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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine optische Visiereinrichtung und
insbesondere eine optische Visiereinrichtung mit einer Visierstange
mit einer beleuchteten Visiermarke bzw. mit einem beleuchteten Visierpunkt
sowie eine Konstruktion für das
gezielte Verändern
der Beleuchtungsstärke
der Visiermarke bzw. des Visierpunkts.
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Optische
Visiere sind gut bekannt und nehmen eine Vielzahl von Formen ein,
beispielsweise in Gewehrvisieren und Kamerasuchern. Bei im Wesentlichen
allen Formen wird aber eine Art von Absehen verwendet, um auf den
interessierenden Bereich bzw. das interessierende Objekt zu zielen.
Bei Teleskopvisieren von Gewehren wird das übliche Absehen durch ein schwarzes
Fadenkreuz gebildet. Kamerasucher sind aber für gewöhnlich beleuchtet. Ferner werden
viele Teleskopvisiere für
Gewehre so gefertigt, dass sie ein beleuchtetes Absehen bieten.
Eine solche Form wird in U.S. Patent Nr. 4,806,007 gezeigt, das
am 21. Februar 1989 an Glyn Bindon für Optical Gun Sight gewährt wurde.
Das Licht bzw. das beleuchtete Bild dieses Absehens ist so angeordnet, dass
es direkt durch ein Linsensystem oder durch Reflexion mittels eines
Spiegel- oder Linsensystems betrachtet werden kann, durch welches
das Objekt oder Feld betrachtet wird.
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Bei
der Verwendung von Visiereinrichtungen, zum Beispiel eines Teleskopvisiers
für Zielwaffen,
hat sich gezeigt, dass ein Anvisieren mit zwei geöffneten
Augen vorteilhaft ist. Beim Anvisieren mit beiden Augen offen hat
der Bediener den Vorteil beidäugigen
Sehens, was das Sehfeld vergrößert, Tiefenwahrnehmungsinformationen
liefert, die Kontrastempfindlichkeit steigert und den Gleichgewichtssinn unterstützt. Die
Beurteilung der Geschwindigkeit und Richtung sich bewegender Objekte
ist ebenfalls präziser.
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Eine
der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anvisiergeschwindigkeit
für den
Betrachter, beispielsweise einen Jäger, bei Verwendung eines Teleskopvisiermittels
zu verbessern.
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Eine
einzigartige Konstruktion für
das automatische Verändern
der Absehen-Helligkeit
entsprechend der Helligkeit der Umgebung durch eine Kombination
aus Umgebungslicht und künstlicher
Beleuchtung wird in U.S. Patent Nr. 5,653,034 gezeigt, das am 5.
August 1997 Glyn A. J. Bindon erteilt wurde. Eine Facette der nachstehend
beschriebenen Ausführung
bietet eine einzigartige Abwandlung dieser Struktur durch Verwenden
eines festen Lichtwerts aus einer künstlichen Lichtquelle und durch
zusätzlich
Vorsehen eines Mittels für
den Bediener zum einfachen, gezielten Verändern des Werts der auf das
Absehen übertragenen
Umgebungslichtbeleuchtung.
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Es
wird ersichtlich, dass die einzigartigen Merkmale der vorliegenden
Erfindung eine erhebliche Verbesserung gegenüber anderen Visiereinrichtungen
bieten, einschließlich
den Visiereinrichtungen, die in dem U.S. Patent Nr. 2,780,130, das
am 5. Februar 1957 für
Mauer erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 3,645,635, das am 29. Februar
1972 für Steck
erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 3,905,708, das am 16. September
1975 für
Steck, III erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 3,932,162, das am
13. Juni 1976 für
Biakenship erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 3,938,875, das am
17. Februar 1976 für
Ruder erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 4,030,203, das am 21. Juni
1977 für
Ackermann Jr, erteilt wurde, dem U.S. Patent 4,576,451, das am 18.
März 1986
für Tominaga
erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 4,665,622, das am 19. Mai 1987
für Idan
erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 4,764,011, das am 16. August
1988 für Goldstein
erteilt wurde, dem U.S. Patent Nr. 4,806,007, das am 21. Februar
1989 für
Bindon erteilt wurde, und dem U.S. Patent Nr. 4,877,324, das für Hauri
et al. erteilt wurde, gezeigt und beschrieben werden.
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Die
Prismenstruktur des oben erwähnten U.S.
Patents 4,806,007 liefert die dynamische Fähigkeit bei einer festen Vergrößerung,
erfordert aber eine mühsame
und recht teure Konstruktion, um ein Zoom-Vergrößerungsmerkmal zu verwirklichen
und ein Absehen gewünschter
Form und Helligkeit an die Hand zu geben.
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US 5,653,034 offenbart eine
Visiereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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WO
97/00419 und GB-A-2,233,785 offenbaren jeweils ein optisches Reflexvisier
für eine Schusswaffe.
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EP-A1-0,718,585
offenbart eine Zielvorrichtung, bei der ein Absehen aus einer Scheibe
aus transparentem Material gefertigt ist.
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Somit
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine einzigartige
Lichtwellenleiter-Visiereinrichtung für Teleskopvisierung an die Hand
zu geben.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einzigartige
Visiereinrichtung für
Teleskopvisierung mit beiden Augen geöffnet zu bieten.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einzigartige
Teleskopvisiereinrichtung mit verbesserten Mitteln zur Beleuchtung des
Absehens zu bieten.
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Erfindungsgemäß wird eine
Teleskopvisiereinrichtung zur Verwendung durch einen Betrachter bei
Tag und Nacht zum Betrachten eines Vorgangs oder Objekts, zum Beispiel
zur Verwendung mit einem Gewehr, an die Hand gegeben, welche umfasst: ein
Linsensystem, welches sich im Inneren eines Gehäuses befindet und eine Bildbrennebene
(B) bestimmt, wobei das Linsensystem eine Visierachse (Xo) aufweist,
die mittig durch das Linsensystem und die Brennebene (B) verläuft, Absehen-Strukturmittel zum
Vorsehen eines Absehens zur Verwendung beim Anvisieren mit der Visiereinrichtung;
erstes Lichtquellenmittel zum Empfangen von Umgebungslicht und zum
Versorgen des Absehen-Strukturmittels mit Beleuchtung von dem Umgebungslicht
zum Beleuchten des Absehens; wobei das erste Lichtquellenmittel
einen Lichtwellenleiter-Lichtsammler umfasst, der durch einen ersten
Lichtwellenleiter mit einer vorgewählten Länge ausgebildet und dafür ausgelegt
ist, radial nach innen in den ersten Lichtwellenleiter über die
vorgewählte
Länge gerichtetes
Licht zu empfangen, um das Absehen-Strukturmittel mit einer festlegbaren
Beleuchtungsstärke
zu versorgen, um eine gewünschte
Helligkeitsstärke
für das
Absehen für
einen gewünschten
Kontrast zu der Beleuchtungsstärke
des betrachteten Bildes oder Objektes vorzusehen; Befestigungsmittel
zum Anordnen des Lichtwellenleiter-Lichtsammlers; und mit dem ersten Lichtquellenmittel
verbundenes Lichtwellenleitermittel zum Übertragen des von dem Lichtwellenleiter-Lichtsammler
erhaltenen Lichts zu dem Absehen-Strukturmittel,
und gekennzeichnet durch ein Verschlussmittel, das mit dem ersten
Lichtquellenmittel verbunden ist und bedienbar ist, um den Lichtwellenleiter-Lichtsammler stärker oder
schwächer
gezielt von Umgebungslicht abzuschirmen, wodurch die Helligkeit
des Absehens verändert
werden kann; wobei das Absehen-Strukturmittel
das Absehen entlang der Visierachse (Xo) und innerhalb der Brennebene (B)
anordnet, und dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel
den Lichtwellenleiter-Lichtsammler im Wesentlichen außen auf
dem Gehäuse
anordnet, so dass er im Allgemeinen vertikal nach oben weist, wenn
die Visierachse (Xo) im Allgemeinen horizontal ausgerichtet ist;
wobei das Verschlussmittel ein zylinderförmiges Element mit einem geschlossenen
