Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Zielfernrohr mit einer Strichplatte und einer Stralilungsquelle zur Beleuchtung einer auf der Strichplatte angeordneten Zielmarkierung.
Aus der DE 100 51 448 Al ist eine Zielvorrichtung in Form eines Zielfernrohres bekannt. Dieses Zielfernrohr umfasst eine Strichplatte. Diese Strichplatte wird koaxial von einem Strahlungsleiter umgeben. Über diesen Strahlungsleiter wird die Strahlung über den gesamten Umfang der Strichplatte in die Strichplatte großflächig eingekoppelt.
Aus der EP 254 675 Al ist ein optisches Zielgerät bekannt, bei dem für die Beleuchtung einer Strichmarkierung Leuchtzellen vorgesehen sind. Von diesen Leuchtzellen wird Strahlung abgegeben, die mittels verspiegelter Bereiche auf die Strichmarkierung fokussiert wird.
Aus der EP 37 31 416 Al ist es bekannt, einen lumineszierenden Körper zum Sammeln von Umgebungslicht vorzusehen, wobei die Strahlung über möglichst eine Lücke am Außenurnfang der Strichplatte in die Strichplatte eingekoppelt wird. Der weitere Rand der Strichplatte ist so bis auf eine Lücke verspiegelt, so dass über diesen Bereich eine Einkopplung von Strahlung in die Strichplatte verhindert ist.
Aus der US 5,414,557 ist es bekannt, in einer Strichplatte eine Strichmarkierung hinein zu ätzen und diese geätzten Hohlräume der Strichmarkierung mit einem reflektierenden Material zu füllen.
Nachteilig ist bei diesen Zielvorrichtungen, dass störende Reflexe durch die zur Beleuchtung der Zielmarkierung verwendeten Strahlung auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Zielvoπichtung mit einer beleuchtbaren Zielmarkierung bereitzustellen, bei der störende Reflektionen vermieden, zumindestens vermindert sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahme gelöst, dass die Ziehnarke ein Material umfasst, das Strahlung absorbiert, wobei die absorbierte Strahlung eine kleinere Wellenlänge hat als die von diesem Material abgegebene Strahlung.
Vorzugsweise ist die Strahlung, die von dem Material absorbiert wird für das Auge nicht mehr oder kaum noch sichtbar. Bereits das Vorsehen einer Strahlungsquelle, die Strahlung in dem für das menschliche Auge als dunklen bzw. blauen Farbton erscheinenden Bereich abgibt, führt zu einer massiven Verringerung von störenden Reflektionen. Im folgenden wird das. strahlungsabsorbierende Material der Zielmarkierung als Leuchtmaterial bezeichnet. Derartige Leuchtmaterialien können insbesondere lumineszierende und phosphosierende Substanzen umfassen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Leuchtmaterial unterschiedliche Pigmente umfasst, die Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge absorbieren. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Vielzahl von Strahlungsquellen, vorzugsweise unterschiedliche Dioden, verwendet werden können.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die unterschiedlichen Pigmente jeweils Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen abgeben. Dadurch erscheint die von den jeweiligen Pigmenten abgegebene Strahlung in unterschiedlichen Farben. Damit kann durch gezielte Auswahl einer Strahlungsquelle die Farbe, in der die Zielmarkierung für den Schützen sichtbar erscheint, ausgewählt werden.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, mehrere Strahlungsquellen, die jeweils Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, vorzusehen, so dass mit der Auswahl der Strahlungsquelle, die Farbe in der die Zielmarlάerung leuchtet durch die Wahl der Strahlungsquelle bestimmt werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Strahlung über den Außenuinfang in die Strichplatte einzukoppehα. Dadurch kann die von der Strahlungsquelle abgegebene Strahlung
effizient ausgenutzt werden, da die Strahlung in der Strichplatte mehrfach reflektiert werden kann bevor sie von dem Leuchtmaterial absorbiert wird.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Leuchtmaterial Bestandteil eines Lackes ist, was die Verarbeitung erleichtert.
