DE3731416C2

DE3731416C2 -

Info

Publication number: DE3731416C2
Application number: DE19873731416
Authority: DE
Inventors: Heinz 8225 Traunreut De Kraus
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1989-09-07
Also published as: DE8717806U1; DE3731416A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine Zielmarkierung in einem rohrförmigen Zielgerät gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a lighting device for a Target marking in a tubular target device according to the preamble of the An saying 1.

Zielmarkierungen in Form von Fadenkreuzen und Strichplatten werden häufig in Zielgeräten, wie z. B. in Dioptern, Fernrohren, Entfernungsmessern und Mikroskopen eingesetzt. Das Fadenkreuz kann vielfältige Formen aufweisen, es kann aus gekreuz ten Drähten bestehen, die innerhalb eines Träger ringes aufgespannt sind, es kann weiterhin auf photolithografischem Wege durch chemische Ätzung sowie durch galvanoplastische Verfahren hergestellt sein. Als Strichplatten werden Teile bezeichnet, bei denen Zielmarkierungen auf einem Träger aufge bracht sind. Beispiele derartiger Markierungen sind in dem Buch: Naumann, Schröder; Bauelemente der Optik; 4. Ausgabe, Seite 427 gezeigt. Bei Zielge räten, in denen Abbildungsoptiken Verwendung finden, um Gegenstände dem Auge vergrößert darzu bieten, ist es besonders vorteilhaft, das Faden kreuz oder die Strichplatte an der Stelle eines Zwischenbildes anzuordnen und die Halterung des Fadenkreuzes oder der Strichplatte als Feldbegren zung zu verwenden.Target marks in the form of crosshairs and Graticules are commonly used in target devices, such as e.g. B. in diopters, telescopes, range finders and microscopes. The crosshairs can have varied shapes, it can be crossed out th wires exist within a carrier ring are clamped, it can continue to be photolithographic path through chemical etching as well as manufactured by galvanoplastic processes be. Parts are called reticules, where target marks are placed on a support are brought. Examples of such markings are in the book: Naumann, Schröder; Components of the Optics; 4th edition, page 427 shown. At Zielge advise in which imaging optics use find to magnify objects to the eye offer, it is particularly advantageous to use the thread cross or the reticle in the place of a Arrange intermediate image and the holder of the Crosshair or graticule as a border use tongue.

Damit die Zielmarkierung vom Beobachter gut erkannt werden kann, muß ein bestimmter Kontrast zwischen dem Bild des zu beobachtenden Objektes und dem Bild des Fadenkreuzes bzw. der Stichplatte vorhanden sein. Um diesen Kontrast auch bei schlechten Lichtverhältnissen zu erhalten, sind zur Beleuch tung von Fadenkreuzen oder Strichplatten Hilfs lichtquellen bekannt. In dem Buch: Naumann, Schrö der; Bauelemente der Optik; 4. Ausgabe; Seite 428 ist eine derartige Beleuchtung einer Strichplatte durch eine seitlich angebrachte Lampe gezeigt. Die Helligkeit dieser Lampe wird durch Stromänderung, Blenden oder Graufilter so eingestellt, daß das Auge nicht geblendet wird.So that the target marker is well recognized by the observer there must be a certain contrast between the image of the object to be observed and the image the crosshair or the throat plate be. To maintain this contrast even with bad ones To maintain lighting conditions are for lighting crosshairs or graticules auxiliary light sources known. In the book: Naumann, Schrö the; Optical components; 4th edition; Page 428 is such a graticule lighting shown by a side-mounted lamp. The Brightness of this lamp is changed by current change, Apertures or gray filters set so that the Eye is not dazzled.

Eine Lampe als Hilfslichtquelle hat den Nachteil, daß an dem Zielgerät ein Gehäuse für die Lampe an gebracht werden muß, daß die Stromversorgung dieser Lampe ebenfalls im Gerät untergebracht ist, oder daß eine störende Verbindung zu einer externen Stromversorgung notwendig ist. Weiterhin muß die Helligkeit der Lampe ständig der Umgebungshellig keit, bzw. der Helligkeit des Objektbildes angepaßt werden, um Blendungen des Auges zu vermeiden.A lamp as an auxiliary light source has the disadvantage that a housing for the lamp on the target device must be brought that the power supply of this Lamp is also housed in the device, or that a disruptive connection to an external Power supply is necessary. Furthermore, the Brightness of the lamp constantly the ambient brightness speed, or the brightness of the object image adjusted to avoid glare to the eye.

