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Title:
NIGHT VISION DEVICE COMPRISING A LENS, AN IMAGE INTENSIFIER TUBE, AN INVERTER SYSTEM AND AN EYEPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/083931
Kind Code:
A1
Abstract:
A night vision device comprising a lens, an image intensifier tube, an inverter system and an eyepiece. The inverter system performs inversion of an image by optical imaging through optical elements.

Inventors:
BESENMATTER WALTER (DE)
TAUTZ VOLKER (DE)
SCHLITT HARALD (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/002427
Publication Date:
September 30, 2004
Filing Date:
March 10, 2004
Export Citation:
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Assignee:
HENSOLDT & SOEHNE OPTIK (DE)
BESENMATTER WALTER (DE)
TAUTZ VOLKER (DE)
SCHLITT HARALD (DE)
International Classes:
G02B23/12; (IPC1-7): G02B23/12
Foreign References:
EP1126298A12001-08-22
DE1497524A11969-08-07
USH001645H1997-05-06
US4463252A1984-07-31
US4639099A1987-01-27
Attorney, Agent or Firm:
Gnatzig, Klaus c/o Carl, Zeiss (Patentabteilung, Oberkochen, DE)
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Claims:
Ansprüche :
1. Nachtsichtgerät mit einem Obj elctiv, einer Bildverstärkungsröhre,. und ienem zwischen Bildverstärkungsröhre und Okular angeordnetem Umkeehrsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrsystem (33) optisch abbildende Elemente (34) zur Bildumkehr mittels, einer optischen Abbildung umfasst.
2. Nachtsichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Elemente (34) Linsen vorgesehen sind.
3. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrsystem (33) aus optischen Linsen (34) und oder Prismen besteht.
4. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Objektiv (3) und einem Grundgerät (17) des Nachtsichtgerätes (1) eine Verbindungsvorrichtung (7) angeordnet ist.
5. Nachtsichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) ein erstes Verbindungsteil (15), das mit dem Objektiv verbunden ist, umfasst, wobei dieses erste Verbindungsteil (15) mit einem Gegenstück (16) in Eingriff gebracht werden kann.
6. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgerät (17) des Nachtsichtgerätes im optischen Wirlcungsbereich dicht ist.
7. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gelcennzeichnet, dass das Nachtsichtgerät (1.) mit Befestigungselementen (49) für Handschlaufen auf der rechten und der linken Seite des Gehäuseteils (24) versehen ist.
8. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regulierung der Verstärkung vorgesehen ist.
9. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zuschaltbare Zusatzbeleuchtung (23), vorzugsweise eine zuschaltbare IRLED vorgesehen ist.
Description:
Beschreibung : Nachtsichtgerät, umfassend ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre, ein Umkehrsvstem und ein Okular Die Erfindung betrifft ein Nachtsichtgerät, umfassend ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre, ein Umkehrsystem und ein Okular.

Aus der US 5,029, 963 ist ein Nachtsichtgerät, das ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre der 3. Generation und ein Okular umfasst, bekannt. Durch die Bildverstärkungsröhre der 3.

Generation wird ein Bild ausgegeben, das bereits die richtige Orientierung aufweist. Das wird dadurch erreicht, dass die Bildverstärkungsröhre eine Faseroptik für die Bildumkehr umfasst.

Aus der US 5,495, 364 ist eine dichte Verbindung von zwei Gehäuseteilen, ohne dass eine Dichtung erforderlich ist, bekannt.

Aus der US 5, 084, 780 ist ein Tag-und Nachtsichtgerät, das eine Bildverstärkungsröhre der 3. Generation aufweist, bekannt. Damit wird die Bildinvertierung mittels einer Faseroptik bereitgestellt.

Aus der US 4,463, 252 ist ein Nachtsichtgerät gekannt, das eine Faseroptik für eine Bildumkehr und einen nachgeordneten Kollimator aufweist. Hier ist wiederum der Nachteil der schlechten Bildqualität aufgrund der verwendeten Faseroptik vorhanden.