Abschnitt und einem offenen Abschnitt umfasst und drehbar über dem
Lichtwellenleiter-Lichtsammler gelagert ist, wodurch das zylinderförmige Element gegenüber dem
Lichtwellenleiter-Lichtsammler gedreht werden kann, um den geschlossenen
und den offenen Abschnitt zur Regelung des von dem Lichtwellenleiter-Lichtsammler
empfangenen Umgebungslichtbetrags gezielt über den Lichtwellenleiter-Lichtsammler
zu bewegen.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den
Begleitzeichnungen hervor. Hierbei zeigen:
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1A eine
bildliche Ansicht eines typischen Teleskopvisiers, das die Merkmale
der vorliegenden Erfindung einbindet;
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1B ein
allgemeines, schematisches Teilschaubild einer Seitenansicht des
Linsensystems für ein
Teleskopvisier von 1A, das eine Lichtwellenleiter-Zielstange aufweist,
wobei eine Endfläche
erfindungsgemäß zum Vorsehen
der Visiermarke bzw. des Absehens ausgebildet ist;
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2 eine
unvollständige
Ansicht in vergrößertem Maßstab des
abschließenden
Endes der Zielstange von 1 in Richtung
des Pfeils 2 von 1B;
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2A eine
Ansicht der Zielstange von 2 in Richtung
der Pfeile 2A von 2, die den im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
der Faser der Lichtwellenleiter-Zielstange
zeigt;
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3 eine
unvollständige
Ansicht ähnlich der
von 2, aber in Richtung des Pfeils 3 von 1B;
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4 eine
Seitenansicht des abschließenden
Endes für
die Zielstange der 2 und 3 bei Blick
in die Ebene des Papiers der Zeichnung von 1B;
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5 eine
bildliche Draufsicht auf das abschließende Ende der Visierstange
der 2-4;
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6 eine
Ansicht ähnlich
der von 2 in Richtung des Pfeils 2 von 1B eines
abgewandelten abschließenden
Endes der Visierstange von 1B;
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7 eine
Ansicht ähnlich
der von 3 in Richtung des Pfeils 3 von 1B des
abschließenden
Endes der Visierstange von 6;
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8 eine
Seitenansicht ähnlich
der von 4 des abschließenden Endes
der Visierstange der 6 und 7;
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9 eine
bildliche Draufsicht auf das abschließende Ende der Visierstange
der 6-8;
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10 eine
unvollständige
Seitenschnittansicht eines Teils der Teleskopvisiereinrichtung der 1A im
Allgemeinen in Richtung der Pfeile 10-10, die erfindungsgemäße Merkmale
zum Vorsehen einer Tagesumgebungslichtbeleuchtung gezielt veränderlicher
Stärke
für die
Visierstange der vorliegenden Erfindung aufweist;
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11 eine
explodierte bildliche Ansicht der Bestandteile einer Lichtsammleranordnung
zum Vorsehen einer gezielt einstellbaren veränderbaren Stärke aus
Tagesumgebungslicht, wie sie in der Visiereinrichtung der 1A,
B und 10 verwendet wird.
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Mit
der vorliegenden Erfindung kann der Betrachter vorteilhaft stets
beide Augen offen halten, während
er das Ziel erfasst. Im Fall eines Jägers wird das Gewehr auf eine
Zielstellung angehoben, wobei ein Auge, für gewöhnlich das rechte Auge, den
vergrößerten Zielbereich
durch die Okularlinse betrachtet. Wenn die Waffe hin auf den Zielbereich
bewegt wird, wird das vergrößerte Bild
verschwommen, da es sich schneller bewegt als die von dem nicht
vergrößerten (linken)
Auge gesehene Ansicht. In den meisten Fällen bevorzugt das Gehirn die
nicht vergrößerte Ansicht
des linken Auges, und dies ist das wahrgenommene Bild.
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Bei
einem hell beleuchteten Zielpunkt erheblicher Größe verschmilzt das Gehirn aber
bei 96% der Bevölkerung
diesen Punkt mit der nicht vergrößerten Szene.
Der Jäger
kann dynamisch wahrnehmen, worauf die Waffe zielt, während sie
sich auf das gewünschte
Ziel hin bewegt. Das linke Auge hat auch ein äußerst breites Sehfeld, insbesondere
im Vergleich zu der schmalen, vergrößerten Ansicht, die durch das
Teleskopvisier mit dem rechten Auge gesehen wird. Dies hilft dem
Jäger auch,
das geplante Ziel mit der Waffenstellung zu koordinieren.
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Wenn
sich die Waffe der richtigen Position zum Zielen auf das Ziel nähert, verlangsamt
der Jäger
automatisch die Bewegung der Waffe und das Gehirn springt recht
schnell zu der kompletten vergrößerten Ansicht.
Der Jäger
nimmt dann die abschließende
präzise
Anvisierung für
ein unbewegtes Ziel vor oder addiert einen entsprechenden Vorlauf für ein sich
bewegendes Ziel. Wenn sich die Visierstange in der üblichen
vertikalen Ausrichtung befindet, muss das Anzielen in der Mitte
der Endfläche oben
auf der Stange erfolgen. Vorbekannte Gewehr-Zielfernrohre haben
die beleuchtete Marke sehr klein ausgelegt, um ein präzises Anpeilen
an der Spitze der Stange zu ermöglichen.
Damit die dynamische Anvisierfunktion wie vorstehend beschrieben mit
dem Gehirn funktionieren kann, muss die beleuchtete Zielmarkierung
von ausreichender Größe und Helligkeit
sein, damit sie in geeigneter Weise die menschliche Wahrnehmung überlagern
kann. Eine kleine Zielmarkierung von einer kleinen Endfläche an der
Stange kann diese Funktion erschweren. Eine große Zielmarkierung kann dagegen
eine allgemein ungenaue Marke für
das Anvisieren vorsehen, insbesondere in Fällen, da eine Präzisionsanvisierung
erwünscht
ist. Zum Beispiel ist es üblich,
eine Zielmarkierung durch Stutzen oder Abschrägen des Endes einer Zielstange
aus einem Lichtwellenleiter vorzusehen, um eine einzelne reflektierende
Fläche
mit einer vertikalen D-Form zu bilden. Bei dieser Struktur befindet
sich der gebogene Teil der D-Form oben an der Stange und bildet
somit den oberen Teil der Zielmarkierung. Um diese Form als einigermaßen effektive Visiermarkierung
zu nutzen, wurde die Größe des D relativ
klein gehalten. Dies führt
aber zu einer Visiermarkierung begrenzter Helligkeit, wodurch sie
bei Betrachtung unterschiedlicher Szenen schwach oder nicht wahrnehmbar
wird. Wenn dagegen die Größe des D
vergrößert wird,
um größere Helligkeit
zu bieten, sieht eine solche Konfiguration ein großes beleuchtetes
Bild vor, das zusammen mit dem bogenförmigen oberen Teil zu einer
unpräzisen
Zielmarkierung führt,
die präzises
Anvisieren erschwert.
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In
der nachstehend beschriebenen Ausführung wird eine Zielstange
aus Glasfaser mit einem am Ende der Stange vorgesehenen beleuchteten Punkt
verwendet, der von erwünschter
optimierter Form, Größe und Helligkeit
ist.
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Um
einen beleuchteten Punkt vorzusehen, der gut festgelegt ist, ist
das Ende der Faser bei ausgewählten
Winkeln abgeschrägt,
um mehrere Dachflächen
vorzusehen, die zur Ausbildung einer wünschenswerten Konfiguration
mit einer scharten Spitze bzw. einem Punkt verbunden sind. Abhängig von der
Struktur werden dann eine oder mehrere der Dachflächen poliert.
Der gewählte
Abschrägungswinkel
liefert in Verbindung mit der geeigneten numerischen Apertur des
Lichtwellenleiters eine Zielmarkierung, die gut ausgebildet ist
und eine erwünschte gleichmäßige Helligkeit
durch die gesamte Austrittspupille aufweist. Die Begriffe „numerische
Apertur" und „Austrittspupille" sind auf dem Gebiet
der Optik gut bekannt und werden nachstehend weiter erläutert. Dadurch
liefert das einfache abgeschrägte
Ende des Lichtwellenleiters eine beleuchtete Marke, die eine vorteilhafte
Form und Größe aufweist.
