大視野的夜間與白天兩用組合的觀察儀器的製作方法
2023-05-03 22:20:31
專利名稱:大視野的夜間與白天兩用組合的觀察儀器的製作方法
這是一項關於夜間與白天兩用組合的裝甲車的觀察儀器，該儀器包含在單個的儀器殼裡，為了使來自於視野的入射光束分別同夜間光路系統的光軸和白天光路系統的光軸偏離，它分別包括一個第一可移動的輸入反射鏡和一個第二輸入反射鏡，夜間光路由一個物鏡，一個光強倍增管和一個曲面目鏡組成，而白天光路由一個放大係數為1的光學裝置構成，它至少包括一個第二輸出反射鏡。
本發明的觀察儀器是這樣的對於白天光路，放大係數等於1，而對於夜間光路，放大係數是1的數量級。對於這兩個光路系統，均企圖獲得最大可能的視野。通過這種儀器的觀察是潛望鏡式的，由於這種儀器是橫跨裝甲車的殼體安裝的。特別是打算採用這項發明作為反射映畫器來駕駛坦克車。
法國實用新型2，377，647和2，377，648分布了一個夜間和白天的觀察儀器，也就是說，一個光學潛望鏡式的儀器包含在單個的殼體裡，這種儀器對於夜間晴天和多雲天空時的所觀察物體的所有照明度情況都能工作。當這種儀器安裝在裝甲車上時，它能由一個密封的組件組成，能用至今常用的標準化的孔安放它，該標準化的孔能安放夜間觀察裝置和白天觀察裝置。對於以下所述的上述觀察儀器，一開始就檢驗了這些技術特點和功能。實際上，這種儀器在所使用的兩種情況下都是非常不利的，對於夜間和白天觀察，分別採用固定的種類不同的光學裝置，特別是一方面由於必須進行工作轉換，而在轉換期間通過光學裝置的觀察是不再可能了，另一方面，不得不安排那個不實用的裝置，使之沒有被損壞的危險，而且不致於擁塞該車輛的有限空間。
在一個標準化尺寸的單個儀器殼體裡，對於窄視野能比較容易地在觀察儀器裡獲得緊湊的結構，對於這種儀器，視野是窄的，即5°度至10°度的數量級，而所獲得的放大倍數是相當可觀的，即5到10的數量級，用這種儀器裝備的車在觀察期間通常是靜止的，相反，當開動車時的觀察，不得不用一般的視力來實現，即用一個小的放大係數，它等於或基本上等於1，事實上這將產生一個大視野，但是如上面已說明的那樣，希望在這種情況下有一個最大可能的視野，而且必須保證由於夜間觀察裝置和白天觀察裝置組合在單個儀器殼裡而獲得的緊湊結構，並不導致視野的縮小。
為此，本發明的目的是設置一個夜間與白天兩用的組合儀器，它具有大視野和一個雙目鏡的觀察，該儀器包含在單個的儀器殼裡，通過裝甲車殼體上的可能最小的孔安放這一儀器。
為將夜間觀察裝置和白天觀察裝置組合在一個殼體裡，必須設置合適的匹配是本發明的另一個目的。
在夜間觀察的方位上，夜間光路能在所述的殼體裡移動，且儘可能的擴大視野是本發明更進一步的目的。
本發明的另一個目的是在所說的儀器裡使其可能布置一個駕駛裝甲車的顯示裝置為夜間和白天兩光路系統所共用。
實現這些目的和減小或消除先有技術上的缺點歸因於下列事實，開孔部分中的觀察儀器的特點是白天光路的光軸和夜間光路的光軸在同一平面內延伸，而且該平面平行於所說的裝甲車的縱軸，操作第二輸出反射鏡，所說的第一輸入反射鏡和第二輸出反射鏡是輪流的隱蔽的，它構成了第二隱蔽方式，這樣一來，對於夜間觀察，就使所說的第一輸入反射鏡處在運行位置上，它位於所說的第二輸入反射鏡之前，而此時第二輸出反射鏡處在隱蔽位置上;對於白天觀察，位於所說的曲面目鏡後的所述的第二輸出反射鏡處在運行位置上，此刻第一輸入反射鏡處在隱蔽位置上。
