DE2804193B1

DE2804193B1 - Straightening unit for afocal systems

Info

Publication number: DE2804193B1
Application number: DE19782804193
Authority: DE
Inventors: Franz Pfister; Arnold Dipl-Ing Stangl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1978-02-01
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2804193C2; FR2416490B1; FR2416490A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Richteinheit für ein afokales System, welches einer optischen Zieleinrichtung mit höhen- und/oder seitenverstellbarer Visierlinie vorschaltbar ist.The invention relates to a directional unit for an afocal system, which is an optical aiming device with a height- and / or laterally adjustable line of sight can be connected upstream.

Afokale Systeme für optische Zieleinrichtungen dienen beispielsweise dazu, ein Tagsichtfernrohr mit einem Bildwandler-Aggregat für die Nachtsicht zu kombinieren. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 11 02 104 bekannt. In dieser Patentschrift wird ein kombiniertes Ziel- und Suchgerät für Tag und Nacht mit einem Fernrohr und mit einem vor einer Ausblicksöffnung einer Panzerung angeordneten, entfernbaren Bildwandler-Aggregat beschrieben. Dem Bildwandler-Aggregat ist ein die Ausblicksöffnung verschließender, für die Nachtsicht bestimmter Panzerglasstöpsel zugeordnet, der als optisch wirksames Anpassungsglied der Scharfeinstellung des Fernrohres auf den Bildschirm der Bildwandlerröhre dient. Das Bildwandler-Aggregat stellt in Verbindung mit dem Panzerglasstöpsel ein afokales System dar. Dieses wird gemäß der genannten Patentschrift vor dem Fernrohr auf die Panzerung aufgesetzt und mit dieser mitbewegt. Eine direkte Kopplung des afokalen Systems mit einer Zieleinrichtung, die eine zumindest in einer Achse stabilisierte Visierlinie aufweist, ist bei der bekannten Einrichtung nicht möglich, ohne dabei die Panzerung mitzubewegen.Afocal systems for optical aiming devices are used, for example, to use a day vision telescope to combine with an image converter unit for night vision. Such a device is from the DE-PS 11 02 104 known. In this patent a combined aiming and searching device for day and night is used with a telescope and with a removable armor arranged in front of a viewing opening Image converter unit described. The image converter unit has a viewing opening Closing armored glass plug, intended for night vision, assigned to the one that is optically effective The adapter is used to adjust the focus of the telescope on the screen of the image converter tube. That Image converter unit in connection with the armored glass plug represents an afocal system. This is according to the patent mentioned placed in front of the telescope on the armor and moved with it. A direct coupling of the afocal system with a target device, which has at least one axis Has stabilized line of sight is not possible with the known device without the armor to move with.

Außerdem können afokale Systeme, welche mit einer optischen Zieleinrichtung, beispielsweise eines Panzers, in der bekannten Art und Weise verbunden sind, nicht ohne weiteres abgenommen und wieder aufgesetzt werden, ohne dabei den Panzerinnenraum zu verlassen. Ein schnelles Aufsetzen und Abnehmen des afokalen Systems zum dauernden Wechsel von Tag undIn addition, afocal systems, which are equipped with an optical aiming device, for example a tank, are connected in the known manner, not easily removed and put back on without leaving the tank interior. A quick putting on and taking off of the afocal System for the constant change of day and

ίο Nachtsicht, wie es z. B. bei Dämmerung vorteilhaft ist, ist bei der bekannten Einrichtung nicht möglich.ίο night vision, such as B. is advantageous at dusk, is not possible with the known device.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher afokale Systeme rasch an eine optische Zieleinrichtung an- und abgekoppelt werden können. Des weiteren soll eine Behinderung des Schwenkvorganges der Zieleinrichtung durch das afokale System vermieden werden.The object of the invention is to create a device with which afocal systems can be quickly connected to a optical aiming device can be coupled and uncoupled. Furthermore, a disability of Pivoting the aiming device can be avoided by the afocal system.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von Winkelgebern für den Höhen- und/oder Seitenwinkel der Visierlinie der optischen Zieleinrichtung Stellantriebe des afokalen Systems derart gesteuert werden, daß seine bildseitige optische Achse in der Visierlinie liegt und daß durch Zuschalten eines Festwertes auf zumindest einen der Winkelgeber das afokale System aus der Visierlinie der Zieleinrichtung herausschwenkbar ist.The object is achieved in that of angle sensors for the height and / or Lateral angle of the line of sight of the optical aiming device actuators of the afocal system are controlled in this way that its image-side optical axis lies in the line of sight and that by switching on one Fixed value on at least one of the angle sensors, the afocal system from the line of sight of the aiming device can be swiveled out.