Diesbezüglich
meint man, dass allgemein dreieckförmige Dachflächen, die
in einem mittleren Punkt bzw. einer Spitze enden, eine erwünschte,
gut definierte Marke für
präzises
Anvisieren bieten.
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Wenn
das optische Visier in Situationen mit unterschiedlicher Helligkeit
verwendet werden soll, ist es wünschenswert,
zwischen dem Helligkeitswert des Absehens und dem des betrachteten
Ziels oder der betrachteten Szene einen im Allgemeinen geregelten
Kontrast vorzusehen. Bei Tag- und Nachtvisierung kann die Zielmarkierung
aber recht uneinheitlich sein. Wenn die Zielmarkierung bzw. das
Absehen zum Beispiel äußerst hell
ist, kann sie für
das Zielen auf hell erleuchtete Zielszenen sehr geeignet sein, könnte aber
für schwach
beleuchtete Zielszenen zu hell sein, und natürlich ist das Gegenteil ebenfalls
zutreffend.
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Somit
kann das Zielen bei einem dunklen Objekt in tiefem Schatten ohne
geeignetes Mittel zur Verbesserung des Kontrasts der Zielmarkierung
oder des Absehens schwierig oder ungenau sein. In der Vergangenheit
wurden verschiedene Möglichkeiten entwickelt,
wodurch die Helligkeit der Zielmarkierung verändert werden kann, um den Kontrast
zur Zielszene zu verbessern, d.h. batteriebetriebene LEDs, elektrische
Leuchten, etc., die manuell oder elektronisch gesteuert werden.
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In
der nachstehend beschriebenen Ausführung wird eine einzigartige
Konstruktion verwendet, um die Absehen-Helligkeit im Verhältnis zur
Helligkeit der Zielszene bei Tag- und Nachtvisierung zu verändern, wobei
sie einen Struktur zum Vorsehen einer gezielt veränderbaren
Beleuchtungsstärke
für Tagvisierung
umfasst, wodurch ein erwünschter
Kontrast im Verhältnis
zu dem einer künstlichen
Lichtquelle für Nachtvisierung
erreicht werden kann.
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Es
wird eine einzigartige Lichtwellenleiter-Struktur eingesetzt, bei
der ein Lichtwellenleiter-Lichtsammler Umgebungslicht empfängt, das
radial nach innen über
eine gewählte
Länge des
Leiters gerichtet wird, wodurch eine erwünschte Größenordnung an Lichtenergie
aus dem Umgebungslicht gesammelt werden kann, um das Absehen mit
Beleuchtung zu versorgen. Ferner wird eine Radiolumineszenzquelle
in Kombination mit dem Lichtwellenleiter-Sammler verwendet, was
zu einer kombinierten Beleuchtung führt, wodurch das Absehen über dem gesamten
Helligkeitsbereich während
Tag- und Nachtvisierung mit einer erwünschte Beleuchtungsstärke versorgt
werden kann.
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Unter
Hinwendung auf die schematische Zeichnung von 1B wird
ein Teleskopvisier oder Zielfernrohr 10 allgemein gezeigt,
das ein Gesamtlinsensystem aufweist, das eine Okularlinsenanordnung 12,
ein Objektiv 14, eine Feldlinse 19 und eine Bildaufbaulinsenanordnung 16 aufweist.
Die Okularlinsenanordnung 12 weist eine Dublett-Okularlinse 15 und
eine Singulett-Okularlinse 17 auf, die für gewöhnlich wie
dargestellt nah beabstandet sind. Das Objektiv 14 ist eine
Dublett-Linse, wie in 1B gezeigt. Die Bildaufbaulinsensanordnung 16 weist
Dublett-Linsen 18 und 20 auf, die bei einem festen
Abstand eingestellt werden können,
um eine im Allgemeinen feste Vergrößerung vorzusehen, oder können so
gelagert sein, dass sie zueinander koordiniert bewegt werden können, um
eine Zoom-Vergrößerung der
Zielszene zu liefern. Das gesamte Linsensystems des Zielfernrohrs 10 umfasst
ferner eine Feldlinse 19, die zwischen der Bildaufbaulinsenanordnung 16 und
dem Objektiv 14 angeordnet ist, um das von dem Betrachter
gesehene Bild allgemein abzuflachen, um dadurch der Übermittlung
der Feldkrümmung
an den Betrachter entgegenzuwirken.
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Das
gesamte Linsensystem und die Linsen, wie sie vorstehend erwähnt werden,
können
von allgemein bekannter Bauweise sein, wobei deren spezifischen
Einzelheiten nicht Teil dieser Erfindung darstellen, und daher wurde
auf diese Einzelheiten der Einfachheit halber verzichtet. Diesbezüglich wird
ein Beispiel solcher Gesamtteleskopkonstruktionen in U.S. Patent
Nr. 4,576,451, das am B. März
1986 an Katsuya Tominaga für „Aiming
Telescope" erteilt
wurde, allgemein gezeigt und beschrieben.
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Bei
Betrachtung von 1B sind die durch die verschiedenen
Linsen gezeigten Linien auf das Auge 24 des Betrachters
gerichtet und stellen bei einem Winkel von 2° unter der Achse Xo des Objektivs 14 bei
einer eingestellten 5fachen Vergrößerung einfallendes Licht dar,
das das Auge 24 erreicht. Bei 5facher Vergrößerung würde der
Betrachter bei einem Winkel von etwa 10° nach unten blicken, um die Zielszene
zu sehen, die sich 2° unter
der Achse Xo befindet. Dies ist für ein Teleskopvisier 10 der
oben erwähnten
Art, bei dem die vorliegende Erfindung integriert wurde, typisch.
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Das
oben beschriebene Linsensystem sowie die Linsen bilden eine erste
bzw. Objekt-Bildbrennebene A sowie eine zweite bzw. Okular-Bildbrennebene
B.
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Das
Objektiv 14 bündelt
in Kombination mit den Bildaufbaulinsen 18 und 20 das
betrachtete Objekt auf die Bildbrennebene B. Gleichzeitig ist die Okularanordnung 12 im
Verhältnis
zur Brennebene B so angeordnet, dass sie eine vergrößerte Darstellung des
durch das Auge 24 des Betrachters betrachteten Objekts
bietet. Eine Ziel- oder Visierstange 26, die aus einem
Glasfasermaterial hergestellt ist, befindet sich in der Brennebene
B, und ihr abschließendes Ende 28 befindet
sich im Wesentlichen an dem Brennpunkt 30. Das abschließende Ende 28 der
Visierstange 26 ist mit einer zu beschreibenden Form versehen,
um ein gut festgelegtes beleuchtetes Absehen einer erwünschten
Größe und Form
vorzusehen, um dem Betrachter beim Zielen mit dem Teleskopvisier 10 und
der zugehörigen
Einrichtung, beispielsweise einem Gewehr, zu helfen. Die Beleuchtung
für die
Visierstange 26 kann durch eine künstliche Lichtquelle 32 vorgesehen
werden, beispielsweise eine Tritiumlampe, die mit der Visierstange 26 an einer
geeigneten Position, die allgemein in 1B gezeigt
wird, verbunden werden kann. Ferner kann eine weitere Beleuchtung
für die
Visierstange 26 aus Umgebungslicht mittels einer Lichtsammleranordnung 33 vorgesehen
werden. Die Visierstange 26 kann an der Bildbrennebene
B angeordnet werden, unabhängig
davon, ob das Zielfernrohr 10 von fester Vergrößerung oder
veränderlicher
Vergrößerung wie bei
einem Zoomsystem ist.
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Wie
erwähnt,
befindet sich die erste Bildbrennebene A zwischen dem Objektiv 14 und
der Feldlinse 19. Dadurch könnte die Visierstange 26 alternativ
an der Bildbrennebene A angeordnet werden. Dies würde man
aber allgemein tun, wenn das Linsensystem für das Zielfernrohr 10 von
fester Vergrößerung ist.
Bei Vorsehen einer veränderlichen Vergrößerung,
wie durch ein Zoomsystem, würde
die Visierstange 26 dann bevorzugt wie dargestellt an der
Bildbrennebene B angeordnet werden. Auf diese Weise verändert sich
die Größe des Absehens
bei Betrachten durch den Betrachter nicht bei Veränderungen
der Vergrößerung des
Sehfelds durch das Zoomsystem.
