), um dispositivo de pris mas de Porro (10a,10b) e (11a,11b), um dispositivo ocular (12,13), um espelho de desvio lateral (14,15), um grupo de 5

focalização (5c,5d), um espelho de desvio central (5a,5b). O corpo central (6) está montado rotativamente no corpo (1) , enquanto que o corpo (7) é solidário do corpo (1), não sendo esta opção absolutamente crítica: pode encarar-se uma disposição inversa em relação ao eixo do corpo central (1), ligado a regulação interpupilar da mesma maneira. De modo a permitir a regulação interpupilar, o corpo central (1) está pro vido de um furo oblongo (la) (representado a tracejado na fig. 1) que coopera com um furo de forma sensivelmente circu lar (não representado no desenho) previsto no corpo central (6). Batentes (não representados nos desenhos) permitem limi tar a rotação do corpo (6) em relação ao corpo (1), a um ângulo de cerca de 452. A estanqueidade do equipamento é assegurada a este nível, entre o corpo central (1) e o corpo lateral (6) por uma junta tórica colocada numa garganta que que circunda o furo alongado (la), na qual desliza a parte da superfície cilíndrica do corpo lateral (6) em contacto com o corpo central cilíndrico (1).

Os espelhos (14,15) são escamoteáveis, de modo a assegurar numa posição activa (a tracejado) a visão nocturna e, ma outra posição, escamoteada (a tracejado) , a visão diurna, permitindo então a passagem directa dos feixes luminosos provenientes dos prismas inversores (10a,10b,lia,11b) para as oculares (12) e (13).

Na forma de realização da fig. 3, estão igualmente representados os mesmos elementos constitutivos do dispositivo da fig.2, excepto que os dispositivos de prismas de Porro (10a,10b) e (11a,11b) foram substituídos por dispositivos de prisma de Péchan-Schmidt (16a,16b) e (17a,-17b). É claro que podem utilizar-se outras formas de realização com prismas ou outros meios de inversão da imagem no dispositivo óptico segndo a presente invenção .

Na fig. 4 está representado o dispositivo que permite escamotear os espelhos (14) e (15). Este dispositivo compreende um anel (18) que apresenta uma gar 6

ganta periférica exterior (18a), na qual vão alojar-se as es pigas de extremidade (19a) e (20a) das hastes (19,20) corres pondentes, cuja outra zona extrema tem dentes (19b) e (20b) cuja extremidade livre vai engrenar com uma estrutura cavada (21a) e (22b) formada na superfície dos discos (21) e (22) que são solicitados respectivamente para as posições de engate representadas a tracejado, por acção de molas respec-tivas (23,24), em função dos movimentos de translacção das hastes (19) e (20). 0 dispositivo óptico segundo a presente invenção pode funcionar de acordo com as vias ópticas de visão diurna e nocturna da maneira seguinte:

Como está representado na fig. 2, quando os espelhos (14) e (15) ficam posicionados como se representa a tracejado, o feixe luminoso que atravessou a objectiva (2) é depois intensificado no tubo (3) , chega ao colimador (4) onde é dividido por um sistema de espelhos (5a,5b) e depois tratado respectivamente pelos grupos de focalização (5c-5d). Os dois feixes resultantes chegam aos espelhos (14) e (15), que os dirigem através dos dispositivos oculares (12, 13), até aos olhos do observador, materializados em (£^,£2)· Nesta posição de translacção do anel (18), o tubo (3) é evidentemente alimentado com energia, por exemplo por um microinterruptor colocado na proximidade de um dos discos (21) ou (22), no qual se realiza localmente uma superfície plana que assegura o fecho do microinterruptor na posição em funcionamento nocturno do disco. Vê-se que esta posição dos espelhos (14,15) (a tracejado) oculta os feixes fotónicos provenientes das objec-tivas (8,9) e transitam pelos dispositivos de prismas de Porro (10a,10b) e (11a,11b), ou então pelos prismas de Péchan-Schmidt (16a,16b) e (17a,17b) para as oculares res-pectivas (12,13).

Se se pretender passar para a posição de observação diurna, faz-se com que o anel (18) seja su jeito a um movimento de translacção oposto ao necessário • para o posicionamento em observação nocturna, de modo que os t . espelhos respectivos (14,15) vão colocar-se como está repre- 7

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sentado a cheio na fig. 2. Estes espelhos (14) e (15) estão montados de maneira apropriada nos discos (21) e (22) ou então em estruturas rotativas (não representadas nos desenhos) engrenando respectivamente com os discos (21) e (22). A posição dos discos representada na fig. 4 é uma posição intermédia na qual o disco pode ser engatado por solicitação das molas correspondentes (23) ou (24) nas posições (P^ e (P2) representadas a título indicativo a cheio no desenho. Vê-se que o movimento do anel (18) imprime, por intermédio das cavilhas (19a,20a) das hastes de accionamento correspondentes (19) e (20) que engrenam, pelos dentes (19b,20b) com os discos (21,22), fazendo um movimento de rotação dos referidos discos com que eles tomem, sob acção das molas (23) e (24) , as posições (P^ e P2) mencionadas que correspondem a um escamoteamento ou um reposicionamento dos espelhos (14) e (15), respectivamente.

