RU2054157C1

RU2054157C1 - Laser collimator sight

Info

Publication number: RU2054157C1
Application number: RU92002761A
Authority: RU
Inventors: С.И. Трофимов; В.А. Шамбуров
Original assignee: Институт кристаллографии РАН
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1996-02-10

Abstract

FIELD: weapons. SUBSTANCE: semiconductor laser of visible radiation (λ = 0,67 μm) with irradiation land

Description

Изобретение относится к оптическим прицелам, точнее к коллиматорным прицелам. The invention relates to optical sights, more specifically to collimator sights.

Известны следующие типы коллиматорного прицела. The following types of collimator sight are known.

1. Коллиматорный прицел первоначального типа состоит из трех основных частей (фиг.1):
а) коллиматора, слагающегося из источника света, электрической лампочки накаливания, освещающего непрозрачную сетку с прозрачным отверстием или перекрестием в ее центре, и объектива, в фокальной плоскости которого расположена сетка. Коллиматор преобразует расходящийся из центра сетки пучок лучей в параллельный пучок лучей на выходе из объектива;
б) плоскопараллельной пластины с 50%-ным зеркальным покрытием, укрепленной жестко на корпусе коллиматора под углом в 45^о к его оптической оси. При этом параллельный пучок лучей, выходящий из объектива коллиматора, падает на зеркальную плоскость пластинки и после отражения отклоняется от своего первоначального направления на прямой угол и направляется в глаз стрелка, который видит мнимое изображение светящейся сетки на бесконечном расстоянии от него, т.е. на фоне отдаленной цели, и в процессе наводки совмещает ее центр, который для простоты в дальнейшем будем называть оптической или просто мушкой прицела, с выбранной точкой цели;
в) юстировочного механизма, связывающего корпус коллиматора со стрелковым оружием и предназначенного для его пристpелки, в процессе которой добиваются совпадения мушки прицела с центром рассеяния дроби или пулевых попаданий в ряде выстрелов при жестко закрепленном оружии для заданной дистанции до цели. Юстировочным механизмом осуществляются на малые углы корпуса коллиматорного прицела вокруг вертикальной и перпендикулярной к линии визирования горизонтальной оси.1. The collimator sight of the initial type consists of three main parts (figure 1):
a) a collimator composed of a light source, an incandescent light bulb illuminating an opaque grid with a transparent hole or a crosshair in its center, and a lens in the focal plane of which the grid is located. The collimator converts a beam of rays diverging from the center of the grid into a parallel beam of rays at the exit of the lens;
b) a plane-parallel plate with a 50% mirror coating reinforced collimator rigidly on the housing at an angle of ⁴⁵ ° to its optical axis. In this case, a parallel beam of rays emerging from the collimator lens falls onto the mirror plane of the plate and, after reflection, deviates from its original direction by a right angle and is directed into the eye by an arrow who sees an imaginary image of a luminous grid at an infinite distance from it, i.e. against the background of a distant target, and in the process of aiming, it combines its center, which for simplicity will be called hereinafter an optical or just a sight sight, with a selected target point;
c) an adjustment mechanism connecting the collimator body with small arms and designed for its target, during which the sight flies coincide with the center of dispersion of the shot or bullet hits in a number of shots with the gun fixed for a given distance to the target. The alignment mechanism is carried out at small angles of the body of the collimator sight around the horizontal axis vertical and perpendicular to the line of sight.

2. В другом типе корпус коллиматора жестко связан со стрелковым оружием, а юстировочный механизм содержится в корпусе коллиматора и предназначен для малых смещений сетки в ее плоскости в двух соответствующих взаимно перпендикулярных: вертикальном и горизонтальном направлениях. 2. In another type, the collimator body is rigidly connected with small arms, and the adjustment mechanism is contained in the collimator body and is designed for small displacements of the grid in its plane in two corresponding mutually perpendicular: vertical and horizontal directions.

Эти типы коллиматорного прицела можно рассматривать в качестве аналогов изобретения [1]
В качестве дополнительных аналогов можно сослаться на источники [2,3] Сущность первого из них заключается в применении триппель-призмы в качестве отражателя параллельного пучка лучей от коллиматора, а второго в применении афокальной линзы-мениска полупрозрачным зеркальным покрытием его вокруг поверхности вместо плоских зеркал и обычного коллиматора с объективом. Какая либо информация об источниках света в описании патентов отсутствует, кроме того, что они требуют электрического питания.These types of collimator sight can be considered as analogues of the invention [1]
As additional analogues, one can refer to sources [2,3]. The essence of the first one is to use a triple prism as a reflector of a parallel beam of rays from a collimator, and the second to use an afocal meniscus lens with a translucent mirror coating it around the surface instead of flat mirrors and conventional collimator with a lens. Any information on light sources in the patent description is missing, except that they require electrical power.