Für eine effiziente Nutzung der von der Strahlungsquelle abgegebenen Strahlung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Strahlung über einen den Außenumfang der Strichplatte koaxial umgebenden Strahlungsleiter in die Strichplatte eingekoppelt wird.
Zur gezielten Einkopplung, und somit zur besonders effizienten Ausnutzung der Strahlung, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, durch' speziell ausgebildete Abschnitte des Strahlungsleiters, über diese Abschnitte die Strahlung fokussiert auf die Zielmarkierung in die Strichplatte einzukoppeln. Besonders geeignete Ausbildungen sind prismenfoπnige Ausnehmungen und/oder kugelförmige Vorsprünge. Durch diese Maßnahme sind die Bereiche, über die Strahlung zur Beleuchtung der Zielmarkierung zur Ziemiarkierung gelangt, wesentlich reduziert. Schon allein durch diese Maßnahme werden störende Reflexe erheblich vermindert.
Diese spezielle Ausbildung des Strahlungsleiters lässt sich insbesondere auch bei Verwendung in einer Zielvorrichtung verwenden, die eine Zielmarkierung ohne ein Leuchtmaterial aufweist, hl einem derartigen Fall ist als Strahlungsquelle eine Strahlungsquelle zu verwenden, die Strahlung im das Auge gut sichtbaren Bereich abgibt.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wird die Erfindung exemplarisch an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 Zielfernrohr
Figur 2 Schnitt durch das Zielfernrohr gemäß Figur 1 entlang A-A
Figur 3 Strahlungsleiter mit Lichtauskopplung in vorbestimmten Bereichen
Figur 4 Strahlungsleiter mit eingegossener Strahlimgsquelle und zylinderförmigen
Vorsprüngen zur Lichtauskopplung
Figur 5 Stralilungsleiter gemäß Figur 4 in 3 -D Ansicht
Figur 6 Vergrößerte Herauszeichnung der Vorsprünge gemäß Figur 4
Figur 7 Strahlungsleiter mit prismenförmigen Ausnehmungen in 3 -D Darstellung
Figur 8 Strahlungsleiter mit prismenförmigen Ausnehmungen in Draufsicht
Figur 9 Emission und Absorptionsspektrum von Lumogen S790
Anhand von Figur 1 wird zunächst der prinzipielle Aufbau eines Zielfernrohres 1 beschrieben. Das Zielfemrohr 1 umfasst ein Okular 3 und ein Objektiv 5, durch das eine optische Achse 7 festgelegt wird. Das Okular 3 und das Objektiv 5 sind in einem Zielfemrohrgehäuse 2 gelagert. Durch das Okular 3 wird eine Zwischenbildebene 9 festgelegt. In dieser Zwischenbildebene 9 ist eine Strichplatte 11 angeordnet, die in einer Fassung 15 gelagert ist. In dieser Strichplatte 13 ist eine Vertiefung eingeätzt, durch die eine Zielmarkierung 13 gebildet wird. In diese Vertiefung ist Lack mit einem Leuchtmaterial 33 eingebracht. Bei streifender Bestrahlung der Strichplattel 1 zur Beleuchtung der Zielrnarkierung reicht es aus, auf der Strichplatte 11 den Lack aufzubringen, ohne das Vertiefungen in die Strichplatte 11 eingebracht werden müssen.
Zur Beleuchtung der Zielmarkierung 13 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Strahlung zur Beleuchtung der Zielmarkierung 13 in die Strichplatte 11 eingekoppelt. Zur Einkopplung der Strahlung in die Strichplatte 11 ist die Strichplatte 11 koaxial von einem Strahlungsleiter 17 umgeben. Der Strahlungsleiter 17 ist in einer Fassung 15 gelagert.
