DE1203010B - Binocular night vision device - Google Patents

Description

Binokulares Nachtsehgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein binokulares Nachtsehgerät, bei dem nebeneinander für jedes Auge ein Objektiv zur Abbildung des gesehenen Gegenstandes mit unsichtbarer Strahlung auf der Fotokathode eines Bildwandlers und auf dessen Bildseite eine Lupe angebracht ist. Diese Geräte können wie ein Fernrohr mit der Hand gehalten, aber auch mit einem Stirnband am Kopf, am Helm od. dgl. befestigt werden; dasselbe geschieht mit den Batterien und anderen elektrischen Teilen, die zum Betriebe des Bildwandlers erforderlich sind.Binocular night vision device The invention relates to a binocular one Night vision device with one lens for each eye next to one another to image the seen object with invisible radiation on the photocathode of an image converter and a magnifying glass is attached to the image side. These devices can be like a telescope held by hand, but also with a headband on the head, on the helmet or the like will; the same thing happens with the batteries and other electrical parts that are required to operate the imager.

Die Erfindung löst die Aufgabe, mit einem solchen Bildwandler das Sehen in der Nähe im Dunkeln zu ermöglichen, beispielsweise das Lesen einer Landkarte, und wesentlich zu erleichtern.The invention solves the problem with such an image converter Enable nearby vision in the dark, such as reading a map, and make it much easier.

Zu diesem Zweck liegt es nahe, zunächst die Objektive, die den nahen Gegenstand stets scharf auf den Fotokathoden der Bildwandler abbilden müssen, mit Zahn und Trieb oder anderen Mitteln von Hand axial zu verschieben. Da hierbei noch weitere Maßnahmen zu treffen sind, die ein einwandfreies Erkennen und Sehen erst ermöglichen, ist es zweckmäßig, dieses Fokussieren und diese weiteren Maßnahmen gemeinsam mit motorischem Antrieb durchzuführen, und zwar auf Grund einer von Hand veranlaßten Steuerung.To this end, it makes sense to start with the lenses that are close to the camera The object must always be in focus on the photocathodes of the image converter To move the tooth and drive or other means by hand axially. Since here still Further measures must be taken to ensure proper recognition and vision enable, it is useful to focus this and these further measures to be carried out together with a motorized drive, based on one of them by hand initiated control.

Es ist also ein Drehknopf oder ein gleichwertiges Organ vorzusehen, der das Fokussieren der Objektive durch einen Hilfsmotor bewirkt. Durch Drehen des Knopfes läuft der Motor in der entsprechenden Richtung bis zu einem Nachführkontakt, der vom Drehknopf gesteuert wird. Dabei hängen also Bewegungsrichtung des Motors und Lage dieses Stillsetzpunktes von der Richtung und dem Maß der Knopfdrehung ab; solche Einrichtungen sind bekannt und im einzelnen nicht Gegenstand dieses Schutzrechtes.A rotary knob or an equivalent organ is therefore to be provided, which causes the lenses to focus using an auxiliary motor. By rotating the Button, the motor runs in the corresponding direction up to a tracking contact, controlled by the rotary knob. The direction of movement of the motor depends on it and the position of this stopping point on the direction and extent of the knob rotation; such facilities are known and in detail not the subject of this property right.

Es ist vorteilhaft, daß sich der Drehknopf an einem kurzen, bequem zur Hand liegenden Kabel befindet, von dem vorteilhaft zwei getrennte Leitungen, Drahtpeesen od. dgl. zu den beiden binokular zusammenwirkenden Fernrohren führen, die jedes einen Motor haben. Das hat den Vorteil, daß bei Ausfall des einen Systems das andere noch voll funktionsfähig bleibt, also wenigstens monokulare Beobachtung gesichert ist.It is advantageous that the rotary knob is on a short, convenient one at hand is located, of which two separate lines are advantageous, Wire feeders or the like lead to the two binocularly interacting telescopes, each with an engine. This has the advantage that if one system fails the other remains fully functional, i.e. at least monocular observation is secured.

Weiter stellt es einen Teil der Erfindung dar, bei der Einstellung des zunächst für ferne Dinge fokussierten Gerätes auf nahe gelegene Gegenstände nicht nur die Objektive von den Fotokathoden zu entfernen, sondern gleichzeitig ihren Abstand voneinander zu ändern. Diese Querverschiebung ist so zu bemessen, daß die auf den Fotokathoden liegenden Bilder nach ihrer elektronischen Abbildung auf den Bildschirmen einen so verminderten Abstand haben, daß sie, durch die ebenfalls einander genäherten Okulare betrachtet, von den konvergierenden Augen des Beobachters ohne physische Schwierigkeiten am Orte des Gegenstands lokalisiert werden.It also forms part of the invention when making adjustments of the device, which was initially focused on distant things, on nearby objects not only to remove the lenses from the photocathodes, but at the same time to change their distance from each other. This transverse displacement is to be measured in such a way that that the images lying on the photocathodes according to their electronic mapping have such a reduced distance on the screens that they, too, through the eyepieces approaching each other, viewed by the converging eyes of the observer be localized at the location of the object without physical difficulty.