3. В третьем типе в промежутке между сеткой и объективом коллиматора или между объективом коллиматора и полупрозрачной зеркальной пластинкой содержится дополнительно непрозрачное алюминированное зеркало, установленное параллельно или под прямым углом к первому с целью сокращения поперечного габарита коллиматорного прицела. Оба зеркала жестко связаны с корпусом коллиматора, снабженного юстировочным механизмом, указанным в п.2. Источником света служит излучающий торец круглого световода, освещаемого дневным светом в радиальных направлениях, с довольно большим диаметром 0,5 мм в фокальной плоскости объектива. Этот тип коллиматорного прицела можно квалифицировать, как прототип изобретения. Такой прицел выпускает фирма США "Weaver" со следующей маркировкой на его корпусе: "Weaver, Quick Point, USA", которая определяет этот прототип, как коллиматорный прицел с "точечной оптической мушкой" фирмы "Weaverz" USA. 3. In the third type, in the interval between the grid and the collimator lens or between the collimator lens and the translucent mirror plate, an additionally opaque aluminized mirror is installed mounted parallel or at right angles to the first in order to reduce the transverse dimension of the collimator sight. Both mirrors are rigidly connected to the body of the collimator, equipped with an adjustment mechanism specified in paragraph 2. The light source is the emitting end of a circular fiber, illuminated by daylight in radial directions, with a rather large diameter of 0.5 mm in the focal plane of the lens. This type of collimator sight can be qualified as a prototype of the invention. Such a sight is produced by Weaver, USA with the following marking on its case: Weaver, Quick Point, USA, which defines this prototype as a collimator sight with a Weaverz USA point-and-spot optical sight.

Недостатком первого аналога (п. 1,а,б,в) применительно к его использованию в качестве прицела охотничьего оружия является значительно больший его поперечный размер относительно продольного, а ближайшего аналога (патент США N 4665662) снижающие точность прицеливания сферическая аберрация и кома зеркального объектива мениска коллиматора, оптическая ось которого установлена под значительным углом α к оси визирования стрелка на цель, а сетка при этом смещена относительно оси визирования на расстояние
Y≥

tg 2α где r радиус кривизны зеркала;
tgα

где Dз диаметр зеркала.The disadvantage of the first analogue (paragraph 1, a, b, c) with regard to its use as a sight of a hunting weapon is its significantly larger transverse dimension relative to the longitudinal one, and the closest analogue (US patent N 4665662) reduces spherical aberration and coma of the mirror lens meniscus of the collimator, the optical axis of which is set at a significant angle α to the axis of sight arrow on the target, and the grid is offset from the axis of sight by a distance
Y≥

tg 2α where r is the radius of curvature of the mirror;
tgα

where Dz is the diameter of the mirror.

Недостатком прототипа является большой диаметр 0,5 мм излучающей площадки источника света, при котором параллактический угол оптической мушки, от которого зависит точность прицеливания, слишком большой ≈12'. Поэтому прототип пригоден для стрельбы из дробового ружья и не пригоден для стрельбы из нарезного пулевого оружия. The disadvantage of the prototype is the large diameter of 0.5 mm of the emitting area of the light source, at which the parallactic angle of the optical front sight, on which the accuracy of aiming depends, is too large ≈12 '. Therefore, the prototype is suitable for firing a shotgun and is not suitable for firing from a rifled bullet weapon.

Другим недостатком прототипа является малая яркость оптической мушки, т. е. ее контраст на фоне цели. Another disadvantage of the prototype is the low brightness of the optical front sight, i.e., its contrast against the background of the target.

Целью изобретения является существенное повышение точности прицеливания и контраста (яркости) оптической мушки на фоне цели. The aim of the invention is to significantly improve the accuracy of aiming and contrast (brightness) of the optical front sight against the background of the target.

