Патент на изобретение №2165580

(54) ПРИЦЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО ДИОДА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ АСФЕРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретения относятся к оптическим приборам, в частности к системам наблюдения, наведения и прицеливания. Изобретения позволяют уменьшить время прицеливания и наведения, повысить точность, снизить массу, габариты, себестоимость прицельных и наблюдательных устройств, упростить их конструкцию. Сущность изобретений заключается в том, что прицельное устройство снабжено материальными носителями информации о физических свойствах объекта прицеливания с управляемыми характеристиками и с видимыми угловыми размерами не более 2°, фона, расположенного вблизи объекта прицеливания с управляемыми характеристиками и с видимыми угловыми размерами не более 4°, или степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению. Упомянутые носители информации могут заменять материальный носитель информации о прицельном знаке и могут быть расположены в одном светоизлучающем диоде на одном кристалле-излучателе. Выходную оптическую поверхность светоизлучающего диода обрабатывают после заливки его в форме вместе с арматурой для устранения неточностей установки арматуры с кристаллом-излучателем. Оптическую асферическую поверхность обрабатывают деформируемым инструментом, форма изгиба рабочей поверхности которого при обработке соответствует профилю асферической поверхности, которую требуется получить. При обработке деталь перемещают относительно инструмента. Периферийные части асферической поверхности и светоизлучающего диода, которые не несут функциональной нагрузки, удаляют. 5 с. и 22 з.п.ф-лы, 15 ил.

1. Область техники, к которой относятся изобретения
Заявляемые изобретения относятся к оптическим приборам, в частности к системам прицеливания, наведения и наблюдения.

Заявляемые изобретения могут быть использованы в применяемых как в дневное, так и в ночное время суток прицелах различного назначения, таких как: охотничьих, спортивных, в прицелах для артиллерийско-стрелкового, гранатометного и ракетного оружия, а также в геодезических, астрономических, метрологических и наблюдательных приборах и системах; в кино, видео и фотоаппаратуре.

2. Уровень техники
2.1. Известно прицельное устройство (патент РФ N 2146036), содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, особенностью которого является то, что оно снабжено по меньшей мере одним материальным носителем информации по меньшей мере об одном дополнительном маркере.

Данное прицельное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.

К недостаткам такого прицельного устройства следует отнести недостаточность информационной поддержки процесса прицеливания при наличии в поле зрения оператора (стрелка) помимо изображения самой прицельной марки изображений дополнительных маркеров.

Речь идет о неиспользовании в обсуждаемом прицельном устройстве ни прицельной марки, ни дополнительных маркеров а) в качестве элементов, предназначенных для “отражения” физических свойств или их (свойств) статистических закономерностей (речь идет о статистических моментах, например, о текстурах) (энергетических, тепловых, световых, магнитных, звуковых, ультразвуковых, инфразвуковых, радиолокационных и проч.) объекта прицеливания (наведения) и/или окружающего его фона, путем изменения как минимум одной из визуально воспринимаемых характеристик (цвета, яркости, формы, размеров и проч.) при изменении упомянутых физических свойств или их статистических закономерностей и б) в качестве элементов, предназначенных для “отражения” степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению на объект, на который в данный момент прицельное устройство (или оружие посредством данного прицельного устройства) наведено лучшим по сравнению с другими объектами образом (в частном случае с учетом траектории полета пули, снаряда, гранаты, ракеты и проч.), путем изменения как минимум одной из визуально воспринимаемых характеристик (цвета, яркости, формы, размеров и проч.) при изменении упомянутой степени смещения установленным образом (речь идет о функциональной зависимости степени изменения упомянутой визуально воспринимаемой характеристики от упомянутой степени смещения, которая, кстати, может быть и различна для различных координатных осей и/или различных систем координат) или выбранным оператором (стрелком) образом, что могло бы достигаться, например, за счет того, что угловые размеры изображения элемента приемного устройства (например, тепловизионной матрицы) в пространстве объектов прицеливания были бы меньше видимых угловых размеров элементов визуализации информации (например, элементов светодиодной матрицы) при соответствующей разнице числа всей совокупности тех и других.

Недостатком прототипа является также и то, что для получения изображений объекта прицеливания с различными масштабами необходимо прибегать к оптическим преобразованиям (а не, например, к электронной коммутации).

2.2. Известен способ изготовления светоизлучающего диода (Сборник “Применение оптоэлектронных приборов”, Москва, “Радио и связь”, 1981), заключающийся в том, что собранную арматуру с кристаллом-излучателем заливают в форме жидким прозрачным компаундом и полимеризуют последний.

Данный способ изготовления светоизлучающего диода выбран заявителем в качестве прототипа.

К недостаткам такого способа изготовления светоизлучающего диода следует отнести а) высокие требования к точности установки собранной арматуры с кристаллом- излучателем относительно установочных элементов заливочной формы, которая (точность) с одной стороны будет влиять на диаграмму направленности излучения, а с другой (в случае задания высоких требований к воспроизводимости упомянутой диаграммы) – предопределять коэффициент выхода годных изделий и б) наличие в периферийных частях выходной оптической поверхности светоизлучающего диода зон, дающих паразитные лучи ввиду невозможности учета при изготовлении усадок материала заливочной формы и заливочного компаунда, а также ввиду невозможности учета воспроизводимости упомянутых усадок.

Речь идет о светоизлучающих диодах, в которых допустимое отклонение выходного пучка лучей (определяющего диаграмму направленности излучения) от заданного (например, расчетного) не должно превышать нескольких десятков угловых минут.

Следует отметить, что в случае использования светоизлучающего диода в качестве светодиодного целеуказателя упомянутое отклонение не должно превышать 10′ (десять угловых минут) для ненарезного оружия и 30” (тридцать угловых секунд) для нарезного оружия.

2.3. Известен способ изготовления оптической асферической поверхности детали (авторское свидетельство СССР N 1000243), заключающийся в том, что доводят (полируют) оптическую поверхность, для чего используют деформируемый (“мягкий”) инструмент (полировальник).

Данный способ изготовления оптической асферической поверхности выбран заявителем в качестве прототипа.

К недостаткам такого способа изготовления оптической асферической поверхности следует отнести а) отсутствие учета и использования неравномерности по площади инструмента усилий, возникающих при деформации обрабатываемой деталью инструмента, а также отсутствие учета формы изгиба инструмента (полировальника) при его деформации деталью с обрабатываемой оптической поверхностью в момент выполнения доводки и аподизации, которые при соответствующем выборе коэффициента упругости инструмента, формы его исходной (до деформации деталью) рабочей поверхности, армирующих элементов и проч. могли бы благоприятствовать формообразованию расчетного профиля асферической поверхности (с учетом припусков на обработку и с учетом постепенного изменения деформации при устранении упомянутых припусков), что позволило бы получать оптические асферические поверхности с незначительными отклонениями профиля от заданного (расчетного) при высокой степени чистоты поверхности (в том числе и в смысле отсутствия следов обработки) и б) неустранение периферийных частей оптической асферической поверхности, характер профиля которых ввиду наличия при механической обработке (в частности, при полировании) “краевых” эффектов (эффектов “заваливания” краев) отличается от характера профиля центральной части.

