UA64284A

UA64284A - Optical sighting device

Info

Publication number: UA64284A
Application number: UA2003043832A
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Ivanovych Zagreba; Volodymyr Viktorovych Serbin
Original assignee: State Scient Res Entpr Ukraini
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-02-16

Abstract

The present invention relates to optical instrument-making industry and can be used in sighting devices designed for small and sport arms. The proposed optical sighting device contains a sight grid former, a telescopic unit coupled to the sight grid former via a beam-splitter element with interference coating, and an ocular that is common for the sight grid former and the telescopic unit. The advantages of the proposed sighting device are the following: small overall dimensions and weight, availability of a hidden grid illuminated by external light sources, and high sensitivity that provides the possibility to aim a target in the twilight.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до оптичного приладобудування, а конкретно до оптичних візирних приладів, та може 2 бути використано в прицільних системах стрілецької зброї.The invention relates to optical instrumentation, specifically to optical sighting devices, and can be used in aiming systems of small arms.

Відомі конструкції коліматорних візирів, які вміщують об'єктив, сітку, розташовану в фокусі об'єктива, джерело світла яке розташоване за сіткою.There are well-known designs of collimator sights that include a lens, a grid located at the focus of the lens, and a light source located behind the grid.

Всі ці візири не дозволяють виконувати точне наведення оптичної вісі візира на ціль при значній відстані між стрільцем та ціллю тому, що оптична система коліматорного візира має збільшення яке дорівнює одиниці 710 тобто спостереження предметів здійснюється Через оптичний елемент, наприклад плоско-паралельну П ластівку, яка не має оптичної сили.All these sights do not allow you to accurately aim the optical axis of the sight on the target at a significant distance between the shooter and the target, because the optical system of the collimator sight has a magnification equal to 710, that is, the observation of objects is carried out through an optical element, for example, a plane-parallel plate, which does not has optical power.

Найбільш блізьким до заявляемого і прийнятим за прототип є оптичний візир з збільшенням 21, що вміщує об'єктив, окуляр що утворюють телескоп Галілея, світлоподілювач, фокусуючий відбиваючий елемент, сітку, джерело світла (1). 12 Тим не менш цей візир не зручний для застосування як приціл стрілецької зброї тому, що така система сама себе викриває, надсилаючи майже 5095 колімованого світлового потоку у напрямку цілі і менше ніж 2595 у око стрільця. Крім того цей приціл має значні втрати світлової енергії в оптичній схемі і тому марку буде погано видно при великій освітленості віддалених об'єктів.The optical visor with a magnification of 21, which is closest to the claimed and accepted as a prototype, contains a lens, an eyepiece forming a Galileo telescope, a light splitter, a focusing reflective element, a grid, a light source (1). 12 However, this sight is not suitable for use as a small arms sight because such a system exposes itself by sending almost 5095 of collimated light towards the target and less than 2595 into the shooter's eye. In addition, this scope has significant losses of light energy in the optical scheme, and therefore the mark will be difficult to see with great illumination of distant objects.

Задачею винаходу є створення оптичного візиру, який забезпечує оптичне збільшення 21, має значну світлову силу, та невеликі габаритно-вагові параметри, забезпечує прихованість стрільця шляхом побудови схеми оптичного візира з прямим зображенням цілі, і таким ,що не надсилає у напрямку цілі світлові промені.The task of the invention is to create an optical sight that provides an optical magnification of 21, has a significant light power, and small dimensions and weight parameters, ensures the concealment of the shooter by constructing an optical sight scheme with a direct image of the target, and such that does not send light rays in the direction of the target.