Поставленная цель достигается за счет применения в качестве "точечного" источника света в фокусе коллимационного объектива коллиматорного прицела полупроводникового лазера видимого излучения ( λ= 0,67 мкмл) с излучающей площадкой ≈1 мкм х 5 мкм. При этом достигается уменьшение параллактического угла оптической мушки прицела и соответственно повышение точности прицеливания по сравне- нию с прототипом в

500 раз, а также существенное увеличение контраста оптической мушки прицела на фоне цели за счет большой яркости излучающей площадки ≈1 мкм х 5 мкм 5 мкм² полупроводникового лазера.This goal is achieved through the use of a semiconductor laser of visible radiation (λ = 0.67 μml) with an emitting area of ≈1 μm x 5 μm as the "point" light source in the focus of the collimation lens of the collimator sight. This achieves a decrease in the parallactic angle of the optical sight of the sight and, accordingly, an increase in the accuracy of aiming in comparison with the prototype in

500 times, as well as a significant increase in the contrast of the optical sight of the sight against the background of the target due to the high brightness of the emitting area ≈1 μm x 5 μm 5 μm ^{2 of a} semiconductor laser.

На фиг. 1 даны схемы оптической системы предлагаемого лазерного коллиматорного прицела: 14 контактные ножки полупроводникового лазера 1; 2 коллимационный объектив; 3 непрозрачное алюминированное зеркало; 4,4' полупрозрачное зеркало; а оба зеркала 3 и 4 расположены на пути параллельного пучка лучей, выходящих из объектива 2; в зеркало 3 расположено на пути расходящегося пучка лучей из излучающей площадки полупроводникового лазера 1, совпадающей с фокусом объектива 2. Одиночными стрелками отмечены лучи, идущие от далекой цели, а двойными от излучающего лазера 1; на фиг. 2 примеры конструктивного выполнения предлагаемого лазерного коллиматорного прицела на основе использования схем его оптической системы, представленных на фиг. 1: 1 полупроводниковый лазер; 2 объектив; 3 алюминированное зеркало; 4 полупрозрачное зеркало (в) и 4' ему эквивалентная призма куб с полупрозрачным зеркальным покрытием на его диагональной грани; 5 трубка; 6 контргайка; 7 трубка корпус винтового механизма для юстировочных взаимно перпендикулярных поперечных смещений кольцевой оправы 8 лазера 1 с помощью винтов 9 с возвратной пружиной 10; 11 промежуточное кольцо с взаимно перпендикулярными направляющими выступами на противоположных ее торцах, прилегающих к торцам с пазами подвижной оправы 8 и неподвижного резьбового кольца 12; 13 резьбовое кольцо; 14 контактные ножки лазера 1; 15 выключатель; 16 батарейка; 17 съемный контейнер батарейки; 18 сопротивление; 19 съемный корпус блока питания лазера; 20 контакт; 21 защитные колпачки юстировочных винтов 9; 22 направляющая; 23 стопорные винты направляющей; на фиг. 3 лазерный коллиматорный прицел (фиг. 2, а), дополненный телескопической трубкой, в частности представленным здесь стандартным оптическим прицелом ПО-4х34, выпускаемым Загорским оптико-механическим заводом: 24 лазерный коллиматорный прицел; 25 оптический прицел ПО-4х34; 26 хомут, жестко связывающий оба прицела; 22 направляющая "ласточкин хвост", фиксируемый стопорными винтами 23 на фиг.2,а, после перестановки нижней части головки прицела 24 из положения 4' в положение 4"; 15 выключатель источника лазера 1 от батарейки 16 на фиг.2а; 27 выходной зрачок прицела 25 при отсутствии прицела 24; 28 выходной зрачок прицела 25 при наличии прицела 24; 29 окулярная сторона прицела 25; 30 объективная сторона прицела 25; на фиг. 4 фотография опытного образца лазерного коллиматорного прицела, конструкция которого представлена на фиг.2,а; на фиг. 5 фотография опытного образца лазерного коллиматорного прицела, конструкция которого представлена на фиг. 2, в; на фиг. 6 фотография опытного образца лазерного коллиматорного прицела (фиг.2,а) с упругим наглазником, связанного с оптическим прицелом ПО-4х34, как показано на фиг.3,в. In FIG. 1 shows the optical system of the proposed laser collimator sight: 14 contact legs of a semiconductor laser 1; 2 collimation lens; 3 opaque aluminized mirror; 4.4 'translucent mirror; and both mirrors 3 and 4 are located on the path of a parallel beam of rays emerging from the lens 2; in mirror 3 is located on the path of the diverging beam of rays from the emitting area of the semiconductor laser 1, which coincides with the focus of the lens 2. Single arrows indicate the rays coming from a distant target, and double from the emitting laser 1; in FIG. 2 examples of constructive implementation of the proposed laser collimator sight based on the use of schemes of its optical system shown in FIG. 1: 1 semiconductor laser; 2 lens; 3 aluminized mirror; 4 translucent mirror (c) and 4 'an equivalent cube prism with a translucent mirror coating on its diagonal face; 5 handset; 6 locknut; 7 tube housing of the screw mechanism for aligning mutually perpendicular lateral displacements of the annular frame 8 of the laser 1 using screws 9 with a return spring 10; 11 an intermediate ring with mutually perpendicular guide protrusions on its opposite ends adjacent to the ends with the grooves of the movable frame 8 and the stationary threaded ring 12; 13 threaded ring; 14 contact legs of the laser 1; 15 switch; 16 battery; 17 removable battery containers; 18 resistance; 19 removable laser power supply housing; 20 contact; 21 protective caps of adjusting screws 9; 22 guide; 23 retaining screws of the guide; in FIG. 3 laser collimator sight (Fig. 2, a), supplemented by a telescopic tube, in particular, the standard PO-4x34 optical sight presented here by Zagorsk Optical and Mechanical Plant, presented here: 24 laser collimator sight; 25 optical sight PO-4x34; 26 clamp, rigidly connecting both sights; 22 dovetail guide, fixed by locking screws 23 in figure 2, and, after rearrangement of the lower part of the sight head 24 from position 4 'to position 4 "; 15 laser source switch 1 from battery 16 in figa; 27 exit pupil sight 25 in the absence of sight 24; 28 exit pupil of sight 25 in the presence of sight 24; 29 ocular side of sight 25; 30 objective side of sight 25; in Fig. 4 photograph of a prototype laser collimator sight, the design of which is shown in Fig.2, a; Fig. 5 photograph of a prototype laser an olimator sight, the design of which is shown in Fig. 2, c; in Fig. 6 is a photograph of a prototype laser collimator sight (Fig. 2, a) with an elastic eye cup associated with the PO-4x34 optical sight, as shown in Fig. 3, c .

