(54) Título: DISPOSITIVO DE MIRA DE PONTO VERMELHO EM MOVIMENTO (51) lnt.CI.: F41G 1/30 (30) Prioridade Unionista: 08/02/2006 BE 2006/0078 (73) Titular(es): FN HERSTAL S.A.
(72) Inventor(es): RENÉ JOANNES (85) Data do Início da Fase Nacional: 06/02/2007
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DISPOSITIVO DE MIRA DE PONTO VERMELHO EM MOVIMENTO [001] A invenção concerne a um dispositivo de mira de ponto vermelho em movimento.
[002] Um dos tipos mais freqüentemente usados de dispositivos de mira para armas de fogo aplica o que é denominado a técnica de ponto vermelho, a qual consiste na projeção, através da ótica da mira, de um ponto de luz ou, mais geralmente, um reticulo de luz, de maneira tal que o atirador apenas tenha de alinhar este ponto visualmente no alvo de modo a disparar precisamente, sem qualquer erro de paralaxe.
[003] Tradicionalmente, nós falamos de um ponto vermelho para indicar o reticulo de luz usado neste tipo de dispositivo de mira.
[004] A cor real do reticulo pode variar, desde que seja visível.
[005] Mais ainda, o ponto vermelho não é necessariamente um ponto.
[006] No que se segue, o termo ponto vermelho assim será usado no sentido amplo para indicar o reticulo de luz, por meio do que o dispositivo de mira pode usar qualquer fonte de luz visível que seja e qualquer forma de reticulo.
[007] A aplicação da assim denominada técnica de ponto vermelho ao disparo de munições que têm uma trajetória balística não plana, como é o caso quando do disparo de granadas, requer a realização de um ponto vermelho em movimento cuja altura deve ser ajustada como uma função da distância do alvo, de modo que o atirador obtenha a elevação correta da sua arma de fogo pelo alinhamento do ponto deslocado com o alvo.
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2/15 [008] O que torna difícil realizar um dispositivo de mira com um ponto vermelho em movimento é que a faixa e a resolução angular requeridas para o disparo de granadas até várias centenas de metros requer dispositivos dispendiosos e de tamanho considerável.
[009] As assim denominadas miras de ponto vermelho em movimento as quais foram introduzidas até agora para o disparo de munições com uma trajetória curva usualmente são baseadas no uso de uma tela de LCD ou uma série de LEDs postos no plano focal de uma lente, cuja imagem em movimento é sobreposta no campo de mira do atirador por um sistema de espelho fixo ou prisma e um divisor de feixe.
[0010] Dado o ângulo de elevação a ser coberto, por exemplo, de mais de 30° no caso de uma granada de baixa velocidade, e a resolução angular requerida, um sistema como esse ocupa dezenas de milímetros de largura e de altura, o que é bastante volumoso.
[0011] Uma desvantagem de um dispositivo de mira volumoso como esse é que ele não é muito apropriado para ser usado em uma arma de fogo leve individual.
[0012] Uma outra desvantagem de um dispositivo de mira como esse é que, quando ele é posto no trilho superior de uma arma, ele usualmente não é compatível com o uso de uma mira telescópica externa e não pode ser usado com mirando com os dois olhos abertos.
[0013] Ainda uma outra desvantagem é que os dispositivos de mira existentes deste tipo usualmente não são plenamente ambidestros.
[0014] A invenção tem por objetivo remediar uma ou várias das desvantagens mencionadas acima e prover um
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dispositivo |
de |
mira melhorado |
com um |
ponto |
vermelho |
em |
movimento o |
qual |
seja compacto |
e o qual |
possa |
ser usado |
em |
uma arma de |
fogo |
individual. |
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[0015] |
Este |
objetivo é |
atingido |
de acordo com |
a |
invenção por um |
dispositivo de |
mira de |
ponto |
vermelho |
em |
movimento melhorado, que compreende uma fonte de luz fixa e uma lâmina de reflexão, onde a fonte de luz produz um feixe de luz colimado o qual é projetado sobre a lâmina de reflexão, de modo a se obter um ponto vermelho ou retículo visível para o atirador graças à reflexão sobre a lâmina de reflexão, onde o feixe é projetado sobre a lâmina de reflexão por meio de um espelho rotativo cujo ângulo de inclinação em relação ao feixe de luz pode ser ajustado.