Поставлена задача вирішується тим, що в оптичному візирі, що вміщує об'єктив, окуляр, що утворюють телескоп Галілея, світлоподілювач, сітку, джерело світла, в ньому канал марки (сітки ) виконано по схемі мікроскопа Галілея, окуляром якого є окуляр телескопа Галілея, об'єктив розташовано між світлоподілювачем та об'єктом спостереження, а об'єктом спостереження мікроскопа є підсвічена джерелом світла марка (сітка). «The task is solved by the fact that in the optical viewfinder, which contains the lens, the eyepiece, which make up the Galileo telescope, the light splitter, the grid, the light source, the brand channel (grid) in it is made according to the scheme of the Galileo microscope, the eyepiece of which is the eyepiece of the Galileo telescope, the lens is located between the light splitter and the object of observation, and the object of observation of the microscope is a mark (grid) illuminated by a light source. "

Стрілець одночасно розглядає через окуляр зображення цілі яке має збільшення 21, та накладене на нього зображення марки ( сітки), побудоване на нескінченності, що дозволяє здійснювати точне наведення на ціль ствола зброї, механічно пов'язаного з оптичною віссю візира, але світловий потік не направляється у напрямку цілі. ЗThe shooter simultaneously views through the eyepiece the image of the target, which has a magnification of 21, and the superimposed image of the brand (grid), built on infinity, which allows for accurate aiming of the weapon barrel, mechanically connected to the optical axis of the sight, on the target, but the light flow is not directed in the direction of the goal. WITH

Застосування у візирі світлоподілювача у вигляді плоско-паралельної пластівки, розташованної між с об'єктивом та окуляром, дозволяє значно покращіти якість зображення, бо похибки за рахунок аберацій в об'єктиві та пластівці мають протилежні знаки тому ці елементи можуть бути розраховані так, що буде сч здійснюватись взаємна компенсація абераційних похибок. «ІThe use of a light splitter in the visor in the form of a flat-parallel flake, located between the lens and the eyepiece, allows you to significantly improve the quality of the image, because the errors due to aberrations in the lens and the flake have opposite signs, so these elements can be calculated so that mutual compensation of aberration errors should be carried out. "AND

Виконання світлоподілювача з покриттям для канала мікроскопа у вигляді селективного дзеркала з високим 3о коефіцієнтом відбиття у вузькому спектральному діапазоні та одночасно у вигляді світлофільтра з високим ее, коефіцієнтом перепускання в широкому спектральному діапазоні для канала телескопа дозволяє зменшити оптичні втрати в каналі телескопа, та одночасно спостерігати контрастне зображення марки (сітки) в полі зору.The implementation of a light splitter with a coating for the microscope channel in the form of a selective mirror with a high 3o reflection coefficient in a narrow spectral range and at the same time in the form of a light filter with a high ee, transmission coefficient in a wide spectral range for the telescope channel allows to reduce optical losses in the telescope channel, and at the same time to observe contrast the image of the mark (grid) in the field of view.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 відтворено загальний вид оптичної схеми візира, на «The essence of the invention is explained by the drawings, where the general view of the optical scheme of the visor is reproduced in Fig. 1, on "

Фіг.2 - загальний вид світлоподілювача. З 50 Візир вміщує канал спостереження за віддаленими об'єктами, який виконано по схемі Галілея-Ліперея який с вміщує в собі світлофільтр 1, об'єктив 2, світлоподілювач З та окуляр 4. При цьому передній фокус ГЕ; окуляраFig. 2 - a general view of the light splitter. C 50 The visor contains a channel for observing distant objects, which is made according to the Galileo-Lipereus scheme, which contains a light filter 1, a lens 2, a light splitter C and an eyepiece 4. At the same time, the front focus is GE; glasses

Із» співпадає з заднім фокусом об'єктива Е2.. Окрім того до складу візира входить канал спостереження марки - сітки, який виконано по схемі мікроскопа Галілея, в склад якого входить джерело випромінювання 8, який застосовується для підсвітки сітки 7, сітка 7, світлоподілювач б, лінза 5, яка є об'єктивом мікроскопа, світлоподілювач 6 та окуляр 4. В заявляемому візирі світлоподілювач З та окуляр 4 є загальним елементом як"Iz" coincides with the rear focus of the lens E2.. In addition, the visor includes a brand observation channel - a grid, which is made according to the scheme of a Galileo microscope, which includes a radiation source 8, which is used to illuminate the grid 7, grid 7, a light splitter b, lens 5, which is a microscope objective, light splitter 6 and eyepiece 4. In the proposed visor, light splitter C and eyepiece 4 are a common element as

