ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ Российский патент 1997 года по МПК G02B23/02 G02B23/10 F41G1/12 F41G3/00 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве устройства оптического наведения геодезических приборов, охотничьих ружей и устройств, требующих прицельного наведения на объект.

В геодезическом приборостроении простейшим приспособлением для наведения зрительной трубы на цель является диоптр, состоящий из целика и мушки, по аналогии с прицельным приспособлением ружей. Используются также оптические коллиматорные визиры, состоящие из линзы, в фокальной плоскости которой расположена сетка в виде прозрачного перекрестия на темном фоне. Линза обращена в сторону наблюдателя и выполняет роль лупы. Линза и сетка имеют заведомо малый диаметр (≈5 мм), поэтому при визировании кроме перекрестия сетки наблюдатель видит одновременно и пространство, лежащее за пределами визира. Наведение сводится к тому, чтобы наложить изображение сетки визира на наблюдаемый объект. Погрешность визирования (наведения) с помощью оптического визира значительно меньше погрешности визирования диоптром и составляет 2-3 (А.И.Захаров. Справочник, Геодезические приборы, М. Недра, 1989, c.315, c.47).

В маркшейдерском деле известен способ задания направления выработки (а. с. N 849032, G OI N 3/00, Б.и. 27 от 23.07.81) с помощью отражателя, выполненного в виде двух скрепленных взаимно перпендикулярно полосок зеркала, шириной, равной половине поперечного размера источника света, например, половине диаметра рефлектора головного светильника. Отражатель устанавливают в начале выработки, например, подвешивают на двух подвесах-растяжках к потолку выработки на линии, совпадающей с направлением выработки, при этом полоски зеркал занимают положение одно под другим. Для задания направления фиксируется изображение головного светильника со стороны забоя, отраженное зеркалами, установленными на конце выработки. Проходчик при этом стоит спиной к забою и фиксирует задаваемое отражателем направление в плане, перемещаясь поперек выработки. Этот способ задания направления прост и может быть использован в условиях с низкой освещенностью, однако для наведения устройств на объект использоваться не может, так как наблюдатель должен быть обращен на объект визирования лицом, а не спиной, не должен быть непосредственно привязан к источнику света и, кроме того, наведение приборов, и тем более ружей, необходимо производить не только в плане, но и по высоте.

Однако использование источника света для задания направления и простота решения задающего направление приспособления в целом, несомненно, представляет интерес.

Известен оптический прицел типа Барс (см. описание оптического прицела типа Барс Минского оптического завода), который является наиболее близким к заявленному, с использованием в качестве источника света светодиода. Прицел представляет собой зрительную трубу, в которую одним глазом охотник наблюдает изображение светодиода, которое лежит на визирной оси трубы, предварительно совмещенной с направлением ствола, а другим глазом охотник видит цель. И цель, и изображение светодиода (благодаря оптической линзовой системе типа телескоп) наблюдаются как бы из бесконечности (условной), и охотник, привыкая к стереоэффекту, наводит изображение светодиода, лежащее на линии прицеливания, на цель, что и является необходимым действием.

Работа такого прицела считается удобной и точной, однако для грубого наведения геодезических приборов с уже имеющейся зрительной трубой или для охотничьих ружей, стреляющих дробью, точность прицеливания с погрешностью 2-3 вполне достаточна. Оптические многолинзовые системы дороги, и их использование не всегда оправданно.

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление устройства.

Технический результат достигается тем, что в прицеле источник света скреплен с прицельной планкой с поперечным сдвигом относительно линии визирования и обращен на объект визирования, ось источника сета сопряжена с линией визирования посредством оптической системы, выполненной в виде прямоугольного уголкового отражателя, установленного жестко на дальнем пределе прицельной планки относительно источника света, гипотенузная грань отражателя установлена ортогонально линии визирования, обращена на источник света и снабжена маркой, установленной на оси источника света.

Технический результат достигается также тем, что источник света и отражатель установлены так, что ребра гипотенузной грани, общие с катетными гранями, лежат на оси источника и на линии визирования, а марка выполнена в виде риски, ортогональной ребрам.

