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Visiervorrichtung mit optischem Abbildesystem für bewegte Standorte.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Visiervorricht, ung mit optischem System zur Abbildung der zu beobachtenden Objekte mit einer Einrichtung, um die Beobachtungsrichtung unabhängig von den Schwankungen des Trägers im Raum gegenüber der Vertikalrichtung zu machen. Derartige Visieivorrichtungen sind besonders von Wichtigkeit für Luftfahrzeuge und andere bewegliche Standorte, wie z. B. Schiffe, leicht bewegliche Geschützlafetten usw.
Bei der Anwendung von Visiervorrichtungen an deraitigen beweglichen Trägern ist es schwierig, eine mit der Vertikalen einen bestimmten Winkel einschliessenden Zielrichtung innezuhalten. Vorliegende Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeit zu überwinden und erreicht den Zweck dadurch, dass die Visieivorrichtung in der Art mit einer Libelle im Gesichtsfeld ausgestattet wird, dass die Bewegungen der Libelle den scheinbaren Bewegungen des Objektes, d. h. denjenigen Bewegungen, welche das Objekt infolge der Schwankungen des Standortes
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Verwendung einer Dosenlibelle als Anzeigemittel für die Vertikalrichtung die Blase oder Kugel der Libelle selbst unmittelbar als Absehen benutzt werden, sofern Krümmung und Anordnung der Libelle zu dem abbildende optischen System des Instlumentes richtig gewählt sind.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen in den Fig. 1 bis 7 wesentlich schematisch und in Fig. 8 an einem konkreten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Fig. l und 2 veranschaulichen schematisch die optischen Grundlagen der Erfindung.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen ein aus Objektiv und Okular bestehend (, 8 optisches System
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verschiedenen Lagen des Visierinstrumentes) m Raume.
Fig. 5 und 6 veranschaulichen zwei Formen der als terrestrisches Fernrohr ausgebildeten Visiervorrichtung.
Fig. 7 ist ebenfalls ein terrestrisches \Stofermohr gemäss der Erfindung mit Einrichtung zur Einstellung eines beliebigen visierwinkels
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Blase l) ei 4 angedeutet ist. 5 bezeichnet das Auge des Beobachters. Nach der Darstellung der Ft. 1 steht die das Objektiv 1 und das Auge J verbindende Linie gerade senkrecht zur Horizontalebene und schneidet in ihrer Verlängerung den Zielpunkt 2.
Wenn beispielsweise die Aufgabe bestände, von einem in Ruhe befindlichen Ballon, der die Zielvorrichtung trägt, eine Bombe auf den Zielpunkt 2 zu werfen, so würde der Abwurf zu erfolgen haben in dem Augenblick, in
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Visiervorrichtung tragende Ballon zwar seinen Ort nicht verändert, aber) m Räume schwankt. dann würde der Fall der Fig. 2 eintreten können, wobei das Objektiv siel) zwar vertikal über
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Natürlich könnte man durch Vorschaltung eines Spiegels vor das Objektiv Koinzidenz zwischen Bild und Libellenblase für beliebige Winkel mit der Vertikalen einschliessende Zielpunkte erreichen) sofern dem Spiegel eine passende Neigung zur Vertikalen gegeben wird.
Nach der Darstellung der Fig. 3 und 4 bezeichnet 6 das Objektiv einer abgeänderten Form
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Die Fig. 3 und 4 zeigen ein astronomisches Fernrohr, welches dem Beobachter auf dem Kopf stehende Bilder darbietet.
Nach der Darstellung der Fig. 5 und 6 sind in die Optik der Visiervorrichtung Bildaufrichtesysteme eingeschaltet. Das Bildaufrichtesystem ist nach Fig. 5 zwischen dem ersten Bild und der Augenlinse eingeschaltet. Das Objektiv ist mit 12, die Libelle mit 13, die Blase derselben
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die Fig. l bis 4 angegeben wurde.
Wollte man die Libelle anstatt in der ersten Bildebene des Objektivs 12 in der zweiten Bildebene 20 anordnen, dann würde, wie ohneweiters aus dem schematisch angedeuteten Strahlengang ersichtlich ist, die Bewegung des Bildes im Gesichtsfelde umgekehrt verlaufen wie nach den Darstellungen der Fig. l bis 5. Eine in der Bildebene 20 ? angeordnete Libelle von der Art der in den Fig. l bis 5 dargestellten Libelle, deren Krümmung der Erdkümmung gleich- gerichtet ist, würde daher nicht den erstrebten Zweck erreichen. Es würde eine gegenläufige Bewegung zwischen Zielbild und Libellenblase eintreten. Um dies zu vermeiden, müsste eine Libelle mit negativer Krümmung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, Anwendung finden.