Речь идет о том, что в обсуждаемом прототипе основное внимание сосредотачивается на получении равномерной нагрузки по площади контакта со стороны инструмента на оптическую асферическую поверхность, что позволяет минимизировать искажения исходного профиля (полученного каким-либо иным путем) оптической асферической поверхности при ее обработке с использованием упомянутого (мягкого) инструмента.

3. Сущность изобретений
Заявляемые изобретения направлены на решение задач:
– уменьшение времени прицеливания (наведения);
– повышение точности прицеливания (наведения);
– расширение области возможного применения прицелов (наблюдательных приборов);
– упрощение конструкции дневных, ночных и тепловизионных прицелов и наблюдательных приборов, а также наблюдательных приборов и прицелов, в которых осуществляется визуализация информации, не имеющей в естественном виде визуализированной формы представления (например, ультра- и инфразвуковой, звуковой, радиолокационной и проч.), прицельных комплексов (прицелов с набором сопутствующих им наблюдательных приборов – телескопических, ночного видения, тепловизионных, радиолокационных и прочих оптических приспособлений), а также оружия (речь в том числе идет об упрощениях конструкций, предполагающих уменьшение трудоемкости изготовления и т.д.);
– снижение массы, габаритов и себестоимости (в том числе и за счет повышения коэффициента выхода годной продукции при массовом изготовлении упоминаемых изделий) прицелов, наблюдательных приборов, прицельных комплексов, а также и самого оружия.

Сказанное выше также относится и к геодезическим и метрологическим приборам.

Заявляемый технический результат по представляемой группе изобретений достигается следующим.

1. В прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, введен следующий отличительный признак: в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора (с учетом используемых в прицельном устройстве оптических элементов – линз, призм, зеркал, клиньев и т.д. – и с учетом коррекционных очковых линз) от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о физических (отражательных, энергетических, тепловых, световых, магнитных, звуковых, ультразвуковых, инфразвуковых, радиолокационных и проч.) свойствах или их (свойств) статистических закономерностях (речь идет о статистических моментах, например, о текстурах) объекта (т.е. только объекта), на который наведено прицельное устройство, или о физических свойствах (или их статистических закономерностях) как минимум одного фрагмента такого объекта, при этом упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях содержит как минимум один элемент, как минимум одна из визуально воспринимаемых характеристик (цвет, яркость, форма, размеры и проч.) которого изменяется при изменении упомянутых физических свойств или их статистических закономерностей, причем видимые (стрелком) угловые размеры (в любом сечении, включающем направление прицеливания) совокупности всех элементов (с изменяющимися визуально воспринимаемыми характеристиками), используемых на упомянутом материальном носителе информации о физических свойствах или их статистических закономерностях, не превышают 2^o (двух угловых градусов).

2. В устройство по п.1 введен следующий отличительный признак: до или в процессе эксплуатации прицельного устройства видимые угловые размеры совокупности элементов, в момент наблюдения за конкретным объектом “отражающих” упомянутые физические свойства или их статистические закономерности (изменивших в момент наблюдения за конкретным объектом как минимум одну из своих визуально воспринимаемых характеристик в соответствии с упомянутыми физическими свойствами или их статистическими закономерностями), устанавливаются оператором (стрелком) или автоматически в зависимости от дистанции до объекта наведения (прицеливания) или в зависимости от размеров последнего, однако при этом упомянутые видимые угловые размеры по-прежнему не превышают 2^o (двух угловых градусов), и эквивалентное фокусное расстояние всей совокупной окулярной оптики не изменяется (неизменным остается и диаметр выходного зрачка или, иначе – выходная апертура прицельного устройства), что достигается за счет того, что угловые размеры изображения элемента приемного устройства (например, тепловизионной матрицы) в пространстве объектов прицеливания меньше видимых угловых размеров упомянутого материального носителя информации.

3. В устройство по п.1 введен следующий отличительный признак: упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

4. В устройство по п.1 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

5. В устройство по п.1 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

6. В прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, введен следующий отличительный признак: в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора (с учетом используемых в прицельном устройстве оптических элементов – линз, призм, зеркал, клиньев и т.д. – и с учетом коррекционных очковых линз) от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о физических (отражательных, энергетических, тепловых, световых, магнитных, звуковых, ультразвуковых, инфразвуковых, радиолокационных и проч.) свойствах или их (свойств) статистических закономерностях (речь идет о статистических моментах, например о текстурах) фона (т. е. только фона), расположенного в непосредственной (см. ниже про видимые угловые размеры совокупности соответствующих элементов) близости от объекта, на который наведено прицельное устройство, или о физических свойствах или их статистических закономерностях как минимум одного фрагмента указанного фона, при этом упомянутый здесь материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях содержит как минимум один элемент, как минимум одна из визуально воспринимаемых характеристик (цвет, яркость, форма, размеры и проч.) которого изменяется при изменении упомянутых здесь физических свойств или их статистических закономерностей, причем видимые (стрелком) угловые размеры (в любом сечении, включающем направление прицеливания) совокупности всех элементов (с изменяющимися визуально воспринимаемыми характеристиками), используемых на упомянутом здесь материальном носителе информации о физических свойствах или их статистических закономерностях, не превышают 4^o (четырех угловых градусов).

7. В устройство по п.6 введен следующий отличительный признак: до или в процессе эксплуатации прицельного устройства видимые угловые размеры совокупности элементов, в момент наблюдения за конкретным объектом “отражающих” упомянутые физические свойства или их статистические закономерности (изменивших в момент наблюдения за конкретным объектом как минимум одну из своих визуально воспринимаемых характеристик в соответствии с упомянутыми физическими свойствами или их статистическими закономерностями), устанавливаются оператором (стрелком) или автоматически в зависимости от дистанции до объекта наведения (прицеливания) или в зависимости от размеров последнего, однако при этом упомянутые видимые угловые размеры по-прежнему не превышают 4^o (четырех угловых градусов) и эквивалентное фокусное расстояние всей совокупной окулярной оптики не изменяется (неизменным остается и диаметр выходного зрачка или, иначе – выходная апертура прицельного устройства), что достигается за счет того, что угловые размеры изображения элемента приемного устройства (например, тепловизионной матрицы) в пространстве объектов прицеливания меньше видимых угловых размеров упомянутого материального носителя информации.

8. В устройство по п. 6 введен следующий отличительный признак: упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

9. В устройство по п.6 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

10. В устройство по п.6 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

11. В устройство по пп.1 и 6 введен следующий отличительный признак: упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

12. В устройство по пп.1 и 6 введен следующий отличительный признак: упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

13. В устройство по пп.1 и 6 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

14. В устройство по пп.1 и 6 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

15. В прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, введен следующий отличительный признак: в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора (с учетом используемых в прицельном устройстве оптических элементов – линз, призм, зеркал, клиньев и т.д. – и с учетом коррекционных очковых линз) от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению прицельного устройства на объект, на который в данный момент прицельное устройство (или оружие посредством данного прицельного устройства) наведено лучшим по сравнению с другими объектами образом (в частном случае с учетом траектории полета пули, снаряда, гранаты, ракеты и проч.), при этом упомянутый здесь материальный носитель информации о степени смещения содержит как минимум один элемент, как минимум одна из визуально воспринимаемых характеристики (цвет, яркость, форма, размеры и проч.) которого изменяется при изменении упомянутой степени смещения установленным образом (речь идет о функциональной зависимости степени изменения упомянутой визуально воспринимаемой характеристики от упомянутой степени смещения, причем эта функциональная зависимость может быть и различна для различных координатных осей и/или различных систем координат) или образом, выбранным оператором (стрелком), что достигается, например, за счет того, что угловые размеры изображения элемента приемного устройства (например, тепловизионной матрицы) в пространстве объектов прицеливания меньше видимых угловых размеров упомянутого материального носителя информации.