Aus der US-PS 27 80 130 ist eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bekannt; diese Beleuchtungseinrichtung zeigt jedoch keine, innerhalb der Fassung der Zielmarkierung verlaufende Verengung, welche diese Fassung abdeckt. Aus der DE-OS 22 15 767 ist ein Zielgerät bekannt, bei dem eine Zielmar kierung in den Beobachtungsstrahlengang projiziert wird. Ein photolumineszierender Körper aus fluoreszierendem Material trägt dabei selbst die Zielmarkierung an seiner Oberfläche. Dies hat zur Folge, daß die Beleuchtung der Zielmarkierung zu einer Blendung des Auges führen kann und der Kon trast zwischen Objektbild und Zielmarkierung nicht optimal ist.A generic lighting device is known from US-PS 27 80 130; however, this lighting device shows none within the Version of the target marking narrowing, which covers this frame. From DE-OS 22 15 767 is a Target device known, in which a Zielmar projection projected into the observation beam path becomes. A photoluminescent body fluorescent material even carries the Target marking on its surface. This has to Consequence that the illumination of the target marker too can cause glare to the eye and the con does not match between object image and target marking is optimal.

Weiterhin sind nachtleuchtende Strichplatten be kannt, bei denen die Markierung in eine Glasplatte eingeätzt und mit einem Pigment aus z. B. Titandi oxid und Bindemittel ausgefüllt ist. Bei Tageslicht erscheint die Markierung dunkel und bei Dunkelheit hebt sie sich, hervorgerufen durch die Beleuchtung mit einer Hilfslichtquelle, hell vom dunklen Hin tergrund ab.Noctilucent reticles are also knows where the mark in a glass plate etched and with a pigment of e.g. B. Titan di oxide and binder is filled. by daylight the marking appears dark and in the dark it rises, caused by the lighting with an auxiliary light source, bright from the dark back background.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung den Kon trast zwischen dem Objektbild und der Zielmarkie rung bei einem einfachen Aufbau der Beleuchtungs einrichtung zu verbessern.The invention has for its object in a generic lighting device the Kon traps between the object image and the target mark with a simple construction of the lighting to improve the facility.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in einer streifenden Beleuchtung der Ziel markierung durch das Fluoreszenzlicht des photolumineszierenden Materials.The advantage achieved with the invention is in a grazing lighting the target marking by the fluorescent light of the photoluminescent material.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtExemplary embodiments are based on the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Diop terbeleuchtung, Fig. 1 is a Diop invention terbeleuchtung,

Fig. 2 eine Beleuchtung eines Faden kreuzes im Schnitt, Fig. 2 shows an illumination of a reticle in section,

Fig. 3 das Fadenkreuz nach Fig. 2 in der Ansicht III-III, Fig. 3, the reticle of FIG. 2 in the view III-III,

Fig. 4 ein Zielfernrohr, Fig. 4 shows a sighting telescope,

Fig. 5 ein weiteres Zielfernrohr. Fig. 5 shows another scope.

