CN101943546A - 一种微光夜视枪用瞄准镜 - Google Patents

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郑志明
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Abstract

一种微光夜视枪用瞄准镜，属于光机电一体化领域，包括物镜101、像增强器102、半反镜片103、分划系统104、目镜105和机壳。通过像增强器102将物镜101接收的光信号放大，达到人眼能够观察的亮度，再由半反镜片103将其与分划系统104发出的十字叉丝像整合，使两者像面到达目镜105的光程相等，并一起由目镜105接收，最终在人眼中同时清晰成像，达到在夜间微光条件下，对目标进行观察瞄准的目的。该瞄准镜具有55.5毫米的出瞳距离，有效克服枪射击时后坐力引起的危险，提高配有该瞄准镜武器的瞄准精度，具有广阔的市场前景。

Description

一种微光夜视枪用瞄准镜
技术领域
本专利属于光机电一体化领域，涉及一种枪用瞄准镜，特别是一种长出瞳距离的微光夜视枪用瞄准镜。
技术背景
随着微光技术的发展，以及像增强器的升级换代，微光夜视枪用瞄准镜的性能不断提升，成为治安保护、射击运动和军队、武警、防恐等重要机构夜间行动中优选的装备之一。由于枪有后坐力，为防止弄伤眼睛，因此要求枪用瞄准镜具有较大的出瞳距离。一般的微光夜视枪用瞄准镜的出瞳距离定为30毫米左右，但30毫米的出瞳距离仍偏短，为了安全起见，使用时眼瞳先位于出瞳处观察目标及周围情况，然后使用者的眼睛后退一定距离再瞄准射击。这不仅给使用带来不便，而且由于战场情况错综复杂，瞬息万变，有时还会贻误战机。本专利技术通过光学设计，在保证像质的前提下，研发出长出瞳距离的微光夜视枪用瞄准镜，有效克服枪射击时后坐力引起的问题，提高配有该瞄准镜武器的瞄准精度，具有广阔的市场前景。
发明内容
本专利的目的是设计一种放大率为2.4倍，而且出瞳距离达到55.5毫米的长出瞳距离微光夜视枪用瞄准镜。
如图1所示，本专利所述的微光夜视枪用瞄准镜主要包括物镜101、像增强器102、半反镜片103、分划系统104、目镜105和机壳。当所述的微光夜视枪用瞄准镜对准目标物体时，物镜101接收由目标反射的夜间自然光(如月光、星光、大气辉光或杂散光等)辐射并将其传至像增强器102，像增强器102将接收图像信号进行放大、反转，达到人眼能够观察的亮度，再由半反镜片103将其与分划系统104发出的十字叉丝像整合，使两者像面到达目镜105的光程相等，并一起由目镜接收，最终在人眼中同时清晰成像。将该瞄准镜装在匹配的枪上，通过适当地调节，以十字叉丝交叉点为准心，利用“三点一线”原理实现在夜间微光条件下，对目标进行观察瞄准的目的。
如图2所示，本专利的物镜101具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹透镜201、第二透镜为凸平透镜202，第三透镜为平凹透镜203，第四透镜为凹凸透镜204、第五透镜为凹凸透镜205、第六透镜为双凸透镜206。其中，所述的第二透镜202和第三透镜203为胶合组件，第四透镜204和第五透镜205为胶合组件。
本专利的分划系统104主要由分划镜211和发光二极管212组成。其中分划镜211为平凸透镜，在其平面上只有中心的十字叉丝刻线可以透光，其它地方不能透光；而凸面起到聚光作用，使十字叉丝的像与从像增强器102出来的像到目镜的光程相等，保证两者能够同时在人眼中清晰成像，从而达到瞄准的目的。
本专利目镜105具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸透镜207、第八透镜为凹凸透镜208、第九透镜为凹凸透镜209、第十透镜为双凸透镜210。其中，所述的第八透镜208和第九透镜209为胶合组件。
如图3所示，本专利的物镜101采用双高斯四组六片的结构型式，六个光学透镜的焦距和折射率及其十二个面的曲率半径分别满足以下条件：
100＜f1＜120    1.7＜n1＜1.8    75＜R1＜85      280＜R2＜300
60＜f2＜70      1.6＜n2＜1.7    30＜R3＜40      R4＝∞
50＜f3＜60      1.7＜n3＜1.8    R4＝∞          20＜R5＜30
-18＜f4＜-12    1.6＜n4＜1.7    -30＜R6＜-20    -390＜R7＜-370
-40＜f5＜-30    1.6＜n5＜1.7    -390＜R7＜-370  -35＜R8＜-25
30＜f6＜40      1.7＜n6＜1.8    70＜R9＜80      -140＜R10＜-120