Der in Figur 2 gezeigten Darstellung ist die Strahlungsquelle 19 in einer im Stralilungsleiter ausgebildeten Ausnehmung angeordnet. Durch die Anordnung der Strahlungsquelle 19 in der Ausnehmung wird erreicht, dass ein Großteil der von der Strahlungsquelle 19 abgegebenen Strahlung in den Strahlungsleiter 17 eingekoppelt wird.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Strahlungsleiter 17 ist wiederum eine Ausnehmung, für die Aufnahme der Strahlungsquelle 19 vorgesehen. Die Strahlung, wie dargestellt, gelangt in den Strahlungsleiter 17, der die Stichplatte 11 koaxial umgibt. Der Strahlungsleiter 17 ist mit einem hochreflektierenden Anstrich als Strahlschutz 23 versehen, wobei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Bereiche 24 auf der der Strichplatte 11 zugewandten Seite von diesem Anstrich ausgenommen sind, so dass über diese Bereiche 24 Strahlung vom Strahlungsleiter 17 in die Strichplatte 11 gelangt. Diese Bereich 24 sind mit Strahlungskegeln 22 kenntlich gemacht.
Weiterhin ist die Ausnehmung 20, in der die Strahlungsquelle 19 angeordnet ist, nicht mit diesem Anstrich versehen, so dass die von der Strahlungsquelle 19 abgegebene Strahlung in den Stralilungsleiter 17 eintreten kann.
hi Figur 4 ist ein Strahlungsleiter dargestellt, der mit torasförniigen Vorsprüngen 27 versehen ist, die nicht mit einem hoclireflektierenden Anstrich versehen sind, so dass über diese Bereich Strahlung aus dem Stralilungsleiter 17 austreten kann. Die torusförmigen Vorspränge 27 stellen in Berührungskontakt mit dem Außenumfang der Strichplatte 11. Über diese Kontaktstellen wird Strahlung von dem Strahlungsleiter 19 in die Strichplatte eingekoppelt. Durch die in die Strichplatte 11 eingekoppelte Strahlung, wird das in der Zielmarkierung vorhandene Leuchtmaterial angeregt, das aufgrund der Anregung Strahlung emittiert. Die zur Anregung des Leuchtmaterials eingesetzte Strahlung weist eine kürzere Wellenlänge auf, als die von dem Leuchtmaterial emittierte Strahlung in dem Strahlungsleiter 17.
Durch eine Abstimmung der Form der Vorsprünge 29 mit der Gestaltungsform der Zielmarkierung kann eine besonders effiziente Ausnutzung der von der Strahlungsquelle 19
abgegebenen Strahlung erreicht werden. So sind beispielsweise kugelförmige Vorsprünge 29 für punktförmige Zielmarkierungen vorteilhaft.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die für die Erzeugimg der in den Strahlungsleiter 17 einzubringende Strahlung vorgesehene Strahlungsquelle 19 in Form einer Diode 21 direkt in den Strahlungsleiter 17 eingegossen. Die torasförmigen Vorsprünge 29 dienen dazu, die Strahlung fokussiert auf die Zielmarkierung bzw. fokussiert auf die Mitte der Strichplatte 11 in die Strichplatte 11 einzubringen.
Anhand von Figur 6 wird eine besonders vorteilhafte Ausführung der tousosförmigen Vorsprünge 29 näher erläutert. Mit einer paraxialen Berechnung wird der Krümmungsradius des Torus so gewählt, dass der aus dem unendlichen kommende Beleuchtungsstrahl fokussiert wird. Dabei werden die einfachen Abbildungsgleichungen für den achsnahen Bereich herangezogen. Damit lässt sich der notwenige Krümmungsradius für eine fokussierte Bestrahlung einer punktförmigen Zielmarkierung 13 ermitteln. Der Bereich zwischen torusförmigem Vorsprung 29 und Strichplatte 11 wird als Luftlinse bezeichnet. Die Brennweite der Luftlinse ist exakt so groß wie der halbe Durchmesser der Strichplatte 11 , wenn der zu beleuchtende Punkt in der Mitte der Strichplatte 11 liegt. Damit ist der Strahl auf das Strichplattenzentrum fokussiert, Die Dicke der Luftlinse wird hier der einfachheitshalber mit Null angenommen.
