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PATENTANSPRÜCHE
1. Anlage zum simulierten Schiessen, mit einer Waffe, die einen mit einer elektrischen Versorgungseinrichtung (16, 52) verbundenen Laser-Impulssender (4, 10, 12; 42) mit einer optischen Einstelleinrichtung (12, 60) zum Aussenden und Einstellen von Strahlenimpulsen (6, 70) aufweist, um deren Auftreffdurchmesser (D) in der Zielbildebene (Z) einer ein Trefferanzeigegerät (14) aufweisenden Zieleinrichtung (8) auf das Kaliber der Waffe einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einstelleinrichtung (12, 60) dem Laser Impulssender (4; 10, 12; 42) zugeordnete Linsen (24, 62) zum Aufweiten des Strahlenimpulses (22) sowie nachgeschaltete Linsen (28, 68) zum Bündeln des auszusendenden Strahlenimpulses (6, 70) aufweist.
2. Anlage zum simulierten Schiessen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssender (4; 10, 42) mit seiner optischen Einstelleinrichtung (12; 60) als in den Lauf (44) der Waffe (2) einsteckbarer Einsatz ausgebildet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssender eine Laserröhre aufweist, die über einen Lichtleiter mit der Waffe verbunden ist.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum simulierten Schiessen gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.
Anlagen der eingangs genannten Art sind bekannt, jedoch weisen sie erhebliche Nachteile auf, so dass sie zum echten Simulieren des Schiessens, insbesondere des Sportschiessens nicht geeignet sind. Der aus der Waffe austretende Laser Strahlenimpuls ist nicht ausreichend gebündelt, so dass er in der Zielebene nicht dem Kaliber der Waffe entspricht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zum simulierten Schiessen der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Schiessen der herkömmlichen Art exakt simuliert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Anlage durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch diese Massnahme wird die jedem Strahlenimpuls eigene Divergenz des Strahlenganges, selbst wenn die Strahlen an sich parallel ausgerichtet sind, beseitigt und man erreicht überdies eine Konzentration des Strahlenimpulses an der Auftreffstelle in der Zielebene der Zieleinrichtung.
Bei der Ausbildung des Impulssenders nach Anspruch 2 kann eine herkömmliche Waffe ohne Änderungen umgerüstet werden oder in der Waffe angeordnet sein.
Auch eine Ausbildung nach Anspruch 3 ist möglich.
Mit der vorliegenden Anlage lassen sich die herkömmlichen Schiessituationen exakt simulieren. Besonders geeignet ist die Anlage zum Simulieren von Wettkampf- und Übungsschiessen in Schiessständen, sowohl mit Pistolen wie mit Gewehren.
Dabei werden gleich gute Ergebnisse erzielt, gleichgültig ob das Schiessen mit einem Gewehr auf eine 100 cm-Scheibe auf 300 m simuliert wird oder das Schiessen mit einer Luftpistole auf eine 10 cm-Scheibe auf 10 m. Auch das Simulieren eines gefechtsmässigen Schiessens ist möglich, wobei in der Zieleinrichtung ein beliebiges Zielbild eingeblendet werden kann. Die Sensoren des Detektors können auf Zielbereiche des Zielbildes abgestimmt sein. Eine solche Zieleinrichtung kann an beliebiger Stelle aufgestellt werden. Die Anlage ist auch für geschlossene Räume zum gefahrlosen Simulieren von Schiessübungen geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:
Fig. 1 eine Anlage zum simulierten Schiessen in schematischer Darstellung;
Fig. 2 die Anordnung eines Impulssenders, einer geeichten Einstelleinrichtung und einer Zielbildebene in schematischer Darstellung;
Fig. 3 eine herkömmliche, zum simulierten Schiessen umgerüstete Pistole in schematischer Darstellung und teilweise geschnitten; Fig. 4 eine Zieleinrichtung mit eingeblendetem Zielbild im Längsschnitt und in schematischer Darstellung; und Fig. 5 das Blockschaltbild einer Zieleinrichtung und eines Trefferanzeigegerätes in schematischer Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt eine Anlage zum simulierten Schiessen mit einer als Gewehr ausgebildeten Waffe 2, die einen Laser Impulssender 4 zur Aussendung eines Strahlenimpulses 6 auf eine Zieleinrichtung 8 aufweist. Der Impulssender 4 enthält eine geeichte Einstelleinrichtung 12 für die Strahlenimpulse, um deren Auftreffdurchmesser in der Zielbildebene der Zieleinrichtung 8 auf das Kaliber der Waffe einzustellen. Die Zieleinrichtung 8 ist ferner mit einem Trefferanzeigegerät 14 ausgestattet, das im vorliegenden Beispiel die getroffenen Ringe sowie den Treffersektor jeweils digital anzeigt. Der Impulssender 4 wird von einer in der Waffe angeordneten Versorgungseinrichtung 16 gespeist, die über eine Leitung 18 mit einer Stromquelle verbunden ist.
