RU2807580C1 - Optical system of collimator sight - Google Patents

Abstract

FIELD: optical systems.

SUBSTANCE: invention relates to optical instrument making and relates to the optical system of a collimator sight. The optical system of a collimator sight contains a meniscus, convexly facing the aiming object, one of the surfaces of which reflects the radiation of the aiming mark, an afocal optically transparent component having two or more refractive surfaces, installed between the meniscus and the aiming mark, as well as a meniscus installed at the entrance of the sight to parallel to the beam and oriented with its convexity towards the observer.

EFFECT: visible magnification of the observed image, equal to strictly 1 times, eliminating image shift when tilting the sight.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в коллиматорных прицелах для стрелкового оружия.The invention relates to optical instrument making and can be used in collimator sights for small arms.

Известен коллиматорный прицел US 3963356, оптическая система которого включает мениск, обращенный выпуклостью к объекту прицеливания, одна из поверхностей которого отражает излучение прицельной марки, установленной на оптической оси мениска. Линия прицеливания коллиматорного прицела параллельна оптической оси мениска. Основным недостатком данного прицела является небольшой выходной зрачок при допустимых габаритах конструкции, либо большие габариты прицела при достаточной величине выходного зрачка.Known collimator sight US 3963356, the optical system of which includes a meniscus, convexly facing the aiming object, one of the surfaces of which reflects the radiation of the aiming mark mounted on the optical axis of the meniscus. The aiming line of the red dot sight is parallel to the optical axis of the meniscus. The main disadvantage of this sight is the small exit pupil with acceptable design dimensions, or the large dimensions of the sight with a sufficient exit pupil.

Для стрелкового оружия актуальной задачей является уменьшение габаритов и массы прицела с одновременным обеспечением приемлемого параллакса. Эта задача решается коллиматорными прицелами, построенными по внеосевой схеме. По данной схеме выполнен, например, коллиматорный прицел, описанный в патенте RU 2122698. В указанном прицеле в качестве наблюдательного объектива используется афокальный мениск, через который стрелок рассматривает цель. Мениск расположен под углом к линии визирования прицела. На вогнутую поверхность мениска нанесено светоделительное зеркало, обладающее максимальным коэффициентом отражения на длине волны излучения прицельной марки и максимальным коэффициентом пропускания для других длин волн. В фокальной плоскости светоделительного зеркала, которое является коллимирующим объективом, установлена светящаяся прицельная марка. Прицельная марка расположена вне поля зрения прицела, а ее изображение в бесконечности, построенное светоделительным зеркалом, совмещается с целью наклонным мениском. В указанном прицеле используется объектив с большим фокусным расстоянием светоделительного зеркала, что позволяет устанавливать объектив с малым углом наклона. При диаметре объектива D=20 мм и фокусном расстоянии f=120 мм угол наклона объектива составляет 2,4 градуса. При указанных параметрах D, f параллактические ошибки данного коллиматорного прицела составляют 1,5 угловые минуты, относительное отверстие коллимирующего объектива D:f=1:6.For small arms, an urgent task is to reduce the size and weight of the sight while simultaneously ensuring acceptable parallax. This problem is solved by collimator sights built according to an off-axis design. According to this scheme, for example, a collimator sight is made, described in patent RU 2122698. In this sight, an afocal meniscus is used as an observation lens, through which the shooter views the target. The meniscus is located at an angle to the line of sight of the sight. A beam splitting mirror is applied to the concave surface of the meniscus, which has a maximum reflection coefficient at the radiation wavelength of the aiming mark and a maximum transmittance for other wavelengths. A luminous aiming mark is installed in the focal plane of the beam splitting mirror, which is a collimating lens. The aiming mark is located outside the field of view of the sight, and its image at infinity, constructed by a beam splitting mirror, is aligned with the target by an inclined meniscus. This sight uses a lens with a large focal length beam splitter, which allows you to install a lens with a small angle of inclination. With a lens diameter of D=20 mm and a focal length of f=120 mm, the lens tilt angle is 2.4 degrees. With the specified parameters D, f, the parallax errors of this collimator sight are 1.5 arc minutes, the relative aperture of the collimating lens is D: f = 1: 6.

Недостатком указанного прицела является недостаточная точность прицеливания из-за наличия параллакса изображения прицельной марки относительно цели, а также большие продольные габаритные размеры.The disadvantage of this sight is insufficient aiming accuracy due to the presence of parallax in the image of the aiming mark relative to the target, as well as large longitudinal overall dimensions.

Наиболее близкой по технической сущности является оптическая схема коллиматорного прицела SE1451642, содержащая афокальный объектив, выполненный в виде мениска, представляющего собой склейку двух компонентов с нанесенным между ними светоделительным зеркалом, установленным под углом к оси визирования, светящуюся прицельную марку, афокальный оптически прозрачный компонент, имеющий две и более плоские преломляющие поверхности.The closest in technical essence is the optical design of the SE1451642 collimator sight, containing an afocal lens made in the form of a meniscus, which is a gluing of two components with a beam splitter placed between them, installed at an angle to the sighting axis, a luminous aiming mark, an afocal optically transparent component having two or more flat refractive surfaces.