Für die folgende Rechnung ist Fig. 10 heranzuziehen. Es gilt: nM
S1 = - nM ~ nl , ni η S1
i ist hierbei ein fortlaufender Zähler. S und s' sind die Eingangs- und Ausgangsschnittweiten und stellt das Symbol für die Brechungsindizes das, während r das Maß für die Radien ist. Diese Gleichung gilt für die Abbildung an Grenzflächen. Die Eingangsschnittweite S2 für r2 ist, da die Flächen nund r2 sich berühren , gleich der Ausgangsschnittweite S1.. Es gilt für Fläche i=l:
n2
+ Z-I
Es gilt für Fläche i=2:
72, da s
2'soll gleich r
2 sein soll gilt:
A2 T2 -W3
T* ^r
52(7Ϊ3 -n2) + r2 -7J2
s 2-n 2 =r 2m 2
mit S2 ' — d, ά —>0 und s j —> - ∞
4^
was
r, •(/?, -«2) .
?- = — = — U Li entspπcht.
Mit dem Brechungsindex des Strahlungsleiters U1= 1.48 und n2= 1 dem Brechungsindex der Luftlinse und r2= 13.5mm ( gleich halber Durchmesser der Strichplatte) wird T1 unabhängig vom Index n3 der Strichplatte zu - 6.48 mm , also ca.6.5mm.
In dem dargestellten Ausführimgsbeispiel besteht der Strahlungsleiter 17 aus dem Kunststoff PMMA besteht. Der Brechungsindex der Strichplatte beträgt N=l,52.
Die Einkopplung wird deutlich verbessert, wenn die Diode 21 in dem lichtleitenden PMMA- Ring bzw. Strahlungsleiter 17 integriert ist. Kostengünstig können solche Strahlungsleiter 17 mittels Spritztechnik hergestellt werden. Die Strahlungsquelle 19 kann vor dem Abspritzen des Kunststoffes bereits in der Form fixiert werden. Wird anschließend der Spritzvorgang durchgeführt, so ist die Strahlungsquelle 19, hier Diode nach dem Aushalten komplett vom Material des Einlcoppehinges umschlossen Dadurch werden beim Strahlungstransport die Grenzflächen reduziert, da zwei Kuήststoff-/oder Glas-/Luftgrenzflächen weniger vorhanden sind.
Alternativ ist auch eine transparente Kittung der Diode auf den Strahlungsleiter 17 möglich. Die Übergangsstelle ist bei eingekitteten Strahlungsquellen mit größeren Strahlungsverlusten behaftet als bei eingepressten oder eingegossenen Strahlungsquellen.
Anhand von Figur 7 und 8 wird eine weitere Ausführungsform eines Strahlungsleiters 17 erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl an Auskoppelstellen 37 als auch an der Einkoppelstelle 39 prismenförmige Ausnehmungen 31 mit Totalreflektionsflächen oder Partialreflektionsflächen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Querschnitte der Auskoppelstellen so dimensioniert, dass von allen Auskoppelstellen 37 aus dem Strahlungsleiter annähernd der gleiche Lichtstrom für die Beleuchtung der Zielmarkierung 13 zw Verfügung steht. Dafür sind die näher zur Strahlungsquelle 19 angeordneten Auskoppelprismen 31 Meiner als die im Strahlungsleiter 17 nach diesen Auskoppelstellen 37 angeordneten Auskoppelprismen 32, die wesentlich weiter in den Strahlungsleiter 17 liineinreichen. Durch die Auskoppelstellen 31,32 wird die Strahlung zur Beleuchtung der Zielmarkierung 13 gezielt ausgerichtet in die Strichplatte 11 eingekoppelt.
Dadurch das nun die Strahlung zur Beleuchtung der Zielmarkierung 13 nur über kleine Bereiche der Strichplatte einkoppelt und geleitet wird, wird das Auftreten von möglichen störenden Reflexen erheblich reduziert. Weiterhin wird die Strahlung effektiver ausgenutzt. Die im Bereich der Strahlungsquelle 19 vorgesehenen Ausnehmungen, ermöglichen eine gezielte Ausrichtung der von der Strahlungsquelle 19 emittierten Strahlung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, ein Leuclαtmaterial vorzusehen. Von der Firma BASF werden verschiedene Leuchtstoffe angeboten die in Pigmentform erhältlich sind. Diese Farbstoffe sind als Zusätze für verschiedene Produkte erhältlich.