[0016] De modo a atingir um alvo, o atirador observa o alvo enquanto busca a elevação correta para sua arma de fogo na qual o ponto vermelho está alinhado com o alvo, o que é um sinal de que a arma de fogo está situada na posição de disparo correta.
[0017] O atirador pode mirar com os dois olhos abertos pela observação direta do alvo com o olho não de mira e o ponto vermelho projetado sobre a lâmina com o olho de mira.
[0018] Contudo, a lâmina de reflexão preferencialmente é uma placa de divisor de feixe semitransparente, a qual permite que o atirador observe o alvo, bem como o ponto vermelho através do divisor de feixe com o olho de mira, enquanto o atirador também pode mirar com os dois olhos abertos, o que quer que ele prefira.
[0019] O dispositivo de mira preferencialmente compreende um dispositivo para ajuste do ângulo de inclinação do espelho rotativo em relação ao feixe de luz,
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4/15 o que torna possível ajustar o dispositivo de mira pelo ajuste do ângulo do espelho como uma função da distância do alvo e do tipo de munição.
[0020] Em nome da clareza, umas poucas modalidades de um dispositivo de mira de ponto vermelho em movimento melhorado de acordo com a invenção são descritas a partir deste ponto como um exemplo apenas, sem serem limitativas de forma alguma, com referência aos desenhos associados, nos quais:
a figura 1 é uma vista lateral esquemática de um dispositivo de mira melhorado de acordo com a invenção;
a figura 2 é um corte através da linha II-II na figura
1;
a figura 3 representa o dispositivo de mira da figura 1, mas em uma posição de disparo;
a figura 4 representa uma variante de um dispositivo de mira de acordo com a invenção;
as figuras 5 e 6 representam vistas nas respectivas direções das setas F5 e F6 na figura 4;
a figura 6 corresponde à figura 5, mas para uma outra posição da arma de fogo;
as figuras 7 e 8 são duas vistas similares àquelas nas figuras 1 e 2, mas para uma variante de um dispositivo de mira de acordo com a invenção;
a figura 9 é uma vista similar àquela na figura 5, mas para um dispositivo de mira de acordo com as figuras 7 e 8;
a figura 10 é uma outra variante da figura 1; a figura 11 é uma vista de acordo com a seta Fll na figura 10;
as figuras 12 e 13 são figuras similares à figura 11,
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5/15 mas para alvos a uma distância maior;
a figura 14 é uma variante da figura 11.
[0021] As figuras 1 e 2 representam um dispositivo de mira de ponto vermelho em movimento melhorado 1, o qual compreende um invólucro 2 a ser montado em uma arma de fogo 3, onde o invólucro 2 se estende longitudinalmente, de modo principal paralelo ao eixo geométrico do cano da arma de fogo 2.
[0022] Dentro do invólucro 2 está situada uma fonte de luz fixa 4, que produz um feixe de luz colimado 5, cujo eixo geométrico ótico X-X' neste caso é paralelo ao eixo
geométrico do cano da arma de fogo 3. |
de |
luz 4 |
é um |
[0023] |
No exemplo dado, |
a fonte |
colimador |
composto por uma |
lente convergente 6 |
e uma |
lâmpada ou |
uma outra fonte |
luminosa 7 |
de |
formato |
quase |
pontual com dimensões reduzidas, por exemplo, da ordem de um décimo de um milímetro, situada no ponto focal 8 da lente 6 e produzindo o ponto vermelho.
