EP0795733A2 - Optisches Zielhilfegerät - Google Patents

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EP0795733A2
EP0795733A2 EP97109111A EP97109111A EP0795733A2 EP 0795733 A2 EP0795733 A2 EP 0795733A2 EP 97109111 A EP97109111 A EP 97109111A EP 97109111 A EP97109111 A EP 97109111A EP 0795733 A2 EP0795733 A2 EP 0795733A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
assist device
target
target assist
optics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97109111A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0795733A3 (de
Inventor
Peter Gerber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Air Defence AG
Original Assignee
Oerlikon Contraves AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Contraves AG filed Critical Oerlikon Contraves AG
Publication of EP0795733A2 publication Critical patent/EP0795733A2/de
Publication of EP0795733A3 publication Critical patent/EP0795733A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/32—Night sights, e.g. luminescent
    • F41G1/34—Night sights, e.g. luminescent combined with light source, e.g. spot light
    • F41G1/35—Night sights, e.g. luminescent combined with light source, e.g. spot light for illuminating the target, e.g. flash lights

Definitions

  • the invention relates to a target assist device and a deflection optics, and a method for operating a target assist device, as well as a holographic phase grating for such a device according to the preamble of the independent claims.
  • Aiming devices of this type are used, for example, to aim weapons. As a rule, they produce a bundled beam of light that is only a small distance apart and essentially parallel to the firing axis. The point of light visible on the target then essentially shows the point of entry.
  • Such devices are not well suited for use in great darkness because they dazzle the observer with their bright point. Furthermore, for the aiming process over short distances and for the safe illumination of small objects located on the target, a larger area of illumination is required. In such situations, additional lighting must therefore be used which either or preferably allows the eye or a night vision device to detect the rough contours of the target area. However, this is relatively cumbersome.
  • the light from the light source is divided into two parts, the first part being used to generate the bundled light beam in order to mark the target point as a light point in a known manner.
  • the second part of the light is used to generate a divergent lighting field with an annular portion generated by grating.
  • This illumination field generally has an approximately conical shape and preferably extends approximately concentrically around the bundled light beam. In the target, it brightens up the surroundings of the light point and allows the location of the target point and the type of target to be identified.
  • the light source is preferably constructed in such a way that it emits an essentially bundled beam, part of the light output of this beam being essentially unaffected by the deflection optics in its divergence, while another part is diffracted in order to generate the illumination field.
  • the deflection optics it has proven to be particularly advantageous to design the deflection optics as a holographic grating. This is advantageous because it is particularly efficient to carry out as a so-called phase grating (H. Driver, M. Driver, Laser Technology, Volume 2, Holography, cheeky publisher, Stuttgart, 1987, pages 59-61).
  • phase grating H. Driver, M. Driver, Laser Technology, Volume 2, Holography, cheeky publisher, Stuttgart, 1987, pages 59-61).
  • the plane light wave of a collimated laser beam is spatially changed in phase laterally to its direction of propagation, as a result of which the light beam is largely diffracted in other directions of propagation depending on the extent of the location-dependent phase change.
  • This location-dependent phase change is produced laterally to the direction of propagation of the collimated light beam by irradiating an optically denser medium, the irradiation length of which varies depending on the location due to its shape or whose optical refractive index has a corresponding location dependency.
  • a holographic phase grating is used to generate an additional light cone, the projection of which results in a circle on a flat surface inserted into the propagation path, which phase grids the phase of the plane light wave perpendicularly incident in this grating with a constant Period changed along the distance from a central axis of the beam, with rotational symmetry about this axis.
  • a laser is preferably used as the light source, which emits light in the visible or infrared spectral range. Infrared lasers are particularly suitable for combination with night vision devices.
  • a major advantage of using holographic phase gratings is a great saving in space and mass, which in turn means less sensitivity to large accelerations.