Für die Erzeugung eines Lackes, der eine besonders einfache Verwendung erlaubt, sind diese von der Firma BASF angebotenen Farbstoffe geeignet.
Dieser Lack kann einfach in eine als Ausnehmung ausgestaltete Zielmarke, die beispielsweise durch Ätzen in die Strichplatte eingebracht worden ist, eingebracht werden.
Für die Erzeugung eines Lackes gibt die Firma Krämer Pigmente auf ihrer Webseite folgendes an: Die Lumogen-Reihe stellt einen neuen Typ Farbstoffe vor, fluoreszierende Farbstoffe strahlen absorbiertes Licht durch Fluoreszenz wieder ab. hu Schwarzlicht scheinen diese Farbstoffe zu leuchten. Besonders gut lassen sich diese Farbstoffe im farblosen Kunstharz-Lack anwenden. In Überzugslacken eignet sich
Lumogen- Violett als fast farbloser Überzug welche im Schwarzlicht leuchtet. Der Klarlack der Wahl ist Paraloid B72 in Etliylacetat. Die Anwendungskonzentration ist 1% bezogen auf Festkörper.
Als fluoreszenierende Materialien bzw. Pigmente ist Fluoreszenzgrün, Fluoreszenzorange, Fluoreszenzrot, Fluoreszenzviolett sowie weitere Farbstoffe auf Anfrage erhältlich.
Auch die Firma BASF stellt auf ihrer Webseite ebenfalls Lumineszenzfarb Stoffe der Farben gelb, orange, rot und violett zur Verfügung. Die von der Firma BASF angebotenen Farbstoffe sind bei einer Dosierung von 0,02% in dem Kunststoff PC und PMMA bis 200° C stabil.
Beachtet man bei der Auswahl der Farbpigmente, dass die Empfindlichkeit des Auges für das Fluoreszenzlicht empfindlicher sein soll, als die Empfindlichkeit für die anregende Wellenlänge, so findet man zum Beispiel Lumogen S790 als besonders geeignetes Pigment.
Ist das Pigment in der Zielmarkierung enthalten, so kann die Zielmarkierung durch Anregung durch blaues Licht im Bereich von 400 bis 500 um angeregt werden und scheint für den Benutzer als gelb/orangener Leuclitpunkt. Das blaue emittierte Licht zur Anregung der Farbpigmente in der Zielmarkierung ist für den Benutzer so gut wie nicht sichtbar, so dass schon aufgrund dieser Tatsache keine störenden Reflexe auftreten können. Weiterhin ist es möglich durch die Wahl anderer Pigmente Licht zur Anregung von Leuchtmaterialien zu wählen, die außerhalb des sichtbaren Bereiches des menschlichen Auges liegen. Damit können überhaupt keine Reflexe mehr auftreten.
Es kann auch vorgesehen sein, mehrere Dioden in dem Strahlungsleiter 17 vorzusehen, wobei durch, gezieltes Einschalten der einen oder anderen Diode die Ziehiiarkierung 13 in der einen oder anderen Farbe erscheint, je nach dem welches Farbpigment gerade durch die von der Diode abgegebenen Strahlung angeregt wird und somit Strahlung emittieren kann.
Bezugszeichenliste :
1 Zielfernrohr
2 Gehäuse
3 Okular
5 Objektiv
7 optische Achse
9 Zwischenbildebene
11 Strichplatte
13 Ziehnarlderung
15 Fassung
17 Strahlungsleiter
19 Strahlungsquelle
20 Ausiiehmung
21 Diode
22 Strahlungskegel
23 Strahlschutz
24 Bereiche
25 Ausnehmung
27 Vorsprünge
29 tomsförmige ( zylinderförmige) Oberfläche
31 prismenförmige Ausnehmung, Auskoppelprisma
32 hintere Auskoppelprismen
33 Leuchtmaterial
35 Einkoppelprisma
37 Auskoppelstelle
39 Einkoppelstelle