Оптический прицел с переменным увеличением
OPTICAL SIGHT WITH VARIABLE MAGNIFICATION

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к наблюдательным приборам и прицелам, предназначенным для наблюдения и прицеливания оружия.
Известны оптические прицелы с переменным увеличением, описанные в патентах RU 2547044, МПК F41G 1/14, RU 2331035, МПК F41G 1/38, RU 2282223, МПК G02B 23/14, RU 2501050, МПК G02B 23/10. Прицелы обладают хорошим качеством изображения, но имеют малый перепад увеличений, не превышающий 4 крата, и малое удаление выходного зрачка, равное 70 мм, что ограничивает диапазон дальностей наблюдения и величину калибров применяемого оружия. Известен также оптический прицел с переменным увеличением, описанный в патенте RU 2501051 МПК G02B 23/10. При хорошем качестве изображения прицел имеет перепад увеличений, равный 5 кратам, и удаление выходного зрачка 95 мм. Но при этом его максимальное поле зрения ограничено 4,2 градуса, что увеличивает время на поиск цели.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является оптический прицел с переменным увеличением, описанный в патенте RU 2642889, МПК G02B 23/00 F41G 1/38, опубликованном 20.11.2018 г. Оптическая система прицела состоит из трехкомпонентного объектива, первый положительный компонент которого содержит первую положительную, вторую отрицательную и третью положительную линзы, второй компонент является отрицательным, третий компонент выполнен в виде положительной линзы, плоскопараллельной пластинки с прицельной маркой и шкалами, оборачивающей системы, включающей два склеенных компонента, дифференцированно перемещающихся вдоль оптической оси оборачивающей системы, и отрицательную линзу, полевой диафрагмы и окуляра. Плоскопараллельная пластинка с прицельной маркой и шкалами и оборачивающая система выполнены совместно качающимися вокруг точки, совмещенной с осевой точкой плоскости второго действительного изображения, и при этом выполняется следующее соотношение:
об
f'⋅tgα=L tgβ,
где:
об
f' - фокусное расстояние объектива,
α - угол изменения направления визирной оси,
L - длина оборачивающей системы,
β - угол качания плоскопараллельной пластинки с прицельной маркой и шкалами и оборачивающей системы.
В первом варианте окуляр состоит из расположенных по ходу лучей двухлинзового склеенного компонента, положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к полевой диафрагме, и двояковыпуклой линзы. Во втором варианте окуляр выполнен из двухлинзовой склейки и одиночной положительной линзы. Указанный прицел обладает перепадом увеличений до 5 крат, но при этом имеет большую длину оптической системы и малое угловое поле. Длина его от первой поверхности объектива до последней поверхности окуляра составляет от 307 мм до 362 мм, а угловое поле в пространстве предметов не превышает 10 градусов в зависимости от варианта исполнения.
Задачей изобретения является создание прицела с улучшенными эксплуатационными и потребительскими свойствами.
Технический результат - создание оптического прицела с улучшенными потребительскими свойствами за счет уменьшения длины и увеличения углового поля.
Это достигается тем, что в оптическом прицеле с переменным увеличением, состоящем из расположенных по ходу лучей, объектива, плоскопараллельной пластины, на первую поверхность которой нанесена сетка, оборачивающей системы, полевой диафрагмы и окуляра, оборачивающая система, выполнена в виде двух компонентов с возможностью их дифференцированного перемещения вдоль оптической оси, содержащих двухлинзовую склейку в каждом компоненте, окуляр, включающий расположенные по ходу лучей от плоскости предметов положительный двухлинзовый склеенный компонент и одиночную положительную линзу, при этом плоскопараллельная пластина с сеткой и оборачивающая система выполнены совместно качающимися вокруг точки, совмещенной с осевой точкой плоскости второго действительного изображения, в отличие от известного, объектив выполнен из двух положительных компонентов, при этом первый компонент содержит одиночные расположенные по ходу лучей, положительную и отрицательную линзы, второй компонент содержит отрицательную линзу и двояковыпуклую линзу, расположенную за отрицательной линзой, плоскопараллельная пластина с нанесенной сеткой склеена с коллективом, выполненным в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к плоскости предметов и установленной перед плоскопараллельной пластиной по ходу лучей, компоненты оборачивающих систем дополнительно содержат положительные одиночные линзы, установленные по ходу лучей от плоскости предмета перед склеенными, а отрицательная линза, образующая неподвижный отрицательный компонент, выведена из оборачивающей системы и установлена за плоскостью второго действительного изображения перед окуляром.
Кроме того, в первом компоненте объектива положительная линза может быть выполнена двояковыпуклой, а отрицательная двояковогнутой, отрицательная линза второго компонента объектива может быть выполнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, в первом компоненте оборачивающей системы одиночная положительная линза может быть выполнена двояковыпуклой, в первом компоненте оборачивающей системы двухлинзовая склейка может быть выполнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений и содержащая по ходу лучей положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклыми поверхностями к пространству изображений, во втором компоненте оборачивающей системы двухлинзовая склейка может быть выполнена в виде двояковыпуклой линзы, содержащей по ходу лучей отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, и двояковыпуклую линзу, а неподвижный отрицательный компонент может быть выполнен в виде двояковогнутой линзы, выведенной из оборачивающей системы и установлен по ходу луча между вторым действительным изображением и окуляром, положительный двухлинзовый склеенный компонент окуляра может быть выполнен в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений и состоящего по ходу лучей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, а одиночная положительная линза в окуляре может быть выполнена двояковыпуклой.