  • the use of a grating that does not completely diffract the incident light beam has the advantage that the remaining undeflected rest of the collimated light beam retains its original dimensions and is not subject to any unwanted increased diffraction. Since such an undiffracted light beam has a lower optical area power density for a given optical power component, higher limit powers are permissible if the criteria relevant for the safety of the human eye are met. It should also be noted that the uneven lateral expansion of the collimated light beam entering the grating does not have a significant effect on the shape of the diffracted light beam.
  • the aiming device 1 has an axis 2 which is adjusted, for example, parallel to the firing axis of a weapon. On the one hand, it generates a bundled beam of light 3 that propagates along the axis 2 . At the same time, however, the target device can also generate a divergent light cone 4 . This cone has an opening angle of z. B. about 10 mrad and has axis 2 as an axis of symmetry.
  • the focused beam 3 generates a light spot 6 on a target object 5 , which marks the intersection of the axis 2 with the target plane. If the weapon and the target device 1 are correctly adjusted to one another, then the light point 6 essentially corresponds to the bullet point.
  • the light cone 4 forms an illuminated ring 7 around the light point 6 . This allows the observer to align closer targets more easily with axis 3 , since the spot size of an undeflected light beam is only a few mm after shorter distances.
  • Figures 2-4 show sections through the head of a novel target Unit 1.
  • the device comprises a housing 8 with a front end 9 , a head with holder 10 and a light source 11 . Furthermore, it also includes a power supply, operating elements and adjusting devices, the structure of which is known to the person skilled in the art and which are therefore not shown in FIG. 2 .
  • the light source 11 is a semiconductor laser that generates light in the infrared or visible spectral range.
  • the light source 11 further comprises an optics (not shown) of known design in order to bundle the light of the laser diode into a beam 12 which is as parallel as possible.
  • the beam 12 has e.g. B. an elliptical diameter of 3 x 5 mm.
  • the head comprises a holder 10 , in which three openings 13 , 14 and 15 are recessed.
  • the holder 10 is pivotally arranged so that each of the three openings can be pivoted into the beam 12 ,
  • the beam 12 enters the central opening 15 . No optical elements are arranged in this opening, so that the beam passes them unchanged. In this position, the aiming aid device therefore only produces a bundled aiming beam 3 but not a divergent lighting cone 4 .
  • the holder 10 can be pivoted relative to the closure 9 by means of a pivot point 18b .
  • a screw 18b (fulcrum) forms the pivot axis and a screw 18a runs in an elongated hole 18c .
  • a recess 19 with an approximately kidney-shaped outline is milled into which the front end of the light source 11 engages.
  • the light source 11 is in contact with the edge of the recess 19 and forms a stop.
  • the beam 12 of the light source 11 falls into one of the openings 13 or 14.
  • deflection optics 16 or 17 are provided.
  • the deflection optics 17 is designed as a holographic phase grating.
  • FIG. 5 illustrates the structure of a holographic phase grating 33 which is used in the present invention and which consists of annular elevations of an optically transparent material which are arranged at a uniform distance from one another around a central point.
  • the cross-section 35 of the elevations is rectangular due to the simplicity of the manufacturing process.
  • the phase grating is irradiated, there is a rectangular change in the phase of the originally planar light wave, since the light has to travel different lengths through the optically denser medium of the holographic phase grating.
  • the diffracted light forms a cone with a wall thickness corresponding approximately to the diameter of the collimated beam 12 irradiating the phase grating 33 .
  • Further embodiments are based on a variation of the optical refractive index of a medium containing the holographic phase grating, which can also be influenced by means of an electrical field.
  • the grating of the present exemplary embodiment is designed in such a way that the phase of the originally planar light wave in the corresponding annular zones increases by 0.73 ⁇ , which means that approximately 20% of the light output remains in the undeflected beam.
  • the degree of the sudden phase change can be adjusted, so that the distribution of the light output between the diffracted and undiffracted light beam can be adjusted continuously and without the use of mechanical means.
  • Another embodiment consists of a holographic grating with variation of the optical attenuation instead of the phase of the light field, these using suitable means, e.g. B. liquid crystal cells is to be made.