更可取地，由於夜間光路的物鏡比直接在下面的光強倍增管具有較小的直徑，這就可能使白天光路光軸和夜間光路光軸彼此以一個小的傾斜角度相隔從而減小了觀察儀器特別是其上部區域的尺寸，而該區域是上述觀察儀器必需橫切穿過裝甲車殼體的。
當夜間光路運行時，從光強倍增管產生光束，尤其是，該光束被反射在觀察者的面部。由於夜間與白天兩個觀察系統組合在同一個殼體裡，這些反射的光束至少部分地通過白天觀察系統，從裝甲車的內部到裝甲車的外部，因而向一個陌生觀察者指示了裝甲車的存在，這應是避免的。因為這一理由，根據本發明的夜間與白天兩用組合的觀察儀器裝置的特徵是它包括一個使光強倍增管運行的自動裝置和白天光路的自動關閉裝置，該關閉裝置包括一個緊密的快門，它鉸接在所說的殼體上，當所說的第二輸出反射鏡處在運行位置上，用彈簧將快門往光束通路外拉，當所說的第二輸出反射鏡處在隱蔽位置上時，在光束通路中快門與白天光路的所說的光軸成直角。
由於按本發明的夜間和白天光路的光學部分動作的措施，更確切地說，兩個輸入反射鏡彼此前後相鄰，其中位於前面位置的縮小尺寸的夜間光路的反射鏡是隱蔽式的，這就使獲得這項發明的較佳實施方案成為可能，其特徵在於用所說的第一輸入反射鏡設置的夜間光路，能夠用繞它的光軸的旋轉運動來操縱，相對於中間前端的每一邊光路的旋轉限制在幾十度的範圍內，而且為了這一目的，夜間光路系統是可旋轉地配置在儀器裡，為此它還包括一個操縱杆。
光學部分另一個有利的特點是在夜間光路的所說的曲面目鏡之後的運行位置上存在一個第二輸出反射鏡，這個特殊方法可獲得實現本發明的實施方案，其特徵在於所說的曲面目鏡和第二輸出反射鏡中每一個都由一個具有半反射表面的稜鏡組成，所說的儀器還包括一個顯示所述的裝甲車的駕駛指令的裝置，這一裝置與所說的雙目鏡構成一個整體，而且它為夜間光路和白天光路所共用，它由光射二極體組件構成，發光二極體確定了駕駛指令的記號，所說的組件位於與目鏡的聚焦的平面相接的平面上，光射入目鏡中是用粘在雙目鏡的折回稜鏡的半反射表面上的稜鏡裝置和粘在構成所說的第二輸出反射鏡的稜鏡的半反射表面的三角形橫截面的稜鏡裝置來實現的。
為了使這項發明易於實施，現在結合附圖用實例全面地作如下說明。
圖1是根據本發明的儀器殼體和觀察儀器的光學部件的橫剖面的正視圖。
圖2a和圖2b是利用圖解分別表示儀器殼體被切開、儀器處在白天觀察位置上的橫剖面正視圖和後視圖。
圖3a和圖3b與圖2a和圖2b一樣分別表示儀器處在夜間觀察位置上的橫剖面正視圖和後視圖。
在每個圖上相同的參考記號表示具有相同功能的相同元件。