Die Krümmung dieser Libelle müsste auch in diesem Falle gleich der Brennweite des dei Libelle vorgelagerten optischen Systems, d. h. optisch gesprochen, gleich der Äquivalentbrennweite des ganzen
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Blase der Libelle 21 durch eine der Schwere gehorchende Kugel 22 zu ersetzen sein.
In Fig. 7 ist ein Instrument mit gebrochener optischer Achse dargestellt, dessen optischeElemente denjenigen des Instrumentes nach Fig. 5 entsprechen. Das Objektiv ist mit 23, die Libelle mit 24, die Blase mit 25, die Augenlinse mit 26, das Auge des Beobachte-s mit 27 be-
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werden. Mit Hilfe dieser zusätzlichen iSpiegeleinrichtung kann man Zielpunkte, weiche unter einer beliegiben Neigung zur Horizontaleb@ne erscheinen. in Deckung mit der Libellenblas (' 2. j halten, so dass die Libellenblase 25 unabhiingig von den Schwankungen des Träge1s der Yisiervorrichtung das Abkommen bildet.
Bei dem Prismenfernrohr nach Fig. 8 bezeichnet 38 das Objektiv, 39 das Okular, 40 die Libelle, deren Körper wiederum wie nach der Darstellung der Fig. 7 von zwei Linsen 41, 42 gebildet wird, die zusammen ein Kollektiv bilden. 43 bezeichnet ein bildauh-ichtendes Dach-
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zu gelangen. Wenn der Träger des Instrumentes, also beispielsweise ein Ballon oder eine Plug. maschine, Schwankungen vollführt, dann wandert das Bild eines bestimmten Zielpunktes in : Gesichtsfelde des Beobachters.
Gleichzeitig wandert aber auch die Blase der Libelle 40 im Gesichtsfeld, und zwar in derselben Richtung und in demselben Masse, da die Libelle 40 in der Bildebene des Objektivs 38 angeordnet ist und einen Krümmungsradius besitzt, der gleich der Brettweite des Objektivs ist. Die Blase der Libelle 40 bildet daher bei allen Längs- und Quer- schwankungen des Flugzeuges das auf den Zielpunkt zu bringende Absehen.
Durch Dreh, : n des Handrades 9 49 ist es möglich, den Spiegel 44 so zu verstellen, dass die Blase der Libel d0 das Absehen für Zielpunkte bildet, welche mit der Vertikalen einen beliebigen vorgeschriebenen Winkel einschliessen. Nach der Darstellung der Figur entspricht die dort für den Spiegel 44 angenommene Lage einem extremen Vorhaltwinkel von 450.
Das in Fig. 8 dargestellte Prismenfernrohr würde sich besonders zur Ausbildung als Doppelfernrohr eignen. In diesem Falle würde die Libelle vorteilhaft nur in der einen Fernrohrhälfte anzuordnen sein, was die Wirkung hätte, dass aus dem Gesichtsfeld durch die Blase der. Libelle kein Teil ausgeschnitten wird, da dieser in der einen Hälfte ausgeschnittene Teil durch dar ungestörte Bild der anderen Hälfte ergänzt würde.
Das Instrument könnte auch in an sich bekannter Weise in der Art binokular bildet werden, dass nur die eine Hälfte den Charakter eines optischen Beobachtungsinstrume@ strägt, während die andere Hälfte dem Auge nur die Libelle an der passenden Stelle darbtet. diesem Falle braucht man nur dafür zu sorgen, dass Ot t und Krümmung der Libelle so in Beziehung zueinander und zu den Konstanten des optischen Beobachtungsinstrumentes gesetzt werden, dass die Bedingung erfüllt ist, dass das Bild des Zictpunktes in der Beobachtungshälfte des Instrumentes bei schwankendem Instrumentträger in der gleichen Weise wandert, wie die Blase der Libelle. Würde z.
B. die Brennweite des Fernrohrokulars gleich sein der Brennweite der Lupe, mit der man die Libelle beobachtet" 80 mÜsste der Klümmungsradius der Libelle wiederum gleich sein der Äquivalentbrennweite des Obj < .'i < tivsystems des Beobachtungsfernrohres.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Visiervorrichtung für Luftfahrzeuge und sonstige gegenüber der Richtung der Erd- schwere bewegliche Standorte mit die Schwernchtung anzeigender Libelle im Gesichtsfelde, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmnnsriidius der Libelle und ihre Anordnung zum optischen System so gewählt sind, dass die dem Auge sich darbietenden Bewegungen der Lihelk den Bewegungen des Bildes des Objektes nach Richtung und Mass folgen.