其中，fi表示第i个镜片的焦距，单位为毫米；ni表示第i个镜片的折射率；Ri表示第i个镜面的曲率半径，单位为毫米；i＝1，2，3…。
如图4所示，本专利的目镜105采用三组四片的结构型式，四个光学透镜的焦距和折射率及其十二个面的曲率半径分别满足以下条件：
27＜f7＜35        1.6＜n7＜1.7    70＜R11＜80      -30＜R12＜-22
-32＜f8＜-25      1.8＜n8＜1.9    -28＜R13＜-20    -20＜R14＜-12
75＜f9＜85        1.7＜n9＜1.8    -20＜R14＜-12    -42＜R15＜-35
130＜f10＜145     1.7＜n10＜1.8   90＜R16＜100     -800＜R17＜-780
其中，fi、ni、Ri表示的内容与权力要求2相同。
通过上述方案，本专利放大率β＝f物/f目＝2.4，其中物镜101的焦距f物为96毫米，有效口径为60毫米，视场角为8°，目镜105的焦距f目为40毫米，出瞳直径为7毫米，出瞳距离为55.5毫米。
为避免由于枪后坐力而使瞄准镜镜框撞到眼睛，射击时使用者眼睛离瞄准镜最少要一个拳头距离。一般枪用瞄准镜的出瞳距离大约为30毫米，射击时眼睛离出瞳距离较远，在一定程度上影响瞄准精度。本专利出瞳距离达到55.5毫米，在目镜镜框上装上与出瞳距离匹配的反冲击眼罩，使用者在射击时，眼睛能够在出瞳距离附近进行瞄准而不受镜框撞击的危险，从而保证本专利的瞄准精度。
附图说明
图1是本专利的装配示意图，主要由物镜101、像增强器102、半反镜片103、分划系统104、目镜105和机壳组成；
图2是本专利光学系统示意图；
图3是本专利物镜璃镜片的曲率半径和折射率的示意图；
图4是本专利目镜璃镜片的曲率半径和折射率的示意图，其中fi表示第i个镜片的焦距，单位为毫米；ni表示第i个镜片的折射率；Ri表示第i个镜面的曲率半径，单位为毫米；i＝1，2，3…。
具体实施方式
参见图1，本专利所述的微光夜视枪用瞄准镜主要包括物镜101、像增强器102、半反镜片103、分划系统104、目镜105和机壳。当所述的微光夜视枪用瞄准镜对准目标物体时，物镜101接收由目标反射的夜间自然光辐射并将其传至像增强器102，由像增强器102的光电阴极将光学图像信号转换为电子图像信号继续传输，在传输的过程中将电子图像信号进行放大，再传至像增强器的荧光屏，由荧光屏将电子图像信号重新转换为光学图像信号，通过像增强器上的光纤倒像器将光学图像反转180°并向半反镜片103传输。半反镜片103与光轴成45°夹角，其中靠近物镜的一面镀有减反膜，靠近目镜的一面度有半反膜，可以将来自像增强器102的光学图像和分划系统104发出的十字叉丝像整合并传向目镜105，最终，目标图像和十字叉丝的像通过目镜105被人眼接收，并同时聚焦，使该瞄准镜能够在夜间微光条件下，观察瞄准目标。
本专利物镜101采用双高斯四组六片的结构型式，物镜镜片装在物镜框106内，镜片之间的空气间隔用匹配的隔圈隔开，保证物镜各镜片的间隔达到光学设计要求。物镜框106装在主体108内，通过物镜调焦手轮107将物镜框106与主体108衔接，转动物镜调焦手轮107调节物镜框106沿光轴前后移动，从而实现物镜101的轴向移动控制。
本专利的像增强器102装在主体108内，其型号规格为：1XZ18/18WHS-1，亮度增益达到10000，满足微光夜视的要求。其中像增强器的阴极对靠近物镜一侧，用于将物镜传来的光信号转换为电信号，像增强器的荧光屏靠近目镜一侧，用于将放大后的电信号转换成光信号。半反镜片103装在像增强器102后面，与光轴成45°夹角，其中靠近物镜的一面镀有减反膜，靠近目镜的一面镀有半反膜。分划系统104处于半反镜片103正上方，主要由分划镜和发光二极管组成。
本专利目镜105采用三组四片的结构型式，镜片装在目镜框109内，镜片之间的空气间隔同样用匹配的隔圈隔开，保证目镜各镜片的间隔达到光学设计要求。目镜框109套在与主体108相连的目镜座110里，并通过视度手轮111将两者相连，转动视度手轮111控制目镜框109沿光轴前后移动，从而控制目镜的焦面位置，使物镜、目镜及分划镜三者的焦面重合，达到望远瞄准的目的。
通过上述方案的实施，使得本专利物镜的焦距f物达到96毫米，有效口径为60毫米，视场角为8°；目镜105的焦距f目为40毫米，出瞳直径为7毫米，出瞳距离为55.5毫米。本专利物镜与目镜组成开普勒望远镜，放大率β＝2.4，在使用时，眼睛观察位置距离瞄准镜框将近一般枪用瞄准镜的2倍，具备足够的距离缓冲枪射击时的后坐力，有效避免后坐力引起的危险，提高配有该瞄准镜武器的瞄准精度。