  • FIG. 6 shows a projection of the undiffracted and diffracted light onto a vertical target plane.
  • the light point 6 has a divergence of 0.5 mrad proportional to the size of the projection, which is 10 mrad for the ring 7 produced by diffraction in the holographic grating.
  • the thickness of the ring corresponds approximately to the wall thickness of the light cone 4 and thus the diameter of the light spot 6 .
  • uniform illumination of an area 39 is additionally provided between the ring 7 and the light point 6 , which also extends outside the ring 7 as required.
  • the position of the center of the circle 7 in the target plane is critical with regard to the perpendicular incidence of the light beam in the holographic phase grating, but a shift of the grating perpendicular to the optical axis only causes an uneven thickness of the ring 7 .
  • the total light output emitted by the target device should preferably be higher in these positions than in the middle position of the holder 10 .
  • a position sensor 30 indicated by dashed lines in FIG. 4 may be provided on the holder, which increases the power of the light source 11 when its light is sent through one of the deflecting optics 16 or 17 .
  • the holder a dashed line in Figure 4 signed Abschwharifilter 31 may be provided in the central aperture 15 10, which attenuates the optical power of the beam 12th
  • the target device described is suitable for all types of use, but the device is also particularly suitable for combination with other optoelectronic auxiliary systems.
  • the beam emitted by the light source is modulated in time and thus provided with information and identification signals, which are then transmitted in a directed and scattered manner.

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Abstract

Das Zielhilfegerät umfasst eine Lichtquelle (11), ein Gehäuse (8) und einen schwenkbaren Halter (10) für zwei Ablenkoptiken (16, 17), In der Mittelstellung des Halters (10) tritt der gebündelte Strahl (12) der Lichtquelle (11) unverändert durch eine Oeffnung (15) und breitet sich entlang der Geräteachse aus, um einen Zielpunkt zu markieren. In den abgeschwenkten Stellungen des Halters (10) tritt ein Lichtstrahl (12) durch eine der beiden Ablenkoptiken (16, 17), wo ein Teil des Lichts unverändert durchgelassen und ein Teil zu einem divergenten Lichtkegel abgelenkt wird. In diesem Fall erzeugt der unverändert durchgelassene Lichtanteil wiederum einen Strahl zur Markierung des Zielpunkts, während der abgelenkte Lichtanteil ein mittels Grating erzeugtes Beleuchtungsfeld bildet, das einen grösseren Zielbereich aufhellt und eine sichere Identifizierung des Ziels erlaubt. Damit wird es möglich, das Zielhilfegerät auch im Dunkeln einzusetzen oder Signale gerichtet und gestreut zu übertragen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zielhilfegerät und eine Ablenkoptik, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Zielhilfegerätes, wie auch ein Holographisches Phasengitter für ein solches Gerät gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
  • Zielhilfegeräte dieser Art werden zum Beispiel zur Ausrichtung von Waffen verwendet. Sie erzeugen in der Regel einen gebündelten Lichtstrahl, der mit nur kleinem Abstand und im wesentlichen parallel zur Schussachse verläuft. Der auf dem Ziel sichtbare Lichtpunkt zeigt sodann im wesentlichen den Einschusspunkt an.
  • Für den Einsatz in grosser Dunkelheit sind solche Geräte nicht gut geeignet, da sie mit ihrem hellen Punkt den Beobachter blenden. Weiterhin ist für den Zielvorgang über kurze Distanzen sowie zur sicheren Beleuchtung kleiner auf dem Ziel befindlicher Objekte eine grossflächigere Beleuchtung erforderlich. In solchen Situationen muss deshalb zusätzlich eine Beleuchtung eingesetzt werden, die es entweder und vorzugsweise dem Auge oder einem Nachtsichtgerät erlaubt, die groben Konturen des Zielbereichs zu erfassen. Dies ist jedoch relativ umständlich.
  • Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Zielhilfegerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, dass sich insbesondere auch für den Einsatz im Dunkeln gut eignet.