In Fig. 1 ist eine Beleuchtung eines Diopters mittels lichtsammelndem und photolumineszierendem Leuchtkörper 1 gezeigt. Als Diopter bezeichnet man eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Ziellinie, dabei bildet der Diopter eine Sehöffnung mittels einer Blende. Beim Zielen begrenzt diese Blende das Bildfeld und dient als Kimme. Zwischen der Blende und dem Objekt ist ein Ringkorn 2 angebracht, des sen Mittelpunkt mit dem Objekt in Deckung gebracht werden muß. Der photolumineszierende Leuchtkörper 1 ist gleichzeitig die Halterung des Ringkornes 2, er wird von zwei miteinander verschraubbaren Hülsen 3 und 4 positioniert. Die Form des photolumineszie renden Leuchtkörpers 1 ist so gewählt, daß er als Lichtsammler wirkt und die, vom Objekt bzw. von der Umgebung eingestrahlte Energie konzentriert an ei ner Verengung, die als schmale Fläche 5 ausgebildet ist, wieder abgibt. Bei der Erfindung wird die Photolumineszenz ausgenutzt, d. h. daß die, einem atomaren System zugeführte Energie ohne die Zwi schenstufe der thermischen Energie in Strahlungs energie umgewandelt wird. Die emittierte Strahlung hat die gleiche oder eine größere Wellenlänge als die anregende Strahlung. Beispielsweise kann eine photolumineszierende Schicht oder ein photolumineszierender Körper durch UV-Strahlung eine Emission im sichtbaren Spektralbereich erge ben. Man unterscheidet zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz. Bei der Fluoreszenz klingt die Leuchterscheinung nach der Anregung durch Strahlung schnell ab, bei der Phosphoreszenz klingt die Leuchterscheinung langsam ab. Erfindungswesentlich ist, daß die Beleuchtung einer Zielmarkierung, die in Fig. 1 das Ringkorn 2 ist, mittels eines, die Objekt- und die Umgebungsstrahlung sammelnden photolumineszierenden Leuchtkörpers 1 erfolgt. Die Strahlung, die durch das einfallende Licht im photolumineszierenden Leuchtkörper 1 erzeugt wird, wird mittels Totalreflexion innerhalb des Leucht körpers 1 geführt und an der schmalen Fläche 5 ausgekoppelt. Es erfolgt also eine streifende Be leuchtung des Ringkornes 2.In Fig. 1, an illumination is shown a diopter by means of light-and photoluminescent light body 1. A diopter is a device for determining a target line, the diopter forming a visual aperture by means of an aperture. When aiming, this aperture limits the field of view and serves as a rear sight. Between the aperture and the object, a ring grain 2 is attached, the center of which must be brought into congruence with the object. The photoluminescent luminous element 1 is at the same time the holder of the ring grain 2 , it is positioned by two sleeves 3 and 4 which can be screwed together. The shape of the photoluminescent lamp 1 is chosen so that it acts as a light collector and the energy radiated from the object or from the environment concentrated at a constriction, which is designed as a narrow surface 5 , again. In the invention, the photoluminescence is used, that is, the energy supplied to an atomic system is converted into radiation energy without the intermediate stage of thermal energy. The emitted radiation has the same or a longer wavelength than the exciting radiation. For example, a photoluminescent layer or a photoluminescent body can result in an emission in the visible spectral range by UV radiation. A distinction is made between fluorescence and phosphorescence. With fluorescence, the light phenomenon quickly subsides after excitation by radiation, with phosphorescence, the light phenomenon slowly subsides. It is essential to the invention that the illumination of a target marking, which is the ring grain 2 in FIG. 1, takes place by means of a photoluminescent luminous element 1 which collects the object and the ambient radiation. The radiation that is generated by the incident light in the photo luminescent lamp 1 is guided by total reflection within the light-emitting body 1 and coupled to the narrow surface. 5 There is therefore a grazing illumination of the ring grain 2 .