16. В устройство по п.15 введен следующий отличительный признак: упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

17. В устройство по пп. 1 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

18. В устройство по пп. 1 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

19. В устройство по пп. 6 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

20. В устройство по пп. 6 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

21. В устройство по пп. 1, 6 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

22. В устройство по пп. 1, 6 и 15 введен следующий отличительный признак: материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

23. В способ изготовления светоизлучающего диода (например, светодиодного целеуказателя), заключающийся в том, что собранную арматуру с кристаллом-излучателем заливают в форме жидким прозрачным компаундом и полимеризуют последний, введен следующий отличительный признак: обрабатывают выходную (рабочую) оптическую поверхность светоизлучающего диода для удаления как минимум за один прием (за один рабочий цикл, один акт контакта упомянутой поверхности с инструментом) припуска на неточность установки упомянутой арматуры либо непосредственно самого кристалла излучателя относительно упомянутой оптической поверхности, при этом количество приемов определяют по результатам качественной или количественной оценки оптических характеристик изготавливаемого светоизлучающего диода.

24. В способ по п.23 введен следующий отличительный признак: формируют выходную апертуру светоизлучающего диода, для чего удаляют периферийные части светоизлучающего диода (части его выходной поверхности, профиль которых отличается от профиля расчетной выходной оптической поверхности светоизлучающего диода на заданную величину), а также удаляют части светоизлучающего диода, не несущие функциональной нагрузки при эксплуатации.

25. В способ изготовления оптической асферической поверхности детали (например, выходной оптической поверхности светодиодного целеуказателя), заключающийся в том, что обрабатывают (доводят – шлифуют и/или полируют в том числе с использованием шлифпорошков, паст и суспензий) оптическую поверхность, для чего используют деформируемый (“мягкий”) инструмент (полировальник), введен следующий отличительный признак: обрабатывают (доводят и/или аподизируют – осуществляют тонкую доводку поверхности, например сферической, преобразуя ее профиль, например в параболоидный) оптическую поверхность с использованием инструмента (например, полировальника), форма изгиба рабочей поверхности которого при ее деформации деталью с обрабатываемой оптической поверхностью в момент обработки (например, доводки и/или аподизации) с заданным допуском (с учетом припусков на обработку и с учетом постепенного изменения деформации при устранении упомянутых припусков) соответствует профилю асферической поверхности, которую требуется получить на обрабатываемой детали.

26. В способ по п.25 введен следующий отличительный признак: деталь с обрабатываемой оптической поверхностью приводят в движение относительно (например, оси вращения) упомянутого инструмента (который в ряде частных случаев при обработке может быть неподвижен относительно оператора) с изгибающейся рабочей поверхностью, при этом угол между упомянутой изгибающейся поверхностью (или упомянутой осью вращения) и оптической осью упомянутой обрабатываемой оптической поверхности выдерживают в заданных пределах.

27. В способ по п.25, введен следующий отличительный признак: удаляют периферийные части полученной оптической асферической поверхности, профиль которых отличается от расчетного профиля на заданную величину.

В настоящее время в результате анализа всех сведений, общедоступных на территории Российской Федерации, заявителю не известны прицельные и наблюдательные устройства, в которых есть признаки, являющиеся отличительными в заявляемых изобретениях, то есть данные решения являются новыми. Заявляемые изобретения имеют изобретательский уровень, так как для специалиста данные технические решения явным образом не следуют из существующего уровня техники. Автором инициативно были проведены теоретические и экспериментальные изыскания, позволившие выявить отличительные признаки, обеспечивающие достижение вышеуказанного технического результата.

4. Перечень фигур
На фиг. 1 схематично представлен вид на один из вариантов прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение, например, по п.22 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 2 схематично представлен вид на один из вариантов излучающего кристалла светодиодного целеуказателя прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение, например, по п.18 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 3 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при прицеливании (наведении) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение, например, по п.18 Сущности изобретений (см. п. 3 Описания изобретений).

На фиг. 4 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при точном наведении прицела (наблюдательного прибора) на объект прицеливания (наведения) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение, например, по п.18 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 5 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при точном наведении прицела (наблюдательного прибора) на объект прицеливания (наведения) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение по, например, п.2 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 6 схематично представлен вид на один из вариантов излучающего кристалла светодиодного целеуказателя прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение, например, по п.14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 7 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при прицеливании (наведении) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение, например, по п.14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 8 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при точном наведении прицела (наблюдательного прибора) на объект прицеливания (наведения) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение, например, по п. 14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 9 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при точном наведении прицела (наблюдательного прибора) на объект прицеливания (наведения) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение по, например, п.7 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 10 схематично представлен один из вариантов поля зрения стрелка (оператора) при прицеливании (наведении) по принципу вынесенного маркера, который может иметь место при использовании прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретение, например, по п.16 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 11 схематично представлен вид на один из вариантов заготовки светоизлучающего диода – визирной части (светодиодного целеуказателя) прицельного устройства, предполагающий применение способа изготовления светоизлучающего диода, например, по п.23 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 12 схематично представлен вид на один из вариантов светоизлучающего диода – визирной части (светодиодного целеуказателя) прицельного устройства, который был изготовлен в соответствии со способом изготовления светоизлучающего диода, например, по п.24 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 13 схематично представлен вид на один из вариантов контакта инструмента (полировальника либо шлифовальника) с обрабатываемой оптической асферической поверхностью детали, коей, например, является светоизлучающий диод – визирная часть (светодиодный целеуказатель) прицельного устройства, предполагающий применение способа изготовления оптической асферической поверхности, например, по п.25 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 14 представлен вид на один из вариантов схемы обработки оптической асферической поверхности детали, коей, например, является светоизлучающий диод – визирная часть (светодиодный целеуказатель) прицельного устройства, предполагающий применение способа изготовления оптической асферической поверхности по п.25 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

На фиг. 15 представлен вид на один из вариантов схемы обработки оптической асферической поверхности детали, коей, например, является светоизлучающий диод – визирная часть (светодиодный целеуказатель) прицельного устройства, предполагающий применение способа изготовления оптической асферической поверхности по п.26 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Фиг. 1 приведена для пояснения п.22 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Собранная арматура 5 с кристаллом-излучателем 1, расположенная в полимеризовавшемся прозрачном компаунде 2, представляет собой светоизлучающий диод, причем материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутые в пп. 1 и 6 материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый в п.15 материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на упомянутом кристалле-излучателе.