圖1所示的觀察儀器包括一個殼體，它以這樣一種方式配置，它橫跨裝甲車的壁面2，用儀器的觀察玻璃3封閉它的上面部分，該部分伸到裝甲車殼體的外邊。儀器的上面部分由兩個輸入反射鏡組成，它們彼此前後相鄰。第一輸入反射鏡4用來夜間觀察，它是可移動的，它能居於兩個穩定位置，在圖1用實線表示它處在隱蔽位置上。用點畫線表示它處在運行位置上。第二輸入反射鏡5用來夜間觀察，牢固地把它固定在殼體上部的後面。反射鏡4和反射鏡5用來使來自於視野的並用一個箭頭6記號表示的輸入光束分別偏向兩個方向，這兩個方向基本上與裝甲車的壁面2成直角。更可取地，反射鏡4和反射鏡5是三角形橫截面的全反射稜鏡，但是也可以採用反射鏡。經反射鏡5反射之後，把光束導向對準光軸7，光軸7表示白天光路的光軸。用一個光學裝置構成的白天光路，其放大倍數為1，它由稜鏡或反射鏡構成，而且至少設置有一個第二輸出反射鏡9。當第一輸入反射鏡4處於如圖1中點畫線所示的運行位置上時，輸入光束反射之後導向對準光軸11，光軸11用來標明夜間光路的光軸，沿光軸接著沿伸的是一個物鏡12、一個光強倍增管13和一個曲面目鏡14，更可取地是採用一個雙目鏡。光軸7和光軸11在同一平面上延伸，該平面與裝甲車的縱軸15平行，這樣一個平面處在圖1現在的狀態。第一輸入反射鏡4和第二輸出反射鏡9分別組成了第一個和第二個輪換的隱蔽裝置。通過第二輸出反射鏡9的操作，能控制隱蔽裝置，根據圖2和圖3，下面描述了這一實施方案。這些輪換的隱蔽裝置是如此設計的，當第一輸入反射鏡和第二輸出反射鏡其中任一個處於運行位置時，另一個則處於隱蔽位置。對於白天觀察，第二輸出反射鏡9居於它的運行位置，這用夜間光路的曲面目鏡14後的實線來表示，而此時第一輸入反射鏡居於它的隱蔽位置，例如象物鏡12旁邊的實線所表示的那樣。對於夜間觀察，是這樣獲得的，第二輸出反射鏡9處在它的運行位置上，而且使其從它的隱蔽位置上經過而離開，例如象光強倍增管13前的觀察儀器的殼體1上在圖1用的點畫線所表示的那樣，而此時第一輸入反射鏡4處在它的運行位置上，該位置用第二輸入反射鏡5之前的點劃線來表示。為了從白天運行的位置轉換到夜間運行的位置(或反之)，第二輸出反射鏡9的運動本身促使輸入反射鏡4從它的兩個穩定位置中的一個到另一個運動。
觀察儀器的殼體可通過裝甲車殼體2的孔16滑動，一個緊密結合的墊片17配置在儀器殼體的凸肩和裝甲車殼體的凸肩之間，這就使組件得到封嚴。圖上沒有說明和表示普通形式的固定儀器的方式。
圖1所示的白天光路系統由三個稜鏡組成，即已經介紹的輸入稜鏡5，中間的平行六面體稜鏡18和由第二輸出反射鏡9構成的輸出稜鏡，輸出稜鏡可以是一個全反射稜鏡，但是它的反射表面19更可取地是半透明的。也更可取地，採用一個平行六面體的稜鏡21在稜鏡18的方向上延伸，銜接稜鏡18與稜鏡9。稜鏡5，稜鏡18，稜鏡21和稜鏡9所採用的玻璃的折射率是高的，即1.6的數量級，利用這些稜鏡構成的白天光路系統就可以通過孔16獲得大視野。
把夜間光路的物鏡12內接在一個園筒上，園筒的直徑比光強倍增管直徑小。這樣一個措施允許把儀器製造得更緊湊，白天光路的光軸7和夜間光路的光軸11相對於上部以一個小角度傾斜，在圖中這一角度A在10°和20°之間。