Durch eine gesondert über Stellantriebe gesteuerte Richteinheit gelingt einmal eine mechanische Entkopplung zwischen dem afokalen System und der Zieleinrichtung, zum anderen ist dadurch die Möglichkeit gegeben, das afokale System bei Belieben vor die Zieleinrichtung zu schwenken oder wieder von dieser wegzuschwenken.A straightening unit controlled separately by means of actuators achieves mechanical decoupling between the afocal system and the target device, on the other hand, this gives the possibility of to swivel the afocal system in front of the aiming device or to swivel it away again at will.

Die Richteinheit kann besonders einfach gestaltetThe straightening unit can be designed in a particularly simple manner

werden, wenn diese gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung Drehachsen zur Höhen- und/oder Seitenverstellung des afokalen Systems aufweist, wobei die Drehachsen jeweils innerhalb derjenigen Drehachsen verlaufen, in denen die Visierlinie der Zieleinrichtung höhen- und/oder seitenverstellbar ist und wobei den Drehachsen je ein Stellantrieb zugeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung der Drehachsen der Richteinheit entstehen keinerlei Parallaxen zwischen der bildseitigen optischen Achse des afokalen Systems und der Visierlinie.if, according to an advantageous development of the invention, axes of rotation for height and / or Has lateral adjustment of the afocal system, the axes of rotation each within those axes of rotation run in which the line of sight of the aiming device is vertically and / or laterally adjustable and where an actuator is assigned to each of the axes of rotation. By such an arrangement of the axes of rotation Directional unit no parallaxes arise between the image-side optical axis of the afocal system and the line of sight.

Eine Richteinheit für afokale Systeme, welche einem Fernrohr mit versetzter Objektiv- und Okularachse — allgemein als Periskop bezeichnet — vorschaltbar sind, wobei die Objektivachse höhen- und seitenverstellbar ist, weist in einer vorteilhaften Weiterbildung derA straightening unit for afocal systems, which is attached to a telescope with an offset objective and ocular axis - generally referred to as a periscope - can be connected upstream, with the objective axis adjustable in height and laterally is, in an advantageous development of the

so Erfindung einen auf einem Drehkranz um die Versetzungsachse umlaufenden Ausleger auf, der eine mit einem Drehlager versehene Halterung für das afokale System trägt. Vorteilhafterweise wird die Drehachse des Drehkranzes mit der Drehachse, in der die Objektivachse seitenverstellbar ist, und die Drehachse der Halterung mit der Drehachse, in der die Objektivachse höhenverstellbar ist, zusammenfallen. Den Drehachsen des Drehkranzes und der Halterung sind dann je ein Stellantrieb zugeordnet, welche durch Winkelgeber für den Höhen- und Seitenwinkel der Objektivachse steuerbar sind, so daß das afokale System der Objektivachse des Fernrohres in einfacher Weise nachgeführt werden kann.so invention one on a turntable around the displacement axis revolving boom, the one provided with a pivot bearing bracket for the afocal System carries. Advantageously, the axis of rotation of the turntable with the axis of rotation in which the Lens axis is laterally adjustable, and the axis of rotation of the bracket with the axis of rotation in which the Lens axis is adjustable in height, coincide. The axes of rotation of the turntable and the bracket are then each assigned an actuator, which by angle encoder for the elevation and angle of the Objective axis are controllable, so that the afocal system of the objective axis of the telescope in a simple manner can be tracked.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise schematisch dargestellt. Es zeigtIn the figures described below, an embodiment of the invention is partially schematic shown. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Richteinheit für ein afokales System, welches einem Periskop vorschalt-F i g. 1 shows a cross section through a straightening unit for an afocal system, which is upstream of a periscope

ORiGINAL IWSPECTEDORiGINAL IWSPECTED

bar ist;is bar;

F i g. 2 eine Aufsicht auf die in F i g. 1 dargestellte Richteinheit und das Periskop.F i g. 2 is a plan view of the in FIG. 1 shown straightening unit and the periscope.