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Wie
erwähnt
ist das abschließende
Ende 28 der Visierstange 26 mit einer abgeschrägten, dreieckigen
Konfiguration mit einer Spitze oder einem Punkt an seinem oberen
Ende versehen, um ein Absehen der erwünschten Größe und Form vorzusehen. Eine
Form einer solchen Konfiguration wird in den 2-5 gezeigt.
In der dargestellten Konfiguration ist der Lichtwellenleiter der
Visierstange 26 eine ummantelte Glasfaser und weist einen
Kunststofffaserkern 38 mit einer äußeren Ummantelung 39 auf.
Wie in 2A ersichtlich ist, ist der
Lichtwellenleiter der Visierstange 26 von im Wesentlichen
kreisförmigem
Querschnitt. Das obere abschließende Ende 28 ist
abgeschrägt,
um zwei im Allgemeinen dreieck- oder halbellipsenförmige ebene
Dachflächen 34 vorzusehen,
die zueinander geneigt sind, um eine umgekehrte V-Form bei einem
eingeschlossenen Winkel A1 von 90° zu
bilden, wobei der Winkel vorzugsweise präzis gewahrt wird. In der Ausführung der 2-5 sind
die beiden Dachflächen 34 an einer
mittleren Stutzlinie 36 verbunden, die bei einem Winkel
A2 von etwa 45° bis
49° zur
Achse X des Kunststoffkerns 38 geneigt ist. Ein Winkel
A2 von 47° wird
aber für
bevorzugt gehalten. Die Spitzen der Dachflächen 34 sind an dem
oberen Ende der Stutzlinie 36 verbunden, um eine scharte
Spitze bzw. einen Punkt 40 zu bilden. Die Dachflächen 34 werden auf
eine im Wesentlichen spiegelartige Oberfläche poliert, um möglichst
viel Innenreflexion zu bieten. Daher reflektieren die Dachflächen 34 bei
der erwähnten
Konfiguration einen erheblichen Teil des durch die Faser transportierten
Lichts. Die erwähnte Konfiguration
wird entsprechend dem Brechungsindex und anderen nachstehend erwähnten Eigenschaften
des Kunststoffmaterials des Kerns 38 gewählt. Die
gewählte
Konfiguration ist aber im Allgemeinen unempfindlich gegenüber den
typischen Kunststoff- oder Glasfasern, die in der Branche erhältlich sind.
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Eine
Form der Erfindung verwendete die folgende Glasfaser, die wie folgt
bemessen ist: Plastic Mitsubishi ESKA SH-1001, Acryl-PMMA, Durchmesser
D2 von Kern 38 0,0094 Zoll (0,240 mm), Brechungsindex 1,492,
Fluorpolymeraußenummantelung 39 mit
Durchmesser D1 von 0,0098 Zoll (0,250 mm), Index 1,417, schwarzer
Polyethylenpuffer mit 0,0394 Zoll (1,00 mm) Durchmesser. Numerische Apertur
etwa 0,47. Winkel des wirksamen Lichteinfalls etwa 56°. Die beiden
letzteren Begriffe werden nachstehend erläutert.
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Eine
andere Form der Erfindung verwendete die folgende Glasfaser. Optectron
transparentes Polystyrol PS0250, Durchmesser D2 des Kerns 38 0,0094
Zoll (0,240 mm), Brechungsindex 1,592, Fluorpolymeraußenummantelung 39 mit
Durchmesser D1 von 0,0098 Zoll (0,250 mm), Index 1,416, schwarzer
Polyethylenpuffer mit 0,037 Zoll (0,94 mm) Durchmesser. Numerische
Apertur etwa 0,73. Winkel des wirksamen Lichteinfalls etwa 93°. Die beiden letzteren
Begriffe werden nachstehend erläutert.
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Man
meint, dass ein Absehen geeigneter Form, Größe und Helligkeit mit den obigen
Konstruktionen erhalten werden könnte,
wobei der Durchmesser D2 von Kern 38 zwischen etwa 0,0079
Zoll (0,200 mm) bis etwa 0,0118 Zoll (0,300 mm) lag.
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Diesbezüglich wurde
die Größe des Lichtwellenleiters
eigens gewählt,
um ausreichend Steifigkeit zu bieten, um dem Rückstoß eines Gewehrs oder anderen
erschütternden
Wirkungen auf das Zielfernrohr 10 zu widerstehen. Bei vorbekannten
Konstruktionen, bei denen der Lichtwellenleiter als Visierstange
verwendet wurde, wurden feine Fasern minimalen Querschnitts verwendet
und erforderten die Verwendung eines Metallfadenkreuzes als Stütze; das
Vorhandensein dieses Metallfadenkreuzes behindert aber, wie vorstehend
erwähnt,
die Leistungsfähigkeit des
Visierens mit zwei geöffneten
Augen.
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Bei
einem typischen Zoomteleskop mit 3 – 9 × 40 verändert sich der Austrittspupillendurchmesser von
0,524 Zoll (13,3 mm) auf 0,173 Zoll (4,4 mm). Die größte Austrittspupille
ist bei der niedrigsten Vergrößerung gegeben.
Das menschliche Auge hat bei Tageslicht eine Eintrittspupille von
etwa 0,118 Zoll (3 mm) Durchmesser. Dadurch könnte das Auge bei der größten Austrittspupille
um ganze 0,205 Zoll (5,2 mm) dezentriert werden. Es ist sehr wichtig,
dass die Zielmarkierung nicht schwach wird, wenn das Auge in der
Austrittpupille dezentriert wird. Zur Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen
sollte ferner ein Sicherheitsfaktor von zwei verwendet werden. Bei
einer typischen Schnittweite von 2,756 Zoll (70 mm) beträgt der gebildete
Winkel etwa 8°.
Diesbezüglich wird
die numerische Apertur des Lichtwellenleiters so gewählt, dass
eine erwünschte
Helligkeit durch die ganze Austrittspupille vorgesehen wird.
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Das
entsprechende Sehfeld für
das obige Beispiel beträgt
6,45° bei
3facher-Vergrößerung und 2,15° bei 9facher-Vergrößerung.
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Der
Begriff „Austrittspupille" ist auf dem Gebiet
der Optik gut bekannt und bezeichnet das Verhältnis des wirksamen Durchmessers
des Objektivs 14 zur Gesamtvergrößerung der Linsensysteme. Wenn
zum Beispiel das Objektiv 14 einen Durchmesser von 1,575
Zoll (40 mm) hat und das Linsensystem eine Gesamtvergrößerung von
5 hat, hat die sich ergebende Austrittspupille daher einen Durchmesser von
0,315 Zoll (8 mm).
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Der
Begriff „numerische
Apertur" (N.A.)
ist ebenfalls ein in dem Gebiet der Optik bekannter Begriff und
wird durch folgende Formel definiert:
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Wobei:
n1 der Brechungsindex des Kerns 38 und
n2 der Brechungsindex der Ummantelung 39 ist.
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Der
Begriff „Winkel
des wirksamen Lichteinfalls",
ein anderer gut bekannter Begriff in dem Gebiet der Optik, ist eine
Winkelentsprechung des Begriffs „numerische Apertur" und wird durch folgende
Formel definiert: Winkel des wirksamen Lichteinfalls = 2 (Arcussinus
N.A.). Somit ist eine Faser mit einem Winkel des wirksamen Lichteinfalls
von etwa 56° mehr
als ausreichend. Ein Winkel von ± 8° entspricht einem eingeschlossenen
Winkel von 16°,
was viel weniger ist als der vorgesehene Winkel von 56°. Bei einem
vorbekannten System wie dem von Patent Nr. 4,576,451 (oben) ist
aber die Beleuchtungsquelle 0,354 Zoll (9 mm) von dem mittleren
Reflektor angeordnet. Bei ± 8° bei 0,354
Zoll (9 mm) Abstand ist ein Lichtquellendurchmesser von 0,098 Zoll
(2,5 mm) erforderlich, was etwa das zehnfache des Durchmessers des
Lichtwellenleitersystems der vorliegenden Erfindung ist, was eine
ungefähr
um das 100fache stärkere
optische Leistung als erforderlich ergibt.