Ме для телескопа так і мікроскопа Галілея. «» Це дозволяє мати на виході окуляра 4 два співпадаючих коллімованих зображення віддаленних об'єктів та сітки (ціль видно через телескоп, а накладену на неї марку через мікроскоп Галілея). Виконання о світлоподілювача З у вигляді, наприклад, круглої, плоско-паралельної пластівки, діаметром О, що розташована о 20 перпендикулярно оптичній вісі телескопа Галілея дозволяє скомпенсувати аберації об'єктива 2 найкращім чином, тому що аберації пластівки З та об'єктива 2 при такому розташуванні мають протилежні знаки |21.Me for a telescope and a Galileo microscope. "" This allows you to have two matching collimated images of distant objects and a reticle at the output of eyepiece 4 (the target is visible through the telescope, and the mark superimposed on it through the Galileo microscope). The execution of the light splitter Z in the form of, for example, a round, plane-parallel flake, with a diameter of O, located at 20 perpendicular to the optical axis of the Galileo telescope, allows to compensate for the aberrations of lens 2 in the best way, because the aberrations of flake Z and lens 2 with such location have opposite signs |21.

Т» Проводячи абераційний розрахунок об'єктива 2 та світлоподілювача З в системі телескопа Галілея та добираючи необхідну товщину 4 та показник заломлення п світлоподілювача З можна значно зменшити абераційні похибки, що поліпшить якість зображення цілі, а тому це підвищує точність прицілювання. Товщина 52 шару плоскої поверхні світлоподільчого покриття встановленного під нахилом до оптичної вісі телескопа, в. складає декілька мікрон, та практично ніяк не впливає на погіршення якості зображення.T» By performing the aberration calculation of the lens 2 and light splitter Z in the Galileo telescope system and choosing the required thickness 4 and the refractive index n of the light splitter Z, it is possible to significantly reduce aberration errors, which will improve the quality of the image of the target, and therefore it increases the accuracy of aiming. Thickness 52 of the layer of the flat surface of the light-splitting coating installed at an angle to the optical axis of the telescope, in. is a few microns, and practically does not affect the deterioration of image quality.

Окрім того, через світлоподільче покриття світлоподілювача З світловий потік від віддалених об'єктів буде проходити з мінімальними, не більше 1-295, утратами, тому що зона покриття займає невелику частину світлового діаметра світлоподілювача, а втрати для каналу телескопа на самому покритті будуть тільки в 60 вузькому спектральному діапазоні 54 жАХ, де лХА-2Онм.In addition, through the light-splitting coating of the light-splitter C, the light flux from distant objects will pass with minimal, no more than 1-295, losses, because the coverage area occupies a small part of the light diameter of the light-splitter, and the losses for the telescope channel on the coating itself will be only in 60 in a narrow spectral range of 54 zAH, where lXA-2Ohm.

Ергономічно для стрільця це утворює деякий комфорт оскільки око бачить центральну ( середню ) частину поля зору трохи темніше ніж все поле зору, та кольорове зображення цілі з накладеним на нього, наприклад, червоним зображенням марки (сітки).Ergonomically, this creates some comfort for the shooter, because the eye sees the central (middle) part of the field of view a little darker than the entire field of view, and a color image of the target with, for example, a red image of the mark (reticle) superimposed on it.

На мал Фіг/2 наведено можливе виконання світлоподілювача 3. На виді А наведено як виглядає площа бо світлоподільчого покриття шириною б, яка дорівнює в-- сОоБс де а - товщина пластівки с, - Кут нахилу плоскої поверхні покриття до оптичної вісі телескопа Галілея.Figure 2 shows a possible implementation of the light splitter 3. View A shows what the area b of the light-splitting coating with width b looks like, which is equal to v-- cOoBs where a is the thickness of the flake, c is the angle of inclination of the flat surface of the coating to the optical axis of the Galileo telescope.