На фиг. 1 и 2 представлена принципиальная схема оптического прицела; на фиг. 3 схема построения отражателем мнимого изображения источника света; на фиг. 4 пример выполнения; на фиг.5, 6, 7, 8 и 9 примеры выполнения марок на отражателе.

Источник света 1 (фиг.1) и уголковый отражатель 2 жестко установлены на прицельной планке 3 устройства 4, подлежащего наведению. Источник света 1 обращен на объект наведения (прицеливания) 5 и скреплен с прицельной планкой 3 с поперечным сдвигом относительно ее линии визирования o-o Ось а-а источника света 1 сопряжена с линией визирования о-о прицельной планки 3 посредством прямоугольного уголкового отражателя 2, установленного жестко на дальнем пределе прицельной планки 3 относительно источника света 1. Входная гипотенузная грань отражателя 2 установлена ортогонально линии визирования о-о обращена на источник света 1 и снабжена маркой 6, установленной на оси источника света 1. Источник света 1 и отражатель 2 могут быть выполнены и установлены так, что ребра входной гипотенузной грани отражателя 2, общие с катетными гранями, займут положение: одно на оси а-а источника света 1, а другое на линии визирования о-о (фиг.3), марка может быть выполнена в виде риски, ортогональной этим ребрам.

При работе глаз 7 наблюдателя или охотника устанавливается над прицельной планкой 3 на линии ее визирования о-о со стороны источника света 1.

Мнимое изображение 1" источника света 1 (фиг.3) наблюдается глазом 7 в обратном ходе лучей на двойном расстоянии 2L между отражателем 2 и источником света 1. При использовании оптического прицела на охотничьем ружье это двойное расстояние 2L, на котором наблюдается изображение 1", может составлять примерно 1,5-2 метра. В качестве источника света лучше всего использовать светодиод как источник света с наименьшим энергопотреблением, большим сроком службы, как источник достаточной яркости, выпускаемый в широком выборе спектрального диапазона излучения. Диаметр светодиода составляет примерно 4-5 мм, а его "тело свечения" еще меньше. Угловой размер светодиода, если сравнивать с расстоянием наилучшего видения, равным 250 мм, уменьшится, соответственно, в 6-8 раз и на расстоянии в 1,2-2 м будет наблюдаться как светящаяся точка диаметром менее одного миллиметра. Для глаза эта точка будет восприниматься практически как из бесконечности.

Малый размер наблюдаемого изображения 1" источника света 1 позволяет использовать в качестве уголкового прямоугольного отражателя 2 прямоугольную призму типа АР-90 малых размеров с возможностью закрепления на выходе ствола за мушкой 8 (фиг.4). Практически длина ребер (AB и CD) катетных граней, общих с гипотенузной гранью, составляет величину порядка 4-5 мм (высота призмы). Поперечный размер гипотенузной грани определяется поперечным сдвигом оси а-а источника света 1 относительно линии визирования (прицеливания) о-о', т.е. величиной d (фиг.3).

Марка 6 гипотенузной грани отражателя 2 может быть выполнена в виде перекрестия (фиг.5), кольца или точки (фиг.6), или риски (фиг.7,8). При наличии мушки 8 (фиг.7,9) на прицельной планке 3 устройства 4, марка 6 упрощается до риски или совсем устраняется, в этом случае выполняет роль марки мушка.

Марка 6, как и мушка 8 на прицельной планке, служит для повышения точности наведения на объект 5, для чего необходимы следующие действия - установка глаза 7 наблюдателя на линию визирования о-о' поперечными смещениями головы относительно прицельной планки 3 до совмещения наблюдаемого изображения 1" источника света 1 с центром марки 6 и последующее совмещение или наложение марки 6 на объект 5 без сбоя положения изображения источника света относительно марки.

Для того чтобы свести к минимуму перекрытие отражателем 2 пространства наблюдения, на линии визирования о-о' может устанавливаться ребро входной гипотенузной грани CD, общее с катетной гранью, а другое параллельное ему ребро AB гипотенузной грани на оси а-а' источника света 1 (фиг.2). При этом наблюдается лишь половина изображения 1" источника света 1 (фиг. 8 и 9), причем это является критерием правильного расположения глаза 7 в поперечном направлении относительно линии визирования о-о' прицельной планки 3. Для правильного расположения глаза по высоте служит марка, которая может быть выполнена в виде поперечной риски на гипотенузной грани отражателя 2 (фиг. 8). При правильном расположении глаза по высоте изображение источника света 1" делится риской пополам (фиг.8),это условие однозначно определяет положение глаза по высоте, а вышеприведенное условие наблюдения половины изображения источника однозначно определяет положение глаза в поперечном направлении.