[0024] O feixe de luz colimado 5 tem um diâmetro A da ordem de 15 a 20 milímetros, o qual oferece a vantagem de as dimensões transversais da largura e da altura do dispositivo de mira 1 serem reduzidas em relação aos dispositivos de mira conhecidos.
[0025] Um espelho 9 é posicionado no feixe colimado 5 em um ângulo B em relação ao eixo geométrico ótico X-X' do feixe de luz produzido 5.
[0026] O espelho 9 é montado de uma maneira rotativa no invólucro 2 e é fixado àquela extremidade em um eixo transversal 10 montado de uma maneira rotativa entre as paredes laterais 11 do invólucro 2.
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6/15 [0027] Uma extremidade distante 12 do eixo 10 do espelho 9 passa através de uma das paredes laterais 11 do invólucro 2 e é provida com um dispositivo de ajuste 13 para o ângulo de inclinação B do espelho rotativo 9 em relação ao feixe de luz produzido 5, por exemplo, na forma de um botão de girar com o qual o atirador pode posicionar o espelho 9 como uma função da distância do alvo.
[0028] O botão de controle mencionado acima 14 será provido com uma régua 15 para aquela finalidade, representando a distância do alvo.
[0029] De modo a tornar o ajuste mais preciso, pode-se adicionar uma relação de redução mecânica para o dispositivo, de modo que uma rotação do botão 14 resulte em uma rotação menor do espelho 9.
[0030] Botões de ajuste diferentes compreendendo réguas que sejam apropriadas para tipos diferentes de munição podem ser realizados de modo a se levarem em conta as características balísticas deles.
[0031] O feixe de luz 5 é projetado através de uma janela 16 no invólucro 2 sobre uma lâmina de reflexão 17, de modo a se produzir um ponto vermelho ou retículo, visível para o atirador na lâmina de reflexão 17 a qual é montada em uma extremidade distante 18 do invólucro 2 em um ângulo fixo C, por exemplo, de 45° em relação ao eixo geométrico ótico X-X' do feixe de luz produzido 5.
[0032] No exemplo dado, a lâmina de reflexão 17 é montada no invólucro 2 por meio de uma articulação rotativa
19, a qual torna possível dobrar a lâmina de reflexão 17 sobre o invólucro 2 do dispositivo de mira 1, quando o último não estiver operacional, de modo que o conjunto se
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7/15 torne mais compacto.
[0033] A lâmina de reflexão 17 preferencialmente é um divisor de feixe que é semitransparente.
[0034] O uso e o funcionamento do dispositivo de mira 1 são conforme se segue.
[0035] Quando em inatividade, isto é, quanto mirando ao longo do eixo geométrico da arma de fogo 3 com um ângulo de elevação E que é zero, conforme representado na figura 1, o ângulo inicial B do espelho 9 preferencialmente é de 45°. O ângulo D naquele momento é de 0°.
[0036] O atirador 18 estima a distância do alvo e regula a inclinação apropriada B do espelho 9 por meio do botão de controle graduado 14.
[0037] O feixe de luz 5 é projetado sobre a lâmina de reflexão 17 e é refletido como ilustrado na figura 3 em direção ao atirador, de modo a produzir um ponto vermelho ou reticulo que o atirador pode observar para infinito, quando o olho do atirador estiver situado no feixe de luz 5 refletido pela lâmina de reflexão 17.
[0038] Conforme o espelho 9 gira, o desvio do ângulo D do feixe totaliza duas vezes aquele do ângulo B do espelho 9. Em outras palavras, quando o espelho 9 gira, por exemplo, 15° em relação à posição de inatividade de 45°, o ângulo D aumenta de 0° para 30°.