Недостатком указанного прицела является смещение наблюдаемого изображения при наклонах прицела по причине, что видимое увеличение наблюдаемого изображения не равного строго 1 крат.The disadvantage of this sight is the displacement of the observed image when the sight is tilted due to the fact that the apparent magnification of the observed image is not strictly equal to 1 times.

Техническая проблема заключается в получении следующего технического результата - обеспечение видимого увеличения изображения объекта прицеливания ровно 1 крат и устранение смещения наблюдаемого изображения при наклонах прицела.The technical problem lies in obtaining the following technical result - ensuring a visible magnification of the image of the aiming object exactly 1 times and eliminating the shift of the observed image when the sight is tilted.

Для достижения указанного технического результата в оптическую систему коллиматорного прицела, содержащую мениск, обращенный выпуклостью к объекту прицеливания, одна из поверхностей которого отражает излучение прицельной марки, афокальный оптически прозрачный компонент, имеющий две или более плоские преломляющие поверхности, установленный между мениском и прицельной маркой, введен мениск, установленный на входе прицела в параллельном пучке и ориентирован выпуклостью к наблюдателю. При этом выполняются следующие условия: R₁=R₄, R₂=R₃, L₁=L₂, где R₁ и R₄ - радиусы кривизны наружных поверхностей менисков; R₂ и R₃ - радиусы кривизны внутренних поверхностей менисков; L₁ - толщина по оси мениска, обращенного выпуклостью к глазу наблюдателя; L₂ - толщина по оси мениска, обращенного выпуклостью к объекту прицеливания.To achieve the specified technical result, an afocal optically transparent component having two or more flat refractive surfaces, installed between the meniscus and the aiming mark, is introduced into the optical system of a collimator sight, containing a meniscus convexly facing the aiming object, one of the surfaces of which reflects the radiation of the aiming mark. a meniscus installed at the entrance of the sight in a parallel beam and oriented with its convexity towards the observer. In this case, the following conditions are met: R ₁ =R ₄ , R ₂ =R ₃ , L ₁ =L ₂ , where R ₁ and R ₄ are the radii of curvature of the outer surfaces of the menisci; R ₂ and R ₃ - radii of curvature of the internal surfaces of the menisci; L ₁ - thickness along the axis of the meniscus, convexly facing the observer's eye; L ₂ - thickness along the axis of the meniscus, convexly facing the target.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена оптическая схема коллиматорного прицела. Излучение от прицельной марки 1, через прозрачный компонент 2 попадает на мениск 3, отразившись от дихроичного покрытия, нанесенного на мениск 3, излучение направляется на мениск 4. Изображение прицельной марки накладывается на изображение объекта прицеливания, которое строится в бесконечности менисками 4 и 3 с увеличением ровно 1 крат. Таким образом, стрелок наблюдает цель с наложенным на ней изображением прицельной марки. При этом при любых наклонах прицела смещение наблюдаемого изображения не происходит, что особенно важно при стрельбе с двумя открытыми глазами.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the optical diagram of the collimator sight. Radiation from the aiming mark 1, through the transparent component 2, hits the meniscus 3, reflected from the dichroic coating applied to the meniscus 3, the radiation is directed to the meniscus 4. The image of the aiming mark is superimposed on the image of the aiming object, which is constructed at infinity by the menisci 4 and 3 with magnification exactly 1 times. Thus, the shooter observes the target with an image of an aiming mark superimposed on it. At the same time, no shift in the observed image occurs at any tilt of the sight, which is especially important when shooting with two eyes open.

Введение мениска позволяет привести видимое увеличение наблюдаемого изображения к значению строго 1 крат и устранить смещение изображения при наклоне прицела.The introduction of a meniscus makes it possible to bring the apparent magnification of the observed image to a value of strictly 1 times and eliminate image shift when tilting the sight.

Claims (1)

Оптическая система коллиматорного прицела, содержащая мениск, обращенный выпуклостью к объекту прицеливания, одна из поверхностей которого отражает излучение прицельной марки, афокальный оптически прозрачный компонент, имеющий две или более преломляющие поверхности, установленный между мениском и прицельной маркой, отличающаяся тем, что введен мениск, установленный на входе прицела в параллельном пучке и ориентированный выпуклостью к наблюдателю, при этом выполняются условия: R₁=R₄, R₂=R₃, L₁=L₂, где R₁ и R₄ - радиусы кривизны наружных поверхностей менисков; R₂ и R₃ - радиусы кривизны внутренних поверхностей менисков; L₁ - толщина по оси мениска, обращенного выпуклостью к глазу наблюдателя; L₂ - толщина по оси мениска, обращенного выпуклостью к объекту прицеливания.An optical system of a collimator sight containing a meniscus convexly facing the aiming object, one of the surfaces of which reflects the radiation of the aiming mark, an afocal optically transparent component having two or more refractive surfaces, installed between the meniscus and the aiming mark, characterized in that a meniscus installed at the input of the sight in a parallel beam and oriented with a convexity towards the observer, the following conditions are met: R ₁ =R ₄ , R ₂ =R ₃ , L ₁ =L ₂ , where R ₁ and R ₄ are the radii of curvature of the outer surfaces of the menisci; R ₂ and R ₃ - radii of curvature of the internal surfaces of the menisci; L ₁ - thickness along the axis of the meniscus, convexly facing the observer's eye; L ₂ - thickness along the axis of the meniscus, convexly facing the target.

Images