Das anzuzielende Objekt wird durch die Blende des Diopters betrachtet und der Zielpunkt des Objektes muß mit dem Mittelpunkt der Blende sowie mit einem, in der Nähe der Blende, zwischen der Blende und dem Objekt angebrachten Fadenkreuz 7 (Fig. 2) in Dec kung gebracht werden. Damit sich dieses Fadenkreuz 7 von dem Objekt abhebt, ist ebenfalls eine erfindunggemäße Beleuchtung des Fadenkreuzes 7 vorteilhaft. Das Fadenkreuz 7 ist - wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt - in einen photolumineszie renden Leuchtkörper 8 integriert. Der photolumineszierende Leuchtkörper 8 besteht aus lichtsammelndem Kunststoff, der unter der Handels bezeichnung "LISA-Kunststoff" vertrieben wird. Da mit die Fläche des photolumineszierenden Leuchtkörpers 8, die dem Beobachter zugewandt ist, nicht blendend wirkt, ist der photolumineszierende Leuchtkörper 8 mit der Abschattblende 9 ver schraubt, die ihm gleichzeitig die erforderliche Stabilität verleiht und mit der er z. B. an einen Gewehrlauf befestigt wird. Es ist auch möglich, auf die Abschattblende 9 zu verzichten und den photolumineszierenden Leuchtkörper 8 so zu formen, daß er allein die erforderliche Stabilität er reicht. Um störende Strahlung oder Blendungen zu vermeiden, können Flächen des photolumineszierenden Leuchtkörpers 8 auch ganz oder partiell mit einer Schicht bedeckt werden. Das Fadenkreuz 7 ist so in den photolumineszierenden Leuchtkörper 8 eingebet tet, daß die gesammelte Strahlung an einer Veren gung, die als schmale Fläche 10 ausgebildet ist, austritt und das Fadenkreuz 7 streifend beleuchtet. Um möglichst viel Objektstrahlung einzusammeln, ist der photolumineszierende Leuchtkörper 8 trichterförmig ausgebildet; in einem Ausführungsbeispiel (Fig. 4, 5) dient die Außenfläche 12 zum Sammeln der Umgebungsstrahlung.The object to be targeted is observed through the diaphragm of the diopter and the target point of the object must be brought into dec kung with the center of the diaphragm and with a cross hair 7 ( FIG. 2) attached between the diaphragm and the object in the vicinity of the diaphragm . In order for this crosshair 7 to stand out from the object, illumination of the crosshair 7 according to the invention is also advantageous. The crosshair 7 is - as shown in FIGS . 2 and 3 - integrated in a photoluminescent lamp 8 . The photoluminescent lamp 8 consists of light-collecting plastic, which is sold under the trade name "LISA plastic". Since with the surface of the photoluminescent filament 8 , which faces the observer, does not appear dazzling, the photoluminescent filament 8 is screwed ver with the shading panel 9 , which simultaneously gives it the required stability and with which it z. B. is attached to a gun barrel. It is also possible to dispense with the shade 9 and to shape the photoluminescent lamp 8 so that it alone provides the required stability. In order to avoid disturbing radiation or glare, surfaces of the photoluminescent luminous element 8 can also be covered entirely or partially with a layer. The crosshair 7 is so embedded in the photoluminescent filament 8 that the radiation collected at a constriction, which is designed as a narrow surface 10 , emerges and the crosshair 7 illuminates grazing. In order to collect as much object radiation as possible, the photoluminescent lamp 8 is funnel-shaped; in one exemplary embodiment ( FIGS. 4, 5), the outer surface 12 serves to collect the ambient radiation.

In den Fig. 1 bis 3 sind Beispiele gezeigt, in denen keine Abbildungsoptik verwendet wird. Die Erfindung ist aber auch besonders vorteilhaft in Zielfernrohren anwendbar, wie sie beispielhaft in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind. Ein Objektiv 13 ist mittels eines Fassungsringes 14 an einem Tubus 15 befestigt. Ein Okular 16 wird durch einen Verschraubring 17 an einen photolumineszierenden Leuchtkörper 18 gedrückt, der zwischen dem Ver schraubring 17 und dem Tubus 15 eingebracht ist und in dem ein Fadenkreuz 19 integriert ist. Der photolumineszierende Leuchtkörper 18 ist so ge formt, daß er mittels der Außenfläche 20 möglichst viel Umgebungsstralung und mit der gekrümmten Oberfläche 21 möglichst viel Objektstrahlung ein sammelt, und daß die im photolumineszierenden Leuchtkörper 18 erzeugte Strahlung dem Fassungsrand 22 des Fadenkreuzes 19 geführt wird und dort konzentriert austritt. Die Innenflä che 23 ist hierzu derart beschichtet, daß keine Lichtstrahlung an der Innenfläche 23 austritt und die Lichtstrahlung in den photolumineszierenden Leuchtkörper 18 zurückreflektiert wird.In Figs. 1 to 3, examples are shown in which no imaging optics are used. However, the invention can also be used particularly advantageously in riflescopes, as are exemplified in FIGS. 4 and 5. A lens 13 is fastened to a tube 15 by means of a mount ring 14 . An eyepiece 16 is pressed by a screw ring 17 on a photoluminescent lamp 18 which is inserted between the screw ring 17 and the tube 15 and in which a crosshair 19 is integrated. The photoluminescent filament 18 is so ge shaped that it collects as much ambient radiation as possible with the outer surface 20 and with the curved surface 21 as much object radiation as possible, and that the radiation generated in the photoluminescent filament 18 is guided to the frame edge 22 of the cross hair 19 and concentrated there exit. The Innenflä surface 23 is coated in such a way that no light radiation emerges from the inner surface 23 and the light radiation is reflected back into the photoluminescent lamp body 18 .