[0039] A inclinação B do espelho, a qual é uma função da distância do alvo, assim, determina o ângulo D no qual o ponto vermelho pode ser visto pelo atirador e, assim, o ângulo de elevação E que é provido para a arma de fogo 3, conforme representando na figura 3, quando o atirador alinhar o ponto vermelho ou o reticulo com o alvo 21, o
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8/15 qual, no caso em que a lâmina de reflexão 17 é um divisor de feixe semitransparente, é visível através da referida lâmina 17.
[0040] Se a lâmina de reflexão não for semitransparente, o atirador terá de mirar com ambos os olhos abertos, de modo a observar o alvo com um olho e o ponto vermelho com o outro.
[0041] Também, se a traseira da lâmina de reflexão semitransparente estiver suja e não puder ser mirado através dela, o atirador pode sempre mirar com ambos os olhos abertos.
[0042] Uma vantagem do dispositivo de mira 1 de acordo com a invenção é que, uma vez que uma fonte luminosa quase pontual 7 sempre está situada no ponto focal 8 da lente 6 do colimador, aberrações geométricas são minimizadas, e a lente 6 pode ter uma abertura pequena e, assim, um diâmetro e uma distância focal relativamente pequenos.
[0043] As dimensões transversais do dispositivo de mira 1 determinadas pelo diâmetro A do feixe colimado assim podem ser pequenas.
[0044] Em uma outra modalidade do dispositivo de mira 1, o dispositivo de ajuste 13 para posicionamento do espelho 9 consiste em um motor controlado processamento uma calculadora balística, não representada nas figuras, para um ajuste automático.
[0045] Esta calculadora, quando a distância do alvo 21 é transmitida para ela, calcula o ângulo B para a provisão para o espelho 9 e ativa o motor de posicionamento.
[0046] A calculadora pode realizar o cálculo balístico para determinar o ângulo de elevação E, levando-se em
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9/15 consideração as propriedades das munições que estiverem sendo disparadas.
[0047] Mais ainda, a calculadora pode ser combinada com um descobridor de alcance que automaticamente mede a distância do alvo 21, quando for ativado pelo atirador.
[0048] O dispositivo de mira 1, conforme representado é desvantajoso pelo fato de o colimador e, assim, o feixe colimado têm um diâmetro pequeno, o qual resulta em que pode ser difícil para o atirador encontrar o ângulo E o qual guia o olho 20 para o feixe 5, em outras palavras, para encontrar o ponto vermelho.
[0049] Para se remediar este problema, o dispositivo de mira 1 pode ser adaptado da maneira a seguir.
[0050] Uma primeira adaptação consiste na colocação de uma mira anterior 22 no ponto de convergência 23 dos eixos geométricos dos feixes refletidos na lâmina de reflexão 17, conforme indicado na figura 4.
[0051] Quando o ângulo de inclinação B do espelho 9 muda, o eixo geométrico 24 do feixe de luz refletido na lâmina de reflexão 17 começará a passar através do referido ponto de convergência 23, independentemente da inclinação B do espelho 9.
[0052] O ponto de convergência 23 realmente corresponde à posição simétrica do eixo geométrico de rotação 10 em relação à lâmina de reflexão.
[0053] Uma segunda adaptação é ilustrada por meio da figura 5 e consiste na provisão de uma lâmina de reflexão estreita 17 posicionada em um quadro de difusão mate com duas tiras laterais 25', de maneira tal que a parte incidente do feixe de luz sobre a lâmina de reflexão 17, a
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10/15 qual extravasa a lâmina de reflexão 17 seja difundida pelo quadro 25 e apareça como uma referência 2 6 na forma de um ponto vermelho que pode ser visto pelo atirador, independentemente da posição do olho do último 20.
[0054] Graças a ambas as adaptações, o atirador apenas terá de alinhar a referência formada pelo ponto 2 6 com a mira anterior 22 para encontrar o ponto vermelho ou retículo, o que permite que ele mire no alvo 21 sem que ocorram quaisquer erros de qualquer paralaxe ou azimute, conforme representado na figura 6, no caso de um divisor de feixe semitransparente.