  • Diese Aufgabe wird vom Gerät gemäss Anspruch 1 erfüllt.
  • Erfindungsgemäss wird also das Licht von der Lichtquelle in zwei Teile aufgeteilt, wobei der erste Teil zur Erzeugung des gebündelten Lichtstrahls dient, um in bekannter Weise den Zielpunkt als Lichtpunkt zu markieren. Der zweite Teil des Lichts wird jedoch zur Erzeugung eines divergenten Beleuchtungsfeldes mit einem durch Grating erzeugten ringförmigen Anteil verwendet. Dieses Beleuchtungsfeld hat in der Regel ungefähr konische Form und erstreckt sich vorzugsweise etwa konzentrisch um den gebündelten Lichtstrahl. Im Ziel hellt es die Umgebung des Lichtpunktes auf und erlaubt es, die Lage des Zielpunkts und die Art des Ziels zu identifizieren.
  • Vorzugsweise ist die Lichtquelle so aufgebaut, dass sie einen im wesentlichen gebündelten Strahl aussendet, wobei ein Teil der Lichtleistung dieses Strahls von der Ablenkoptik in seiner Divergenz im wesentlichen nicht beeinflusst wird, während ein anderer Teil zur Erzeugung des Beleuchtungsfeldes in divergente Richtungen gebeugt wird.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Ablenkoptik als holographisches Grating auszuführen. Dieses ist vorteilhafterweise, da besonders effizient, als sogenanntes Phasengitter auszuführen (H. Treiber, M. Treiber, Lasertechnik, Band 2, Holographie, frech-Verlag, Stuttgart, 1987, Seiten 59-61). Hierbei wird die ebene Lichtwelle eines kollimierten Laserstrahls lateral zu seiner Ausbreitungsrichtung räumlich in seiner Phase verändert, wodurch der Lichtstrahl je nach Mass der ortabhängigen Phasenänderung zu einem wesentlichen Teil in andere Ausbreitungsrichtungen gebeugt wird. Hergestellt wird diese ortsabhängige Phasenänderung lateral zur Ausbreitungsrichtung des kollimierten Lichtstrahls mittels Durchstrahlung eines optisch dichteren Mediums, dessen Durchstrahlungslänge wegen seiner Formgebung ortsabhängig variiert oder dessen optischer Brechungindex eine entsprechende Ortsabhängigkeit aufweist. Zur Erzeugung eines zusätzlichen Lichtkegels, dessen Projektion auf einer in den Ausbreitungspfad eingegrachten ebenen Fläche einen Kreis ergibt, wird ein holograhpisches Phasengitter verwendet, welches die Phase der in dieses Gitter senkrecht einfallenden ebenen Lichtwelle mit einer konstanten Periode längs des Abstands von einer Mittelachse des Strahls verändert, wobei um diese Achse Rotationssysmmetrie besteht.
  • Als Lichtquelle wird vorzugsweise ein Laser verwendet, der Licht im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich emittiert, Infrarot-Laser eignen sich insbesondere zur Kombination mit Nachtsichtgeräten.
  • Als ein wesentlicher Vorteil der Verwendung holographischer Phasengitter ergibt sich eine grosse Einsparung an Raum und Masse, dadurch wiederum eine geringere Empfindlichkeit bezüglich grosser Beschleunigungen.
  • Weiterhin erweist es sich als äusserst vorteilhaft und bedingt eine wesentliche Einsparung an konstruktivem Aufwand, dass eine Verschiebung des holographischen Phasengitters senkrecht zur optischen Achse im Gegensatz zu der einer Linsenoptik relativ unkritisch ist.