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Die
Größe und Helligkeit
der Zielmarkierung müssen
so gewählt
werden, dass sie ein erwünschtes
Kontrastverhältnis
zur Erleichterung des dynamischen Anvisierens mit zwei geöffneten
Augen vorsehen, wie oben beschrieben wurde. Basierend auf Experimenten
meint man, dass das optimale Kontrastverhältnis bei etwa 200:1 liegt.
Das Kontrastverhältnis
reicht von etwa 20:1 bis zu etwa 500:1 bei einem nicht veränderlichen
Fluoreszenz-Lichtwellenleiter-Sammler. Somit kann der zu beschreibende
veränderliche
Verschluss der vorliegenden Erfindung zum Verändern der Stärke des
auf das Lichtwellenleiter-Absehen übertragenen Lichts problemlos
das optimale Kontrastverhältnis
liefern.
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Der
Kern 38 ist transparent, wobei die Ummantelung 39 ebenfalls
transparent ist, so dass das Licht sowohl durch den Kern 38 als
auch durch die Ummantelung 39 dringen kann. Da aber die
Brechungsindizes des Kerns 38 und der Ummantelung 39 unterschiedlich
sind, werden die Lichtstrahlen unter dem Winkel des wirksamen Lichteinfalls
bei axialem Passieren durch die Faser durch Total Internat Reflection
(innere Gesamtreflexion, in der Branche als T.I.R. bekannt) vollständig zurück in den
Kern 38 reflektiert, bis das Licht die Dachflächen 34 erreicht, wo
es im Wesentlichen quer zur mittleren Achse X und durch die Okularanordnung 12 hin
zum Auge 24 des Betrachters reflektiert wird.
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Somit
zeigt 2 eine Ansicht des abschließenden Endes 28 von
dem vorderen Ende bzw. dem Objektivende des Zielfernrohrs 10 in
Richtung des Pfeils 2 von 1B gesehen,
wobei die polierten Dachflächen 34 dem
Objektivende zugewandt sind. Das Auge 24 des Betrachters
sieht aber das abschließende
Ende von dem hinteren Ende bzw. Okularende des Zielfernrohrs 10 in
Richtung des Pfeils 3 in 1B. Da
die Dachflächen 34 poliert
und geneigt sind, um den Großteil
des Lichts nach innen in den Kern 38 der Ziel- oder Visierstange 26 zu
reflektieren, ist die Sicht in Richtung des Pfeils 2 von
der Vorderseite des Teleskops 10 durch das Objektiv 14 etwas schwach.
Der Betrachter sieht aber das abschließende Ende 28 wie
in 3 abgebildet in Richtung des Pfeils 3.
Hier übertragen
der Kern 38 und die Ummantelung 39 effektiv das
von den Dachflächen 34 reflektierte
Licht, um ein im Wesentlichen scharfes, dreieckig geformtes spitzes
beleuchtetes Bild am abschließenden
Ende 28 zu bilden. Dies liefert dann dem Auge 24 des
Betrachters ein scharfes und gut ausgebildetes helles Absehenbild
einer gewünschten Form,
um das Zielen mit dem Zielfernrohr 10 und der zugehörigen Einrichtung
wie einem Gewehr zu verbessern. In 3 resultiert
die Reflexion der Dachflächen 34 des
Kerns 38 in einer in Richtung des Pfeils 3 gesehen
im Allgemeinen dreieckigen Form, die durch schattierte Linien gezeigt
wird. Das resultierende Dreieck hat eine Boden- bzw. Unterkantenlinie 36'. Bei Betrachtung
durch das Auge 24 erscheint das resultierende Dreieck flach
oder eben: Die Dachflächen 34 erstrecken
sich zwar eine erhebliche Strecke über die Kantenlinie 36' hinaus, doch
von den Dachflächenabschnitten
unter der Boden- oder Unterkantenlinie 36' reflektiertes Licht reflektiert
nicht, wie vom Auge 24 in Richtung des Pfeils 3 in 1B gesehen.
Dadurch zeigt der von dem Auge 24 gesehene schattierte
dreieckige Bereich in 3 eine gerade Bodenlinie oder
Unterkante entlang der Linie 36' des Dreiecks statt das Paar halbelliptischer
Formen, die durch die Wirkungen der Refraktion verkürzt sind, unter
der Kantenlinie 36',
wie in 2 zu sehen ist.
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Eine
andere Form einer im Wesentlichen dreieckigen Konfiguration zum
Vorsehen eines Absehens der erwünschten
Größe und Form
auf einer Lichtwellenleiter-Ziel- oder
Visierstange 26a wird in den 6-9 gezeigt.
In der Beschreibung der Ausführung
der Zielstange 26a der 6-9 erhalten
Bestandteile, die ähnlichen
Bestandteilen in der Ausführung
der Zielstange 26 der 2-5 ähneln, die
gleiche Ziffernbezeichnung mit dem Buchstabenzusatz „a" oder „aa". Die Zielstange 26a ist
ebenfalls aus einem Lichtwellenleiter mit einem kreisförmigen Querschnitt
aufgebaut, wie in 2A dargestellt wird. Der Lichtwellenleiter
der Zielstange 26a ist wiederum eine ummantelte Faser mit
einer Ummantelung 39a und einem Kern 38a gleicher
Größe und Art
von Material wie bei der Zielstange 26 der Ausführung der 2-5 beschrieben.
Hier ist aber das abschließende
Ende 28a mit drei ebenen Dachflächen einschließlich einem
Paar Seitendachflächen 34a versehen,
die sich an gegenüberliegenden
Seiten einer mittleren Dachfläche 34aa befinden. Die
Seitenflächen 34a sind
gegenüber
der mittleren Dachfläche 34aa bei
einem eingeschlossenen Winkel A3 von etwa 110° geneigt. Die Verbindungsstelle der
Seitendachflächen 34a mit
der mittleren Dachfläche 34aa bildet
jeweils eine Stutzlinie 36a, die bei einem Winkel A4 von
etwa 45° bis
etwa 49° zur
Achse Xa des Kunststoffkerns 38a geneigt ist (siehe 8). Man
meint aber, dass ein Winkel A4 von etwa 47° bevorzugt ist. Gleichzeitig
sind die Stutzlinien 36a bei einem Winkel A3 von etwa 56° zueinander
geneigt. Die mittlere Dachfläche 34aa und
die Seitendachflächen 34a laufen
entlang der Stutzlinien 36a zusammen, um eine Spitze bzw.
einen scharfen Punkt 40a an dem abschließenden Ende 28a der
Zielstange 26a zu bilden. Diese Konfiguration wird ebenfalls
gemäß dem Brechungsindex
und anderen Eigenschaften des Kunststoffmaterials des Kerns 38a gewählt. Wie
bereits erwähnt
ist die gewählte
Konfiguration aber im Allgemeinen unempfindlich gegenüber den
in der Branche erhältlichen
typischen Kunststoff- oder Glasfasern. In einer Form der Ausführung der 6-9 ist
nur die mittlere Dachfläche 34aa auf eine
im Wesentlichen spiegelartige Oberfläche poliert. Dies erfolgt zur
Vereinfachung des Fertigungsverfahrens. Zu beachten ist aber, dass
die Seitendachflächen 34a aber
ebenfalls in ähnlicher
Weise zu einer spiegelartigen Oberfläche poliert werden könnten. Mit
der erwähnten
Konfiguration reflektiert die mittlere Dachfläche 34aa die Lichtstrahlen
von dem verwendeten Lichtwellenleiter zurück in den Kern 38a der
Zielstange 26a im Wesentlichen quer zur mittleren Achse
X und durch die Okularanordnung 12 hin zum Auge 24 des
Betrachters.
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6 zeigt
eine Ansicht des abschließenden Endes 28a von
der Vorderseite des Zielfernrohrs 10 in Richtung von Pfeil 2 in 1B gesehen.
Das Auge 24 des Betrachters sieht das abschließende Ende 28a aber
von der Rückseite
des Zielfernrohrs 10 in Richtung des Pfeils 3 in 1B.