Diese Abstandsänderung der Objektive kann beim Einsteilen auf nähere Gegenstände eine Näherung, aber auch eine gegenseitige Entfernung sein.This change in distance of the lenses can be closer when setting up Objects be an approximation, but also a mutual distance.

Werden die Objektive beispielsweise parallel zueinander längs ihrer optischen Achse von den Kathoden entfernt, so werden die Bilder eines nahen Gegenstandes auf den Fotokathoden auseinanderrüeken. Infolge der Umkehrwirkung der Bildwandler werden die elektronisch erzeugten Bilder auf den Bildflächen zusammenrücken und im wesentlichen den erwünschten Effekt liefern. Dabei hängt es in leicht ersichtlicher Weise von der Brennweite der Objektive und der Okulare, also deren axialer Verschiebung, vom Wiedergabemaßstab der Bildwandler und von der Baulänge des gesamten Gerätes ab, ob die Objektive einander genähert oder gar voneinander entfernt werden müssen. In leicht ersichtlicher Weise kann das durch Führungsnuten, durch exzentrische Lagerung od. dgl. gemeinsam mit der Scharfstellung geschehen, um die Aufgabe exakt zu lösen.For example, if the lenses are parallel to each other along their optical axis away from the cathodes, so are the images of a nearby object move apart on the photocathodes. As a result of the reversal effect of the image converter the electronically generated images will move together on the image surfaces and provide essentially the desired effect. It depends in an easy to see way Way of the focal length of the lenses and the eyepieces, i.e. their axial displacement, on the reproduction scale of the image converter and the overall length of the entire device whether the lenses have to be moved closer to each other or even away from each other. This can be easily seen through guide grooves and eccentric bearings od. The like. Done together with the focus in order to solve the task exactly.

Damit nicht nur die Konvergenz der Augen des Beobachters, sondern auch die damit zusammenhängende Akkommodation auf den Wert gebracht werden kann, der der Entfernung des Gegenstandes entspricht, gehört es zur Erfindung, auch die Lupen so längs der Achse zu verschieben, daß das von ihnen entworfene virtuelle Bild dort liegt, wo der Gegenstand sich befindet. Das ist wichtig, damit das Zusammenspiel der den Gegenstand haltenden oder bedienenden Hände mit der Blickrichtung der Augen und ihrer Einstellung vollkommen ist und keine physischen Beschwerden macht.So not just the convergence of the observer's eyes, but the associated accommodation can also be brought up to the value, which corresponds to the removal of the object, it belongs to the invention, including the To move magnifying glasses along the axis so that the virtual Image is where the object is. That is important for the interaction of the hands holding or operating the object facing the direction of the eyes and their attitude is perfect and does not cause physical discomfort.

Ein mechanisch besonders einfacher Aufbau ergibt sich dann, wenn Objektiv, Bildwandler und Lupe jeder Hälfte nur axial gegeneinander verschiebbar bzw. fokussierbar sind, beide Hälften des binokularen Fernrohres aber gegeneinander als Ganzes entsprechend der Fokussierung ihrer optischen Glieder zueinander geneigt werden können.A mechanically particularly simple structure results when the lens, Image converter and magnifying glass of each half can only be moved or focused axially against one another are, both halves of the binocular telescope but against each other as a whole accordingly the focusing of their optical members can be tilted towards each other.

Einen weiteren Teil der Erfindung stellt es dar, die Objektive mit aperturmindernden Blenden auszustatten, die beim Einstellen auf nahe Gegenstände so geschlossen werden, daß auf den Fotokathoden der Bildwandler immer etwa die gleiche Bestrahlungsstärke herrscht und damit gleichbleibende Helligkeit der erzeugten Bilder im Okular gesichert ist. Im allgemeinen befindet sich die Strahlungsquelle in nächster Nähe des Nachtsehgerätes, meist ist sie mit ihm fest verbunden, so daß die Bestrahlungsstärke, die die Quelle liefert, in erster Näherung umgekehrt proportional dem Quadrat des Abstandes ist.Another part of the invention is to use the lenses Equip aperture-reducing diaphragms when adjusting to close objects be closed in such a way that the image converter on the photocathodes is always about the same Irradiance prevails and thus constant brightness of the images generated is secured in the eyepiece. In general, the radiation source is next Near the night vision device, usually it is firmly connected to it, so that the irradiance, which the source supplies, in a first approximation inversely proportional to the square of the Distance is.