Bei einem Periskop 1, welches aus einer Fahrzeugwandung 2 herausragt, wird die Visierlinie (Objektivachse) 3 mittels eines Kippspiegels 4 in das Fahrzeuginnere versetzt. Die Visierlinie 3 ist durch Drehen des Kippspiegels um die Achsen 5 und 6 höhen- und seitenverstellbar. Die Drehachse 5 ist gleichzeitig die Versetzungsachse des Periskops.In the case of a periscope 1, which protrudes from a vehicle wall 2, the line of sight (lens axis) 3 moved into the vehicle interior by means of a tilting mirror 4. Line of sight 3 is by turning the Tilting mirror adjustable in height and laterally around axes 5 and 6. The axis of rotation 5 is also the Displacement axis of the periscope.

Um das Periskop ist konzentrisch zur Versetzungsachse 5 ein Drehkranz 8 angeordnet, dessen feststehender Teil mit der Fahrzeugwandung 2 und dessen drehbarer Teil mit einer aus zwei Lagerböcken 9 und 10 sowie aus einem oben offenen Gehäuse 11 bestehenden Halterung verbunden ist. Die Lagerböcke 9 und 10 weisen Drehlager auf, in denen eine Wiege 12 kippbar ist. Die Wiege 12 trägt ein afokales Wärmebildgerät 13 mit einer Objektivachse 14. Das Bild des Wärmebildgerätes 13 wird über einen Spiegel 15, der teildurchlässig sein kann, in den Strahlengang des Periskops eingespiegelt. Das offene Gehäuse 11 wird von einem mit dem Wärmebildgerät verbundenen Gehäuseteil 13.1 derart abgedeckt, daß eine Relativbewegung zwischen beiden Gehäuseteilen 11 und 13.1 möglich ist.A turntable 8 is arranged around the periscope concentrically to the displacement axis 5, the fixed ring of which Part with the vehicle wall 2 and its rotatable part with one of two bearing blocks 9 and 10 as well as a bracket open at the top is connected. The bearing blocks 9 and 10 have pivot bearings in which a cradle 12 can be tilted. The cradle 12 carries an afocal thermal imaging device 13 with an objective axis 14. The image of the thermal imaging device 13 is via a mirror 15, which is partially transparent can be reflected in the beam path of the periscope. The open housing 11 is of a with the Thermal imaging device connected housing part 13.1 covered in such a way that a relative movement between the two Housing parts 11 and 13.1 is possible.

Eine Drehbewegung des Periskops 1 um die Achse 5 wird über einen Winkelgeber 16 auf einen Stellantrieb 17 übertragen, der mit einem nicht dargestellten Ritzel in eine ebenfalls nicht dargestellte Verzahnung des Drehkranzes 8 eingreift und das Wärmebildgerät 13 entsprechend der Bewegung des Periskops um die Achse 5 mitdreht.A rotary movement of the periscope 1 about the axis 5 is transmitted to an actuator via an angle encoder 16 17 transferred, which with a pinion, not shown, in a toothing, also not shown, of the Turntable 8 engages and the thermal imaging device 13 according to the movement of the periscope around the Axis 5 also rotates.

Für die Höhenverstellung des Wärmebildgerätes 13 innerhalb des durch die Teile 11 und 13.1 gebildeten Raumes ist ein elektrischer Schraubantrieb 18 vorgesehen, welcher das Wärmebildgerät 13 um die Achse 6 kippen kann. Der elektrische Schraubtrieb 18 wird von einem Winkelgeber 19 gesteuert, welcher mit der Drehachse des Kippspiegels 4 verbunden ist. Der elektrische Schraubtrieb 18 kippt das Wärmebildgerät 13 um den doppelten Winkel, um welchen der Kippspiegel 4 verdreht wurde, so daß die Visierlinie 3 und die Objektivachse 14 des Wärmebildgerätes 13 bei der Höhenverstellung stets parallel zueinander verlaufen. For the height adjustment of the thermal imaging device 13 within the area formed by the parts 11 and 13.1 An electrical screw drive 18 is provided in the space, which drives the thermal imaging device 13 around the axis 6 can tip over. The electric screw drive 18 is controlled by an angle encoder 19, which with the The axis of rotation of the tilting mirror 4 is connected. The electric screw drive 18 tilts the thermal imaging device 13 by twice the angle by which the tilting mirror 4 was rotated so that the line of sight 3 and the objective axis 14 of the thermal imaging device 13 always run parallel to one another during the height adjustment.