[0055] As figuras 7 e 8 mostram uma variante de um dispositivo de mira 1 de acordo com a invenção, na qual o ponto de referência 26 é tornado mais brilhante pela concentração ou condensação das bordas laterais do feixe colimado 5 no quadro 25, por exemplo, ao se fazer com que o feixe 5 passe através de duas lentes cilíndricas 27 posicionadas em um dos lados do eixo geométrico ótico X-X' do primeiro disco de transferência 5, ou através de qualquer outro dispositivo ótico.
[0056] Pela concentração das bordas laterais do feixe produzido, o ponto de referência 26 também é tornado mais estreito, conforme ilustrado na figura 9, o que torna mais fácil alinhá-lo com a mira anterior 22.
[0057] Uma solução alternativa para concentração do ponto de referência luminoso 26 é provida pelo feixe de um diodo a laser ou cursor a laser, situado no mesmo plano horizontal que a fonte luminosa 7 do ponto vermelho, e projetado paralelo ao eixo geométrico ótico X-X' do colimador sobre o quadro de difusão 25 do dispositivo de
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11/15 mira 1.
[0058] Este feixe de laser pode ser expandido lateralmente por um dispositivo ótico apropriado, de modo a formar um ponto linear ou uma linha que constitui a referência luminosa (26).
[0059] Esta alternativa é interessante pelo fato de o tamanho da referência 26 ficar constante, independentemente do ângulo do espelho 9.
[0060] A figura 10 representa uma outra variante na qual a fonte luminosa 7 do colimador para a produção do ponto vermelho ou do reticulo consiste em um LED 28 com uma intensidade apropriada e um ângulo de emissão, posicionado atrás de uma máscara 2 9 situada no ponto focal 8 do colimador e na qual é formado um orifício circular 30 ou um orifício de qualquer outro formado no eixo geométrico ótico X-X' .
[0061] Esta variante torna possível realizar uma fonte luminosa 7 com dimensões limitadas, o que é importante tendo em vista a precisão do dispositivo de mira 1.
[0062] De fato, o ângulo no qual o ponto vermelho é projetado para infinito e, assim seu tamanho aparente em uma dada distância, é em proporção com o tamanho da fonte luminosa 7 do colimador e inversamente proporcional à distância focal do último.
[0063] Por exemplo, no caso de um comprimento focal de 40 mm, uma fonte luminosa circular 7 tendo um raio de 0,5 mm produzirá um ponto vermelho cujo raio aparente é:
0,5 x 100 / 40 = 1,25 m a 100 m 0,5 x 300 / 40 = 3,75 m a 300 m [0064] Assim, a fonte luminosa 7 deve ter dimensões
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12/15 limitadas, de modo a se prover um ponto vermelho com um tamanho aparente o qual seja compatível com o alvo almejado 21, o que significa que ela deve ter um raio na faixa de 0,1 a 0,2 mm.
[0065] Deve ser notado, contudo, que as dimensões da fonte luminosa 7 determinam a quantidade de luz acumulada pela lente 6 do colimador e, conseqüentemente, o brilho dos pontos luminosos de referência 26 projetados sobre o quadro de difusão 25 do dispositivo de mira 1. Assim, há um conflito entre a exigência de um ponto vermelho pequeno e a necessidade de obtenção de referências 26 que sejam suficientemente brilhantes para o alinhamento preliminar do eixo geométrico de mira com a mira anterior 22.
[0066] De modo a se conciliarem ambas as restrições, é
vantajoso usar, ao |
invés |
de |
um ponto |
circular |
a |
ser |
posicionado |
sobre o |
alvo, |
uma |
marca ou |
retículo |
com |
uma |
superfície |
maior, |
dentro |
da |
qual o |
atirador |
tem |
de |
posicionar visualmente o alvo 21. Ele pode ser formado, por exemplo, por dois cursores 31 enquadrando o alvo 21, conforme ilustrado nas figuras 11 a 12, cujas figuras representam a percepção do retículo e o alvo 21 por um atirador que esteja mirando em um alvo a distâncias diferentes, por exemplo, a 100, 200 e 300 metros, respectivamente.