Da die Dachfläche 34aa poliert
und geneigt ist, um den Großteil
des Lichts nach innen in den Kern 38a der Zielstange 26a zu
reflektieren, ist die Sicht in Richtung des Pfeils 2 von
der Vorderseite des Zielfernrohrs 10 durch das Objektiv 14 etwas
schwach. Der Betrachter betrachtet das abschließende Ende 28a aber
in Richtung des Pfeils 3 von 1B und
wie in 7 dargestellt. Hier übertragen der Kern 38a und
die Ummantelung 39a effektiv das Licht an der Dachfläche 34aa,
um an dem abschließenden
Ende 28a ein scharfes, im Wesentlichen dreieckig geformtes
spitzes Bild zu bilden. Dies liefert dann dem Auge 24 des
Betrachters ein gut ausgebildetes, scharfes Absehen-Bild, um das Zielen
mit dem Zielfernrohr 10 und der zugehörigen Einrichtung wie einem
Gewehr zu verbessern. Wie bei 3 wird das
Bild der mittleren Dachfläche 34aa des
Kerns 38a, wie von dem Betrachter 24 gesehen, durch
schattierte Linien gezeigt. Die Unterkante bzw. die Bodenlinie des
beleuchteten Dreiecks wird durch die Endlinie 34aa' der polierten
Fläche 34aa festgelegt,
wie in den 6 und 7 gezeigt
wird. Bei Betrachtung durch das Auge 24 erscheint die dreieckige Form
wiederum flach oder eben.
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Unter
Hinwendung nun auf 10 und unter Einbeziehung von 1A und 1B ist
die Gewehrvisiereinrichtung 10 teilweise dargestellt und umfasst
eine zusammengesetzte Gehäuseanordnung 27.
Die Okularlinsenanordnung 16 umfasst einen Haltering 46,
der in einem Gewindebohrungsabschnitt 48 einschraubbar
befestigt ist und die Okularlinse 17 und die Dublett-Okularlinse 15 zusammen spannt,
wobei ein Abstandsring 23 sie in einer festen, im Allgemeinen
eng beabstandeten Beziehung fixiert.
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Wie
erwähnt
umfasst das Zielfernrohr 10 in einer Form der Erfindung
eine künstliche
Lichtquelle 32 und eine Lichtsammleranordnung 33.
Bei Betrachtung der 10 und 11 nun
umfasst die Lichtsammleranordnung 33 einen zylindrischen
Fassungsring 35, eine Lichtsammlerstruktur 37,
eine zweiteilige Abdeckung 25 und einen zylindrischen Lichtjustierungsverschluss 51.
Die Sammlerstruktur 37 umfasst einen auf einem halbzylindrischen
Auflageelement 45 aufliegenden Lichtwellenleiter-Sammler 49 und
ist dafür
ausgelegt, eine erhebliche vorbestimmte Menge verfügbaren Umgebungslichts
zu sammeln, das darauf fällt.
Der Lichtwellenleiter-Sammler 49 kann
im Allgemeinen in der Art, wie er in dem vorstehend erwähnten U.S.
Patent Nr. 5,653,034 gezeigt wird, konstruiert werden, unterscheidet
sich aber erheblich, wie hier weiter beschrieben wird. Dadurch wird
das von dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 der Sammlerstruktur 37 gesammelte Licht
zu der Visierstange 26 übertragen,
um Licht für das
abschließende
Ende 28 oder 28a zu liefern, um das Absehen-Bild
oder die Visiermarkierung mit der vorstehend beschriebenen erwünschten
Form und Größe zu beleuchten.
Ferner wird durch die künstliche
Lichtquelle 32, beispielsweise eine Tritiumlampe, eine
weitere Beleuchtung des Absehen-Bilds oder der Visiermarkierung
vorgesehen. Die Beleuchtung von der Lichtsammleranordnung 33 wird
vorrangig für
Tageslichtvisierung geliefert, während
die Beleuchtung von der künstlichen
Quelle 32 vorrangig für das
Visieren bei schwachen Umgebungslichtbedingungen wie Tagesanbruch,
Dämmerung
oder Nacht dient. Beide Beleuchtungsquellen werden an dem Absehen-Bild
bzw. der Visiermarkierung gleichzeitig angelegt. Da es erwünscht ist,
dass das Beleuchtungsmaß des
Absehens eine Funktion der Beleuchtungsstärke des Objekts oder des Vorgangs
ist, der durch das Teleskopvisier 10 betrachtet wird, wird
die Größenordnung
der Beleuchtung der künstlichen Lichtquelle 32 so
gewählt,
dass sie beträchtlich schwächer als
die der Sammleranordnung 33 ist. Dadurch wird bei hellen
Tageslichtbedingungen die Stärke
der Absehenbeleuchtung vorrangig durch die Sammleranordnung 33 bestimmt,
während
die Dämmerungs-
oder Nachtbeleuchtung vorrangig, wenn nicht ausschließlich durch
die künstliche Lichtquelle 32 bestimmt
wird. In einer Form der Erfindung war die Tritiumlampe 32 vom
Typ T-4734, der von M B Microtec hergestellt und vertrieben wird.
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Wie
bereits erwähnt
ist es wünschenswert, die
Stärke
der Beleuchtung des Absehen-Bilds
entsprechend der Beleuchtungsstärke
des betrachteten Objekts oder Vorgangs verändert zu haben, während gleichzeitig
das erwünschte
Maß an
Kontrast vorgesehen wird. Die Beleuchtungsstärke der Sammleranordnung 33 variiert
natürlich
entsprechend der Tageslichtbeleuchtung des betrachteten Objekts
oder Vorgangs und wird diesbezüglich
mit einer bekannten, festen Beleuchtungsstärke, die von der künstlichen
Lichtquelle 32 geliefert wird, ausgeglichen. Während der
von der Sammleranordnung 33 gesammelte Lichtbetrag gewählt werden
kann, um ein erwünschtes
Gesamtmaß an
Kontrast zu dem betrachteten Vorgang über dem gesamten Helligkeitsbereich des
Vorgangs zu bieten, ist es in manchen Fällen wünschenswert, ein Mittel für den Bediener
vorzusehen, damit er gezielt den Betrag an gesammeltem Umgebungslicht
verändern
kann, um sich verändernde
Umgebungslichtbedingungen auszugleichen.
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Der
Betrachter könnte
sich zum Beispiel in einem schattigen Bereich aufhalten, während das Ziel
bzw. der Vorgang in einem hell erleuchteten Bereich liegt und umgekehrt.
Dadurch gibt die vorliegende Erfindung ein Mittel für den Bediener
zum mühelosen
Verändern
des auf das Absehen von der Sammleranordnung 33 übertragenen
Lichtbetrags an die Hand.
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Wie
erwähnt
kann die Gesamtkonstruktion des Teleskopvisiers 10 von
einer auf dem Gebiet der Teleskopvisiere gut bekannten Art sein,
wie sie im Allgemeinen durch das in dem vorstehend erwähnten U.S.
Patent Nr. 4,576,451 gezeigte Teleskopvisier veranschaulicht wird.
Somit werden in 10 die Einzelheiten nur des
Teils einer physikalischen Ausführung
des Teleskopvisiers 10 gezeigt und beschrieben, die dahingehend
abgewandelt wurden, dass sie die einzigartige Sammleranordnung 33 der
vorliegenden Erfindung umfassen. Wie erwähnt kann das Linsensystem des
Teleskopvisiers 10 aber in einer Gesamtanordnung vorliegen,
wie es allgemein in dem vorstehend erwähnten U.S. Patent Nr. 4,576,451
gezeigt wird.
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Unter
Hinwendung nun auf die 10 und 11 umfasst
das Teleskopvisier 10 eine im Allgemeinen längliche
Gehäuseanordnung 27.
Der Fassungsring 35, der aus Aluminium besteht, ist auf
verbundenen Zylindern 39 und 31 der Gehäuseanordnung 27 teleskopartig
gelagert und weist vier sich radial nach außen erstreckende Gewindefassungsvorsprünge 44 auf,
die umlaufend um ein Ende des Rings 35 in Quadratur gleichmäßig beabstandet
sind. Ein Paar Schlitze 55 befinden sich neben zwei der Vorsprünge 44.
Ein Lagerflansch 56 ist an dem gegenüberliegenden Ende des Rings 35 angeordnet (siehe 10 und 11).
