Патент на изобретение №2208757

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к оптическим прицелам для стрелкового оружия для стрельбы в дневное время и ночью. Реализация устройства позволяет обеспечить работоспособность прицела в широком диапазоне естественной освещенности и уменьшить размеры прицельной марки. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве источника света устройства для формирования прицельной марки использован двухсегментный светодиодный излучатель, сегменты которого выполняют роль прицельной шкалы. Зеркальное покрытие нанесено на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы оптического коллиматорного узла и выполнено в виде многослойного интерференционного покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления равной оптической толщины, соответствующей четверти длины волны максимума отражения, а также дополнительного слоя оптической толщиной, равной одной восьмой длины волны максимального отражения. Длина волны максимума отражения равна длине волны максимума спектральной плотности излучения светодиодного излучателя. Значения показателей преломления чередующихся слоев выбраны таким образом, чтобы ширина полосы спектра отражения на уровне половины максимума отражения не превышала 115 нм. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к оптическим прицелам для стрелкового оружия для стрельбы в дневное время, в сумерках и при луне.

Известны телескопические прицелы, в которых прицельная марка размещается в фокальной плоскости линзы, формирующей изображение цели.

Недостатком таких прицелов является их сложность и то, что они приспособлены к одному виду оружия. При этом возникают трудности при прицеливании, так как стрелок должен прицеливаться одним глазом, что требует много времени для совмещения марки на цели и делает невозможным длительное время удерживать цель в поле зрения, особенно при стрельбе по движущимся целям. Когда стрелок перемещает глаз перпендикулярно оси прицеливания этого устройства, прицельная марка сдвигается относительно цели и тем самым затрудняет попадание в прицеливаемую точку. В некоторых устройствах отсутствует возможность ручной регулировки яркости прицельной марки и, когда цель находится в ярком солнечном свете или сумерках, вокруг прицельной марки образуется ореол, который делает цель невидимой.

Другим видом прицелов являются прицелы с расщеплением луча (патенты США 3942901, 4402605, 4665662, 4858058, 5090805 и 5205044, патенты РФ 2054855 и 2112197).

Наиболее близким среди прицелов к предлагаемому оптическому прицелу является оптический прицел для стрелкового оружия, описанный в патенте США 4665622, НКИ 33-241, от 05.12.87 г. Оптическое прицельное устройство, выбранное в качестве прототипа, устанавливается постоянно на стволе винтовки М-16, используемой в США. Устройство располагается на стволе винтовки в задней его части и имеет полый корпус с прицельным окном, через которое стрелок может видеть зону цели. Окно прицеливания имеет относительно большую площадь поперечного сечения и крепится в передней части корпуса. Стрелок отчетливо видит цель через это окно, имея большой угол зрения, и может не закрывать второй глаз. В прицельное окно вставлена сборка линз из плосковыпуклой и плосковогнутой, между которыми вставлена вогнутая полупрозрачная посеребренная поверхность. Основная оптическая ось оптической сборки составляет острый угол с осью прицеливания устройства таким образом, что фокальная точка зеркала размещается ниже оси прицеливания. Прицельная марка создается малогабаритным источником света, расположенным внутри корпуса на противоположном окну прицеливания конце корпуса в фокальной плоскости оптического узла. Свет от источника света направляется через отверстие в стенке корпуса на зеркальную поверхность с 50% отражением, откуда 50% света отражается назад вдоль линии прицеливания в глаз стрелка таким образом, что он воспринимает изображение светящейся точки на цели. Источник света питается от батареи, находящейся в корпусе прицела. Кроме того, имеется переключатель для соединения источника света с батарейкой. Согласование прицела с оружием (выверка) и введение угла прицеливания осуществляется перемещением источника света, создающего светящуюся прицельную марку в фокальной плоскости оптического узла, при помощи ручного механического устройства, расположенного в задней части корпуса прицела, с рукоятками управления, выведенными из корпуса наружу. Прицел имеет устройство регулирования яркости свечения прицельной марки в зависимости от окружающего света. Устройство расположено в корпусе и включает в себя фотоэлемент, который обращен к отверстию в передней части корпуса прицела. Отверстие закрывается крышкой, снабженной диафрагмой, с помощью которой изменяется яркость свечения прицельной марки при данной освещенности цели.