當觀察儀器處在夜間運行位置時，象下面根據圖3a和圖3b所述的那樣，由稜鏡9和稜鏡21構成的組件是隱蔽的，為了允許通過目鏡觀察，在目鏡的後面曲面目鏡14的周圍留有一定的自由空間，這就有可能使來自於裝甲車內部的光，更確切地說，由光強倍增管13發射的光和從觀察者的面部反射的光通過白天光路的稜鏡18和稜鏡5從裝甲車的內部傳到裝甲車的外部。即使這個反射的光束是很小的，也足以向裝甲車附近的陌生觀察者指出裝甲車的存在。因為這一原因，更可取的是保證由白天觀察轉換到夜間觀察的過程中，自動使白天光路的關閉裝置運行。在圖1所示的實施方案中採用關閉裝置的快門22來實現這一關閉，快門22鉸接在軸23上，軸與殼體1構成一個整體。在與圖1所示的相反的夜間運行位置上，用彈簧24拉快門22，使其靠在中間稜鏡18上的內表面，也就是說，把快門拉入垂直於白天光路的光軸7的光束通路中。在轉換到白天位置期間，在第二輸出反射鏡9，21配置在它的運行位置之前(如圖1所示)，升高快門是必要的。然後在彈簧24的作用下又將快門22關閉在稜鏡9的組件外，而這樣也對儀器固定的穩定起了一定的作用。在後一位置上，將快門從光束通路中拿開，該光束通過白天的光路。
更可取地，把構成夜間光路的光學元件4，12，13和14可旋轉地安裝在殼體1上。採用已知類型的支承裝置，圖中未表示，它位於光強倍增管13的區域，就能保證該組件繞夜間光路的光軸11在1個或另一個旋轉方向上轉幾十度左右，在現在的情況下夜間光路的光軸是垂直的，在中間前端的任一邊上。為了這一目的，在支承位置25上設置了一個定向杆，它的剖面視圖示於圖1。利用鉸接裝置可把定向杆摺疊在曲面雙目鏡14下面，圖中未表示，定向杆允許在支承位置上把夜間光路定向，例如±25°左右，跳動5°，採用一個已知的滾珠結構可保持在該位置上。能保證在白天狀態中定向杆25的摺疊位置使白天光路在夜間工作位置中固定不動，如圖1所示。按照變化，可用電動機使夜間光路轉動，而且可利用裝甲車的飛輪運動或觀察者的頭部運動來控制它的旋轉運動。例如具有瞬間40°的垂直視野和瞬時50°的水平視野的夜間光路，由於夜間光路的旋轉，這樣就可使整個水平視野增大到100°，夜間光路的放大倍數處在0.9和1之間。
上面所述的觀察儀器的設計允許用單個裝置顯示駕駛指令，該單個裝置為白天光路和夜間光路所共用，在現在的情況下觀察者是裝甲車的駕駛員。與夜間光路的雙目鏡構成一個整體的這一裝置26採用一個發光二極體組件構成，採用紅色發光二極體為較好，它確定並表明了駕駛指令的記號，例如不同方向的箭頭，這一組件處在一個平面上，該平面同目鏡的聚焦平面相連。射入光記號的目鏡的視野中，它可利用具有7個表面的一個稜鏡27來獲得，該27上有個透鏡，該透鏡是粘在目鏡的折回稜鏡的表面28上，在現在的裝置中它是半反射的。稜鏡27更可取地是一個二級的波羅(Porro)半稜鏡，它許可沿裝置26的一邊合攏起來。這樣就校準了記號，例如對於夜間光路在2米處。由於利用稜鏡29恰好在曲面目鏡14後把輸出反射鏡9配置在運行位置上，對於白天觀察，也使這些信息可見。稜鏡29具有雙目鏡的高度，為了形成一個具有平行表面的平板，它緊貼粘在稜鏡9的表面19上。(在這種情況下表面是半反射的)稜鏡29的表面30更可取地是一個球形的校正的小曲率的折光度的表面，它在無限遠處瞄準了記號。這就可能用夜間和白天兩個光路顯示車駕駛員給定的駕駛指令，它在有效期內附加在視野前景上，但是後者沒有消失，設想裝甲車是一輛坦克。為了使脫離主軸以便觀察，即夜間在2米距離上，白天在無限的距離上。這些駕駛指令更可取地朝向視野的下部是可見的。
