Ночной прицел

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к приборам ночного видения, и может быть использовано в оптических системах прицеливания снайперского оружия в ночное время суток. Ночной прицел содержит последовательно установленные по ходу луча объектив, электронно-оптический преобразователь с защитным окном и окуляр. Защитное окно выполнено в виде невзаимного элемента с выполненным на его задней поверхности периодическим фазовым рельефом, параметры которого удовлетворяют определенным условиям. Обеспечено повышение скрытности действия ночного прицела путем уменьшения величины показателя световозвращения ночного прицела. 1 ил.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к приборам ночного видения, и может быть использовано в оптических системах прицеливания снайперского оружия в ночное время суток.

Известны оптические системы ночных прицелов, основными элементами которых являются последовательно установленные объектив, узел метки-сетки, оптический преобразователь (ЭОП) и окуляр (GB 1532401, G 02 В 23/12) (1).

Недостатком (1) является отсутствие технических средств, уменьшающих светорассеяние, что приводит к возникновению бликов.

Наиболее близким аналогом к изобретению является оптическая схема ночного прицела (Техническое описание и инструкция по эксплуатации прицела 1П21, М., Воениздат, 1987) (2). Прицел содержит последовательно установленные по ходу луча объектив, защитное окно, ЭОП и окуляр. Защитное окно выполнено в виде плоскопараллельной пластины, на рабочей (задней) поверхности которой нанесено светочувствительное покрытие.

Недостатком известного устройства (2) также является низкая скрытность действия при освещении прицела внешним излучением из-за высокого показателя обратного световозвращения (ПСВ).

ПСВ таких прицелов определяется отражением от светочувствительного слоя на задней (тыльной) поверхности защитного окна. Таким образом, построенные по такой схеме прицелы имеют сильное бликование и легко обнаруживаются.

Техническим результатом изобретения является повышение скрытности действия ночного прицела путем уменьшения величины показателя световозвращения ночного прицела.

Указанный технический результат достигается тем, что в ночном прицеле, содержащем последовательно установленные по ходу луча объектив, электронно-оптический преобразователь с защитным окном и окуляр, защитное окно электронно-оптического преобразователя выполнено в виде невзаимного элемента с выполненным на его задней поверхности периодическим фазовым рельефом, параметры которого удовлетворяют условиям:

угол наклона поверхности элемента профиля к торцовой поверхности защитного окна α>arcsin(sin U'/n),

период рельефа t<1/N_об,

при этом толщина защитного окна по оптической оси

где f’ и τ - соответственно фокусное расстояние и коэффициент пропускания объектива,

n - показатель преломления материала защитного окна,

U' - задний апертурный угол объектива в пространстве изображений перед ЭОП,

N_об - разрешающая способность объектива в [лин/мм],

ρ - коэффициент отражения передней поверхности защитного окна,

R_доп - заданное допустимое значение показателя световозвращения прибора,

dS' - хроматизм положения объектива в рабочем диапазоне длин волн.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на которой изображена оптическая схема прицела.

Ночной прицел содержит последовательно установленные по ходу луча объектив 1, электронно-оптический преобразователь с защитным окном 2 и окуляр (не показан). Защитное окно 2 выполнено в виде пластины с периодическим фазовым рельефом 5 на ее задней (тыльной) по ходу луча поверхности. Рельеф 5 покрыт светочувствительным слоем. Рельеф выполнен симметричным относительно оптической оси защитного окна в виде периодически расположенных элементов с периодом (шагом) t. Элементы выполнены в виде ступенек, причем торцовые наклонные поверхности ступенек, расположенных по одну сторону от оптической оси защитного окна, параллельны друг другу и образуют с оптической осью защитного окна угол (90-α).

Прицел выполнен в корпусе 4 (изображен частично), который на части его внутренней поверхности, расположенной между объективом и защитным окном, имеет средства поглощения отраженного от рельефа 5 излучения (световые ловушки).

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок света от цели попадает в объектив 1, который формирует изображение в его задней фокальной плоскости, с которой совмещена задняя поверхность защитного окна 2 с рельефом 5. Излучение, попавшее на штрих с фоточувствительным слоем, выбивает из него фотоэлектроны, которые подхватываются электрическим полем ЭОПа и направляются к фотокатоду, создавая изображение. Размеры штриха (наклонного элемента) рельефа 5 соответствуют кружку рассеяния объектива с заданной разрешающей способностью. ЭОП преобразует инфракрасное излучение в излучение видимой области спектра, например зеленый, и переносит изображение объекта 1 в плоскость фотокатода (не показан). Это изображение цели проецируется окуляром в бесконечность и может рассматриваться глазом.

Часть сфокусированного на задней поверхности защитного окна 2 излучения, отразившись от фазового рельефа 5, возвращается по направлению к объективу 1.

Достижение технического результата изобретения достигается специальным выбором параметров защитного окна, выполняющего функцию невзаимного элемента, а именно выполняются условия: угол наклона поверхности элемента профиля рельефа к торцовой поверхности защитного окна α>arcsin(sin U'/n), период рельефа t<1/N_об и толщина защитного окна по оптической оси при этом конструктивные параметры рельефа таковы, что качество изображения не ухудшается, а отраженные лучи идут вне задней апертуры объектива и в значительной степени поглощаются внутри корпуса прицела.

При выполнении указанных условий отраженное от поверхности рельефа, который является входной поверхностью чувствительного слоя фотокатода, излучение проходит защитное окно в обратном направлении, отклоняясь от оптической оси настолько, что проходит мимо оправы 3 последней линзы объектива 1 и попадает на внутреннюю поверхность стенки корпуса 4, где практически полностью поглощаются. Поэтому вышедшее обратное излучение из объектива 1 пренебрежимо мало, при этом оно направлено во все стороны пространства, а не является направленным.

Таким образом, при подсветке данного объектива отраженные от него блики практически отсутствуют.

Примером конкретной реализации устройства является ночной прицел с угловым полем зрения 9 угловых градусов, в котором при f’=100 мм, ρ=0,01, n=1,52 и dS'=0,1 мм невзаимный элемент имеет следующие параметры: α=13°, t=1/80 (мм), d=2,0 мм, что обеспечивает заданное значение R_доп=1,0 м²/ср. Это значение в 10000 раз меньше, чем у ночного прицела без рельефа на задней поверхности защитного окна.

Ночной прицел, содержащий последовательно установленные по ходу луча объектив, электронно-оптический преобразователь с защитным окном и окуляр, отличающийся тем, что для повышения скрытности действия прицела защитное окно электронно-оптического преобразователя выполнено в виде невзаимного элемента с выполненным на его задней поверхности периодическим фазовым рельефом, параметры которого удовлетворяют условиям: угол наклона поверхности элемента профиля рельефа к торцовой поверхности защитного окна α>arcsin(sinU'/n), период рельефа t<1/N_об, при этом толщина защитного окна по оптической оси

где f и τ - соответственно фокусное расстояние и коэффициент пропускания объектива;

n - показатель преломления материала защитного окна;

U' - апертурный угол объектива в пространстве изображений;

N_об - разрешающая способность объектива в [лин/мм];

ρ - коэффициент отражения передней поверхности защитного окна;

R_доп - заданное допустимое значение показателя световозвращения прибора,

dS' - хроматизм положения объектива в рабочем диапазоне длин волн.