х
х
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами: фиг. 1 - оптический прицел с переменным увеличением, видимое увеличение Г=5; фиг. 2 - оптический прицел с переменным увеличением, видимое увеличение Г=1.
Оптический прицел с переменным увеличением (фиг. 1, фиг. 2) состоит, по ходу лучей, из объектива I, компонента II, содержащего плоскопараллельную пластину, оборачивающей системы III, состоящей из двух подвижных компонентов, полевой диафрагмы, неподвижного отрицательного компонента IV, окуляра V. Объектив I состоит двух положительных компонентов, в первый по ходу лучей входят одиночные двояковыпуклая линза 1 и двояковогнутая линза 2, во второй также входят по ходу лучей одиночные отрицательный мениск 3, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, и двояковыпуклая линза 4. Компонент II состоит из коллектива, выполненного в виде плосковыпуклой линзы 5, обращенной выпуклостью к пространству предметов и установленной перед плоскопараллельной пластиной 6, склеенной с ней. На первую поверхность пластины 6 нанесена сетка, причем плоскость штрихов сетки установлена в плоскости первого действительного изображения. В оборачивающую систему III входят два подвижных компонента. Первый подвижный компонент оборачивающей системы III по ходу лучей состоит из одиночной двояковыпуклой линзы 7 и двухлинзовой склейки, выполненной в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений и содержащей по ходу лучей положительный мениск 8 и отрицательный мениск 9, обращенные выпуклыми поверхностями к пространству изображений. Второй подвижный компонент оборачивающей системы III по ходу лучей состоит из двояковыпуклой линзы 10 и двухлинзовой склейки, выполненной в виде двояковыпуклой линзы, содержащей по ходу лучей отрицательный мениск 11, обращенный вогнутостью к плоскости изображений и двояковыпуклую линзу 12. Компонент II и оборачивающаяся система III выполнены совместно качающимися вокруг точки О, совмещенной с осевой точкой плоскости второго действительного изображения, в плоскости которого расположена полевая диафрагма. Неподвижный отрицательный компонент IV, выполненный в виде двояковогнутой линзы 13, выведенной из оборачивающей системы, установлен по ходу лучей между вторым действительным изображением и окуляром V. Окуляр V состоит по ходу лучей из положительного склеенного компонента в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений, первая линза которого по ходу лучей - двояковогнутая линза 14, а вторая - двояковыпуклая линза 15, и одиночной двояковыпуклой линзы 16.
х
х
Оптический прицел с переменным увеличением работает следующим образом: световой поток, исходящий от объектов, проходя через линзы 1-4 объектива I, через коллектив, а именно, плосковыпуклую линзу 5, формирует первое действительное изображение в плоскости, с которой совмещена поверхность плоскопараллельной пластины 6 с сеткой. После прохождения оборачивающей системы III, состоящей из двух дифференцированно перемещающихся подвижных компонентов, световой поток формирует второе действительное изображение, в плоскости которого находится полевая диафрагма. Это изображение наблюдается через окуляр V и неподвижный отрицательный компонент IV глазом, расположенным в выходном зрачке оптического прицела. Изменение видимого увеличения прицела в пределах Г=5…1 происходит в результате дифференцированного перемещения подвижных компонентов оборачивающей системы III вдоль оптической оси.
1
2
3
При этом изменяются воздушные промежутки d, d, d, где
1
d - расстояние от первого действительного изображения до первого компонента оборачивающей системы;
2
d - расстояние между первым и вторым компонентами оборачивающей системы;
3
d - расстояние от второго компонента оборачивающей системы до второго действительного изображения;
а плоскости действительных изображений остаются в неизменных положениях. Изменение визирной оси оптического прицела в пространстве предметов осуществляется одновременным поворотом компонента II, содержащего плоскопараллельную пластину 6, и оборачивающей системы III вокруг точки О, совмещенной с центром полевой диафрагмы. Окуляр V имеет диоптрийную подвижку на ±3 диоптрии.
В соответствии с предложенным решением рассчитан оптический прицел с переменным увеличением, имеющий следующие характеристики:
Видимое увеличение, крат
от 5 до 1
Диаметр выходного зрачка, мм
от 4,8 до 10,5
Угловое поле в пространстве предметов
от 3,6° до 18°
Удаление выходного зрачка, мм
90±5
Длина, мм
217,5
Диапазон диоптрийной подвижки окуляра, дптр, не менее
±3
Масса оптических деталей, г
100
Параметры компонентов прицела
Фокусное расстояние объектива I, мм
68
Фокусное расстояние компонента II, мм
47,5
Фокусное расстояние первого компонента оборачивающей системы, мм
27,2
Фокусное расстояние второго компонента оборачивающей системы, мм
27,2
Фокусное расстояние компонента IV, мм
-38,6
Фокусное расстояние окуляра V, мм
34,9
Конструктивные элементы оптического прицела приведены в таблице 1.
х
х
Через «/» указаны минимальные и максимальные значения, соответственно, для увеличений прицела 5 и 1.
Таким образом, создан оптический прицел с переменным увеличением, длина которого от первой поверхности объектива до последней поверхности окуляра составляет 217,5 мм, а угловое поле в пространстве предметов составляет от 3,6° до 18°.