圖2和圖3表示輪流隱蔽裝置的實施方案，(第一和第二隱蔽裝置)，它許可從白天的觀察轉換到夜間觀察，或反之。
在圖2a和圖2b上，表示儀器處在白天觀察位置上，在該位置上第二輸出反射鏡(稜鏡9)處在運行位置上，第一輸入反射鏡(稜鏡4)處在隱蔽位置上。這些圖也表示了第二輸出反射鏡的第二隱蔽裝置。為了繞軸31轉動，用側面的連杆32在它的端部支承稜鏡9，軸31垂直於光軸7和光軸11確定的平面。每一套側面的連杆32是用兩個杆構成的，為了轉動，它們彼此鉸接在一起，而且連杆承受回位彈簧所施加的持久的回位力，回位彈簧具有兩個平衡位置，它作為一個拉伸彈簧用，它用記號33表示，它使連杆變成可延伸的。因此，對於連杆來說，可獲得兩個平衡位置，即一個圖2和圖3所示的折起來的位置和一個延伸的位置，圖中未表示出來，它許可稜鏡9在雙目鏡的下面轉移。為了轉動，連杆的另一端用軸頸裝置34支承在殼體1上，其軸與軸31平行。為了轉到夜間觀察位置上，觀察者人工地在稜鏡9的向後方向上施加一個縱向的牽引運動，於是就在雙目鏡的下面施加了約180°的旋轉運動，這使稜鏡9轉到圖3a所示的夜間隱蔽位置上。這一旋轉運動使隱蔽稜鏡4的第一裝置運行，(圖中未表示)致使稜鏡4按照在垂直於光軸7和光軸11所確定的平面內旋轉90°從它的隱蔽位置轉到示於圖3a和圖3b的運行位置上，稜鏡4安裝在支承裝置35上，採用臂36將支承裝置35鉸接在夜間光路的物鏡12上。例如用鎧裝的電纜構成第一裝置，鎧裝的電纜用輪子傳輸，輪子與軸36構成一個整體，把電纜的一端連接在支承裝置35上。當繞著輪子盤繞鎧裝的電纜時，使稜鏡4反抗回位彈簧的作用，運動到它的運行位置上，當稜鏡4支承在運行位置的中斷接合點上，就獲得了這一運行位置。為了將稜鏡4轉換到它的隱蔽位置，鬆開輪子的鎧裝電纜和回位彈簧的伴隨作用，來獲得這一相反運動。為了轉換到白天觀察位置，對於稜鏡9和稜鏡4來說，上述所有運動倒轉。更可取地，分別利用光強倍增管上的電的微型觸點上的點火與熄火的動作也可以控制稜鏡9的運動。
權利要求
1.一個包含在單個儀器殼裡的夜間與白天兩用組合的裝甲車儀器，為了使來自於視野的輸入光束分別偏向夜間光路和白天光路的光軸方向，該儀器分別包括一個第一可移動的輸入反射鏡和一個第二輸入反射鏡，由一個物鏡，一個光強倍增管和一個曲面目鏡構成夜間光路，而用放大倍數為1的光學系統組成白天光路，該光學系統至少含有一個第二輸出反射鏡。該裝置的特徵是使白天光路的光軸與夜間光路的光軸在同一平面上延伸，該平面與所述的裝甲車的縱軸平行，可利用第二輸出反射鏡的操作，使所說的第一輸入反射鏡和所述的第二輸出反射鏡是輪流隱蔽的，第二輸出反射鏡組成了第二個隱蔽裝置，這樣，對於夜間觀察，使位於第二輸入反射鏡前的第一輸入反射鏡處在它的運行位置上，第二個輸出反射鏡處在隱蔽位置上，而對於白天觀察，位於所說的曲面目鏡後的所述的第二輸出反射鏡處在它的運行位置上，第一輸入反射鏡處在它的隱蔽位置上。
2.按權利要求
1的一個夜間與白天兩用組合的觀察儀器，其特徵是所述的夜間光路的光軸和白天光路的光軸彼此相對於它們的上部以一個小角度傾斜。