Nachteilig ist bei den Nachtsichtgeräten, die als Umkehrsystem eine Faseroptik aufweisen, dass aus schadhafte Einzelnfasern eine schlechte Bildqualität resultiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Nachtsichtgerät mit einer guten Bildqualität bereitzustellen. Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Nachtsichtgerät mit einer flexiblen Verwendungsmöglichkeit, insbesondere durch den Einsatz verschiedener Objektiv-Varianten, bereitzustellen. Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde das Handling des Nachtsichtgerätes zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahme gelöst, ein verbessertes Urnkehrsystem mit optisch abbildenden Elementen vorzusehen, das zwischen Lichtverstärkungsröhre und Okular angeordnet ist..

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Verbindungsvorrichtung zwischen Objektiv und Gundgerät des Nachtsichtgerätesworzusehen. Durch diese Verbindungsvorrichtung kann das Objektiv lösbar mit dem Grundgerät verbunden werden. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Objektive zusammen mit dem Nachtsichtgerät einzusetzen.

Insbesondere hat es sich vorteilhaft herausgestellt, als Verbindungsvorrichtung ein C- Mount vorzusehen, der als Standardverbindungselement bei Objektive ausgebildet ist, die in der Photographie verwendet werden.

Um ein gutes Handling des Nachtsichtgerätes sowohl für Links-wie auch Rechtshandler bereitzustellen, sind auf der linken sowie auf der rechten Gehäuseseite des Grundgerätes Befestigungselemente ausgebildet. Mittels dieser Befestigungselemente lassen sich Handschlaufen sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Nachtsichtgerätes befestigen.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.

Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfindung exemplarisch beschrieben.' Figur 2 ; Seitenansicht eines Nachtsichtgerätes mit einem Objektiv der Vergrößerung 5, 6 Figur 2 ; Schnitt durch das in Figur 1 gezeigte Nachtsichtgerät Figur 3, Nachsichtgerät mit einem Objektiv der Vergrößerung 1, 2 Figur 4 ; Schnitt durch das in Figur 3 gezeigte Nachtsichtgerät Figur 5 ; Schnitt durch das Objektiv mit der Vergrößerung von 1, 2.

Anhand von Figur 1 und Figur 2 wird zunächst der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Nachtsichtgerätes beschrieben. Das Nachtsichtgerät ist in Modulen aufgebaut, Ein Modul wird durch das Objektiv 3 s 45 gebildet. Ein weiteres Modul wird durch das Grundgerät 17 bebildet. Weiterhin könnte auch ein weiteres Modul durch das Okular gebildet werden, was bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist..

Durch Austausch von mindestens einzelnem Modul kann auf einfache Weise die Performance des Nachtsichtgerätes verändert werden.

Dieses in Figur 1 und 2 gezeigte Objektiv 3, 45 weist in Verbindung mit dem Grundgerät 17 eine Vergrößerung um den Faktor 5, 6 auf. Zur Verbindung des Objektivs 3 mit dem Grundgerät 17 des Nachtsichtgerätes 1 ist ein Verbindungsvorrichtung 7 vorgesehen. Zur Verriegelung der Verbindungsvorrichtung 7 ist eine Verdrehsicherung 5 vorgesehen.

Das Grundgerät 17 ist mit einem Gummibezug 29 versehen. In diesem Gummibezug sind beidseitig Griffmulden 47 ausgebildet. Zur Befestigung von Handschlaufen sind Festigungselemente 49 beidseitig ausgebildet, wie insbesondere aus Figur 3 zu ersehen ist.

Zur Befestigung des Nachtsichtgerätes an einem Stativ ist eine Stativaufnahme 37 an der Unterseite des Grundgerätes 17 ausgebildet. An der Oberseite des Grundgerätes sind 3 Tastschalter ausgebildet. Der erste Tastschalter 31a auf der dem Objekt zugewandten Seite ist für ein Ein-und Ausschalten einer Zusatzbeleuchtung 23 vorgesehen. Als Zusatzbeleuchtung ist hier eine IR-LED vorgesehen, die im unteren Gehäuseteil, wie insbesondere aus Figur 2 und 4 ersichtlich ist, angeordnet ist. Die weiteren benutzerseitig angeordneten Tastschalter 3 lb und 31c sind zum Ein-und Ausschalten des Nachtsichtgerätes und für eine regelbare Verstarkungsleistung vorgesehen. Werden diese beiden Tastschalter 31b und 31c gleichzeitig gedrückt, so wird das Nachtsichtgerät ausgeschaltet. Wird der Tastschalter 31 c allein betätigt, so wird das Nachtsichtgerät bei mittlerer Verstärkungsleistung eingeschaltet. Zur Steigerung der Verstärkungsleistung ist dieser Tastschalter solange zu drücken bis die gewünschte Bildqualität erreicht ist. Ist eine Verminderung der Verstärkungsleistung gewünscht, so ist der mittlere Tastschalter 3 lob solange zudrücken bis die gewünschte Bildquälität erreicht ist.