Fig. 5 zeigt ein weiteres Zielfernrohr mit einer Beleuchtung der Zielmarkierung 31. Wie in Fig. 4 ist ein Objektiv 24 mittels eines Fassungsringes 25 in einem Tubus 26 befestigt. Ein Okular 27 wird durch einen Verschraubring 28 mit einem Zwischenstück 29 verbunden. Um die Sammelfläche des photolumineszierenden Leuchtkörpers 30 sehr groß auszubilden und die Lichtleitung zu optimieren, ist er im gezeigten Beispiel rohrartig geformt und mit Hilfe von nicht gezeigten Schrauben mit dem Zwi schenstück 29 und dem Tubus 26 fixiert. Der rohrartige photolumineszierende Leuchtkörper 30 ist objektseitig offen und bildseitig hält er eine Strichplatte 31. Der Zwischenkörper 29 wirkt gleichzeitig als Feldblende an dem Ort eines Zwi schenbildes. Die Halterung der Strichplatte 31 ist eine kreisrunde Öffnung des photolumineszierenden Leuchtkörpers 30, in die die Strichplatte 31 ein geklebt ist und an dessen Oberfläche 32 das gesam melte Licht konzentriert ausgekoppelt wird. Fig. 5 shows another riflescope with an illumination of the target mark 31. As in FIG. 4, a lens 24 is fastened in a tube 26 by means of a mount ring 25 . An eyepiece 27 is connected to an intermediate piece 29 by a screw ring 28 . In order to make the collecting surface of the photoluminescent luminous body 30 very large and to optimize the light conduction, it is shaped in the example of a tube and fixed with the aid of screws (not shown) to the intermediate piece 29 and the tube 26 . The tubular photoluminescent luminous element 30 is open on the object side and holds a reticle 31 on the image side. The intermediate body 29 also acts as a field diaphragm at the location of an inter mediate image. The holder of the graticule 31 is a circular opening of the photoluminescent luminous body 30 , into which the graticule 31 is glued and on the surface 32 of which the total light emitted is concentrated.

Die partielle Auskoppelung der gesammelten Strah lung kann z. B. durch Unebenheiten der Oberfläche des photolumineszierenden Leuchtkörpers, durch scharfkantige Ecken oder durch schmale Kanten her vorgerufen werden. Die Form und die Oberflächen der photolumineszierenden Leuchtkörper wird so gewählt, daß die gesammelte Strahlung nur am Ort der Be leuchtungsstelle konzentriert austreten kann.The partial decoupling of the collected beam lung can z. B. by bumps in the surface of the photoluminescent filament, by sharp-edged corners or narrow edges be called. The shape and surfaces of the photoluminescent illuminant is chosen so that the collected radiation only at the site of loading lighting point can emerge concentrated.

Zur Innenbeleuchtung von Strichplatten kann es vorteilhaft sein, wenn der Rand bis auf eine Lücke - zur Einkopplung von Strahlung - verspiegelt ist. Durch Totalreflexion erhält man somit eine gleich mäßige und vollständige Beleuchtung der Striche auf der Strichplatte.It can be used for the interior lighting of graticules be advantageous if the edge except for a gap - for coupling radiation - is mirrored. By total reflection you get an equal moderate and complete lighting of the strokes the graticule.

Claims

1. Illumination device for a target marking in a tubular target device, which consists of a photoluminescent lamp body, which carries the frame of the target marking and surrounds it on all sides, follows the wall of the target device in the area of the target marking and is formed symmetrically to its optical axis, and the is excited by ambient and / or object radiation to photoluminescence and the photoluminescent radiation by means of total internal reflection leads to the target marking in concentrated form, characterized in that the photoluminescent luminous element ( 1, 8, 18, 30 ) has an annular, symmetrical to the optical axis of the target device trained narrowing ( 5, 10, 22, 32 ), which runs within the frame of the target marking ( 2, 7, 19, 31 ), abuts against this frame and thus covers this frame, and which grazes the photo luminescent radiation to the plane the target marker ( 2, 7, 19, 31 ) on the Zielmar ki eration ( 2, 7, 19, 31 ).

2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the photoluminescent lamp ( 1, 8, 18, 30 ) consists of a material whose refractive index is greater than 1.55 and whose maximum photoluminescence lies in the visible wavelength range.

3. Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the target marking ( 2, 7, 19, 31 ) is designed as a crosshair ( 7, 19 ) or as a reticle ( 31 ), in the case of the reticle ( 31 ) the version thereof is mirrored except for a gap for coupling the photoluminescence radiation in order to ensure uniform and complete illumination of the reticle ( 31 ) by total reflection.