НОЧНОЙ ПРИЦЕЛ Российский патент 1995 года по МПК G02B23/12 

Ночной прицел относится к оптическим приборам, а именно к телескопическим устройствам с электрооптическим преобразователем изображения, используемым для прицеливания в ночное время на спортивных и охотничьих ружьях.

Известны оптические устройства, используемые для прицеливания в ночное время на спортивных и охотничьих ружьях, например ночной прицел (патент Великобритании N 1532401, кл. G 02 B 23/12, 1978), содержащий корпус, в котором расположены объектив, узел метки-сетки, электронно-оптический преобразователь (ЭОП), окуляр. Оригинальный узел марки включает плоскопараллельную пластину, подсвечиваемую с торца источником света.

Недостатками такого прибора являются: отсутствие технических средств, уменьшающих светорассеяние, невозможность смещения марки по полю ЭОП, что приводит к неудобству прицеливания и затрудняет распознавание объектов на темном фоне на близких и дальних расстояниях; наличие бликов, дымки, установка сетки соосно оптической системе прицела, что приводит к дополнительному светопоглощению, уменьшающему светопропускание системы.

Известен ночной прицел с освещенным прицелом (патент США N 4417814, кл. G 02 B 23/10, 27/34, 1983), содержащий линзовое устройство (окуляр). Узел прицельной метки имеет возможность перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях по вертикали и горизонтали. Он расположен за ЭОП и накладывает изображение прицельной метки на выходное изображение после ЭОП.

Недостатками устройства являются: неудобное расположение узла прицельной метки, что приводит к неточностям и разной яркости изображения, так как изображение в ЭОП усиливается по яркости; отсутствие технических средств, уменьшающих светорассеяние, что ухудшает прицеливание в ночное время на дальних и близких расcтояниях; конструкция прицела неэргономична, с ним неудобно работать в ночное время, а также переносить по лесу и в кустарнике.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является конструкция немецкого ночного прицела "Шланнер-11А" (Бабушкин С.Г. и др. Оптико-механические приборы. М. Машиностроение, 1965, с.304-305), содержащая корпус и размещенные в нем объектив, сетку, ЭОП и окуляр. Сетка прицела нанесена на фотокатоде ЭОП входной его поверхности. С выходной поверхности изображение объекта рассматривается окуляром.

Недостатками такого прицела являются: неэргономичность и неудобство работы в ночное время: сетка нанесена на входное окно ЭОП, что ухудшает центрирование прицела, внося дополнительные юстировочные подвижки ЭОП с проводами и элементами электроники, что снижает точность прицеливания; недостаточное количество конструктивных элементов, позволяющих снизить светорассеяние, что очень важно при прицеливании в лунную ночь и на различных по контрасту фонах; отсутствие возможности точно прицеливаться на близких и дальних расстояниях в ночное время и корректировать марку при прицеливании в ночное время на близких расстояниях.

Технической задачей изобретения является повышение эргономичности и удобства эксплуатации в ночное время.

Технический результат достигается тем, что в ночной прицел, содержащий корпус и размещенные в нем последовательно установленные объектив, оптическую марку, электронно-оптический преобразователь и окуляр, введена апертурная диафрагма, установленная внутри объектива перед одним из его компонентов, установленным с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива посредством механизма винт-гайка внутренней фокусировки, причем апертурная диафрагма выполнена в виде ирисовой диафрагмы с механизмом поворота ее лепестков, включающим кольцо регулировки.

Винт механизма винт-гайка внутренней фокусировки компонента объектива выполнен на оправе компонента в виде, по меньшей мере, трех равномерно размещенных по окружности оправы выступов, установленных в пазах, выполненных в корпусе, а гайка расположена между стенкой корпуса и введенной упорной гайкой. Механизм винт-гайка снабжен ограничителем поворота, выполненным в виде упора, размещенного в пазу кольца, установленного с возможностью поворота и контактирования с введенным стопором, при этом наружные размеры кольца регулировки механизма поворота лепестков ирисовой диафрагмы и гайки механизма внутренней фокусировки объектива не превышают размеров корпуса прицела. Оптическая марка установлена вне оптической оси объектива между предпоследним и последним компонентами объектива и выполнена в виде узла, включающего последовательно установленные блок подсветки с источником излучения, диафрагму с сеткой, объектив и призму. Узел оптической марки размещен с возможностью перемещения в плоскости, расположенной параллельно оси устройства, призма оптической марки оптически сопряжена посредством последнего компонента объектива с входной поверхностью электронно-оптического преобразователя. В механизме диоптрийной подвижки окуляра, выполненном в виде механизма винт-гайка, диоптрийное кольцо окуляра размещено внутри введенного защитного кожуха, закрепленного на корпусе прицела и имеющего два диаметрально расположенных паза.