Недостатком этого прицела, уменьшающим область его применения, является малая (менее 50%) пропускная способность оптики, что не позволяет работать в широком диапазоне естественной освещенности (от яркого солнца до сумеречного света при луне), большой размер прицельной марки (точки) и соответственно недостаточная точность прицеливания, а также закрытия маркой цели на больших дальностях. Спектральная характеристика пропускания и поглощения света серебряным зеркалом приведена сплошной кривой на фиг.1, где по оси Х отложена длина волны, а по оси Y – коэффициент пропускания, ширина полосы приведенной на фиг.1 кривой представляет собой коэффициент поглощения. Пунктирной кривой обозначена кривая видности глаза.

Цель изобретения – увеличение пропускной способности оптики для обеспечения возможности работы с прицелом в широком диапазоне естественной освещенности (от яркого солнца до сумеречного света при луне), уменьшение размеров прицельной марки и соответственно увеличение точности стрельбы.

Это достигается тем, что в оптическом прицеле для стрелкового оружия, состоящем из корпуса с окном прицеливания, оптического коллиматорного блока, размещенного в окне прицеливания, устройства для формирования прицельной марки с защитным окном и блоком регулировки яркости, источника питания, узла выверки, размещенных в корпусе, и узла крепления прицела к оружию, в качестве источника света устройства для формирования прицельной марки выбран светодиодный излучатель, а зеркальное покрытие, нанесенное на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы оптического коллиматорного блока, выполнено в виде многослойного интерференционного покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления равной оптической толщины, соответствующей четверти длины волны максимума отражения, а также дополнительного слоя оптической толщиной, равной одной восьмой длины волны максимального отражения, причем длина волны максимума отражения равна длине волны максимума спектральной плотности излучения светодиодного излучателя, значения показателей преломления чередующихся слоев выбраны таким образом, чтобы ширина полосы спектра отражения на уровне половины максимума отражения не превышала 115 нм, причем защитное окно выполнено из красного стекла. Кроме того, на окно прицеливания установлена антибликовая бленда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.2 – общий вид прицела (вид сбоку);
фиг.3 – вид сверху;
фиг.4 – разрез А-А на фиг.3;
фиг. 5 – спектральная характеристика пропускания света оптическим коллиматорным блоком – сплошная кривая; кривая видности глаза – пунктирная;
фиг.6 – изображение прицельной марки на светодиодном излучателе;
фиг. 7 – спектральная характеристика светофильтра (сплошная кривая) и излучающего светодиода (пунктирная);
фиг.8 – оптическая схема коллиматорного прицела открытого типа.

На фиг. 2-4 изображено прицельное устройство, состоящее из относительно длинного корпуса 1 с очень коротким окном прицеливания 2, которое выступает в передней части корпуса, оптического коллиматорного блока, размещенного в окне прицеливания, устройства для формирования прицельной марки с защитным окном 3 и блоком регулировки яркости 4, источника питания 5, узла выверки 6, размещенных в корпусе, узла крепления 7 прицела к оружию и антибликовой бленды 8.

Окно прицеливания 2 (фиг.2, 4) выполнено в виде обоймы, которая закреплена в передней части корпуса 1 так, что оптическая ось D оптического коллиматорного блока, размещенного в обойме, составляет острый угол с осью прицеливания устройства К.

Оптический коллиматорный блок представляет собой оправу 10 со сборкой линз: плосковогнутой 11 и плосковыпуклой 12 (фиг.4). На выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы 12 нанесено многослойное интерференционное покрытие 13 из чередующихся слоев с высоким n_в и низким n_н показателями преломления равной оптической толщины, соответствующей четверти длины волны максимума отражения ₀, а также дополнительный слой оптической толщиной, равной одной восьмой длины волны ₀, причем длина волны максимума отражения ₀ равна длине волны максимума спектральной плотности излучения светодиодного излучателя 14. Значение показателей преломления чередующихся слоев выбраны в соответствии с функциональной зависимостью, указанной в книге “Интерференционные покрытия”, автор Крылова Т.Н., издательство “Машиностроение”, 1973 г., стр. 71, таким образом, чтобы ширина полосы спектра отражения на уровне половины максимума отражения была не более 115 нм.

В целом данное многослойное интерференционное покрытие представляет собой узкополосный отражающий фильтр с интегральным коэффициентом пропускания в видимой (400-760 нм) области света не менее 60%, с максимумом отражения не менее 80% на длине волны, излучаемой светодиодным излучателем, и шириной полосы на уровне половины максимума отражения не более 115 нм, с высотой побочных максимумов со стороны коротковолновой области не более 12% от основного максимума. Примерная спектральная характеристика пропускания света через оптический коллиматорный блок приведена сплошной кривой на фиг.5, где на оси Х отложена длина волны, а на оси Y – коэффициент пропускания света. Пунктирной кривой обозначена кривая видности глаза.