  • Gegenüber der ebenfalls denkbaren Anwendung lichtbrechender Linsenoptik mit entsprechenden Zonen verschwindender Brechkraft zur Erzeugung eines kollimierten Strahlanteils besteht bei Verwendung eines nicht vollständig den einfallenden Lichtstrahl beugenden Gitters der Vorteil, dass der verbleibende ungebeugte Rest des kollimierten Lichtstrahls seine ursprünglichen Ausmasse behält und keiner ungewollten erhöhten Beugung unterliegt. Da ein solcher ungebeugter Lichtstrahl bei gegebenem optischen Leistungsanteil eine geringere optische Flächenleistungsdichte aufweist, sind bei Erfüllung der für die Sicherheit des menschlichen Auges massgeblichen Kriterien höhere Grenzleistungen zulässig. Weiterhin ist anzumerken, dass sich die ungleichmässige seitliche Ausdehnung des in das Gitter einstrahlenden kollimierten Lichtstrahls nicht wesentlich auf die Form des gebeugten Lichtstrahls auswirkt.
  • Weitere Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des erfindungsgemässen Zielgeräts,
    Figur 2
    einen horizontalen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemässes Zielgeräts,
    Figur 3
    einen Schnitt entlang Linie III-III von Figur 2,
    Figur 4
    einen Schnitt entlang Linie IV-IV vonFigur 3,
    Figur 5
    eine schematische Darstellung eines holographischen Phasengitters,
    Figur 6
    eine Beleuchtung und Markierung eines Ziels mit dem erfindungsgemässen Zielhilfegerät,
    Figur 7
    eine tabellarische Uebersicht der Daten eines Zielhilfegeräts ohne Verwendung holographischer Phasengitter,
    Figur 8
    eine tabellarische Uebersicht der Daten eines Zielgeräts mit Verwendung holographischer Phasengitter.
  • Zuerst soll die Wirkungsweise des Zielgeräts anhand von Figur 1 kurz erläutert werden, Das Zielgerät 1 besitzt eine Achse 2, die zum Beispiel parallel zur Schussachse einer Waffe justiert ist. Es erzeugt einerseits einen gebündelten Lichtstrahl 3, der sich entlang der Achse 2 ausbreitet. Gleichzeitig kann das Zielgerät jedoch auch einen divergenten Lichtkegel 4 erzeugen. Dieser Kegel hat einen Oeffnungswinkel von z. B. etwa 10 mrad und besitzt die Achse 2 als Symmetrieachse.
  • Auf einem Zielobjekt 5 erzeugt der gebündelte Strahl 3 einen Lichtpunkt 6, der den Schnittpunkt der Achse 2 mit der Zielebene markiert. Sind die Waffe und das Zielgerät 1 richtig zueinander justiert, so entspricht der Lichtpunkt 6 im wesentlichen dem Einschusspunkt. Um den Lichtpunkt 6 herum bildet der Lichtkegel 4 einen erhellten Ring 7. Dieser erlaubt es dem Beobachter, nähere Ziele leichter mit der Achse 3 in Deckung zu bringen, da die Fleckgrösse eines ungebeugten Lichtstrahls nach kürzeren Entfernungen nur wenige mm beträgt.
  • Die Figuren 2 - 4 zeigen Schnitte durch den Kopf eines erfindungsgemässen Zielgeräts 1. Das Gerät umfasst ein Gehäuse 8 mit vorderem Abschluss 9, einen Kopf mit Halter 10 und eine Lichtquelle 11. Ferner umfasst es noch eine Stromversorgung, Bedienungselemente und Justiervorrichtungen, deren Aufbau dem Fachmann bekannt ist und die deshalb in Figur 2 nicht dargestellt werden.
  • Die Lichtquelle 11 ist in dieser Ausführung ein Halbleiterlaser, der Licht im infraroten oder sichtbaren Spektralbereich erzeugt. Die Lichtquelle 11 umfasst ferner eine (nicht gezeigte) Optik bekannter Ausführung, um das Licht der Laserdiode in einen möglichst parallelen Strahl 12 zu bündeln. Der Strahl 12 hat z. B. einen elliptischen Durchmesser von 3 x 5 mm.