В качестве примечания следует отметить, что в глаз оператора 4 поступают лучи, идущие из светоизлучающего диода (например, лучи пучка 6), и лучи, идущие вне апертуры светоизлучающего диода (например, лучи пучка 3). При этом первые из упомянутых лучей несут информацию о направлении прицеливания (о прицельной марке), о физических свойствах или их статистических закономерностях объекта прицеливания и физических свойствах или их статистических закономерностях фона, о степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению, а вторые из упомянутых лучей несут информацию, например, о естественно воспринимаемом изображении цели или о ее увеличенном (усиленном по яркости) изображении и проч. Ввиду этого оператор (стрелок) одновременно одним глазом будет воспринимать наложенными соответствующие изображения (объекта прицеливания и упомянутых материальных носителей информации, причем последние при должном расположении глаза относительно светоизлучающего диода будут восприниматься “висящими” над ним – принцип вынесенного маркера).

Фиг. 2 приведена для пояснения п. 18 Сущности изобретений (см. п. 3 Описания изобретений).

В верхней части излучающего кристалла 1 светоизлучающего диода расположены элементы 7 материального носителя информации о, например, тепловых свойствах объекта, на который наведено прицельное устройство (который определяется, например по тому, что “находится” в центре прицельной марки 8 при визуальном восприятии ее изображения и изображения фоноцелевой обстановки). Некоторые элементы материального носителя информации об упомянутых свойствах объекта прицеливания (например, элементы 9) являются одновременно в своей совокупности материальным носителем информации о прицельной марке.

В нижней части кристалла-излучателя светоизлучающего диода расположены элементы 10 материального носителя информации о степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению прицельного устройства на объект, на который в данный момент прицельное устройство (или оружие посредством данного прицельного устройства) наведено лучшим по сравнению с другими объектами образом (в частном случае с учетом траектории полета пули, снаряда, гранаты, ракеты и проч.), который определяется, например по тому, что “находится” в центре прицельного знака при визуальном восприятии его изображения и изображения фоноцелевой обстановки.

Фиг. 3 приведена для пояснения п.18 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Изображение объекта прицеливания характеризующегося, например, повышенной относительно фона температурой, имеет контур 11. Реакцией на пространственное распределение упомянутого объекта прицеливания является изменение, например, визуально воспринимаемой яркости изображений некоторых элементов 7 материального носителя информации о тепловых свойствах упомянутого объекта прицеливания. Некоторая часть визуально воспринимаемых изображений элементов 9 материального носителя информации о тепловых свойствах упомянутого объекта прицеливания, в своей совокупности являющихся одновременно изображением материального носителя информации о прицельной марке, также изменила, например, свою яркость.

Изображения некоторых элементов 10 материального носителя информации о степени смещения положения прицельного устройства, от положения, соответствующего точному наведению прицельного устройства на упомянутый объект прицеливания, также изменили, например, свою яркость, указывая на то, что относительно центра прицельной марки упомянутый объект прицеливания смещен (на фигуре изображение объекта находится вверху и справа от центра изображения прицельной марки).

Фиг. 4 приведена для пояснения п.18 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

В верхней части фигуры показано одно из возможных положений визуально воспринимаемого изображения объекта прицеливания относительно визуально воспринимаемого изображения материального носителя информации о прицельной марке, соответствующее точному наведению (прицельного устройства на упомянутый выше объект прицеливания, либо самого оружия, если ранее были введены требуемые поправки на параметры объекта прицеливания и/или на внешние условия), о чем, как вариант, свидетельствует то, что в нижней части поля зрения высвечено изображение лишь одного элемента материального носителя информации об упомянутой выше степени смещения положения прицельного устройства, от положения, соответствующего точному наведению.

Фиг. 5 приведена для пояснения п.2 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Осуществив, например, переключение режима работы прицельного устройства (либо оптических, либо электронных схем) оператор (стрелок) изменил видимые угловые размеры совокупности элементов, “отражающих” температуру упомянутого выше объекта прицеливания, установив эти угловые размеры в соответствии с дистанцией до упомянутого объекта прицеливания, исходя из индивидуальных потребностей. Об этом свидетельствует увеличение количества воспринятых изображений элементов (см. верхнюю часть фигуры) материального носителя информации о тепловых свойствах упомянутого объекта прицеливания при том, что видимые угловые размеры самого объекта (криволинейный контур) не изменились.

Упомянутое изменение могло быть осуществлено и автоматически, например, исходя из условия, что независимо от дистанции до объекта прицеливания или от его видимых угловых размеров, упомянутые видимые угловые размеры совокупности элементов были одинаковы. Данное замечание верно и для фиг. 9.

Одинокий черный квадрат в нижней части фигуры указывает на то, что прицельное устройство наведено точно.

Фиг. 6 приведена для пояснения п.14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

В верхней части излучающего кристалла 1 светоизлучающего диода расположены элементы 12 материального носителя информации о, например, тепловых свойствах фона, расположенного в непосредственной близости от объекта, на который наведено прицельное устройство (который определяется, например, по тому, что “находится” в центре прицельного знака 8 при визуальном восприятии его изображения и изображения фоноцелевой обстановки). Материальный носитель информации о свойствах упомянутого фона является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке, т.е. в описываемом случае прицельная марка – квадрат, составленный из ряда элементов, некоторые из которых (являющиеся частью внутренней совокупности) не активизированы.

В нижней части излучающего кристалла светоизлучающего диода расположены элементы 10 упоминаемого выше материального носителя информации о степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению.

Фиг. 7 приведена для пояснения п.14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Изображение объекта прицеливания характеризующегося, например, повышенной относительно фона температурой, имеет контур 11. Реакцией на пространственное распределение упомянутого объекта прицеливания является изменение, например, визуально воспринимаемой яркости изображения некоторых элементов 12 материального носителя информации о тепловых свойствах упомянутого фона.

Активизированные (например, высвеченные, т.е. которые в результате стали видимы) некоторые элементы 10 материального носителя информации о степени смещения положения прицельного устройства, от положения, соответствующего точному наведению указывают на то, что относительно центра изображения прицельной марки изображение упомянутого объекта прицеливания смещено (вверх и вправо).

Следует отметить, что в данном случае (в отличие от изображенного на фиг. 3) объект прицеливания не засвечивается элементами материального носителя информации о физических свойствах или их статистических закономерностях, поскольку высветившиеся упомянутые элементы расположены вокруг объекта (см. также в этой связи фиг. 9).

Фиг. 8 приведена для пояснения п.14 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

В верхней части фигуры показано одно из возможных положений визуально воспринимаемого изображения объекта прицеливания относительно визуально воспринимаемого изображения материального носителя информации о, например, тепловых свойствах упомянутого фона, соответствующее точному наведению, о чем, как вариант, свидетельствует то, что в нижней части поля зрения высвечено изображение лишь одного элемента материального носителя информации об упомянутой выше степени смещения положения прицельного устройства, от положения, соответствующего точному наведению.

Фиг. 9 приведена для пояснения п.7 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Осуществив, например, переключение режима работы прицельного устройства (либо оптически, либо электронных схем) оператор (стрелок) изменил видимые угловые размеры совокупности элементов, “отражающих” температуру упомянутого выше фона, установив эти угловые размеры в соответствии с дистанцией до упомянутого объекта прицеливания, исходя из индивидуальных потребностей. Об этом свидетельствует уменьшение количества высвеченных элементов (см. верхнюю часть фигуры) материального носителя информации о тепловых свойствах упомянутого фона при том, что видимые угловые размеры самого объекта (криволинейный контур) не изменились.