Устройство для формирования прицельной марки размещается в задней части корпуса и состоит из источника света, выполненного в виде двухсегментного светодиодного излучателя 14 (фиг.4), установленного в районе фокальной точки коллиматорного оптического блока, формирующего точечную и пикообразную марку (фиг.6), и закрепленного на узле выверки 6, и защитного окна 3, выполненного из красного стекла (фиг.4).

Точечная марка используется при пристрелке и стрельбе от минимальной дальности до дальности прямого выстрела. Пикообразная марка используется при стрельбе на предельную дальность.

Защитное красное стекло 3 представляет собой светофильтр, пропускающий не менее 80% светового потока, идущего от светодиодного излучателя, имеющего предельное отрицательное отклонение максимума излучения светодиода от номинала, и поглощающего падающий на него солнечный световой поток во избежание бликов от передней поверхности излучающего светодиода (фиг.7), где по оси Х отложена длина волны, по оси Y – коэффициент пропускания Т и плотность излучения Р.

Блок 4 регулировки яркости свечения прицельной марки и источник электропитания 5 размещены во внутренних камерах корпуса. В передней камере размещена микросхема 15 блока регулирования яркости 4 свечения прицельной марки с встроенным фотоприемником 16 и нагрузочными сопротивлениями 17. Во внешнем отверстии данной камеры установлен однолинзовый объектив 18, в фокальной плоскости которого находится фотоприемник 16.

В средней камере располагается переключатель режимов работы блока 19 регулирования яркости свечения прицельной марки (фиг.3, 4).

В задней камере располагается источник питания 5 из двух батарей (фиг. 4). Сверху батарейный отсек закрывается крышкой 20 с рычажной защелкой 21 (фиг.3).

Узел выверки 8 предназначен для согласования прицела с оружием (выверки) в процессе его пристрелки путем вертикального и горизонтального перемещения в фокальной плоскости оптического коллиматорного блока светодиодного излучателя 14 при помощи рукояток управления 22, выведенных из корпуса наружу (фиг.3).

Бленда 10 (фиг.2), состоящая из конической втулки, закрепленной в установочном кольце с байонетным соединением “и”, имеет подпружиненный фиксатор 23 и крепится на передней поверхности окна прицеливания 2, где размещены ответная часть байонетного соединения “и” и гнездо фиксатора 24.

Прицельное оптическое устройство работает следующим образом.

Стрелок держит оружие так, что может смотреть через окно прицеливания 2 вдоль прицельной оси К (фиг. 8) и совмещает светящуюся прицельную марку (точку или пичку в зависимости от дальности) (фиг.6) с определенной точкой на цели. Блок регулирования яркости марки автоматически подстраивает яркость марки к световому фону в районе цели, обеспечивая требуемую контрастность между маркой и целью. Изображение прицельной марки находится в плоскости цели и формируется двухсегментным светодиодным излучателем 14 (фиг.8), лучи которого, отражаясь от плосковыпуклой линзы 12, параллельным пучком попадают в глаз стрелка, имитируя прицельную марку на цели (фиг.8).

Формула изобретения

1. Оптический прицел для стрелкового оружия, состоящий из корпуса с окном прицеливания, оптического коллиматорного блока, размещенного в окне прицеливания, устройства для формирования прицельной марки с защитным окном и блоком регулировки яркости, источника питания, узла выверки, размещенных в корпусе, и узла крепления прицела к оружию, отличающийся тем, что в качестве источника света устройства для формирования прицельной марки использован двухсегментный светодиодный излучатель, сегменты которого выполняют роль прицельной шкалы, а зеркальное покрытие нанесено на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы оптического коллиматорного узла и выполнено в виде многослойного интерференционного покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления равной оптической толщины, соответствующей четверти длины волны максимума отражения, а также дополнительного слоя оптической толщиной, равной одной восьмой длины волны максимального отражения, причем длина волны максимума отражения равна длине волны максимума спектральной плотности излучения светодиодного излучателя, значения показателей преломления чередующихся слоев выбраны таким образом, чтобы ширина полосы спектра отражения на уровне половины максимума отражения не превышала 115 нм.

2. Прицел по п.1, отличающийся тем, что на окно прицеливания установлена антибликовая бленда.

РИСУНКИ