На фиг. 1 показан предложенный ночной прицел, разрез по оси; на фиг.2 разрез по механизму перемещения компонента объектива устройства.

Оптическое устройство содержит корпус 1 и размещенные в нем объектив 2, включающий пять линзовых компонентов, узел сетки 3, электронно-оптический преобразователь 4 (ЭОП) и окуляр 5. Внутри объектива 2 перед третьим компонентом 6 расположена апертурная диафрагма 7, выполненная в виде ирисовой диафрагмы с механизмом поворота ее лепестков 8. Поводок 9 механизма поворота лепестков 8 размещен параллельно оси диафрагм 7, и конец его входит в отверстие наружного кольца 10 регулировки диафрагмы 7. Линзовый компонент 6 установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива 2 с помощью механизма перемещения 11 винт-гайка внутренней фокусировки, включающего наружное кольцо-гайку 12, винт 13, конструктивно выполненный на оправе в виде выступов, равномерно размещенных по окружности и установленных в пазах корпуса 1, а также упорную гайку 14, замыкающую положение кольца-гайки 12. В данной конструкции выполнено три выступа (фиг.2), минимальное количество, но их может быть и больше. В механизм перемещения 11 компонента 6 входит также и ограничитель поворота 15, конструктивно выполненный в виде упора, расположенного в пазу кольца 16. В кольце 16 выполнен треугольный паз 17, в котором расположены конические концы трех стопорных винтов 18.

Узел сетки 3 расположен между предпоследним (четвертым) 19 и последним (пятым) 20 компонентами объектива 2 вне оптической оси объектива и включает источник излучения 21 (светодиод), диафрагму с сеткой 22, объектив 23 и призму 24. Узел сетки 3 установлен с возможностью перемещения в плоскости, параллельной оптической оси оптического устройства, посредством регулировочных винтов 25. Окуляр 5 оптического устройства имеет механизм 26 диоптрийной подвижки, выполненный в виде механизма винт-гайка. Диоптрийное кольцо 27 (гайка этого механизма) размещено внутри защитного кожуха 28, закрепленного на корпусе 1 устройства и имеющего два диаметральных паза 29. На защитном кожухе 28 закреплен мягкий наглазник 30. Перед объективом 2 оптического устройства размещена бленда 31. В узле сетки 3 диафрагма с сеткой 22 посредством объектива 23 узла сетки 3, призм 24 и последнего компонента 19 объектива 2 всего оптического устройства сопряжена с входной поверхностью ЭОП 4.

При эксплуатации оптического устройства в качестве ночного прицела появляется необходимость регулирования оптических элементов устройств наощупь, и в то же время эти элементы так конструктивно должны быть размещены, чтобы, перемещаясь по лесу и кустарнику, не сбить их с фиксированного положения. Поэтому размеры наружных элементов механизмов 8, 10, 26 регулировки диафрагмы 7, линзового компонента 6 объектива и диоптрийной подвижки окуляра 5, а именно наружного кольца 2, не превышают размеров корпуса 1 устройства, причем диоптрийное кольцо 27 защищено защитным кожухом 28. Такое расположение наружных элементов механизмов позволяет улучшить эксплуатацию устройства и повысить его эргономические свойства. Поэтому поводок 10 механизма поворота лепестков ирисовой диафрагмы 7 установлен параллельно оси диафрагмы 7. В механизме перемещения 11 компонента 6 объектива 2 устройства для установки нулевого положения используется кольцо 16 с пазом и упор 15, являющийся ограничителем поворота, что также повышает эргономические свойства устройства, позволяет улучшить удобство эксплуатации, ремонто-пригодность и повысить технологичность изготовления.