Assim se encontra resolvido segundo a presente invenção um certo número de comandos e de regulações de utilização, susceptíveis de ser realizados de maneira simples mesmo que o observador use luvas muito espes sas: a regulação interpupilar faz-se por posicionamento angular do corpo lateral (6) do binóculo em relação ao corpo central (1), permitindo assim um ajustamento muito preciso indispensável na visão diurna devido ao facto da pequena dimensão das pupilas de saída; as focalizações respectivas dos objectivos de vi são nocturna e oculares faz-se por rotação de aneis recortados de borracha, ligados a estas oculares; a comutação de visão diurna/nocturna, bem com a iluminação do díodo de infravermelhos prevista para uma iluminação auxiliar são realizadas respectivamente por translacção e rotação do anel recortado (18) e isto independentemente da posi- 8 i.

çao angular relativa dos corpos laterais correspondentes a uma regulação interpupilar dada. É claro que a presente invenção não se limita de modo nenhum às formas de realização atrás descritas com referência aos desenhos anexos mas sim engloba todas as modificações e variantes ao alcance dos técnicos. Pode assim realizar-se uma rotação e uma translacção concomitantes do anel (18) por uma rosca apropriada da superfície interna do anel (18) e da superfície de apoio do corpo (1) . Do mesmo modo, pode também encarar-se a incorporação de um minimotor comandado por célula fotoeléctrica e permitindo os movimentos de rotação dos discos que suportam os espelhos (14) e (15), em função da luminosidade circundante. Os corpos de binóculo podem por outro lado ser fabricados de qualquer material que satisfaça às exigências mecânicas e de resistência aos agentes químicos e às intempéries a que o dis positivo óptico segundo a presente invenção possa ficar sujeito. A presente invenção pode ter utilização em todas as operações de vigilância (polícia, alfândegas, guarda,...). Tem também aplicação para fins militares, podendo o dispositivo óptico para observação diurna e nocturna ser fixado por dispositivos de correias apropriadas no capacete de um soldado de infantaria. 9

Claims (1)

1. t

   REIVINDICAÇÕES - 1* - Dispositivo óptico, do género de um binóculo, que permite uma observação diurna e nocturna caraç terizado por compreender: meios ópticos que permitem uma observação diurna (8, 10a, 10b; 16a, 16b; 11a, 11b; 17a, 17b); meios ópticos que permitem uma observação nocturna (2, 3, 4, 5a, 5c; 5b, 5d; 14; 15), pre- sentando estes meios uma parte comum (12; 13) com os meios de observação diurna; e meios mecânicos (18) que permitem passar da observação diurna para a observação nocturna. - 2ã - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído estruturalmente por um corpo central que encerra elementos ópticos de objec-tiva (2) , um tubo intensificador (3) e um colimador (4) , necessários para a observação nocturna, que compreende dois furos laterais sensivelmente um em frente do outro, tendo um dos furos a forma sensivelmente circular, em projecção, cooperando com um furo de forma correspondente feito num corpo lateral (7) solidarizado com o corpo central (1) , enquanto que o outro furo alongado (la) do corpo central (1) coopera com um furo circular previsto num segundo corpo lateral (6) , montado em rotação no referido corpo central (1) , encerrando os dois corpos laterais (6,7), por um lado, a parte da objectiva (8; 9), o prisma de endireitamento da imagem (10a, 10b, 11a, llc ou 16a, 16b, 17a, 17b) necessário para a obser vação diurna e, por outro lado, a parte da ocular (12; 13), comum aos meios de observação diurna e nocturna e, finalmente, os espelhos de desvio (14, 15, 51, 5b) e o grupo de focagem (5c, 5d), necessário para a visão nocturna. - 3a - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2 caracterizado por os meios mecânicos que permitem passar da observação diurna para a observação nocturna e vice-versa serem constituídos por um aro 10

   (18) montado no corpo central (1) do dispositivo óptico e susceptível de ser deslocado em translacção de modo a imprimir, por intermédio de órgãos de comando (19a, 19, 19b; 20a, 20, 20b) uma rotação apropriada a espelhos (14, 15) que, na sua posição funcional,permitem a observação nocturna enquanto que permitem a observação diurna na sua posição escamoteada . - 4» - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os referidos órgãos de comando de cada espelho (14; 15) serem constituídos por uma barra de transmissão (19; 20) provida numa extremidade de uma espiga (19a; 20a) encaixada numa ranhura periférica (18a) do aro (18) e um dente externo (19b; 20b) que se encaixa num recorte correspondente (21a, 22b) num disco (21, 22) . _ 5a _ Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os espelhos (14, 15) serem montados directamente os discos (21, 22). - 6â - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os discos (21, 22) engrenarem com estruturas que arrastam em rotação os aparelhos que lhes são solidários. - 7ã - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 6 caracterizado por os discos (21, 22) serem solicitados para a posição de fixação por encaixe (P^ e P2) por intermédio de meios elásticos, por exemplo moías (23; 24). - 8ã - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios mecânicos (18) serem accionados de maneira automática por meios motores associados a uma célula fotoeléctrica. 11 ϊ Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o aro (18) apresentar uma estrutura roscada interior que engrena com uma estrutura correspondente do corpo (1) de modo a quando roda, poder comunicar o movimento de translacção apropriado às hastes de comando (19; 20). - 10 - - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios õpticos que permitem a observação diurna compreenderem meios de inversão da imagem, por exemplo sistemas de prisma de Porro, de prismas Péchan--Schmidt, ou qualquer sistema que permita uma inversão apropriada para binóculos para visão diurna. A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente francês apresentado em 31 de Julho de 1990, sob o NS. 90 09741. Lisboa, 30 de Julho de 1991

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