Claims (4)

1.一种微光夜视枪用瞄准镜，包括物镜101、像增强器102、半反镜片103、分划系统104、目镜105和机壳，其特征在于物镜101接收由目标反射的夜间自然光辐射并将其传至像增强器102，像增强器102将接收的图像信号进行放大、反转，达到人眼能够观察的亮度，再由半反镜片103将其与分划系统104发出的十字叉丝像整合，使两者像面到达目镜105的光程相等，并一起由目镜接收，最终在人眼中同时清晰成像。
2.根据权利要求1所述的一种微光夜视枪用瞄准镜，其特征在于所述的物镜101具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹透镜201、第二透镜为凸平透镜202，第三透镜为平凹透镜203，第四透镜为凹凸透镜204、第五透镜为凹凸透镜205、第六透镜为双凸透镜206，其中，第二透镜202和第三透镜203为胶合组件，第四透镜204和第五透镜205为胶合组件，所述的六个光学透镜的焦距和折射率及其十二个面的曲率半径分别满足以下条件：
100＜f1＜120    1.7＜n1＜1.8    75＜R1＜85        280＜R2＜300
60＜f2＜70      1.6＜n2＜1.7    30＜R3＜40        R4＝∞
50＜f3＜60      1.7＜n3＜1.8    R4＝∞            20＜R5＜30
-18＜f4＜-12    1.6＜n4＜1.7    -30＜R6＜-20      -390＜R7＜-370
-40＜f5＜-30    1.6＜n5＜1.7    -390＜R7＜-370    -35＜R8＜-25
30＜f6＜40      1.7＜n6＜1.8    70＜R9＜80        -140＜R10＜-120
其中，fi表示第i个镜片的焦距，单位为毫米；ni表示第i个镜片的折射率；Ri表示第i个镜面的曲率半径，单位为毫米；i＝1，2，3…。
3.根据权利要求1所述的一种微光夜视枪用瞄准镜，其特征在于所述的目镜105具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸透镜207、第八透镜为凹凸透镜208、第九透镜为凹凸透镜209、第十透镜为双凸透镜210，其中，第八透镜208和第九透镜209为胶合组件，所述的四个光学透镜的焦距和折射率及其八个面的曲率半径分别满足以下条件：
27＜f7＜35        1.6＜n7＜1.7     70＜R11＜80    -30＜R12＜-22
-32＜f8＜-25      1.8＜n8＜1.9     -28＜R13＜-20  -20＜R14＜-12
75＜f9＜85        1.7＜n9＜1.8     -20＜R14＜-12  -42＜R15＜-35
130＜f10＜145     1.7＜n10＜1.8    90＜R16＜100   -800＜R17＜-780
其中，fi、ni、Ri表示的内容与权力要求2相同。
4.根据权利要求1所述的一种微光夜视枪用瞄准镜，其特征在于所述的瞄准镜的放大率β＝2.4，物镜101的焦距f物达到96毫米，有效口径为60毫米，视场角为8°，目镜105的焦距f目为40毫米，出瞳直径为7毫米，出瞳距离为55.5毫米。
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