Так как принцип работы и устройство предлагаемого лазерного коллиматорного прицела и обоснование повышения точности прицеливания и контраста оптической мушки с очевидностью следует из вышеизложенного, можно ограничиться лишь несколькими дополнительными замечаниями. Since the principle of operation and the device of the proposed laser collimator sight and the rationale for improving the accuracy of aiming and contrast of the optical front sight obviously follow from the above, we can limit ourselves to a few additional comments.

Точность прицеливания при использовании комбинации двух прицелов, представленной на фиг. 3,а, сохраняется такой же, как при использовании только одного коллиматорного прицела, так как видимое увеличение телескопической системы цели и параллактического угла оптической мушки, т.е. ее видимого размера, одно и то же. При использовании же комбинации, представленной на фиг. 3, в, точность прицеливания увеличивается, так как при видимом увеличении цели параллактический угол мушки, т.е. ее видимый в коллиматорном прицеле размер, остается неизменным на фоне увеличенной цели. Aiming accuracy when using the combination of two sights shown in FIG. 3a, it remains the same as when using only one collimator sight, since the visible increase in the telescopic target system and the parallactic angle of the optical fly, i.e. its apparent size is one and the same. When using the combination shown in FIG. 3c, the accuracy of aiming increases, since with a visible increase in the target, the parallactic angle of the front sight, i.e. its size visible in the collimator sight remains unchanged against the background of the enlarged target.

Claims

1. LASER COLLIMATOR SIGHT, comprising a collimator optical unit mounted in the housing with a lens and a light source with a power supply and a switch, mounting the housing to the weapon, a two-axis screw sighting mechanism for deflecting the sight line arrow relative to the axis of the gun barrel on the sight optical sight in horizontal and vertical planes , characterized in that the light source is made in the form of a semiconductor laser of visible radiation with a radiating "point" - a small area of ~ 1 × 5 μm, I coincide with the focal plane of the lens in its focus.

2. The sight according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a telescopic tube rigidly connected to it with an increase of N> +1 times, mounted coaxially with it, i.e. there is an arrow between him and the eye.

3. The sight according to claims 1 and 2, characterized in that the telescopic tube is installed in front of it.