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Die
Lichtsammlerstruktur 37 weist eine im Allgemeinen halbzylindrische
Form auf und ist an dem Fassungsring 35 gelagert. Die Sammlerstruktur 37 weist
eine halbzylinderförmige
Lichtsammlerauflage 45 auf, die mit einer Außenfläche mit
einer serpentinenförmigen
Nut 47 ausgebildet ist. Der Lichtwellenleiter-Sammler 49 ist
zu einer Serpentinenform ausgebildet, um der Form der Nut 47 auf
der Außenfläche der
Auflage 45 zu entsprechen (siehe 11). Bei
Einsatz befindet sich der Lichtwellenleiter-Sammler 49 dann
in der passenden Serpentinennut 47 und ist durch eine geeignete
transparente Gießmasse fest
darin gelagert. Eine solche Masse ist Dow Corning RTV 734 Potting
Compound aus transparentem Silicium. Die Auflage 45 besteht
aus einem weißen, reflektierenden
Kunststoffmaterial wie Lexan 2220 White Polycarbonate. Die transparente
Gießmasse zusammen
mit dem weißen
Material der Auflage 45 reflektiert einen Teil des in den
Lichtwellenleiter-Sammler 49 gerichteten gestreuten Lichts.
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Wie
erwähnt
ist der Lichtwellenleiter-Sammler 49 in einer im Allgemeinen
serpentinenförmigen Konfiguration
angeordnet, die durch eine Reihe von Spiralen zunehmender Größe gebildet
wird. Die erwünschte
Form des Sammlers 49 kann durch bekannte Prozesse vorgeformt
werden. Zum Beispiel kann eine gewählte Länge eines allgemein geraden Lichtwellenleitermaterials
durch Eintauchen desselben in Wasser bei etwa 212°F oder 100°C und dann, solange
es sich im Kunststoffzustand befindet, durch Biegen auf einer geeigneten
Form zu der erwünschten
Form zu der erwünschten
Serpentinenform geformt werden. Nach Abkühlung wird die erwünschte Serpentinenform
gehalten. Da aber die Einzelheiten dieses Prozesses keinen Teil
der vorliegenden Erfindung bilden, werden diese Einzelheiten der
Einfachheit halber ausgelassen.
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Die
Auflage 45 hat zwei allgemein rechteckige Öffnungen 50,
die dafür
ausgelegt sind, zwei der Vorsprünge 44 an
dem Fassungsring 35 allgemein fügend aufzunehmen, um dadurch
in einer erwünschten
Position angeordnet und gehalten zu werden, wobei die Sammlerstruktur 37 dann
auf der radial oberen Seite der Gehäuseanordnung 27 des
Teleskopvisiers 10 gehalten wird. Die Sammlerstruktur 37 wird
dann im Allgemeinen von der Abdeckung 25 umgeben.
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Die
zweiteilige zylindrische Abdeckung 25 umfasst einen oberen
halbzylindrischen Abschnitt 41 und einen unteren halbzylindrischen
Abschnitt 43, die im Wesentlichen von identischer Form
sind. Der obere Abschnitt 41 und der untere Abschnitt 43 sind an
den sich radial erstreckenden Befestigungsvorsprüngen 44 an dem Fassungsring 35 durch
geeignete Gewindebefestigungen befestigt, die sich durch die Bohrungen 41' bzw. 43' erstrecken.
Die Abdeckabschnitte 41 und 43 liegen über der
Sammlerstruktur 37, um diese gegenüber der Außenseite allgemein abzudichten,
wobei der obere Abschnitt 41 dann die Sammlerstruktur 37 an
dem Fassungsring 35 befestigt. Der obere und der untere
Abschnitt 41 und 43 haben allgemein glatte, gleichmäßige Außenflächen und
sind jeweils mit einem mittleren Rippenteil 65 bzw. 67 versehen.
Im Fall des oberen Abdeckabschnitts 41 ruht die Rippe 65 in
dem mittleren offenen Bereich des Lichtwellenleiter-Sammlers 49 und
sitzt allgemein dort an der Sammlerauflage 45. Der obere
Abschnitt 41 ist aus einem im Allgemeinen transparenten
Material konstruiert und liegt über
der Lichtsammlerstruktur 37 und lässt das Übertragen von Umgebungslicht
in den Lichtwellenleiter-Sammler 49 zu. Ein solches transparentes
Material für
den oberen Abschnitt 41 ist GE Lexan transparentes Polycarbonat
OQ2220. Der untere Abschnitt 43 ist dagegen aus einem schwarz
pigmentierten allgemein undurchsichtigen Material konstruiert, um
das Passieren von Licht für
einen zu beschreibenden Zweck zu unterbinden. Ein solches Material
ist GE Lexan schwarz pigmentiertes Polycarbonat 2220.
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Wie
erwähnt
wird der veränderbare
Blendenverschluss 51 vorgesehen, damit der Bediener gezielt
den Anteil des Lichtwellenleiter-Sammlers 49 verändern kann,
der Umgebungslicht ausgesetzt wird. Der Blendenverschluss 51,
der aus Aluminium besteht, ist von einer allgemein zylindrischen
Form und ist an dem Fassungsring 35 und an einem anderen
zylindrischen Element der Gehäuseanordnung 27 drehbar
angebracht.
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Unter
Hinwendung nun auf 11 weist der allgemein zylindrische
Blendenverschluss 51 einen geschlossenen Teil 53 und
einen offenen oder geschlitzten Teil 54 auf. Jeder der
Teile 53 und 54 erstreckt sich um etwa 180°. Ein gekerbter
Ring 57 ist an einem Ende des Blendenverschlusses 51 angeordnet,
um das Greifen und Bedienen durch den Bediener zu erleichtern. Der
Blendenverschluss 51 ist umlaufend über der Abdeckung 25 angeordnet
und somit über
der Lichtsammlerstruktur 37 und im Einzelnen über dem
Lichtwellenleiter-Sammler 49. Dadurch kann durch drehbares
Bedienen des Blendenverschlusses 51 der Anteil des Lichtwellenleiter-Sammlers 49,
der dem Umgebungslicht ausgesetzt wird, von vollständiger Exposition,
wenn sich der Schlitz 55 in vollständiger radialer Ausrichtung mit
dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 befindet, zu im Wesentlichen
null Exposition, wenn der Abdeckteil 53 sich in solcher
radialer Ausrichtung befindet, verändert werden. Auf diese Weise
kann die Größenordnung
des von dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 empfangenen Umgebungslichts
gezielt verändert werden,
wodurch die Helligkeitsstärke
der dreieckig geformten Visiermarkierungen, die durch die abschließenden Enden 28 und 28a gebildet
werden, verändert
werden kann. Zu beachten ist, dass der Blendenverschluss 51 entweder
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann, was
dem Bediener die Wahl gibt, bestimmte Richtstrahlen von Umgebungslicht
zu blockieren, die von einer der Seiten des Visiers 10 kommen
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Wie
erwähnt
ist der Fassungsring 35 mit einem Paar von Schlitzen 55 versehen.
Die Tritiumlampe 32 ist in einem der Schlitze 55 in
dem Fassungsring 35 und an einer Position hinter dem undurchsichtigen
unteren Abdeckabschnitt 43 angeordnet. Auf diese Weise
wird die Tritiumlampe 32 im Wesentlichen gehindert, Streulicht
in das Innere des Zielfernrohrs 10 oder von dem Zielfernrohr 10 nach
außen abzustrahlen.
Mit Blick auf die 10 und 11 werden
die Tritiumlampe 32 und ein zugehöriger der Schlitze 55 in
der bei Montage eingenommenen Position in Phantomdarstellung gezeigt.
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Der
Lichtwellenleiter-Sammler 49 ist mit einer separaten Lichtwellenleiter-Übertragungsleitung 60 optisch
verbunden, die mittels einer standardmäßigen Lichtwellenleiter-Kopplung 61 damit
gekoppelt werden kann. Die Verwendung einer Übertragungsleitung 60 getrennt
von dem Sammler 49 dient einem zu beschreibenden Zweck.
Dadurch wird von dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 erfasstes
Umgebungslicht zu der Zielstange 26, 26a über die
Lichtwellenleiter-Übertragungsleitung 60 übertragen.
Die künstliche
Lichtquelle 32, beispielsweise eine Tritiumlampe, ist mit
einer Lichtwellenleiter-Zuleitung von dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 und
somit durch die Kupplung 61 mit der Übertragungsleitung 60 in
dem Gehäuse
des Zielfernrohrs 10 optisch verbunden.