Im Gegensatz zum dargestellten Beispiel wäre es auch möglich, die Versorgungseinrichtung 16 und gegebenenfalls die Strahlenquelle 10 ausserhalb der Waffe 2 anzuordnen. Bei einer ausserhalb der Waffe angeordneten Strahlenquelle 10 ist diese über einen Lichtleiter mit der Einstellvorrichtung 12 zu verbinden.
Die Fig. 2 zeigt einen Impulssender, der insbesondere zum Simulieren eines Schiessvorganges auf grössere Distanz geeignet ist. Dieser Impulssender enthält als Strahlenquelle 10 eine Laserröhre 20, die beispielsweise auf der Basis Helium-Neon arbeitet und einen ununterbrochenen Strahl 22 an die Einstelleinrichtung 12 abgibt. Diese enthält zunächst zwei Streulinsen 24 zum Aufweiten des praktisch parallelen Strahles 22. In einem Objektiv 26 mit Sammellinsen 28 wird das aufgeweitete Strahlenbündel wieder zusammengefasst und fokussiert. Dabei ist das Objektiv 26 im Gehäuse 30 der Einstelleinrichtung 12 mittels einer Handhabe 32 verschiebbar. Der Verschiebeweg ist derart geeicht, dass der ausgehende Strahl in Abhängigkeit von der Entfernung der Zielbildebene Z so eingestellt werden kann, dass der Auftreffdurchmesser D dem Kaliber der Waffe entspricht.
Zur Aussendung eines einzelnen Strahlenimpulses ist im Strahlengang, zwischen der Laserröhre 20 und der Einstelleinrichtung 12 ein Verschluss 34 angeordnet, der in Ruhestellung stets geschlossen ist und den Strahlengang unterbricht.
Betätigt wird der Verschluss 34 durch einen Elektromagneten 36, der zum Öffnen des Verschlusses über den Abzug 38 der Waffe unter Strom gesetzt werden kann. Die Dauer eines Strahlenimpulses wird durch ein Zeitglied 40, beispielsweise ein RC-Glied, bestimmt, das einstellbar ist. Dadurch lässt sich die Impulsdauer auf einen Wert einstellen, der der Zeitspanne vom Abziehen einer normalen Waffe bis zum Austritt des Geschosses aus dem Lauf entspricht.
Die Fig. 3 zeigt als Waffe 2 eine herkömmliche Pistole, die zum simulierten Schiessen umgerüstet ist. Hierzu enthält die Pistole einen Impulssender 42, der als in den Lauf 44 der Pistole einsteckbarer Vorsatz ausgebildet ist. Dieser ist über eine Steckverbindung 46 mit einem Schalter verbunden, der als patronenartiger Schaltereinsatz 48 ausgebildet ist, der anstelle einer herkömmlichen Patrone im Lauf 44 der Waffe steckt. Im Patronenmagazin 50 ist eine als Magazineinsatz ausgebildete Versorgungseinrichtung 52 angeordnet, die über eine Kontaktfahne 54 mit dem Schaltereinsatz 48 in Verbindung steht.
Durch Entfernen des Impulssenders 42, des Schaltereinsatzes 48 und der als Magazineinsatz ausgebildeten Versorgungseinrichtung 52 ist die Waffe sofort als normale Waffe wieder verwendbar.
Der Impulssender 42 der als Pistole ausgebildeten Waffe weist als Strahlenquelle eine Laserdiode 56 auf. Die Strahlungsdiode ist direkt im Gehäuserohr 58 der Einstelleinrichtung 60
angeordnet. Letztere weist zunächst zum Sammeln und Aufwerten der parallelen Strahlen einen Kondensator 62 auf, dem ein Objektiv 64 zum Sammeln und Fokussieren der aufgewerteten Strahlen nachgeschaltet ist. Im gemeinsamen Brennpunkt des Kondensors 62 und des Objektives 64 ist eine Lochblende 66 angeordnet, um dem konzentrierten Strahl einen Kreisquerschnitt zu geben. Das Objektiv 64 ist in einer Ringfassung 68 angeordnet, die auf dem Gehäuserohr 58 beispielsweise mittels eines Gewindes in Achsialrichtung verstellbar ist, um den austretenden Strahlenimpuls 70 an einer nicht dargestellten Zielbildebene so einzustellen, dass sein Auftreffdurchmesser dem Kaliber der Waffe entspricht. Der Verstellweg des Objektives ist geeicht, so dass das Objektiv lediglich auf die Entfernung der Zieleinrichtung eingestellt werden muss.