Durch die Winkelgeber 16 und 19 werden also Richtungsänderungen der Visierlinie 3 mittels Stellantriebe 17 und 18 auf das Wärmebildgerät 13 übertragen, so daß die Objektivachse 14 des Wärmebildgerätes 13 stets der Visierlinie 3 erfolgt. Geringe Winkelabweichungen zwischen der Visierlinie 3 und der Objektivachse 14 verursachen lediglich eine Verschiebung des Bildausschnittes des durch das Wärmebildgerät 13 aufgenommenen Bildes, jedoch bleibt beispielsweise ein auf ein Ziel eingestelltes Fadenkreuz der Zieleinrichtung auf einem von dem Wärmebildgerät aufgenommenen Ziel, solange sich dieses Ziel innerhalb des Bildausschnittes des Wärmebildgerätes befindet
Das Wärmebildgerät 13 bzw. dessen Einblendspiegel 15 wird aus der Visierlinie des Periskops dadurch geschwenkt, daß auf das Winkelsignal des Winkelgebers 16 zusätzlich ein Festwert, beispielsweise +90°, geschaltet wird. Dadurch bleibt bei jeder Drehung des Periskops um die Achse 5 die Objektivachse 14 und damit das gesamte Wärmebildgerät 13 um 90° seitenversetzt Der Einblendspiegel 15 befindet sich dann also nicht mehr im Strahlengang des Periskops. Durch Zu- und Abschalten des Festwertes ist somit ein ständiger Wechsel von reiner Tagsicht auf das Bild des Wärmebildgerätes bzw. auf ein Mischbild möglich.By means of the angle sensors 16 and 19, changes in direction of the line of sight 3 are transmitted to the thermal imaging device 13 by means of actuators 17 and 18, so that the objective axis 14 of the thermal imaging device 13 always follows the line of sight 3. Small angular deviations between the line of sight 3 and the objective axis 14 only cause a shift in the image section of the image recorded by the thermal imaging device 13, however, for example, a crosshair of the aiming device set on a target remains on a target recorded by the thermal imaging device as long as this target is within the image section of the thermal imaging device
The thermal imaging device 13 or its fade-in mirror 15 is pivoted out of the line of sight of the periscope in that a fixed value, for example + 90 °, is additionally switched to the angle signal of the angle encoder 16. As a result, each time the periscope is rotated about the axis 5, the objective axis 14 and thus the entire thermal imaging device 13 remain laterally offset by 90 °. The fade-in mirror 15 is then no longer in the beam path of the periscope. By switching the fixed value on and off, a constant change from pure daytime view to the image of the thermal imaging device or to a mixed image is possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Directional unit for an afocal system, which an optical aiming device with heights and / or laterally adjustable line of sight can be connected upstream, characterized in that angle sensors (16,19) for the elevation and / or lateral angle of the line of sight (3) of the optical aiming device (1) Actuators (17, 18) of the afocal system (13) are controlled in such a way that its image-side optical axis lies in the line of sight (3) and that by adding a fixed value to at least one of the angle sensors (16) the afocal system (13) from the line of sight (3) of the aiming device can be swiveled out.

2. straightening unit according to claim 1, characterized by axes of rotation (5, 6) for height and / or Lateral adjustment of the afocal system, the axes of rotation (5, 6) each within those Axes of rotation run in which the line of sight (3) of the aiming device is vertically and / or laterally adjustable and wherein the axes of rotation (5, 6) are each assigned an actuator (17, 18).

3. Directional unit for an afocal system, which is a telescope with offset objective and Ocular axis (periscope) can be connected upstream, the objective axis being adjustable in height and laterally, according to one of claims 1 or 2, characterized by one on a turntable (8) around the Displacement axis (5) revolving boom, which is provided with a pivot bearing bracket (9, 10) for the afocal system (13).

4. straightening unit according to claim 3, characterized in that that the axis of rotation of the turntable (8) with the axis of rotation (5) in which the objective axis (3) is laterally adjustable, and the axis of rotation of the holder (9, 10) with the axis of rotation (6) in which the Lens axis (3) is adjustable in height, coincides.