  • Der Kopf umfasst einen Halter 10, in dem drei Oeffnungen 13, 14 und 15 ausgespart sind, Der Halter 10 ist schwenkbar angeordnet, so dass jede der drei Oeffnungen in den Strahl 12 geschwenkt werden kann,
  • In der in Figur 2 gezeigten Position tritt der Strahl 12 in die mittlere Oeffnung 15. In dieser Oeffnung sind keine optischen Elemente angeordnet, so dass der Strahl sie unverändert passiert. Somit erzeugt das Zielhilfegerät in dieser Stellung lediglich einen gebündelten Zielstrahl 3 aber keinen divergenten Beleuchtungskegel 4.
  • Durch einen Drehpunkt 18b kann der Halter 10 gegenüber dem Abschluss 9 verschwenkt werden. Dabei bildet eine Schraube 18b (Drehpunkt) die Schwenkachse und eineSchraube 18a läuft in einem Langloch 18c.
  • An der Innenseite des Halters 10 ist eine Aussparung 19 mit etwa nierenförmigem Umriss ausgefräst, in die das vordere Ende der Lichtquelle 11 eingreift. In den ausgeschwenkten Stellungen des Halters 10 steht die Lichtquelle 11 am Rand der Aussparung 19 an und bildet einen Anschlag.
  • In den seitlich ausgeschwenkten Stellungen des Halters 10 fällt der Strahl 12 der Lichtquelle 11 in eine der Oeffnungen 13 oder 14, In jeder dieser Oeffnungen ist je eine Ablenkoptik 16 bzw. 17 vorgesehen.
  • Die Ablenkoptik 17 wird als holographisches Phasengitter ausgeführt. Figur 5 veranschaulicht die Struktur eines in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommenden holographischen Phasengitters 33, welches aus in gleichmässigem Abstand zueinander um einen zentralen Punkt angeordneten ringförmigen Erhebungen eines optisch transparenten Materials besteht. Der Querschnitt 35 der Erhebungen ist aufgrund der Einfachheit des Herstellungsverfahrens rechteckig. Entlang eines beliebigen Durchmessers des äussersten der Kreise des Phasengitters 33 ergibt sich bei Durchstrahlung des Phasengitters eine rechteckförmige Änderung der Phase der ursprünglich ebenen Lichtwelle, da das Licht jeweils unterschiedlich lange Wege durch das optisch dichtere Medium des holographischen Phasengitters zurückzulegen hat. Im allgemeinen bleibt hierdurch ein Teil der optischen Leistung des Lichtstrahls unbeeinflusst, während der Rest der Lichtleistung grösstenteils in zwei zum ungebeugten Lichtstrahl spiegelbildlich angeordnete Lichtstrahlen gebeugt wird, wobei der Winkel zwischen gebeugten und ungebeugtem Lichtstrahl von einer Periode 37 der Erhebungen entlang des Querschnittes 35 abhängt und mit kürzerer Periode zunimmt. Da das resultierende Lichtfeld Rotationssymmetrie aufweist, formt das gebeugte Licht einen Kegel mit einer etwa dem Durchmesser des das Phasengitter 33 bestrahlenden kollimierten Strahls 12 entsprechenden Wandstärke. Weitere Ausführungsformen fussen auf einer Variation der optischen Brechzahl eines das holographische Phasengitter beinhaltenden Mediums, welches auch mittels eines elektrischen Feldes beeinflusst werden kann.
  • Wie aus Figur 5 ersichtlich, ist das Gitter des vorliegenden Ausführungsbeispiels derart gestaltet, dass die Phase der ursprünglich ebenen Lichtwelle in den entsprechenden ringförmigen Zonen sprunghaft um 0.73 π zunimmt, wodurch etwa 20% der Lichtleistung im ungebeugten Strahl verbleiben. Durch die Beeinflussung des elektrischen Feldes in einem entsprechenden Gitter wird das Mass der sprunghaften Phasenänderung einstellbar, womit auch die Aufteilung der Lichtleistung zwischen gebeugtem und ungebeugtem Lichtstrahl stufenlos und ohne Einsatz mechanischer Mittel regelbar ist.