При наличии на прицельной планке мушки 8 последнюю можно использовать в качестве марки, "поймав" изображение 1"(фиг. 7) или половину изображения 1"(фиг.9) источника света 1 над мушкой.

Если учесть, что при выборе в качестве источника света светодиода диаметром 4-5 мм, изображение его воспринимается глазом как светящаяся точка диаметром менее одного миллиметра, то можно утверждать, что предельная ошибка совмещения изображения источника света с риской и ребром отражателя не превышает 0,5 мм. При этом на расстоянии в 1,5-2 м, при использовании прицела на охотничьем ружье, эта ошибка составит в угловой мере примерно одну минуту, что вполне достаточно для грубого наведения устройств и охотничьих ружей.

Использование источника света позволяет наводить устройства в сумерках.

Расположение источника света 1 вдоль прицельной планки 3 определяется максимальным удалением от отражателя 2 и безопасностью работы с прицелом. На ружьях прицельная планка заканчивается до приклада, и расположение глаза на расстоянии, примерно равном 10 см от источника света вдоль линии прицеливания, вполне гарантирует безопасность человеку при отдаче при выстреле.

Оптический прицел крайне прост, сравнительно дешев и надежен, позволяет работать в сумерках. Источник света используется без линзовой оптики и требует для электропитания малогабаритной батарейки, несложной в осуществлении.

Настройка прицела практически сводится к юстировочному качанию уголкового отражателя относительно оси параллельной прицельной планки и перпендикулярной оси визирования о-о', другие же качания и параллельные смещения уголкового отражателя недействительны, что, в свою очередь, повышает надежность работы прицела.

Использование: в области оптического приборостроения и может применяться в качестве устройства оптического наведения геодезических приборов, охотничьих ружей и т.п. устройств, требующих прицельного наведения на объект. Задачей изобретения является упрощение прицела с оптической системой, имитирующей установку источника света в бесконечности со стороны объекта на линии визирования. Сущность изобретения заключается в том, что источник света 1 оптического прицела скреплен с прицельной планкой 3 устройства 4, подлежащего наведению на объект 5, с поперечным сдвигом относительно линии визирования и обращен на объект 5. Ось источника света 1 сопряжена с линией визирования посредством оптической системы, выполненной в виде прямоугольного уголкового отражателя 2, установленного жестко на дальнем пределе прицельной планки 3 устройства 4 относительно источника света 1. Гипотенузная грань отражателя 2 установлена ортогонально прицельной планке 3, обращена на источник света 1 и снабжена маркой 6, установленной на оси источника света 1. Для минимального перекрытия отражателем поля зрения ребра гипотенузной грани отражателя 2, общие с катетными гранями, установлены одно - на оси источника света 1, а другое - на линии визирования, а марка 6 выполнена в виде риски, ортогональной этим ребрам. Оптический прицел прост и при низкой себестоимости обеспечивает повышение точности наведения на объект и возможность работать в сумерках. 1 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Оптический прицел, содержащий источник света и оптическую систему, имитирующую установку источника света в бесконечности со стороны объекта на линии визирования, установленные на прицельной планке, отличающийся тем, что источник света скреплен с прицельной планкой с поперечным сдвигом относительно линии визирования и обращен на объект, ось источника света сопряжена с линией визирования посредством оптической системы, выполненной в виде прямоугольного уголкового отражателя, установленного жестко на дальнем пределе прицельной планки относительно источника света, гипотенузная грань отражателя установлена ортогонально прицельной планке, обращена на источник света и снабжена маркой, установленной на оси источника света. 2. Прицел по п.1, отличающийся тем, что ребра гипотенузной грани отражателя, общие с катетными гранями, установлены на оси источника света и на линии визирования, а марка выполнена в виде риски, ортогональной этим ребрам.