Im Grundgerät 17 ist ein Okular 39 mit einer schiebbaren Augenmuschel 41 integriert..

Dieses Grundgerät 17 ist innerhalb des optischen Wirkungsbereichs, d. h. zwischen Verstärkungsröhre 35, Umkehrsystem, Okular 39 druckdicht and Stickstoff gefüllt.

Verantwortlich für diese Dichtigkeit ist die Absichtung der Fassungsteile und der Verstärkungsröhre 35, des Umkehrsystems 33 und des Okulars 39 untereinander sowie zur Optik durch Dichtelemente und Kleber.

In der Schnittzeichnung, Figur 2, ist die Bildverstärkungsröhre 35 und das Umlcehrsystem 33 zu erkennen. Die Bildverstärkungsröhre 35 schließt sich an das Objektiv 3 an, wobei das Umlcehrsystem 33 sich wiederum an die Bildverstärkungsröhre 35 anschließt. Hier ist . eine Bildverstärkerröhre der 11 Generation vorgesehen. Solche Bildverstärkerröhren werden beispielsweise von der Firma Photons angeboten. Das mittels des Urnkehrsystems 33 bereitgestellte. Bild wird mittels des Okular 39 für den Benutzer nachvergrößert. Das Okular 39 weist eine Schiebeaugenmuschel 41 auf, durch die störendes Licht von der Seite abgehalten wird. Weiterhin ist dadurch die Verwendung für Normalsichtige und Brillenträger gewährleistet. Aus dieser Schnittzeichnung ist weiter zu ersehen, dass in dem Gehäuseuntereil 25 des Grundgerätes 17 eine Ausnehmung für die Aufnahme zweier Batterien 21 vorgesehen ist. Diese Batterieaufhabme ist mittels eines Deckels 19 verschlossen. Weiterhin ist in dem unteren Bereich des Grundgerätes des Nachtsichtgerätes 17 eine Zusatzbeleuchtung 23, hier in Form einer IR-LED, angeordnet.. Diese Zusatzbeleuchtung 23 kann bei unzureichendem Restlicht zugeschaltet werden. Das Gehäuseunterteil 25 wird durch eine Abdeckung 51 abgedeckt.

Das Objektiv ist über ein Gewinde als Verbindungsvorrichtung 7 mit dem Grundgerät 17 fest verbindbar. Als Verbindungsvorrichtung eignen sich insbesondere die unter dem Namen C-Mount bekannten Verbindungen, Zur Sicherung der Verbindung zwischen Objektiv und Grundgerät 17 wird eine Verdrehsicherung 5, die eine Längsverzahnung 6, wie insbesondere aus Figur 5 zu ersehen ist, aufweist. Diese Längsverzahnung 6 wird in eine Gegenverzahnung 18, die in dem Grundgerät ausgebildet ist, eingeschoben. Diese Verdrehsicherung ist ihrerseits drehfest und axial entlang der Mittenachse des Objektives verschiebar gelagert.. Dadurch wird ein ungewolltes Verdrehen des Objektives und damit ein Lösen des Objektives von dem Grundgerät vermieden, so lange die Verdrehsicherung eingeschoben ist. Wird die Verdrehsicherung entlang der optischen Achse 2 in Richtung Objekt verschoben und damit die in Eingriff befindlichen Verzahnungen 6, 18 außer Eingriff gebracht, so wird damit die Verdrehsicherung gelöst. Das Objektiv 3 kaum dann von dem Grundgerät 17 losgeschraubt werden. Dadurch ist es möglich komfortabel unterschiedlichste Objektive mit entsprechender Verdrehsicherung mit einem Grundgerät 17 eines Nachtsichtgerätes 1 zu verbinden.