3.按權利要求
1或2的一個夜間和白天兩用組合的觀察儀器，其特徵是第二個隱蔽裝置由側向連杆組成，側向連杆鉸接並用彈簧裝置使其伸展，彈簧吊住所說的第二輸出反射鏡，使第二輸出反射鏡處在運動位置的目鏡後以及隱蔽位置時的目鏡前面分別倚靠在觀察的儀器上，從這兩個穩定位置中的一個到另一個的轉換，採用一個縱向的牽引運動和一個在所述的目鏡下面約180°的旋轉運動來實現。
4.按權利要求
1至3的一個夜間與白天兩用的組合的觀察儀器，其特徵是它包括一個白天光路的自動關閉裝置，該關閉裝置由一個緊密的快門組成，快門鉸接在所說的殼體上，當所說的第二輸出反射鏡處在運行位置上時，用彈簧把快門從光束通路中拉出來，當第二輸出反射鏡處在隱蔽位置上時，快門與白天光路的所說的光軸成直角。
5.按權利要求
1至4中任意一項的一個夜間與白天兩用的組合的觀察儀器，其特徵是所說的反射鏡由一個三角形橫截面的稜鏡構成，並且沿白天光路的光軸伸展的所述的光學部件用一個平行的六面體稜鏡構成。
6.按權利要求
1至5中任意一項的一個夜間與白天兩用組合的觀察儀器，其特徵是可利用一個繞它的垂直光軸的旋轉運動就能夠操縱夜間光路，光軸限制在中間前端任一邊幾十度上，為了這一目的，夜間光路可旋轉地支承在這一裝置上，為此包括一個操縱杆。
7.按權利要求
1至6中任意一項的一個夜間與白天兩用的組合的觀察儀器，其特徵是所述的曲面目鏡和第二輸出反射鏡，其中每一個都由一個稜鏡組成，稜鏡具有半反射表面，而且所述的儀器還包括一個顯示所述的裝甲車駕駛指令的裝置，該裝置與所述的曲面目鏡成為一個整體，並且為白天光路和夜間光路所共用，該裝置由一個發光二極體組件構成，該二極體確定了駕駛指令的記號，所說的組件處在一個平面上，該平面同目鏡的聚焦平面相連，射入曲面目鏡的視野中用緊靠粘在雙目鏡的折回稜鏡半反射表面上的稜鏡裝置和緊靠粘在構成所述第二輸出反射稜鏡半反射表面的三角形橫截面稜鏡裝置來實現。
8.按權利要求
1至7中任意一項的一個夜間與白天兩用組合的觀察儀器，其特徵是該裝置是一個反射映畫器，它具有一個打算用來駕駛坦克的大水平視野，對於這樣一個反射映畫裝置，觀察是一個夜間與白天兩用的雙目鏡。
專利摘要
該儀器包含在單個的儀器殼體裡，為了使輸入的光束分別沿夜間光路的光軸(11)和白天光路的光軸(7)偏向，該儀器包括一個第一可移動的輸入反射鏡(4)和一個第二輸入反射鏡(5)。利用第二輸出反射鏡的操作，使第一輸入反射鏡和第二輸出反射鏡是輪流隱蔽的，它構成了隱蔽裝置，這樣，對於夜間觀察，位於所說的第二輸入反射鏡之前的第一輸入反射鏡處在運行位置上，此時第二輸出反射鏡處在隱蔽位置上，對於白天觀察，位於曲面目鏡後的第二輸出反射鏡處在運行位置上，而第一輸入反射鏡則處在隱蔽的位置上。
文檔編號G02B23/12GK86100880SQ86100880
公開日1986年10月1日 申請日期1986年2月19日
發明者費爾南德·雷內·洛伊, 瓊-盧克·埃斯皮 申請人:菲利浦光燈製造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan