Патент на изобретение №2282223

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ С ПЕРЕМЕННЫМ УВЕЛИЧЕНИЕМ

(57) Реферат:

Прицел может быть использован в оптических прицелах и зрительных трубах, работающих в видимой области спектра излучения. Прицел с переменным увеличением содержит последовательно установленные по ходу лучей трехлинзовый объектив, прицельную сетку, полевой компонент, двухкомпонентную панкратическую оборачивающую систему, дальномерную сетку, коллективную линзу и окуляр. Объектив содержит склеенные первые две линзы – двояковыпуклую и отрицательную, а третья линза – одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Двояковыпуклая и одиночная линзы изготовлены из одного материала с коэффициентом дисперсии _D, который соответствует условию 50_D70, что в 2…2,5 раза больше коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы. Между фокусными расстояниями склеенной линзы, объектива, двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы и одиночной линзы выполняются соотношения, приведенные в формуле изобретения. Технический результат – улучшение точностных характеристик, а именно уменьшение ошибки угла прицеливания. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности, к прицелам, используемым при ведении прицельной стрельбы из оружия, или зрительным трубам, работающим в видимой области спектра излучения.

Известна оптическая система визира с переменным увеличением [1], которая содержит объектив, панкратическую оборачивающую систему, коллективную линзу и окуляр. Данная схема имеет продольный размер, L=313,7 мм, относительное отверстие объектива D_зр/f’=1:3,5 и предел разрешения в центре углового поля при максимальном увеличении не более 10″.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является визир с переменным увеличением [2], построенный по оптической схеме: трехлинзовый объектив, неподвижный полевой компонент, панкратическая оборачивающая система, включающая два компонента, коллективная линза и окуляр. Визир может содержать сразу за трехлинзовым объективом прицельную сетку, а после панкратической оборачивающей системы – дальномерную сетку. В приведенном в [2] примере видимое увеличение телескопической системы Г=3,2^X…9,8^X. Предел разрешения телескопической системы не более 6″ в центре углового поля при максимальном увеличении (Г=9,8^X). Объектив визира имеет заднее фокусное расстояние f’=119,7 мм, относительное отверстие D_зр/f’=1:3 и угловое поле в пространстве предметов 2=7,6°…2,5°. При этом продольная сферическая аберрация объектива (S’), рассчитанная для дистанции -400 м для основной длины волны (_D) составляет для зоны m=14,1 мм S’_0,707=-0,003 мм, для края – m=20,0 мм S’_кр=0,137 мм. При установке прицельной сетки в плоскость наилучшего изображения объектива остается неустранимый продольный параллакс (S’_m–): для зоны m=14,1 мм (S’_0.707–)=-0.082 мм, для края – m=20,0 мм (S’_кр.–)=0.058 мм, что вызывает дополнительный угловой параллакс на местности, равный ±16″, при положении глаза на краю и на зоне выходного зрачка визира. Большая величина углового параллакса является недостатком рассматриваемой схемы визира с переменным увеличением, так как использование ее в оптическом прицеле увеличивает ошибку угла прицеливания при перемещении глаза в плоскости выходного зрачка прицела.

Задачей изобретения является создание прицела с переменным увеличением с улучшенными точностными характеристиками, а именно с уменьшенной ошибкой угла прицеливания.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в прицеле с переменным увеличением, содержащем последовательно установленные по ходу лучей трехлинзовый объектив, прицельную сетку, полевой компонент, двухкомпонентную панкратическую оборачивающую систему, дальномерную сетку, коллективную линзу и окуляр, в отличие от известного, в объективе первые две линзы двояковыпуклая и отрицательная – склеенные, а третья линза – одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, причем двояковыпуклая и одиночная линзы изготовлены из одного материала с коэффициентом дисперсии _D, который соответствует условию 50_D70, что в 2…2,5 раза больше коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы, при этом выполняются следующие условия:

f’_скл=(3…4)f’_об;

f’₁=(0,8…1,2)f’_об;

f’₂=-(1…1,5)f’_об;

f’₃=(1…1,5)f’_об,

где f’_скл, f’_об, f’₁, f’₂, f’₃ – фокусные расстояния склеенной линзы, объектива, двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы и одиночной линзы соответственно.

На чертеже изображена оптическая схема оптического прицела с переменным увеличением и ход лучей в нем при 2=0°.

Прицел с переменным увеличением состоит из объектива 1, выполненного в виде трехлинзовой конструкции, состоящей из двояковыпуклой линзы 2, склеенной с отрицательным мениском 3, обращенным выпуклостью к изображению и одиночного положительного мениска 4, обращенного выпуклостью к предмету, полевого компонента 5, панкратической оборачивающей системы 6, состоящей из двух дифференциально перемещающихся компонентов 7, 8, коллективной линзы 9 и окуляра 10. Глаз наблюдателя располагается в выходном зрачке оптического прицела 11. В плоскости изображения А объектива устанавливается прицельная сетка 12, в плоскости изображения В оборачивающей системы – дальномерная сетка 13. Размер L соответствует максимальному продольному размеру предложенного оптического прицела по его оптической оси.

Оптический прицел с переменным увеличением работает следующим образом: световой поток проходит через объектив 1 и фокусируется в передней плоскости изображения А; после прохождения полевого компонента 5 и оборачивающей системы 6, состоящей из двух дифференциально перемещающихся компонентов 7, 8, фокусируется в задней плоскости изображения В. Это промежуточное изображение наблюдается через коллективную линзу 9 и окуляр 10 глазом, расположенным в выходном зрачке прицела 11. В данной схеме окуляр 10 может иметь или постоянную диоптрийную установку на (-0.75)±0.25 дптр или иметь возможность диоптрийной подвижки всего окуляра на ±5 диоптрий. В передней и задней плоскостях изображения могут быть установлены прицельная и дальномерная сетки, нанесенные на плоскопараллельные пластины 12, 13 и плоскую поверхность коллективной линзы 9, при этом сетка, установленная в передней плоскости изображения А объектива – прицельная сетка – может быть выполнена в виде склейки, состоящей из двух плоскопараллельных пластин 12, что необходимо для снижения “показателя световоз вращения” при противодействии демаскирующим оптикоэлектронным системам. Изменение видимого увеличения прицела в пределах Г=3.2^X…9.9^X происходит в результате дифференцированного перемещения компонентов 7,8, которое приводит к изменению воздушных промежутков l₁, l₂, l₃, при этом передняя А и задняя В плоскости изображения остаются в неизменном положении.

В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет варианта оптического прицела. Он имеет конструктивные параметры оптической системы, указанные в таблице 1.

Получен оптический прицел со следующими техническими характеристиками: видимое увеличение телескопической системы Г=3,2^X…9,9^X, заднее фокусное расстояние объектива f’_об=120 мм и его относительное отверстие D_зр/f’=1:3, угловое поле в пространстве предметов 2=7,6°…2,5°. Выходной зрачок расположен на расстоянии 70 мм от последней поверхности окуляра и имеет диаметр 10,2…4 мм. Продольный размер прицела в данном случае составляет L=291 мм. Предел разрешения прицела не более 6″ в центре углового поля при максимальном увеличении (Г=9,9^X). Коэффициент пропускания оптики прицела не менее 70%.

Оптическая схема предлагаемого прицела выполнена с объективом, в котором продольная сферическая аберрация, указанная в таблице 2, меньше дифракционной глубины объектива.

В оптических прицелах плоскость штрихов прицельной сетки должна строго совпадать с плоскостью резкого изображения наблюдаемой цели. Это требование с заданной точностью выполняется при сборке и юстировке прицелов. Однако при отсутствии заметной нерезкости изображения в прицеле может быть неустранимый угловой параллакс из-за продольной сферической аберрации объектива, что вызывает дополнительную ошибку в угле прицеливания при поперечном смещении глаза в плоскости выходного зрачка прицела.

В предлагаемом объективе при любом смещении глаза в плоскости выходного зрачка прицела угловой параллакс на местности из-за продольной сферической аберрации объектива не превышает дифракционного предела разрешения объектива, равного ±3″, что значительно ниже величины дополнительного углового параллакса для визира с переменным увеличением [2], равного ±16″. Для данной оптической системы угловой параллакс на местности определяется только точностью сборки и юстировки узла «объектив-прицельная сетка», что значительно снижает ошибку в угле прицеливания при перемещении глаза в пределах выходного зрачка. Таким образом, обеспечено достижение технического результата.

В настоящее время по схеме оптического прицела серийно выпускается ряд модификаций изделия, изготовленного по данным конструктивным параметрам объектива, полученные оптотехнические характеристики удовлетворяют функциональному назначению прицелов.

Источники информации

1. Визир с переменным увеличением «1П21», 1982 г., разработка Новосибирского приборостроительного завода. Схема оптическая АЛ3.812.124, копии находятся в деле по заявке № 99119299 (патент RU 2157556).

2. Визир с переменным увеличением. Патент RU 2157556, МПК 7 G 02 B 23/14, F 41 G 1/38, публ. 2001 г.

Таблица 2 Точка на оси для Гmax
m	0=D			1=F		2=С		(S’F-S’C)
	Tg ‘	S’	Y’	S’	Y’	S’	Y’
0	0	0	0	-0,0064	0	0,0863	0	-0,0927
10	0,084	-0,0079	-0,0007	0,0067	0,0005	0,0815	0,0068	-0,0748
14,1	0,119	-0,0112	-0,0013	0,0201	0,0024	0,0768	0,0091	-0,0567
17,3	0,146	-0,0098	-0,0014	0,0336	0,0049	0,0719	0,0105	-0,0383
20	0,169	-0,0035	-0,0006	0,0472	0,0080	0,0670	0,0113	-0,0198

Формула изобретения

Оптический прицел с переменным увеличением, содержащий последовательно установленные по ходу лучей трехлинзовый объектив, прицельную сетку, полевой компонент, двухкомпонентную панкратическую оборачивающую систему, дальномерную сетку, коллективную линзу и окуляр, отличающийся тем, что в объективе первые две линзы – двояковыпуклая и отрицательная – склеенные, а третья линза – одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, причем двояковыпуклая и одиночная линзы изготовлены из одного материала с коэффициентом дисперсии _D, который соответствует условию 50_D70, что в 2÷2,5 раза больше коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы, при этом выполняются следующие условия:

f’_скл=(3÷4)f’_об;

f’₁=(0,8÷1,2)f’_об;

f’₂=-(1÷1,5)f’_об;

f’₃=(1÷1,5)f’_об,

где f’_скл, f’_об, f’₁, f’₂, f’₃ – фокусные расстояния склеенной линзы, объектива, двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы и одиночной линзы соответственно.

РИСУНКИ

QA4A – Сведения о заявлении обладателя патента Российской Федерации или патента СССР на изобретение о предоставлении любому лицу права на использование изобретения (открытая лицензия) в соответствии с пунктом 2 статьи 13 Патентного закона РФ

(73) Патентообладатель:

Открытое акционерное общество «Красногорский завод им. С.А. Зверева»

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ С ПЕРЕМЕННЫМ УВЕЛИЧЕНИЕМ

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2006

Адрес для переписки:

143400, Московская обл., г. Красногорск, ул. Речная, 8, ОАО КМЗ, НТЦ, бюро патентования

Извещение опубликовано: 20.03.2009 БИ: 08/2009