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Der
Lichtwellenleiter-Sammler 49 ist aus einer Glasfaser hergestellt,
die vorzugsweise mit einem Kernabschnitt, der aus einem pigmentierten
fluoreszierenden Polystyrolmaterial mit einem Brechungsindex von
etwa 1,592 hergestellt ist, und mit einer Außenummantelung aus einem transparenten Acrylmaterial
mit einem Brechungsindex von etwa 1,492 gefertigt ist. In einer
anderen Form der Erfindung ist der gleiche pigmentierte fluoreszierende
Polystyrolkernabschnitt zuerst mit einer Fluorpolymerummantelung
mit einem Brechungsindex von etwa 1,416 bedeckt. Der Kernabschnitt
mit seiner Ummantelung ist dann von einem Außengehäuse aus transparentem Polystyrolmaterialumgeben.
Es versteht sich, dass Lichtwellenleiter verschiedener Herstellung
verwendet werden könnten,
einschließlich
Kernabschnitte aus unterschiedlichem lichtaktivierten Material.
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Wenn
der Kernabschnitt der Glasfaser des Lichtwellenleiter-Sammlers 49 aus
einer gefärbten oder
pigmentierten fluoreszierenden Faser hergestellt ist, regt das auf
den Lichtwellenleiter-Sammler 49 auftreffende Umgebungslicht
das fluoreszierende Material an, Licht zur Beleuchtung des Absehens
zu erzeugen. In einer Form der Erfindung betrug der Durchmesser
des Kernabschnitts der Glasfaser etwa 0,0118 Zoll (0,30 mm), während der
Hauptdurchmesser der Glasfaser etwa 0,0197 Zoll (0,50 mm) betrug. Ein
geeignetes Fasermaterial kann allgemein von der von Optectron unter
der Bezeichnung F204E hergestellten und vertriebenen Ausführung sein.
Die Glasfaser der Übertragungsleitung 60 hat
etwas kleinere Maße,
d.h. etwa 20% weniger als der Lichtwellenleiter-Sammler 49.
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Die
Lichtwellenleiter-Übertragungsleitung 60 ist
nicht wie der Lichtwellenleiter-Sammler 49 Umgebungslicht
ausgesetzt. Stattdessen verläuft
die Übertragungsleitung 60 in
dem inneren Schatten des Hauptgehäuses in dem Zielfernrohr 10.
Wenn der Kernabschnitt der Übertragungsleitung 60 aus
einem pigmentierten fluoreszierenden Material gefertigt wäre, so wie
die Glasfaser des Lichtwellenleiter-Sammlers 49, dann könnte das
sich durch die Übertragungsleitung 60 in
dem Zielfernrohrgehäuse
fortbewegende Licht einen aus dieser fluoreszierenden Behandlung
resultierenden Verlust an Stärke
erfahren. Daher ist die separate Übertragungsleitung 60 in
der erfindungsgemäßen Ausführung mit
einem transparenten Kernabschnitt gefertigt, wodurch diese Verluste
vermieden werden.
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In
einer Form der Erfindung ist die Glasfaser der Übertragungsleitung 60 aus
einem nicht pigmentierten transparenten Acrylmatetial wie Plastic
Mitsubishi ESKA SH-1001,
das vorstehend beschrieben wurde, gefertigt.
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Durch
Einsetzen von Berechnungen durch Methoden, die dem Fachmann bekannt
sind, wurde ermittelt, dass eine geeignete Absehenmarkierungsgröße von etwa
6,2 Winkelminuten auf dem Ziel bzw. dem Vorgang eingeschlossen wird,
der bei einer 3fachen Vergrößerung betrachtet
wird.
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Bei
höheren
Vergrößerungen
wird, auch wenn die Marke die gleiche Größe behält, die sie dem Auge während dynamischer
Bewegung geboten wird, die Zielszene so vergrößert, dass zum Beispiel die
Markierungsgröße 4,7 Winkelminuten
bei 4facher Vergrößerung,
3,1 Winkelminuten bei 6facher Vergrößerung und 2,1 Winkelminuten
bei 9facher Vergrößerung beträgt.
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Dadurch
macht die beleuchtete Zielmarkierung etwa 1,28% bis etwa 1,92% des
oben erwähnten
Sehfelds aus. Man hält
aber etwa 1,6% des Sehfelds für
bevorzugt. Dieser Prozentsatz ist unabhängig von der Zoomeinstellung
konstant.
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Wie
erwähnt
sind die Spiralen des Lichtwellenleiter-Sammlers 49 im Allgemeinen über eine
um 180° gebogene
Ebene umlaufend angeordnet. Diese Anordnung reagiert auf das Licht,
das aus geringfügig
unterschiedlichen Richtungen in dem Bereich des betrachteten Ziels
oder Vorgangs und von der Position des Bedieners ausgestrahlt wird.
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In
einer Form der Erfindung betrug die Länge des Serpentinenabschnitts
des Lichtwellenleiter-Sammlers 49, der Umgebungslicht vollständig ausgesetzt
werden kann, etwa 39 Zoll (100 cm).
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Zusätzlich zum
Vorsehen eines erwünschten Kontrasts
der Helligkeitsstärke
des Absehens und der des betrachteten Bilds oder Ziels ist auch
ein Farbkontrast wünschenswert.
Man meint, dass für Tag-
und Nachtvisierung ein Absehen mit einem bernsteinfarbenen oder
roten Farbton vorteilhaft ist. Daher wurde in einer Form der vorliegenden
Erfindung die Glasfaser des Kerns des Lichtwellenleiter-Sammlers 49 mit
einem gelben fluoreszierenden Material behandelt, was zu einem reflektierten
Absehen mit einem bernsteinfarbenen Farbton für das Tagvisieren führte. Gleichzeitig
verursacht die Tritiumlampe 32 mit einem grünen Farbton
durch Fluoreszenz aus der Glasfaser des Kerns des Lichtwellenleiter-Sammlers 49,
dass in dem Absehen die gleiche Bernsteinfarbe erscheint wie bei
Nachtsicht. Dadurch liefert der Lichtwellenleiter-Sammler 49 bei Tag-
oder Nachtvisierung ein reflektiertes Absehen mit einem bernsteinfarbenen
Farbton oder alternativ einem roten Farbton, wenn eine rote fluoreszierende Faser
verwendet wird. Bei Nachtvisierung mit im Wesentlichen keiner Tageslichtbeleuchtung
an dem Lichtwellenleiter-Sammler 49 hat das Absehen immer
noch einen vorstehend erwähnten
bernsteinfarbenen oder roten Farbton.
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Das
Objektiv 14 und die Okularlinsenanordnung 12 können so
gewählt
werden, dass sie bei ausgewählten
Vergrößerungsverhältnissen über einem breiten
Bereich eine Teleskopwirkung bieten; daher ist zu beachten, dass
die Prinzipen der vorliegenden Erfindung problemlos auf optische
Visiere verschiedener Vergrößerungsverhältnisse,
einschließlich
null Vergrößerung, übertragbar
sind.
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Zu
beachten ist, dass die einzigartige Konstruktion der Visierstangen
der 3-9 mit
verschiedenen Zielfernrohr- oder Visierkonstruktionen verwendet
werden kann und effektiv eingesetzt werden kann, wenn die einzige
Beleuchtungsquelle für die Visierstange
von einer künstlichen
Quelle, beispielsweise einer künstlichen
Quelle 32, stammt.
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Es
versteht sich ferner, dass das Zielfernrohr 10 zahlreiche
Strukturen aufweisen kann, die nicht für die Merkmale der vorliegenden
Erfindung erforderlich sind. Zum Beispiel kann das Zielfernrohr 10 bei
Verwendung mit einem Gewehr Mittel zur Einstellung für das Anheben
mittels eines durch einen Knopf 72 betätigten Mechanismus aufweisen.
Solche Merkmale, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, wurden
natürlich
der Einfachheit halber ausgelassen.
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Es
ist zwar offensichtlich, dass die offenbarten bevorzugten Ausführungen
der Erfindung gut durchdacht sind, um die oben erwähnten Aufgaben zu
erfüllen,
doch versteht sich, dass die Erfindung Abwandlung, Veränderung
und Änderung
unterliegen kann, ohne vom entsprechenden Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen angegeben
ist.