Оптическое устройство крепится на спортивном или охотничьем ружье. Изображение наблюдаемого предмета объектив 2 проецирует на входной поверхности ЭОП 4. Преобразованное изображение с его выходной поверхности рассматривается окуляром 5. Сетка 22 в узле сетки 3, подсвечиваемая малогабаритным светодиодом 21, проецируется посредством объектива 23 узла сетки 3, призмы 24 и последнего линзового компонента 20 объектива 2 устройства на входную поверхность ЭОП 4. Подвижками регулировочных винтов 25 изображение сетки устанавливают на центр ЭОП, т.е. на оптическую ось устройства. Кроме того, конструкция оптического устройства ночного прицела обеспечивает возможность визирования или наводки на объект, т.е. приведение визирной линии в такое положение, при котором визирная линия проходит через наблюдаемый предмет, визируемый на местности, и центр марки. Изображение марки подвижками регулировочных винтов 25 можно смещать по полю входной поверхности ЭОП и корректировать линию прицела, что позволяет исключить механизм подвижки всего прицела, уменьшить вес (более чем в 100 раз), повысить точность. Данное решение позволяет совместить в конструкции узла сетки и конструкцию визира. Размещение узла сетки вне оптической оси объектива 2 уменьшает потери на светопропускание объектива, т.е. повышает эксплуатационные свойства устройства. Рабочая длина волны оптического устройства прицела 0,76 мкм. Объектив 2 устройства обеспечивает при помощи механизма перемещения 11 компонента 6, вращая наружное кольцо-гайку 12, перефокусировку с 10 м до бесконечности. Механизм регулировки положения компонента 6 выполнен компактным как по длине, так и по диаметру, наличие винтовых выступов 13 и размещение их в пазах корпуса 1 сводит к минимуму ошибки в положении компонента, отсутствуют зазоры. Выступы 15 играют роль шпонок в механизме, гайка 12 размещена между стенкой корпуса 1 и упорной гайкой 14. Кроме повышения эргономических свойств и удобства эксплуатации, конструкция механизма повышает точность работы устройства. Апертурная диафрагма имеет предельное уменьшение до 1:11. Вращая наружное кольцо 10 механизма проворота 8, регулируя диафрагму 7, убирают рассеянный свет, блики, повышая контрастность изображения предмета. Благодаря ирисовой диафрагме совместно с блендой 24 устройством возможно и удобно работать по темному участку ландшафта, в условиях лунной подсветки.

Использование изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить эргономичность и удобство эксплуатации в ночное время благодаря тому, что внутри объектива устройства перед одним из его компонентов введена апертурная диафрагма, выполненная в виде ирисовой диафрагмы с механизмом поворота ее лепестков, где ее поводок размещен параллельно оси диафрагмы, причем наружные размеры кольца регулировки этого механизма не превышают размеров корпуса устройства, так как в сумерках, ночью при луне на темном фоне (кустарников, леса) удается убрать бликующий рассеянный свет на разных дистанциях прицеливания, при перемещении по лесу и кустарникам; при регулировке ночью в устройстве не сбивается регулировка диафрагмы; благодаря тому, что компонент объектива, перед которым размещена апертурная диафрагма с возможностью регулировки, установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива посредством механизма винт-гайка внутренней фокусировки, в котором винт выполнен в виде как минимум трех выступов, равномерно размещенных по окружности и установленных в пазах корпуса, а гайка расположена между стенкой корпуса и упорной гайкой, причем этот механизм снабжен ограничителем поворота, выполненным в виде упора, расположенного в пазу кольца, установленного с возможностью поворота, и контактирующего со стопором, причем наружные размеры гайки механизма перемещения компонента объектива не превышают размеров корпуса устройства, прибор позволяет осуществить регулировку дистанции наощупь в ночное время, установку нулевого его положения перемещаемого линзового компонента, предохранить его положение при перемещении по лесу, повысить ремонтопригодность, точность работы механизма; благодаря тому, что сетка оптического устройства установлена вне оптической оси объектива между предпоследним и последним компонентами и выполнена в виде узла, включающего подсветку с источником излучения, диафрагму с сеткой, объектив с призмой, при этом узел сетки установлен с возможностью перемещения в плоскости, расположенной параллельно оптической оси, а диафрагма с сеткой посредством объектива узла сетки, призмы и последнего компонента объектива устройства сопряжена с входной поверхностью электронно-оптического преобразователя, прибор позволяет повысить светопропускание, ремонтопригодность, качество юстировки, а следовательно, точность прицеливания, позволяет ввести измерительный узел прицеливания, откорректировать положение, изображение марки по полю ЭОП, исключить механизм угла подвижки прицела. Благодаря тому, что в механизме диоптрийной подвижки окуляра, введенном в устройстве и выполненном в виде механизма "винт-гайка", диоптрийное кольцо окуляра расположено внутри защитного кожуха, установленного на корпусе устройства и имеющего два диаметральных паза, прибор позволяет предохранить диоптрийную подвижку окуляра от ударов и сбоя. Конструкция оптического устройства ночного прицела промышленно применима, технологична в изготовлении, использованные в ней детали и узлы отработаны в технике и промышленности, устройство изготовлено в виде макета, показавшего на испытаниях хорошие эксплуатационные свойства. Оптическое устройство достаточно экономично.