Одинокий черный квадрат в нижней части фигуры указывает на то, что прицельное устройство наведено точно.

Фиг. 10 приведена для пояснения п.16 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Изображения элементов 15 упоминаемого выше материального носителя информации о степени смещения прицельного устройства являются одновременно элементами материального носителя информации о прицельной марке.

Изображение объекта прицеливания 13 характеризуется, например, энергетическим центром 14, который в показанном на фигуре случае смещен вниз и влево относительно центра изображения прицельной марки 8. Такому смещению (в заданном масштабе – логарифмическом, ином, т.е., например, один шаг по горизонтальной шкале соответствует смещению на одну десятую видимого углового размера элемента горизонтальной шкалы и прочие варианты) соответствует высвечивание, например, более ярким светом пары элементов (черные прямоугольники на фигуре).

Изображение элемента 7 материального носителя информации о, например, тепловых свойствах объекта прицеливания, на который наведено прицельное устройство, изменило (увеличило) свои размеры относительно размеров изображения элемента 12 материального носителя информации о, например, тепловых свойствах фона, окружающего упомянутый объект прицеливания, что свидетельствует о превышении температуры объекта над, например, средней температурой фона.

Фиг. 11 приведена для пояснения п.23 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Собранная арматура 5 с кристаллом-излучателем 1 находится внутри прозрачного компаунда 2. При этом расстояние от рабочей поверхности кристалла-излучателя (например, от поверхности, непосредственно с которой происходит излучение, либо от поверхности, на которой выполнен p-n переход) до выходной (рабочей) оптической поверхности 16 светоизлучающего диода, равно сумме расчетного расстояния R (с учетом допуска) и припуска p на неточность установки упомянутой арматуры относительно упомянутой оптической поверхности.

В частном случае величина припуска p равна
p=np, (1)
где n – максимальное число приемов по обработке упомянутой оптической поверхности, направленной на устранение неточности установки упомянутой арматуры или кристалла-излучателя относительно упомянутой оптической поверхности;
p – изменение упомянутого расстояния за один прием обработки (воспроизводимость которого задается, например, выдерживанием времени обработки и силы взаимодействия детали и инструмента).

Фиг. 12 приведена для пояснения п. 24 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Когда упомянутое выше расстояние с требуемым допуском соответствует расчетному расстоянию R, формируют выходную апертуру светоизлучающего диода, для чего удаляют периферийные части светодиода (части его поверхности 16, профиль которых отличается от профиля расчетной выходной оптической поверхности светоизлучающего диода на заданную величину, например, в результате “заваливания” профиля при механической обработке, направленной на “выборку” припуска), а также удаляют части светодиода, не несущие функциональной нагрузки при эксплуатации, (в представленном на фигуре варианте механической обработкой, направленной на удаление упомянутых частей, не несущих функциональной нагрузки, получены плоские поверхности 17 и 18 светоизлучающего диода).

Фиг. 13 приведена для пояснения п.25 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Расчетную (требуемую) оптическую асферическую поверхность 23 (на фигуре изображена поверхность, профиль которой позволяет при точечном излучателе
получить выходной пучок с дифракционной расходимостью – порядка 10”) детали 22 (например, выходной оптической поверхности светодиодного целеуказателя-прицела с вынесенным маркером) предполагается получить из исходной поверхности 20 (на фигуре данная поверхность сферическая) упомянутой детали путем доводки (например, грубой, а затем точной полировки) на деформируемом (“мягком”) инструменте 19 (например, на полировальнике), форма изгиба рабочей поверхности 21 которого при его деформации упомянутой деталью (например, под действием на эту деталь силы F) в момент выполнения доводки и/или аподизации соответствует профилю расчетной асферической поверхности (с учетом припусков на обработку и с учетом постепенного изменения деформации со временем при устранении упомянутых припусков).

Такое соответствие может быть достигнуто использованием ряда подходов, например, подбором коэффициента упругости материала упомянутого инструмента и выбором силы, с которой упомянутая деталь давит на инструмент, установкой в упомянутый материал ребер жесткости, заданием исходного профиля 24 упомянутой рабочей поверхности (до контакта с упомянутой деталью, т.е. исходный профиль такой поверхности может быть, например, коническим и т.д.) и проч., в том числе такое соответствие может быть достигнуто использованием произвольных комбинаций перечисленных и иных подходов.

Фиг. 14 приведена для пояснения п. 25 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Резьбовой частью приспособление 25 устанавливается во вращающемся патроне (на фигуре не показан). Деформируемый инструмент 19, армированный цилиндром 26, с исходной поверхностью 24 (на фигуре исходная поверхность изображена плоской) под действием обрабатываемой детали 22 изгибается. При этом профиль его рабочей поверхности 21 соответствует расчетному (требуемому) профилю оптической асферической поверхности детали 22, что позволяет аподизировать обрабатываемую поверхность детали 22, устранив с заданной точностью отклонения профиля данной поверхности от расчетного.

Фиг. 15 приведена для пояснения п.26 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений).

Деталь с обрабатываемой оптической поверхностью 22 приводят в движение относительно оси вращения упоминаемого выше инструмента 19. При этом угол между упоминаемой выше осью вращения и оптической осью упомянутой оптической поверхности выдерживают в заданных пределах.

Траектория упомянутого движения может быть произвольной (например, иметь вид розеточной).

За счет упомянутого движения, несмотря на вращательный характер движения самого инструмента, движение точек рабочей поверхности инструмента (т.е., например, зерен абразивного материала, частиц суспензий и паст и проч.) относительно обрабатываемой оптической асферической поверхности будет сложным (практически случайным), что позволяет отнести данный вид обработки к методу свободного притира.

Примечание. Когда требуется изготовить оптическую асферическую поверхность, которую нельзя получить при вращении инструмента, инструмент можно оставить неподвижным (относительно оператора), обрабатываемая же деталь при этом может быть приведена в возвратно-поступательное движение относительно инструмента (и, соответственно, относительно оператора).

5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретений
В отношении представляемых изобретений заявителем в период с 1989 по 2000 гг. была инициативно проделана исследовательская работа, базирующаяся на математическом и физическом моделировании, а также на полигонных испытаниях прототипов.