Der Schaltereinsatz 48 ist einer Patronenhülse nachgebildet und besteht aus elektrisch isolierendem Material. Er enthält an der dem Schlagbolzen zugewandten Seite einen Kontaktring 72, der mit der Kontaktfahne 54 der Versorgungseinrichtung 52 in Verbindung steht. Der Kontaktring 72 ist mit einem ersten Kontakt 74 verbunden, der einem zweiten Kontakt 76 gegen übersteht, welcher mit der Steckverbindung 46 verbunden ist.
Der Schlagbolzen 78 überbrückt beim Abzug der Waffe und in Zündstellung die Kontakte 74 und 76, so dass von der Versorgungseinrichtung 52 ein Strom an den Impulssender 42 fliessen kann. Im Gegensatz zum dargestellten Beispiel könnte der Schaltereinsatz so ausgebildet sein, dass der Schlagbolzen zwei Schaltkontakte in direkte Berührung bringt.
In Fig. 4 ist eine Zieleinrichtung 80 dargestellt, die in der Zielbildebene Zeine Sammellinse 82 enthält, welche einen Strahlenimpuls 6 an einen Detektor 84 weiterleitet. Vor dem Detektor ist zunächst ein Interferenzfilter 86 zur Ausschaltung der Fremdlichteinwirkung angeordnet und davor eine Streulinse 88. Die optische Einrichtung der Zieleinrichtung 80 weist das Prinzip des galiläischen Fernrohres auf. Vor der Sammellinse 82 ist ein teildurchlässiger Spiegel unter 45 zum Strahlengang geneigt angeordnet, um von einer Vorlage 92 ein Zielbild einzublenden. Der auf der Zieleinrichtung 80 auftreffende Strahlenimpuls 6 wird durch die Sammellinse auf den Detektor 84 abgelenkt und konzentriert. Der Detektor 84 weist demnach eine wesentlich kleinere Fläche auf als das Zielbild in der Zielbildebene Z.
Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für die Trefferauswertung der am Detektor 84 auftreffenden Strahlenimpulse. Der Detektor 84 ist entsprechend der Zielscheibe in Ringe Rl bis R10 und zusätzlich in acht Sektoren Sl bis S8 unterteilt. Jeder Ringabschnitt 94 sowie das Zentrum 96 sind als Sensoren zur Detektierung eines auftreffenden Strahlenimpulses ausgebildet.
Die Sensoren sind vorzugsweise Fototransistoren auf der Basis von Silicium. Dabei sind die den Ringen entsprechenden Teile des Detektors als Kollektor ausgebildet und die den Sektoren entsprechenden Teile als Emitter. Zum Auswerten der Treffer sind die einzelnen Kollektoren der Ring mit einem ersten Kodierer 98 verbunden und die den Sektoren entsprechenden Emitter mit einem zweiten Kodierer 100. Die Kodierer sind derart ausgebildet, dass sie von den auftreffenden Strahlenimpulsen jeweils nur das Ende eines solchen Impulses erfassen.
Ferner ist der erste Kodierer so ausgestaltet, dass er im Falle eines zwei Ringe berührenden Treffers jeweils nur den Ring höherer Wertung auswerten. In den Kodierern werden die empfangenen Signale nach Auswertung kodiert und an ein Schieberegister 102 weitergegeben. Letzteres ist mit einem weiteren Schieberegister 104 eines Trefferanzeigegerätes 106 verbunden. Zum Triggern der Schieberegister 102 und 104 dient ein gemeinsamer Taktgeber 108. Dem Schieberegister 104 des Trefferanzeigegerätes 106 sind ein erster Dekodierer 110 und ein zweiter Dekodierer 112 nachgeschaltet, die die kodierer 110 und ein zweiter Dekodierer 112 nachgeschaltet, die die kodierten Signale entschlüsseln und an eine Anzeigevorrichtung 114 und 116 weitergeben.
In der Anzeigevorrichtung 114 wird der getroffene Ringwert digital angezeigt, während die Anzeigevorrichtung 116 aus acht Anzeigelampen 118 besteht, die entsprechend der Sektorlage der Zielscheibe angeordnet sind und jeweils dann aufleuchten, wenn der Treffer in dem entsprechenden Sektor liegt.