Использование: в оптическом приборостроении, в частности в телескопических конструкциях с устройством для электронного преобразования изображения, и позволяет повысить эргономичность и удобство эксплуатации в ночное время. Сущность изобретения: ночной прицел содержит корпус 1 и размещенные в нем объектив 2, узел сетки 3, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 4, окуляр 5. В объективе 2 размещена апертурная диафрагма 7 с механизмом поворота ее лепестков 8 посредством кольца 10. Третий ее компонент посредством механизма 11 установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива через гайку 12, контактирующую с винтовыми выступами 13, расположенными в соответствующих пазах корпуса 1. Между четвертым и пятым линзовыми компонентами 19, 20 объектива 2 вне оптической оси объектива расположен узел сетки 3, выполненный в виде источника излучения 21, диафрагмы с сеткой 22, объектива 23, призмы 24. Окуляр 5 снабжен механизмом диоптрийной подвижки 26, в котором диоптрийное кольцо 27 размещено внутри защитного кожуха 28, имеющего два диаметральных паза 29 и закрепленного на корпусе 1. Объектив 2 устройства ЭОП 4 при работе строит изображение наблюдаемого предмета на входной поверхности ЭОП 4. На центр этой поверхности изображение диафрагмы с сеткой 22 объектив 23 сетки проецирует при помощи призмы 24 и пятого (последнего) компонента 20 объектива 2 устройства. С линейной поверхности ЭОП 4 усиленное изображение наблюдаемого предмета рассматривается окуляром 5. Элементы регулировки диафрагмы, фокусировки дистанции, диоптрийной наводки либо утоплены под защитными элементами, либо расположены так, чтобы ограничивающий их корпус 1 был расположен выше этих элементов. 2 ил.

НОЧНОЙ ПРИЦЕЛ, содержащий корпус и размещенные в нем последовательно установленные объектив, оптическую марку, электронно-оптический преобразователь и окуляр, отличающийся тем, что в него введена апертурная диафрагма, установленная внутри объектива перед одним из его компонентов, установленным с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива посредством механизма винт-гайка внутренней фокусировки, причем апертурная диафрагма выполнена в виде ирисовой диафрагмы с механизмом поворота ее лепестков, включающим кольцо регулировки, винт механизма винт-гайка внутренней фокусировки компонента объектива выполнен на оправе компонента в виде по меньшей мере трех равномерно размещенных по окружности оправы выступов, установленных в пазах, выполненных в корпусе, а гайка расположена между стенкой корпуса и введенной упорной гайкой, механизм винт-гайка снабжен ограничителем поворота, выполненным в виде упора, размещенного в пазу кольца, установленного с возможностью поворота и контактирования с введенным стопором, при этом наружные размеры кольца регулировки механизма поворота лепестков ирисовой диафрагмы и гайки механизма внутренней фокусировки объектива не превышают размеров корпуса прицела, а также оптическая марка установлена вне оптической оси объектива между предпоследним и последним компонентами объектива и выполнена в виде узла, включающего последовательно установленные блок подсветки с источником излучения, диафрагму с сеткой, объектив и призму, узел оптической марки размещен с возможностью перемещения в плоскости, расположенной параллельно оси устройства, призма оптической марки оптически сопряжена посредством последнего компонента объектива с входной поверхностью электронно-оптического преобразователя, а также в введенном механизме диоптрийной подвижки окуляра, выполненном в виде механизма винт-гайка, диоптрийное кольцо окуляра размещено внутри введенного защитного кожуха, закрепленного на корпусе прицела и имеющего два диаметрально расположенных паза.