Результаты данной работы отчасти нашли свое отражение в ряде публикаций (А. Ю. Гаврилов, “3GA45-2”, Методические эксплуатационные материалы, АОЗТ “Вьюга”, 1993, 14 стр.; А.Ю.Гаврилов, “WGA-50”, Методические эксплуатационные материалы, ОАО “БЦ ВПК”, 1994, 16 стр.; А.Ю.Гаврилов, “Ночной штурмовой прицел ВГА-50М”, Методические эксплуатационные материалы, ЗАО “Р.О.С. ГиХ”, 20 стр. , 1996; А.Ю.Гаврилов, “Исследование и разработка оптических прицелов для стрельбы в условиях дефицита времени”, М., МосГУГиК, 1997; А.Ю. Гаврилов, “Дифференциальные прицельно-наблюдательные комплексы. План работы”, ЗАО “Р. О.С.ГиХ”, 1997, 12 стр.; А.Ю.Гаврилов, Ю.В.Хмельщиков, “Новые оптические процессоры в системах прицеливания”. Физическая мысль России N 1, 1998, стр. 68-70; A.Gavrilov and a. “Aerial differential sighting/observation systems”, “Air fleet”, N 3, 1998, p.56; А.Гаврилов, Ю.Хмельщиков, “Рожденный ползать рвется в воздушный и мировой океаны”, “Техника и вооружение”, август 1998, стр. 29-30; А.Гаврилов, Ю.Хмельщиков, “Новые коллиматорные прицелы к стрелковому оружию”, “Техника и вооружение”, сентябрь 1999, стр. 34-37; А.Гаврилов, “Бизнес-план инвестиционного проекта прицелы системы Гаврилова”, ЗАО “P.O.С.ГиХ”, 1999, 76 стр.; А.Ю.Гаврилов, Ю.В.Хмельщиков, “Поисковые исследования проблем создания систем совмещения визуализированной информации от различных источников”. Физическая мысль России N 1, 2000, стр. 71- 79; А.Гаврилов, Ю.Хмельщиков, “Оптический прицел с произвольным увеличением”, “Техника и вооружение”, март 2000, стр.28-29), а также в ряде патентов РФ (NN 2069835, 2091830, 2090821, 2107878, 2113681, 2130576, 2129695, 2146036).

Проделанная исследовательская и экспериментальная работа подтверждает возможность получения технического результата, связанного с уменьшением времени прицеливания; повышением точности прицеливания; расширением области возможного применения прицелов; упрощением конструкции дневных, ночных и тепловизионных прицелов и наблюдательных приборов, а также наблюдательных приборов и прицелов, в которых осуществляется визуализация информации, не имеющей в естественном виде визуализированной формы представления, прицельных комплексов, а также оружия; снижением массы, габаритов и себестоимости прицелов, наблюдательных приборов, прицельных комплексов, а также и самого оружия.

Сказанное выше также относится и к геодезическим и метрологическим приборам.

В конце 1997 г. заявителем был инициативно разработан и изготовлен прицел (см. Акт “Оценочных испытаний макетных образцов коллиматорных прицелов с вынесенным маркером моделей 1993 и 1997 гг. – ВГА-50 и GS-3”, утвержденный начальником Главного управления боевой подготовки Вооруженных сил РФ генерал-полковником А. Головневым 8 июля 1998 г.), визирная часть которого была выполнена в виде светодиодного целеуказателя, изготовленного в соответствии с пп.23,…, 27 Сущности изобретений (см. п.3 Описания изобретений). Практическая работа подтвердила возможность осуществления каждого из данных изобретений, а полигонные и лабораторные испытания подтвердили достижение расчетной расходимости излучения на выходе изготавливаемого светоизлучающего диода. В упомянутом светодиодном целеуказателе (1998 г.), выполненном по изложенной выше технологии (с использованием губчатого материала в качестве материала деформируемого инструмента, пропитанного органическим веществом, впоследствии полимеризованным ультрафиолетом, и раствора в петролейном эфире пасты ГОИ в качестве полировальной суспензии; требуемый профиль изгиба был получен подбором массы органического вещества в губке, а также подбором времени облучения ультрафиолетом), исходной оптической поверхностью являлась сферическая, которая впоследствии была преобразована в асферическую поверхность высшего порядка, позволившую при длине светоизлучающего диода 30 мм и размере p-n перехода 10 мкм достичь расходимости выходного излучения (получить диаграмму направленности выходного излучения) 1,5′ в горизонтальном направлении и 4′ (окончательная аподизация выходной оптической поверхности светодиодного целеуказателя осуществлялась при его возвратно-поступательном движении относительно неподвижного деформированного инструмента, что позволило достичь указанной выше асимметрии выходного пучка лучей) в вертикальном при концентрации в данных пределах порядка 25% всего излучения кристалла излучателя. Применение традиционной технологии изготовления светоизлучающих диодов и оптических асферических поверхностей позволяло получать подобный результат при коэффициенте выхода годных порядка один прибор из 10000 шт. (работа проводилась в 1993 – 1995 гг.), в то время как использование новой технологии позволило при запуске двух светоизлучающих диодов получать один годный, т.е. увеличило выход годных изделий в 5000 раз. Указанное увеличение выхода годных изделий предполагает пропорциональное снижение их себестоимости (и трудоемкости изготовления). Анализ достигнутого результата показывает, что при массовом производстве требуемый коэффициент запуска также составит не более 2 шт. на одно годное изделие.

Следует также указать, что изобретения по пп.23,…, 27 позволяют строить светоизлучающие диоды с заданной расходимостью без вторичной оптики, позволяют заменять многокомпонентные узлы оптических приборов одиночными оптическими элементами и т.д. Это предопределяет снижение себестоимости указанной выше гаммы оптических приборов, устройств и инструментов, упрощение их конструкций и снижение массы. Последнее позволит снизить требования и к посадочному месту для прицельных устройств на оружии (на иных установочных объектах), что приведет к снижению себестоимости самого оружия.

Визирная часть прицельного устройства, соответствующего изображению на фиг. 1, в случае массового выпуска будет иметь трудоемкость изготовления порядка 0,2-х нормо-часов (обеспечивая работу с мало освещенными объектами, доступными для восприятия лишь при использовании приборов ночного видения и/или тепловизоров и, имитируя работу наблюдательных приборов с переменным увеличением, данная визирная часть может состоять всего из 1-го оптического элемента – светоизлучающего диода). В связи с этим приложение заявляемых изобретений позволит качественно изменить ситуацию со сложностью конструкций всей гаммы прицелов и с их трудоемкостью.

Обсуждая возможности, связанные со снижением себестоимости прицельных устройств, построенных с учетом заявляемых изобретений, в качестве примера возьмем ночной прицел. Область, в которой локализована цель, как правило хорошо известна, и навестись на нее при любой освещенности фоноцелевой обстановки не представляет труда, работая по принципу вынесенного маркера, а следовательно, угловое поле дополнительного ночного приспособления с электронно-оптическим преобразователем, в качестве экрана которого используется светодиодная матрица, может составлять 1…2^o (следовательно, размер упомянутой матрицы может быть порядка 64Х64 элемента). Значит, например, можно соответственно (раз в 10 по сравнению с катодами, применяемыми в ЭОП-ах, используемых в традиционных прицелах) уменьшить площадь катода, применяемого в прицельном устройстве, выполненном с учетом заявляемых изобретений, тогда ночной прицел на ЭОП-ах III поколения будет стоить не 5000 USD, a приблизительно 250, и т.д.

Особо здесь следует подчеркнуть, что технический результат использования заявляемых изобретений по пп. 1,.., 22 носит качественный характер, тяжело поддающийся оценке. Главным в данных изобретениях является то, что они предполагают без потери информации о значительной части фоноцелевой обстановки использование дополнительных источников информации о физических свойствах или их статистических закономерностях объектов прицеливания с малыми угловыми полями зрения (2 – 4^o для наблюдателя, с точки зрения наблюдателя), т. е. позволяют использовать приемные устройства (например, тепловизионные матрицы) с малыми апертурами. Квадрат размера, что связано с оценкой площади (а в случае, например, тепловизионных матриц – куб, что к тому же определяется коэффициентом выхода годных), апертур приемных устройств определяет стоимость последних. Переход к приемным устройствам с малыми апертурами помимо себестоимости позволит уменьшить и конструкционную сложность упомянутой выше гаммы приборов, а также уменьшить их массу.