[0067] De acordo ainda com uma outra variante, conforme representado na figura 14, também réguas ou marcas adicionais 32, 33 podem ser incluídas no retículo, as quais permitem que o atirador desloque seu eixo geométrico de disparo de modo a corrigir, quando disparando a longa distância, o erro de trajetória devido à rotação da munição
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13/15 em torno de seu eixo geométrico, mais bem conhecido como efeito Magnus.
[0068] A figura 14 mostra um exemplo de um retículo, o qual compreende uma régua adicional 33 em um eixo horizontal 34 a ser usada quando disparando por mais de 300 metros, no caso de granadas de baixa velocidade.
[0069] Ao invés de se prover uma régua adicional 33 no retículo fixo, pode-se também garantir que um retículo simples, tal como aquele da figura 11, seja automaticamente movido na direção lateral por um dispositivo controlado pela calculadora balística como uma função do tipo de munição usado e da distância do alvo, de modo que o desvio da trajetória da munição devido ao efeito Magnus seja corrigido.
[0070] A posição do retículo também pode ser movida perpendicularmente ao eixo geométrico ótico por um dispositivo de ajuste, de modo a se harmonizar o dispositivo de mira com o lançador.
[0071] O uso de um retículo com um eixo horizontal marcado 34 oferece uma vantagem adicional pelo fato de formar uma linha de referência que ajuda o atirador, quando mirando, a manter sua arma de fogo em uma posição estritamente vertical, desse modo se evitando os assim denominados erros de inclinação, os quais ocorrem quando a arma de fogo é inclinada lateralmente.
[0072] Este efeito pode ser multiplicado ao se fazer uso de uma máscara a qual é livre para pivotar em torno do eixo geométrico ótico X-X' do colimador, e a qual é lastreada com uma massa não equilibrada, o que tem um efeito de o retículo ser mantido nivelado da maneira de
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14/15 uma linha de prumo.
[0073] A inclinação do retículo em relação ao eixo geométrico vertical do quadro de difusão tornará um possível erro na posição vertical da arma de fogo mais notável para o atirador quando mirando.
[0074] Mais ainda, se o dispositivo de mira 1 for controlado por uma calculadora balística equipada com um inclinômetro o qual instantaneamente mede a deflexão vertical da arma de fogo, esta calculadora pode provocar, por meio de um mecanismo ou dispositivo apropriado, uma inclinação do retículo ou de uma linha horizontal de referência em torno do eixo geométrico ótico do colimador em proporção com a deflexão vertical da arma de fogo, possivelmente amplificada com respeito à última, de modo que será mais bem percebida pelo atirador enquanto mirando.
[0075] As máscaras 29, as quais correspondem a estes vários retículos, podem ser realizadas por meio de fotolitografia, o que torna possível obter dimensões da ordem de um décimo de um milímetro, com resoluções de um centésimo de um milímetro.
[0076] É claro que os retículos não necessariamente devem ser vermelhos, mas que retículos tendo uma outra cor, por exemplo, verde-amarelo, também podem proporcionar um bom contraste.
[0077] Uma fonte de luz não monocromática ou uma luz branca também pode ser usada.
[0078] Também é claro que o invólucro 2 pode ter qualquer formato que seja.
[0079] Ao invés de se montar a lâmina de reflexão 17 em um quadro mate 25, o quadro 25 também pode ser
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15/15 substituído por uma ou duas tiras de difusão laterais 25'. [0080] É claro que a invenção não está limitada de forma alguma aos exemplos descritos acima, mas que muitas modificações podem ser feitas nos dispositivos de mira de ponto vermelho em movimento descritos acima, enquanto ainda se permanece no escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações a seguir.
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