Demzufolge sind die Blenden so einzustellen, daß ihre Öffnungsflächen proportional dem Abstandsquadrat zwischen Quelle und Gegenstand sind. Sammelmittel an den Strahlungsquellen, z. B. Linsen, können diese Beziehung mehr oder minder verändern.Accordingly, the diaphragms are to be adjusted so that their opening areas are proportional to the square of the distance between the source and the object. Collecting means at the radiation sources, e.g. B. Lenses, this relationship can be more or less change.

Es gehört zur Erfindung, die Einstellung der Blende automatisch mit der Einstellung auf die Nähe, also der Verschiebung der Objektive, zu verbinden.It belongs to the invention, the setting of the aperture automatically with the adjustment to the proximity, i.e. the displacement of the lenses.

In den F i g. 1 und 2 sind einige Beispiele gemäß der Erfindung wiedergegeben worden.In the F i g. 1 and 2 show some examples according to the invention been.

In F i g. 1 wird der nahe Gegenstand 1 von den beiden Objektiven 21 und 22 mittels unsichtbarer Strahlen auf den Fotokathoden 31 und 32 zweier Bildwandler abgebildet, deren Stromversorgungsanlagen im einzelnen nicht gezeichnet wurden. Die Bildwandler liefern sichtbare Bilder 51, 52, die durch die Lupen 61, 62 den beiden Augen 71, 72 des Beobachters dargeboten werden.In Fig. 1, the near object 1 becomes of the two lenses 21 and 22 by means of invisible rays on the photocathodes 31 and 32 of two image converters shown, the power supply systems of which have not been drawn in detail. The image converters deliver visible images 51, 52, which through the magnifying glasses 61, 62 the both eyes 71, 72 of the observer are presented.

Der Motor 8 wird über eine flexible mehradrige Leitung 9 durch den Drehknopf 10 hinsichtlich Richtung und Betrag seines Laufes gesteuert. Er bewegt mittels der Stange 81 und der Arme 82, 83 die beiden Objektive 21, 22 geneigt zur optischen Achse so, daß die Bilder 41, 42 auf den Fotokathoden 31, 32 scharf werden; dabei werden die Objektive dank der zueinander geneigten Führungen 23, 24 einander genähert oder voneinander entfernt.The motor 8 is controlled via a flexible multi-core cable 9 by the rotary knob 10 with regard to the direction and amount of its movement. By means of the rod 81 and the arms 82, 83 he moves the two lenses 21, 22 inclined to the optical axis so that the images 41, 42 on the photocathodes 31, 32 become sharp; in this case, thanks to the guides 23, 24 which are inclined to one another, the objectives are brought closer to one another or removed from one another.

Die Getriebewelle 81 nähert beim Scharfstellen äuf den Gegenstand 1 mittels der beiden Hebel 84, 85 die beiden Lupen 61, 62 den Bildflächen 51 und 52 so, daß die Augen das virtuelle Bild in dem gleichen Abstand sehen, in dem der Gegenstand vom Betrachter liegt.The gear shaft 81 approaches the object 1 by means of the two levers 84, 85, the two magnifying glasses 61, 62 the image surfaces 51 and 52 so that the eyes see the virtual image at the same distance as the object is from the viewer.

In F i g. 2 sind die Objektive 21, 22, die Bildwandler 41, 42 und die Lupen 61, 62 je in einem Rohr 91, 92 gelagert; beide Rohre sind durch ein Gelenk 63 verbunden, dessen Achse möglichst nahe durch die Verbindungslinie beider Beobachteraugen 71, 72 hindurchgeht. Die Objektive 21, 22 sind axial durch ein Stiftpaar 25, 26 verschiebbar, das mit den Hebeln 27, 28 verbunden ist. Werden die beiden Rohre 91, 92 auf der Objektivseite einander genähert, dann entfernen die Hebel 27, 28 durch ihre Verbindung mit dem Stift 25, 26 die Objektive 21, 22 von den Bildwandlern 41, 42. Auf eine Verschiebung der Lupen 61, 62 längs der optischen Achse wurde hier verzichtet, da sie infolge der kurzen Brennweite der praktisch benutzten Lupen ohnehin sehr gering ist.In Fig. 2 are the lenses 21, 22, the image converters 41, 42 and the magnifying glasses 61, 62 each mounted in a tube 91, 92; both tubes are through a joint 63 connected, its axis as close as possible through the line connecting the two observer eyes 71, 72 passes through. The objectives 21, 22 are axially supported by a pair of pins 25, 26 displaceable, which is connected to the levers 27,28. If the two pipes 91, 92 approached each other on the lens side, then remove the levers 27, 28 through their connection with the pin 25, 26 the lenses 21, 22 from the image converters 41, 42. A shift of the magnifying glasses 61, 62 along the optical axis was here waived, as they are anyway due to the short focal length of the magnifying glasses that are used in practice is very low.