Заявляемые изобретения по пп. 2 и 7 позволяют построить прицельное устройство с произвольным (в пределах физической реализуемости на данном уровне развития техники) увеличением объекта прицеливания при сохранении естественного поля зрения в момент непосредственно наведения и, что особо важно, при сохранении размеров выходного зрачка прицельного устройства. При этом увеличенное изображение может соответствовать любому физическому представлению объекта прицеливания (тепловому, видимому, ультразвуковому и проч.), что указывает на расширение области возможного применения прицелов (наблюдательных приборов).

Заявляемые изобретения по пп. 1,…, 14 позволяют построить прицельное устройство с произвольным (в пределах физической реализуемости на данном уровне развития техники) преобразованием информации об объекте прицеливания при сохранении естественного поля зрения в момент непосредственно наведения, с одной стороны, и при минимизации трудоемкости изготовления прицельного устройства за счет сокращения активного поля зрения преобразующего канала – с другой. Данные изобретения позволяют также, сохраняя контроль за естественно воспринимаемой сценой (фоноцелевой обстановкой) в непосредственной близости от объекта внимания, осуществлять наведение на выбранный на его увеличенном (усиленном по яркости, преобразованном в видимое и проч.) изображении фрагмент, что также указывает на расширение области возможного применения прицельных устройств.

Отсутствие необходимости переключать внимание, обеспечиваемое в прицельных устройствах, реализующих представляемые изобретения, возможностью одновременного восприятия различных изображений (например, естественного и на “экране” кристалла излучателя) объекта прицеливания, позволяет уменьшить время прицеливания (наведения).

Практические исследования показали, что одновременная работа и с увеличенным изображением цели, и с воспринимаемым естественно (для фиг. 5, например, речь идет о одновременной работе с естественно воспринимаемым изображением объекта прицеливания и его увеличенным тепловизионным представлением) позволяет сократить время прицеливания в 4 раза. Компьютерное моделирование показало, что использование прицела, обеспечивающего поле зрения, изображенное на фиг. 3, в условиях ограничения времени на прицеливание достаточным для принятия решения о правильном наведении оружия при работе с традиционным оптическим прицелом, имеющим то же оптическое увеличение, что и у апробируемого прицела (в случае, изображенном на фиг. 3, речь идет об условном оптическом увеличении, т.к. увеличена лишь та часть объекта прицеливания, которая имеет температуру на заданную величину отличную от температуры фона, в иных же случаях речь может идти, например, об объекте, “попавшем” в упоминаемый выше центр изображения прицельной марки, и имеющем одинаковую яркость, текстуру и проч.), предназначенного для реализации заявляемого изобретения, позволяет повысить точность стрельбы, что может найти свое отражение в уменьшении в 1,5 раза отклонения средней точки поражения от контрольной точки и в уменьшении в 2 раза габарита кучности в сравнении с традиционными оптическими прицелами. При этом электронная коммутация между узлами прицела может быть осуществлена таким образом, что при переходе с одного увеличения на другое (т. е. при смене видимых угловых размеров) будут автоматически учтены поправки на конкретные дальности до цели (например, при работе с 1^х увеличением, т. е. когда видимые угловые размеры объекта прицеливания и его образа на “экране” кристалла излучателя – фиг. 4 – совпадают, предполагаемая дистанция до цели 50 – 150 м, при работе с 2^х увеличением – фиг. 5 – предполагаемая дистанция до цели 150 – 300 м, при работе с 4^х увеличением – на фигуре не показана – предполагаемая дистанция до цели 300 – 500 м и т.д.), что позволяет существенно уменьшить время прицеливания и, соответственно, повысить результативность стрельбы.

Действительно, осуществляя предварительное прицеливание (вскидывая оружие), стрелок, до этого работавший с естественно воспринимаемым изображением цели (невооруженным глазом) и имевший широкое поле зрения, на окончательной стадии предварительного наведения оружия уже может при желании видеть иное (например, увеличенное тепловизионное) изображение объекта прицеливания, причем переход от восприятия только одного изображения объекта прицеливания (естественно воспринимаемого) к восприятию обоих изображений, а затем и к восприятию только другого ее изображения (например, увеличенного тепловизионного) происходит плавно без прерывания процесса прицеливания, без потери, пусть даже на мгновение, из поля зрения самой цели и без перевода взгляда с одной части поля зрения на другую.

Совмещение других по характеру изображений (например, уменьшенного с естественным, естественного с “тепловизионным”, “ночного” с увеличенным, естественного с радиолокационным, а также их иных всевозможных сочетаний в различном количестве) на практике в аспекте апробации заявляемых изобретений не проверялось, автор ограничился теоретическими и лабораторными исследованиями, показавшими, что во всех случаях, когда данное изображение с учетом его характеристик необходимо, в процессе прицеливания его должно накладывать на все иные необходимые, а уже стрелок (пользователь) должен сам решать с учетом конкретных условий фоноцелевой обстановки, с каким именно изображением ему в данный момент удобнее работать. Важно, что визуально воспринимаемые угловые размеры всех дополнительных к основному (по которому оператор определяет собственное положение в пространстве) изображений могут не превышать 2 – 4^o, и этого вполне достаточно для решения задачи точного наведения, и это вполне может быть реализовано с использованием светодиодных матриц (в том числе и цветных). Сказанное выше предопределяет повышение при использовании заявляемых изобретений точности прицеливания при наведении (стрельбе) в условиях переменчивой фоноцелевой обстановки (например, в условиях облачности, когда солнце то “открыто”, то “закрыто”), а также при работе по подвижному объекту внимания или в условиях дефицита информации (например, в сумерки) и проч.

Анализ изобретения по п. 15 (п.3 Сущность изобретений Описания изобретений) осуществлялся с использованием компьютерного моделирования, когда положение центра 14 (фиг. 10) “энергетической тяжести” объекта прицеливания (т. е. той его части, которая имеет одинаковую текстуру, яркость, температуру, цвет либо иное – см. также выше) относительно упоминаемого выше центра 8 изображения прицельной марки определялось по сигналам с виртуального приемного устройства (как минимум на 16 элементов которого проецировался упомянутый объект прицеливания) с точностью до 0,1 периода элемента материального носителя информации об упоминаемой выше степени смещения (т.е. об упомянутом положении), который одновременно являлся материальным носителем информации о прицельной марке, а отображение данного смещения осуществлялось в нелинейном масштабе (например, для горизонтальных элементов упомянутого материального носителя от центра в соответствии с рядом: смещение по горизонтали лежит в пределах 0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,4; 0,4-1,0; 1,0-2,0 размера упомянутых элементов). Результаты исследований показали, что использование данного изобретения позволяет в 5 раз уменьшить время точного наведения и в 10 раз повысить точность прицеливания, не прибегая к оптическому увеличению объекта прицеливания для пользователя. По мнению заявителя данное изобретение позволит в большей массе практических применений стрелкового оружия для точного поражения отказаться от больших оптических увеличений объекта прицеливания, переложив задачу “точного прицеливания” на органы “электронного зрения”, оставив принятие окончательного решения о точном наведении оружия на цель за самим оператором (стрелком). При проведении упомянутого компьютерного моделирования проверялась возможность использования вертикальной шкалы упомянутого материального носителя для введения поправок на дальность до объекта прицеливания, а горизонтальной – на скорость его движения. Результаты исследования показали перспективность такого решения в плане уменьшения времени прицеливания и повышения результативности стрельбы. В ряде случаев перспективным (в том числе и в аспекте введения поправок на параметры цели и внешние условия) оказалась числовая индикация упомянутой степени смещения. Числовая индикация на фигурах, прилагаемых к настоящей заявке, не показана ввиду очевидности возможных реализаций.

