Оптичний візир

Винахід відноситься до оптичного приладобудування, а конкретно до оптичних візирних приладів, та може бути використано в прицільних системах стрілецької зброї. Відомі конструкції коліматорних візирів, які вміщують об'єктив, сітку, розташовану в фокусі об'єктива, джерело світла яке розташоване за сіткою. 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 тобто спостереження предметів здійснюється через оптичний елемент, наприклад плоско-паралельну π ластівку, яка не має оптичної сили. Найбільш блізьким до заявляемого і прийнятим за прототип є оптичний візир з збільшенням >1, що вміщує об'єктив, окуляр що утворюють телескоп Галілея, світлоподілювач, фокусуючий відбиваючий елемент, сітку, джерело світла [1]. Тим не менш цей візир не зручний для застосування як приціл стрілецької зброї тому, що така система сама себе викриває, надсилаючи майже 50% колімованого світлового потоку у напрямку цілі і менше ніж 25% 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. Задачею винаходу є створення оптичного візиру, який забезпечує оптичне збільшення >1, 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. 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). Стрілець одночасно розглядає через окуляр зображення цілі яке має збільшення >1, 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. Застосування у візирі світлоподілювача у вигляді плоско-паралельної пластівки, розташованної між 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 здійснюватись взаємна компенсація абераційних похибок. Виконання світлоподілювача з покриттям для канала мікроскопа у ви гляді селективного дзеркала з високим коефіцієнтом відбиття у вузькому спектральному діапазоні та одночасно у вигляді світло фільтра з високим 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. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 відтворено загальний вид оптичної схеми візира, на Фіг.2 - загальний вид світлоподілювача. Візир вміщує канал спостереження за віддаленими об'єктами, який виконано по схемі Галілея-Ліперея який вміщує в собі світлофільтр 1, об'єктив 2, світлоподілювач 3 та окуляр 4. При цьому передній фокус F4 окуляра співпадає з заднім фокусом об'єктива F2+'. 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 6, лінза 5, яка є об'єктивом мікроскопа, світлоподілювач 6 та окуляр 4. В заявляемому візирі світлоподілювач 3 та окуляр 4 є загальним елементом як 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 світлоподілювача 3 у вигляді, наприклад, круглої, плоско-паралельної пластівки, діаметром D, що розташована перпендикулярно оптичній вісі телескопа Галілея дозволяє скомпенсувати аберації об'єктива 2 найкращім чином, тому що аберації пластівки 3 та об'єктива 2 при такому розташуванні мають протилежні знаки [2]. Проводячи абераційний розрахунок об'єктива 2 та світлоподілювача 3 в системі телескопа Галілея та добираючи необхідну товщину d та показник заломлення n світлоподілювача 3 можна значно зменшити абераційні похибки, що поліпшить якість зображення цілі, а тому це підвищує точність прицілювання. Товщина шару плоскої поверхні світлоподільчого покриття встановленного під нахилом до оптичної вісі телескопа, складає декілька мікрон, та практично ніяк не впливає на погіршення якості зображення. Окрім того, через світлоподільче покриття світлоподілювача 3 світловий потік від віддалених об'єктів буде проходити з мінімальними, не більше 1-2%, утратами, тому що зона покриття займає невелику частину світлового діаметра світлоподілювача, а втрати для каналу телескопа на самому покритті будуть тільки в вузькому спектральному діапазоні l1±Δl, де Δl=20нм. 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). На мал Фіг/2 наведено можливе виконання світлоподілювача 3. На виді А наведено як виглядає площа світлоподільчого покриття шириною b, яка дорівнює d b= cos a , де d - товщина пластівки a - кут на хилу плоскої поверхні покриття до оптичної вісі телескопа Галілея. Приклад 1. Телескоп Галілея. 1.1. При фокусній відстані об'єктива ¦2'=100мм та фокусній відстані окуляра ¦4'=-25мм видиме збільшення телескопа 100 Гт = = = 4х 25 1.2. При світловому диаметрі об'єктива Dсв=40мм та віддалені вихідної зіниці (ока) від останньої поверхні окуляра р'=60мм поле зору телескопа буде складати величину [3] Dсв 40 tg2w = = = 0. 126 Гp + (1- Г) 4 × 60 + 100(1 - 0.25) , 2 ω=7°14' 1.3. Розподільча здатність телескопа: теоретична 1.22l 1.22 × 0. 55 gт = = = 1.667 × 10- 5 рад = 3.34" Dсв 40 × 103 практична g 60 " gп = гл = = 15" Г 4 2. Мікроскоп Галілея 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 ¦4=25мм розмір зображення штриха сітки (напівширина b') становить b'=2¦4 tgφ=2·25 tg 30"=50·1.8·10-4=90·10-4=9мкм, 2b'=2·9=18мкм, де φ - напівширина штриха сітки Задаючи збільшення проекційної системи мікроскопа Галілея (об'єктива 5) яке дорівнює β=1,5x, віднайдемо ширину штриха сітки 7 2b' 18 2b = = = 12мкм b 1. 5 2.2. При визначеному задньому відрізку об'єктива 5 а5'=39.8 (а5'*=45.3) визначаємо положення сітки 7 яка віддалена від об'єктива 5 на величину a ' 39. 8 a5 = 5 = = -26. 55мм -b 1.5 При цьому фокусна відстань об'єктива 5 a5 ' 39.8 = = 15. 93 » 16мм 1- b 2.5 ¦5= 5 Дана система дозволяє виконувати прицілювання ( накладення марки на ціль ) з точністю не гірше однієї кутової хвилини (60"), що задовольняє стрільця. Таким чином заявляемая система оптичного візира може мати слідуючі параметри Телескоп Галілея збільшення, не менше, крат 4.0 діаметр вхідної зіниці, не більше, мм 40.0 дрржина вздовж оптичної вісі, не більше, мм 80.0 розподільча здатність, не гірше, кут. сек 30.0 полезору, не менше, град 6.0 подалення вихідної зіниці, мм вільне, за положенням ока Мікроскоп Галілея 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 кутова ширина сітки за окуляром, не більше, кут. хв 1.0 (60") 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 оптичному візиру роблять його незамінним при використанні в якості прицілу стрілецької зброї. 1. Ю.А.Степин. Оптический прицел. А.С SU1630504 А 1.18.08.89. 2. И.А.Туригин. Прикладная оптика ч.2. - М.,Ма шиностроение,1966 с.340 3. Г.Г.Слюсарев. Расчет оптических систем. - Л.,Машиностроение,1975.