Приклад 1. Телескоп Галілея. 1.1. При фокусній відстані об'єктива 752-100мм та фокусній відстані окуляра //--25мм видиме збільшення телескопа х 70 Гр--- -Е- 4 1.2. При світловому диаметрі об'єктива ЮОсв-4Омм та віддалені вихідної зіниці (ока) від останньої поверхні окуляра р'-6бО0мм поле зору телескопа буде складати величину |ЗІExample 1. Galileo telescope. 1.1. With a focal length of the lens of 752-100mm and a focal length of the eyepiece //--25mm, the visible magnification of the telescope is x 70 Gy--- -E- 4 1.2. With the optical diameter of the objective ЮОсв-4 Омм and the distance of the exit pupil (eye) from the last surface of the eyepiece р'-6бО0mm, the field of view of the telescope will be |ZI

Ш Ось й 40 Й ; в їде - пр сс я сви той пу 0.126 2 ох14 1.3. Розподільча здатність телескопа: теоретична т - ЕКО 1220554 вву 1075 рад - 3.34" 20 Ов 40 107 практична 7я - п 15Ш Here is 40 Й; in ide - pr ss i svi toy pu 0.126 2 oh14 1.3. The resolving power of the telescope: theoretical t - ECO 1220554 vvu 1075 rad - 3.34" 20 Ov 40 107 practical 7ya - p 15

Г 4 2. Мікроскоп Галілея 25 2.1. Ширина штриха сітки 7 повинна бути такою щоб її зображення у фокальній площині окуляра 4 складало « одну кутову хвилину (60"). При фокусній відстані окуляра /7/-25мм розмір зображення штриха сітки (напівширина р) становить р'-274 19Ф-2025 3 30"-5001.80107-9002107-О9МКкМ, 25'є209:18МКкМ, З 30 де Ф - напівширина штриха сітки соG 4 2. Galileo's microscope 25 2.1. The width of the reticle 7 should be such that its image in the focal plane of the eyepiece 4 is "one arc minute (60"). At the focal length of the eyepiece /7/-25mm, the image size of the reticle (half width p) is r'-274 19F-2025 3 30"-5001.80107-9002107-О9МКкМ, 25'е209:18МКкМ, Z 30 where Ф is the half-width of the line of the grid

Задаючи збільшення проекційної системи мікроскопа Галілея (об'єктива 5) яке дорівнює В-1,5 Х, віднайдемо ширину штриха сітки 7 с зв- 18 с ломкм - в 1.5 35 2.2. При визначеному задньому відрізку об'єктива 5 ав'-39.8 (ар'-45.3) визначаємо положення сітки 7 яка і-й віддалена від об'єктива 5 на величину ак - 25-38 ов вбмм -в.15 «Setting the magnification of the projection system of the Galileo microscope (objective 5) equal to В-1.5 X, we will find the width of the reticle 7 s zv- 18 s lomkm - v 1.5 35 2.2. With the determined rear segment of the lens 5 av'-39.8 (ar'-45.3), we determine the position of the grid 7, which is distant from the lens 5 by the amount of ac - 25-38 ov vbmm -v.15 "

При цьому фокусна відстань об'єктива 5 З 7 Тв вк ВВ зв ознівммо З с его хни :з» Дана система дозволяє виконувати прицілювання ( накладення марки на ціль ) з точністю не гірше однієї кутової хвилини (60"), що задовольняє стрільця.At the same time, the focal length of the lens is 5 З 7 Тв вк ВВ zv oznivmmo Z sego hny :z» This system allows you to perform aiming (placing the mark on the target) with an accuracy of no worse than one angular minute (60"), which satisfies the shooter.