Zur Fokussierung des Nachtsiclitgerätes mittels des Objektives 3, Fig. 5, ist ein Drehring 4 vorgesehen. Wird der Drehring 4 gedreht, so werden innerhalb des Objektives gelagerte Linsen entlang der optischen Achse für eine Fokussienmg auf eine gewünschte Entfernung axial verschoben.

Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Nachtsichtgerät, unterscheidet sich von dem zuvor anhand Figur 1 und 2 beschriebenen Nachtsichtgerät dadurch, dass ein Objektiv mit einem Vergrößerungsfaktor von 1, 2 fest mit dem Grundkörper 17 des Nachtsichtgerätes anstelle des in Figur 2 und 1 dargestellten Objektives mit einer 5, 6fachen Vergrößerung, verbunden ist. Wiederum ist das Umkehrsystem 33 nach der Bildverstärkerröhre angeordnet. Wie zu ersehen ist, besteht das Umkehrsystem aus verschieden geformten optischen Linsen.

In Figur 5 ist das Objektiv gemäß Figur 4 nochmals einzeln dargestellt. Die vom Drehring eingeleitete Rotationsbewegung wird auf einen Innenring 55 übertragen. Mit diesem Innenring 55 ist ein Stift, der senkrecht zur optischen Achse 2 angeordnet ist, fest verbunden. Dieser Stift 59 ragt in eine Nut 63, die in einer Lihsenfassung 61 ausgebildet ist. Der Stift 59 dient als Anschlag für eine Einstellung auf Nah und Unendlich Die Linsenfassung 61 ist ihrerseits axial verschiebbar entlang der optischen Achse. Damit wird durch Drehbewegung des Ringes 4 eine translatorische Bewegung der in der Linsenfassung 61 gelagerten Linsen entlang der optischen Achse erreicht. In dieser Abbildung. ist der Gewindeanschluss-15 der Verbindungsvorrichtung 7, besonders schön zu erkennen.

Weiterhin ist die Längsverzahnung 6 der Verdrehsicherung auch deutlich zu erkennen.

Tabelle 1 : Figur 1 & 2 Figur 3 & 4 Bildverstärkerröhre 2. Generation 2. Generation Firma Photons Firma Photons Lichtverstrahlung 20 000 cd/m2/lx 20 000 cd/m2/lx Austrittspupille 5mm Smm Okularbrennweite 15,7mm 15, 7mm Dioptrieverstellung 4 Dioptrien 4 Dioptrien Länge 233 mm 170m Breite 80 mm 70 Höhe 100mm 95 Gewicht 1 100 g 700 g Gewicht Grundkörper 580 g 580 g ohne Objektiv Bildfeldgröße bei 1000 Meter 144 m 650 m Vergrößerung insg. 5,6 fach 1, 2 fach Aperture (2 x Sigma) 8, 2° 36, 08° Brennweite 125 mm 27, 5mm focal length.

Bezugszeichenliste : 1 Nachtsichtgerät 43 Objektiv 1, 2 fach 2 optische Achse 24 Gehäuseteil 3 Objektiv 25 Gehäuseunterteil 4 Drehring 27 Gehäuseoberteil 5. Verdrehsicherung 29 Gummibezug 6 Längsverzahnung 31 Folientastatur 7 Verbindungsvorrichtung 33 Umkehrsystem 34 optisch abbildendes Element 9 erstes Verbindungsteil 35 Bildverstärkungsröhre 11 Gegenstück 37 Stativaufnahme 13 Gewinde 39 Okular 15 Gewindeanschluss 41 Schiebeaugenmuschel 16 Gegenstück 17 Grundgerät 43 Objektiv mit Vergrößenrngsiaktor. l, 2 18 Gegenverzahnung 19 Batteriefachdeckcl 45 Objektiv mit Vergrößerungsiaktor 5,6 21 Batterie 47 Griffmulden 23 Zusatzbeleuchtung, IR-LED 49 Befestigungselemente 51 Abdeckung für Gehäuseunterteil 55 Innenring 57 Verzahnung 59 Stift 61 Linsenfassung 63 Nut