Nach dem gleichen Prinzip lassen sich auch andere Zielbilder oder Scheibenaufteilungen auswerten.
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PATENT CLAIMS
1. System for simulated shooting, with a weapon, which has a laser pulse transmitter (4, 10, 12; 42) connected to an electrical supply device (16, 52) with an optical setting device (12, 60) for emitting and setting beam pulses (6, 70) to adjust its impact diameter (D) in the target image plane (Z) of a target device (8) having a hit display device (14) to the caliber of the weapon, characterized in that the optical adjustment device (12, 60) dem Laser pulse transmitter (4; 10, 12; 42) has associated lenses (24, 62) for expanding the beam pulse (22) as well as downstream lenses (28, 68) for bundling the beam pulse (6, 70) to be transmitted.
2. System for simulated shooting according to claim 1, characterized in that the pulse transmitter (4; 10, 42) with its optical adjustment device (12; 60) is designed as an insert which can be inserted into the barrel (44) of the weapon (2).
3. System according to claim 1, characterized in that the pulse transmitter has a laser tube which is connected to the weapon via a light guide.
The invention relates to a system for simulated shooting according to the preamble of claim 1.
Systems of the type mentioned at the outset are known, but they have considerable disadvantages, so that they are not suitable for real simulation of shooting, in particular sport shooting. The laser beam pulse emerging from the weapon is not bundled sufficiently so that it does not correspond to the caliber of the weapon in the target plane.
The object of the invention is to design a system for simulated shooting of the type mentioned at the beginning in such a way that shooting of the conventional type can be simulated exactly.
This object is achieved in the system mentioned at the beginning by the characterizing features of claim 1.
This measure eliminates the divergence of the beam path that is inherent in each beam pulse, even if the beams are aligned parallel, and one also achieves a concentration of the beam pulse at the point of impact in the target plane of the target device.
In the embodiment of the pulse transmitter according to claim 2, a conventional weapon can be converted without changes or can be arranged in the weapon.
Training according to claim 3 is also possible.
With the present system the conventional shooting situations can be simulated exactly. The system is particularly suitable for simulating competition and practice shooting in shooting ranges, with both pistols and rifles.
The results are equally good, regardless of whether shooting with a rifle at a 100 cm target at 300 m is simulated or shooting with an air pistol at a 10 cm target at 10 m. It is also possible to simulate combat-like shooting, with any target image being shown in the aiming device. The sensors of the detector can be matched to target areas of the target image. Such a target device can be set up anywhere. The system is also suitable for closed rooms for the safe simulation of shooting exercises.
Embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, which show:
1 shows a system for simulated shooting in a schematic representation;
2 shows the arrangement of a pulse transmitter, a calibrated setting device and a target image plane in a schematic representation;
3 shows a conventional pistol converted for simulated shooting in a schematic representation and partially in section; 4 shows a target device with a faded in target image in a longitudinal section and in a schematic representation; and FIG. 5 shows the block diagram of a target device and a hit display device in a schematic representation.
1 shows a system for simulated shooting with a weapon 2 designed as a rifle, which has a laser pulse transmitter 4 for transmitting a radiation pulse 6 to a target device 8. The pulse transmitter 4 contains a calibrated setting device 12 for the beam pulses in order to set their diameter of impact in the target image plane of the target device 8 to the caliber of the weapon. The aiming device 8 is also equipped with a hit display device 14 which, in the present example, digitally displays the rings hit and the hit sector. The pulse transmitter 4 is fed by a supply device 16 which is arranged in the weapon and which is connected to a power source via a line 18.
In contrast to the example shown, it would also be possible to arrange the supply device 16 and possibly the radiation source 10 outside the weapon 2. In the case of a radiation source 10 arranged outside the weapon, this is to be connected to the setting device 12 via a light guide.
FIG. 2 shows a pulse transmitter which is particularly suitable for simulating a shooting process at a greater distance. This pulse transmitter contains a laser tube 20 as a radiation source 10, which works, for example, on the basis of helium-neon and emits an uninterrupted beam 22 to the setting device 12. This initially contains two scattering lenses 24 for expanding the practically parallel beam 22. In an objective 26 with converging lenses 28, the expanded beam is again combined and focused. The objective 26 can be displaced in the housing 30 of the setting device 12 by means of a handle 32. The displacement path is calibrated in such a way that the outgoing beam can be adjusted as a function of the distance from the target image plane Z so that the impact diameter D corresponds to the caliber of the weapon.