Blenden in der Nähe der Objektive 21 und 22, die der Regelung der Helligkeit auf den Fotokathoden 31 und 32 dienen, wurden in diesen Beispielen nicht gezeichnet. Sie können von Hand oder durch eine strahlenempfindliche Zelle eingestellt werden.Apertures in the vicinity of the objectives 21 and 22, which are used to regulate the brightness on the photocathodes 31 and 32, were not shown in these examples. They can be set manually or by a radiation-sensitive cell.

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Binokulares Nachtsehgerät, das für jedes Auge ein Objektiv, einen Bildwandler und eine Lupe zur Betrachtung seiner Bildfläche enthält, und mit dem eine insbesondere infrarote Strahlung aussendende Quelle zur Bestrahlung des gesehenen Gegenstandes verbunden ist, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Vereinigung folgender Maßnahmen und Einrichtungen zur Einstellung des Gerätes auf nahe Gegenstände: 1. Die Objektive werden so verschoben, daß sie den Gegenstand scharf auf die Fotokathoden abbilden; 2. Die Okulare werden axial so verschoben, daß die von ihnen entworfenen virtuellen Bilder im Gegenstand zu liegen scheinen; 3. die Okulare werden einander so genähert, die Objektive einander ebenfalls so genähert oder entfernt, daß unter Berücksichtigung der Bildumkehr im Bildwandler die in den Okularen gesehenen Bilder sich im Gegenstand decken; 4. mit den Objektiven verbundene Blenden werden hinsichtlich ihrer Öffnung so verstellt, daß unabhängig von der Entfernung des betrachteten Gegenstandes die Bilder im Okular gleich hell erscheinen. z. Binokulares Nachtsehgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv, der Bildwandler und das Okular jeder Hälfte innerhalb eines Rohres axial verschoben wird und die Rohre gelenkig in der Nähe der Augen des Beobachters miteinander verbunden sind. 3. Binokulares Nachtsehgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Objektive und Okulare durch von Hand gesteuerte Hilfsmotore geschieht. 4. Binokulares Nachtsehgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von Hand betätigte Steuerorgan dem Gerät gegenüber beweglich, z. B. an einem Kabel, angebracht ist. 5. Binokulares Nachtsehgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Hälfte des Gerätes ein Motor und eine Verbindung zu dem von Hand betätigten Steuerorgan vorhanden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 3 029 696; A p p e 1 t, Einführung in die mikroskopischen Untersuchungsmethoden, Leipzig 1955, S. 32, 36, 146.Claims: 1. Binocular night vision device for every eye a lens, an image converter and a magnifying glass for viewing its image surface contains, and with which a particular source emitting infrared radiation for Irradiation of the seen object is connected, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h the union of the following measures and facilities for recruitment of the device to nearby objects: 1. The lenses are moved so that they image the object sharply on the photocathodes; 2. The eyepieces become axial shifted so that the virtual images they designed in the object too seem to lie; 3. The eyepieces are brought closer to one another, the objectives to one another also so approximated or removed that taking into account the image reversal in the Image converter the images seen in the eyepieces coincide in the object; 4. with Apertures connected to the lenses are adjusted with regard to their opening so that that regardless of the distance of the viewed object, the images in the eyepiece appear equally bright. z. Binocular night vision device according to Claim 1, characterized in that that the lens, the image converter and the eyepiece are each half inside a tube axially displaced and the tubes articulated near the observer's eyes are connected to each other. 3. Binocular night vision device according to claim 1, characterized characterized in that the setting of the lenses and eyepieces are controlled by hand Auxiliary engines happens. 4. Binocular night vision device according to claim 1 and 3, characterized characterized in that the manually operated control element is movable in relation to the device, z. B. is attached to a cable. 5. Binocular night vision device according to claim 1 and 3, characterized in that one motor and one for each half of the device Connection to the manually operated control unit are available. Considered References: U.S. Patent No. 3,029,696; A p p e 1 t, introduction to the microscopic examination methods, Leipzig 1955, pp. 32, 36, 146.