  • Eine weitere Ausführungsform besteht in einem holographischen Gitter mit Variation der optischen Dämpfung anstatt der Phase des Lichtfeldes, wobei diese mit geeigneten Mitteln, z. B. Flüssigkristallzellen vorzunehmen ist.
  • In Figur 6 wird eine Projektion des ungebeugten und gebeugten Lichts auf eine senkrechte Zielebene dargestellt. Der Lichtpunkt 6 weist hierbei eine zur Grösse der Projektion proportionale Divergenz von 0.5 mrad auf, die beim durch Beugung im holographischen Gitter erzeugten Ring 7 10 mrad beträgt. Die Stärke des Rings entspricht hierbei ungefähr der besagten Wandstärke des Lichtkegels 4 und somit dem Durchmesser des Lichtpunktes 6. Durch entsprechende Ausführung des holographischen Phasengitters ist je nach Einsatzzweck zusätzlich eine gleichmässige Beleuchtung eines Gebietes 39 zwischen dem Ring 7 und dem Lichtpunkt 6 vorgesehen, welches sich je nach Erfordernis auch ausserhalb des Rings 7 erstreckt. Die Lage des Mittelpunktes des Kreises 7 in der Zielebene ist kritisch bezüglich des senkrechten Einfalls des Lichtstrahls in das holographische Phasengitter, eine Verschiebung des Gitters senkrecht zur optischen Achse hingegen bewirkt lediglich eine ungleichmässige Stärke des Rings 7.
  • Da in den seitlich ausgeschwenkten Stellungen des Halters 10 ein Teil der Lichtleistung zur Erzeugung des Beleuchtungskegels 4 benötigt wird, sollte in diesen Stellungen die vom Zielgerät ausgestrahlte totale Licht-Leistung vorzugsweise höher als in der mittleren Stellung des Halters 10 sein. Hierzu kann z. B. ein in Figur 4 gestrichelt angedeuteter Stellungssensor 30 am Halter vorgesehen sein, der die Leistung der Lichtquelle 11 erhöht, wenn deren Licht durch eine der Ablenkoptiken 16 oder 17 geschickt wird. Alternativ kann auch in der zentralen Oeffnung 15 des Halters 10 ein in Figur 4 gestrichelt gezeichnetes Abschwächfilter 31 vorgesehen sein, das die Lichtleistung des Strahls 12 abschwächt.
  • Das beschriebene Zielgerät eignet sich für Einsätze aller Art, Das Gerät eignet sich insbesondere aber auch zur Kombination mit anderen optoelektronischen Hilfssystemen. So kann z,B. der von der Lichtquelle ausgesandte Strahl zeitlich moduliert und so mit Informatiions- bzw. Identifikationssignalen versehen werden, die dann gerichtet und gestreut übertragen werden.

Claims (15)

  1. Zielhilfegerät zur Erzeugung eines Lichtstrahls entlang einer Zielachse mit einer Lichtquelle (11),
    gekennzeichnet durch
    mindestens eine Ablenkoptik (16, 17), die derart ausgestattet ist, dass ein Teil des Lichtes der Lichtquelle (11) als im wesentlichen gebündelter Zielstrahl (3) entlang der Zielachse (2) und ein Teil des Lichtes der Lichtquelle (11) als divergentes, mit einem durch Grating erzeugten ringförmigen Anteil, Beleuchtungsfeld (4) aussendbar ist.
  2. Zielhilfegerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    von der Lichtquelle (11) ein im wesentlichen gebündelter Strahl (12) erzeugbar ist, und dass in der Ablenkoptik (16, 17) ein erster Teil des Strahls (12) zur Erzeugung des Zielstrahls (3) im wesentlichen unverändert durchlassbar und ein zweiter Teil zur Erzeugung des divergenten, mit einem durch Grating erzeugten ringförmigen Anteil, Beleuchtungsfelds (4) ablenkbar ist.