To transmit a single beam pulse, a shutter 34 is arranged in the beam path between the laser tube 20 and the setting device 12, which is always closed in the rest position and interrupts the beam path.
The breech 34 is actuated by an electromagnet 36, which can be energized to open the breech via the trigger 38 of the weapon. The duration of a beam pulse is determined by a timing element 40, for example an RC element, which is adjustable. This allows the pulse duration to be set to a value that corresponds to the time span from the withdrawal of a normal weapon until the projectile emerges from the barrel.
3 shows as weapon 2 a conventional pistol which has been converted for simulated shooting. For this purpose, the pistol contains a pulse transmitter 42 which is designed as an attachment which can be inserted into the barrel 44 of the pistol. This is connected via a plug connection 46 to a switch which is designed as a cartridge-like switch insert 48 which is inserted in the barrel 44 of the weapon instead of a conventional cartridge. A supply device 52 designed as a magazine insert is arranged in the cartridge magazine 50 and is connected to the switch insert 48 via a contact tab 54.
By removing the pulse transmitter 42, the switch insert 48 and the supply device 52 designed as a magazine insert, the weapon can immediately be used again as a normal weapon.
The pulse transmitter 42 of the weapon designed as a pistol has a laser diode 56 as a radiation source. The radiation diode is directly in the housing tube 58 of the setting device 60
arranged. The latter initially has a capacitor 62 for collecting and upgrading the parallel beams, which is followed by an objective 64 for collecting and focusing the upgraded beams. A pinhole 66 is arranged at the common focal point of the condenser 62 and the objective 64 in order to give the concentrated beam a circular cross-section. The objective 64 is arranged in a ring mount 68, which can be adjusted in the axial direction on the housing tube 58, for example by means of a thread, in order to adjust the emerging radiation pulse 70 at a target image plane (not shown) so that its impact diameter corresponds to the caliber of the weapon. The adjustment path of the objective is calibrated so that the objective only has to be adjusted to the distance of the aiming device.
The switch insert 48 is modeled on a cartridge case and consists of electrically insulating material. On the side facing the firing pin, it contains a contact ring 72 which is connected to the contact lug 54 of the supply device 52. The contact ring 72 is connected to a first contact 74 which projects from a second contact 76 which is connected to the plug connection 46.
When the weapon is withdrawn and in the ignition position, the firing pin 78 bridges the contacts 74 and 76 so that a current can flow from the supply device 52 to the pulse transmitter 42. In contrast to the example shown, the switch insert could be designed so that the firing pin brings two switching contacts into direct contact.
4 shows a target device 80 which contains a converging lens 82 in the target image plane Z, which forwards a beam pulse 6 to a detector 84. In front of the detector, there is initially an interference filter 86 for eliminating the effect of external light, and in front of it a scatter lens 88. The optical device of the aiming device 80 has the principle of the Galilean telescope. In front of the converging lens 82, a partially transparent mirror is arranged inclined at 45 to the beam path in order to fade in a target image from an original 92. The beam pulse 6 impinging on the target device 80 is deflected by the converging lens onto the detector 84 and concentrated. The detector 84 accordingly has a significantly smaller area than the target image in the target image plane Z.
FIG. 5 shows a block diagram for the hit evaluation of the beam pulses striking the detector 84. The detector 84 is divided into rings Rl to R10 and in addition into eight sectors Sl to S8 according to the target. Each ring section 94 and the center 96 are designed as sensors for detecting an impinging radiation pulse.
The sensors are preferably silicon based phototransistors. The parts of the detector corresponding to the rings are designed as collectors and the parts corresponding to the sectors are designed as emitters. To evaluate the hits, the individual collectors of the ring are connected to a first encoder 98 and the emitters corresponding to the sectors are connected to a second encoder 100. The encoders are designed such that they only detect the end of such a pulse of the incident beam pulses.
Furthermore, the first coder is designed so that in the event of a hit touching two rings it only evaluates the ring with the higher rating. After evaluation, the received signals are encoded in the encoders and passed on to a shift register 102. The latter is connected to a further shift register 104 of a hit display device 106. A common clock 108 is used to trigger the shift registers 102 and 104. The shift register 104 of the hit indicator 106 is followed by a first decoder 110 and a second decoder 112, which are followed by the encoders 110 and a second decoder 112, which decode the encoded signals and send them to a Display device 114 and 116 pass on.
The ring value hit is displayed digitally in the display device 114, while the display device 116 consists of eight indicator lamps 118 which are arranged according to the sector position of the target and light up when the hit is in the corresponding sector.
Other target images or target divisions can also be evaluated using the same principle.