Таким чином заявляемая система оптичного візира може мати слідуючі параметриThus, the proposed system of the optical sight can have the following parameters

Фо Телескоп Галілея с» збільшення, не менше, крат 40 діаметр вхідної зіниці, не більше, мм 40.0 о дрржина вздовж оптичної вісі, не більше, мм 80.0 (Фе) 250 розподільча здатність, не гірше, кут. сек 30.0Fo Telescope of Galileo c» magnification, no less than 40 times the diameter of the entrance pupil, no more than 40.0 mm diameter along the optical axis, no more than 80.0 mm (Fe) 250 resolving power, no worse, angle. sec 30.0

Т» полезору, не менше, град 6.0 подалення вихідної зіниці, мм вільне, за положенням ока оо Мікроскоп Галілея вх збільшення мікроскопа, не більше, крат 15.0 збільшення проекційної системи мікроскопа, не більше, крат 1.5 нормоване поле зору сітки, не більше, тис. відст. (т.в.) або кут. хв 16 Т.В.(57"24") ширина штриха сітки, мкм 12.0 60 кутова ширина сітки за окуляром, не більше, кут. хв 1.0 (607)Field of vision, no less, degrees 6.0 distance from the exit pupil, mm free, according to the position of the eye o.o. Galileo Microscope, magnification of the microscope, no more than 15.0 magnification of the projection system of the microscope, no more than 1.5 normalized field of view of the reticle, no more, thousand distance (t.v.) or angle. min 16 T.V. (57"24") reticle width, μm 12.0 60 angular reticle width behind the eyepiece, no more, angle. min 1.0 (607)

Оптичний візир підвищує точність наведення на ціль так як має значне збільшення при цьому забезпечується прихованість стрільця від супротивника, велика світлова сила оптичної системи і тому такий візир можна використовувати при стрільбі у нічні години, окрім того мала вага та малі габарити які притаманні цьому 65 оптичному візиру роблять його незамінним при використанні в якості прицілу стрілецької зброї. 1. Ю.А.Степин. Оптический прицел. А.С 501630504 А 1.18.08.89.The optical sight increases the accuracy of aiming at the target, as it has a significant increase, at the same time, the concealment of the shooter from the enemy is ensured, the optical system has a large luminous power, and therefore such a sight can be used when shooting at night, in addition, the light weight and small dimensions inherent in this 65 optical sight make it indispensable when used as a sight for small arms. 1. Yu.A. Stepin. Optical sight. AS 501630504 A 1.18.08.89.

2. И.А.Туригин.2. I.A. Turygin.

Прикладная оптика ч.2. - М., Машиностроение,1966 с.340Applied optics part 2. - M., Mashinostroenie, 1966, p. 340

3. Г.Г.Слюсарев.3. H.G. Slyusarev.

Расчет оптических систем. - Л.Calculation of optical systems. - L.

Машиностроение,1975.Mechanical engineering, 1975.

Claims

2 Formula of the invention

1. An optical viewfinder, which contains a lens and an eyepiece that form a Galileo telescope, a beam splitter, a grid, a light source, which is distinguished by the fact that the brand channel (grid) in it is made according to the scheme of the Galileo microscope 70, the eyepiece of which is the eyepiece of the Galileo telescope , and the object of observation of the microscope is a mark (grid) illuminated by a light source.

2. Optical viewfinder according to claim 1, which is characterized by the fact that the light splitter is made as a plane-parallel plate, which is located perpendicular to the optical axis of the Galileo telescope with the surface of the light-splitting coating inclined to the optical axes of the lenses of the microscope and the Galileo telescope.

C. Optical viewfinder according to claim 2, which is characterized by the fact that the light-splitting coating for the microscope channel is made as a selective mirror with a high reflection coefficient in a narrow spectral range and a high transmission coefficient in a wide spectral range for the telescope channel. « « (ee) s « (Se)

- and? (o) sh» ime) (ee) s» 60 b5