  3. Zielhilfegerät nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ablenkoptik (16, 17) in einen ersten (35) und einen zweiten Bereich unterteilt ist, wobei der erste Teil des Strahls (12) durch den ersten Bereich und der zweite Teil des Strahls (12) durch den zweiten Bereich tritt und wobei die Ablenkoptik (16, 17) im ersten Teil ausgespart ist.
  4. Zielhilfegerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ablenkoptik (16, 17) in einen ersten und einen zweiten Bereich unterteilt ist, wobei der erste Teil des Strahls (12) durch den ersten Bereich und der zweite Teil des Strahls (12) durch den zweiten Bereich tritt und wobei die Ablenkoptik (16, 17) im ersten Bereich optisch als planparallele Platte wirkt.
  5. Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit Lichtquelle (11) ein Strahl (12) erzeugbar ist und dass die Ablenkoptik (16, 17) beweglich angeordnet ist und in einer ersten Position im Gang des Strahls (12) und in einer zweiten Position ausserhalb des Gangs des Strahls (12) anordenbar ist.
  6. Zielhilfegerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vom Zielhilfegerät abgestrahlte Lichtleistung änderbar ist, wobei die Lichtleistung in der ersten Position der Ablenkoptik (16, 17) grösser als in der zweiten Position der Ablenkoptik (16, 17) ist.
  7. Zielhilfegerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es einen beweglichen Halter (10) aufweist, wobei im Halter (10) eine oder mehrere Ablenkoptiken (16, 17) mit unterschiedlichen Eigenschaften angeordnet sind und dass der Halter (10) mindestens zwei Positionen aufweist, wobei in einer ersten Position der eine erste (16) der Ablenkoptiken, in einer zweiten Position eine zweite (17) der Ablenkoptiken und in einer dritten Position keine Ablenkoptik im Gang des Strahls (12) angeordnet ist.
  8. Ablenkoptik für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ablenkoptik (16, 17) in einen ersten und einen zweiten Bereich unterteilt ist, wobei ein durch den ersten Bereich fallender Lichtstrahl (12) nicht gestreut bzw. abgelenkt ist und ein durch den zweiten Bereich fallender Lichtstrahl (12) seitlich gestreut bzw. abgelenkt ist.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Zielhilfegeräts nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein im wesentlichen gebündelter Strahl (12) ein holographisches Phasengitter (33) teilweise ungebeugt passiert, teilweise aber in einen kegelförmigen Strahl gleichmässiger Ausleuchtung gebeugt wird.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Zielhilfegeräts nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein im wesentlichen gebündelter Strahl (12) ein holographisches Phasengitter (33) teilweise ungebeugt passiert, teilweise aber in einen kegelförmigen Strahl linienartiger Ausleuchtung gebeugt wird.
  11. Holographisches Phasengitter für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unterschiedliche Stärke optisch dichteren Materials für die Variation der Phase des durchstrahlenden Lichts entlang der Austrittsfläche des Phasengitters vorgesehen ist.
  12. Holographisches Phasengitter für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unterschiedliche optische Dichte des Materials für die Variation der Phase des durchstrahlenden Lichts entlang der Austrittsfläche des Phasengitters vorgesehen ist.
  13. Holographisches Phasengitter für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unterschiedliche optische Dichte des elektrooptischen Materials für die Variation der Phase des durchstrahlenden Lichts entlang der Austrittsfläche des Phasengitters durch ein homogenes oder in geeigneter Weise inhomogenes elektrisches Feld mit variabler Tiefe der Phasenänderung vorgesehen ist.
  14. Holographisches Phasengitter für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unterschiedliche Durchlässigkeit des durchstrahlten Materials den Beugungseffekt erzeugt.
  15. Holographisches Phasengitter für ein Zielhilfegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unterschiedliche Durchlässigkeit des durchstrahlten Materials zur Erzeugung eines elektrisch regelbar ausgeprägten Beugungseffekts durch geeignete ortsabhängige Modulation der Dämpfung eines entsprechenden Materials vorgesehen ist.
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