Не следует забывать, что в представленных вариантах исполнения прицельных устройств (фиг.2,…,9), реализующих заявляемые изобретения, независимо от смены масштаба изображения цели, например, на “экране” кристалла излучателя, масштаб изображения прицельной марки не меняется, что позволяет существенно повысить точность прицеливания (наведения), в том числе и в связи с однотипностью решения задачи прицеливания по объектам, расположенным на различных дистанциях, – относительные пропорции воспринимаемых изображений объекта прицеливания и прицельного знака практически не меняются при работе на различных дистанциях.

Последовательность действий при использовании одного из вариантов исполнения прицельного устройства (фиг.1,..,5), предназначенного для реализации заявляемых изобретений, сводится к следующему.

Оператор, располагая глаз, как показано на фиг. 1, воспринимает, например, естественное изображение объекта прицеливания, изображение прицельной марки, изображение материального носителя информации о физических свойствах или их статистических закономерностях объекта прицеливания и окружающего его фона, а также изображение материального носителя информации об упоминаемой выше степени смещения прицельного устройства относительно положения, соответствующего точному наведению (работая по принципу вынесенного маркера). Далее оператор наводит прицельное устройство на объект прицеливания и, судя по материальному носителю информации о степени смещения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению на выбранный объект прицеливания, об погрешности наведения (или о угловых поправках), точно наводит оружие на цель. При необходимости рассмотрения представления объекта прицеливания на “экране” кристалла излучателя с оптическим увеличением оператор, например, меняет режим коммутации электронных или оптических схем прицельного устройства.

Все вышесказанное указывает на то, что представляемые изобретения позволят в широких пределах оптимизировать конструкции прицельных устройств, а также геодезических и метрологических приборов.

Формула изобретения

1. Прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, отличающееся тем, что в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях объекта, на который наведено прицельное устройство, или о физических свойствах или их статистических закономерностях, как минимум, одного фрагмента такого объекта, при этом упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях содержит, как минимум, один элемент, как минимум, одна из визуально воспринимаемых характеристик которого изменяется при изменении упомянутых физических свойств или их статистических закономерностей, причем видимые угловые размеры совокупности всех используемых на упомянутом материальном носителе информации о физических свойствах или их статистических закономерностях элементов не превышают 2°.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что до или в процессе эксплуатации прицельного устройства видимые угловые размеры совокупности элементов, в момент наблюдения за конкретным объектом, отражающих упомянутые физические свойства или их статистические закономерности, устанавливаются оператором или автоматически в зависимости от дистанции до объекта прицеливания или в зависимости от размеров последнего, однако при этом эквивалентное фокусное расстояние всей совокупной окулярной оптики не изменяется.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

6. Прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, отличающееся тем, что в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях фона, расположенного в непосредственной близости от объекта, на который наведено прицельное устройство, или о физических свойствах, или их статистических закономерностях, как минимум, одного фрагмента указанного фона, при этом упомянутый здесь материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях содержит, как минимум, один элемент, как минимум, одна из визуально воспринимаемых характеристик которого изменяется при изменении упомянутых здесь физических свойств или их статистических закономерностей, причем видимые угловые размеры совокупности всех используемых на упомянутом здесь материальном носителе информации о физических свойствах или их статистических закономерностях элементов не превышают 4°.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что до или в процессе эксплуатации прицельного устройства видимые угловые размеры совокупности элементов, в момент наблюдения за конкретным объектом, “отражающих” упомянутые физические свойства или их статистические закономерности, устанавливаются оператором или автоматически в зависимости от дистанции до объекта прицеливания или в зависимости от размеров последнего, однако при этом эквивалентное фокусное расстояние всей совокупной окулярной оптики не изменяется.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях расположены в одном светоизлучающем диоде.

14. Устройство по п.6, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке и упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

15. Прицельное устройство, содержащее материальный носитель информации о прицельной марке и элемент формирования изображения материального носителя информации о прицельной марке в пространстве объектов прицеливания, отличающееся тем, что в пределах глубины резкости 5 дптр глаза оператора от материального носителя информации о прицельной марке располагают материальный носитель информации о степени смещения положения прицельного устройства от положения, соответствующего точному наведению прицельного устройства на объект, на который в данный момент прицельное устройство или оружие, посредством данного прицельного устройства, наведено лучшим по сравнению с другими объектами образом, при этом упомянутый здесь материальный носитель информации о степени смещения содержит, как минимум, один элемент, как минимум, одна из визуально воспринимаемых характеристик которого изменяется при изменении упомянутой степени смещения установленным образом или образом, выбранным оператором.

16. Устройство по п.l5, отличающееся тем, что упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства является одновременно материальным носителем информации о прицельной марке.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

19. Устройство по п.15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

20. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутый материальный носитель информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

21. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства расположены в одном светоизлучающем диоде.

22. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что материальный носитель информации о прицельной марке, упомянутые материальные носители информации о физических свойствах или их статистических закономерностях и упомянутый материальный носитель информации о степени смещения прицельного устройства выполнены на одном кристалле светоизлучающего диода.

23. Способ изготовления светоизлучающего диода, заключающийся в том, что собранную арматуру с кристаллом-излучателем заливают в форме жидким прозрачным компаундом и полимеризуют последний, отличающийся тем, что обрабатывают выходную оптическую поверхность светоизлучающего диода для удаления как минимум за один прием припуска на неточность установки упомянутой арматуры либо непосредственно самого кристалла излучателя относительно упомянутой оптической поверхности.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что формируют выходную апертуру светодиода, для чего удаляют периферийные части светоизлучающего диода, а также удаляют части светодиода, не несущие функциональной нагрузки при эксплуатации.

25. Способ изготовления оптической асферической поверхности детали, заключающийся в том, что обрабатывают оптическую поверхность, для чего используют деформируемый инструмент, отличающийся тем, что обрабатывают оптическую поверхность с использованием инструмента, форма изгиба рабочей поверхности которого при ее деформации деталью с обрабатываемой оптической поверхностью в момент обработки с заданным допуском соответствует профилю асферической поверхности, которую требуется получить на обрабатываемой детали.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что деталь с обрабатываемой оптической поверхностью приводят в движение относительно упомянутого инструмента с изгибающейся рабочей поверхностью, при этом угол между упомянутой рабочей поверхностью и оптической осью упомянутой обрабатываемой оптической поверхности выдерживают в заданных пределах.

27. Способ по п. 25, отличающийся тем, что удаляют периферийные части полученной оптической асферической поверхности.

РИСУНКИ