Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРИЦЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕГО НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
ПРИЦЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕГО НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

ПРИЦЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕГО НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области оптических приборов, в частности к системам наблюдения, наведения и прицеливания. Техническим результатом изобретения является уменьшение времени прицеливания и наведения, повышение их точности, а также снижение массы, габаритов, себестоимости прицельных и наблюдательных устройств, упрощение их конструкций. Сущность изобретения заключается в следующем. Целеуказатель (который может также давать изображение цели) и наблюдательные системы размещают рядом друг с другом для обеспечения одновременного восприятия одним глазом изображений, даваемых целеуказателем и наблюдательными системами. Геометрическую форму элементов наблюдательной системы выполняют с учетом того, чтобы обеспечить одновременное восприятие одним глазом преобразованного системой изображения объекта внимания и по крайней мере некоторой части непреобразованного. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2158405
Класс(ы) патента: F41G1/38
Номер заявки: 2000102701/02
Дата подачи заявки: 07.02.2000
Дата публикации: 27.10.2000
Заявитель(и): Айриян Юрий Аршакович; Гаврилов Андрей Юрьевич; Гаврилова Эмилия Евгеньевна; Изъюров Василий Игоревич; Пимкин Александр Васильевич; Хмельщиков Юрий Владимирович
Автор(ы): Айриян Ю.А.; Гаврилов А.Ю.; Гаврилова Э.Е.; Изъюров В.И.; Пимкин А.В.; Хмельщиков Ю.В.
Патентообладатель(и): Айриян Юрий Аршакович; Гаврилов Андрей Юрьевич; Гаврилова Эмилия Евгеньевна; Изъюров Василий Игоревич; Пимкин Александр Васильевич; Хмельщиков Юрий Владимирович
Описание изобретения: 1. Область техники, к которой относится изобретение
Заявляемая группа изобретений относится к оптическим приборам, в частности к системам прицеливания, наведения и наблюдения.
Группа изобретений может быть использована в применяемых как в дневное, так и в ночное время суток прицелах различного назначения, таких как: охотничьих, спортивных, в прицелах для артиллерийско-стрелкового и ракетного оружия, а также в геодезических и метрологических приборах.
2. Уровень техники
Известно прицельное устройство, состоящее из наблюдательной системы (например, телескопической системы) и целеуказателя (например, сетки, расположенной в фокальной плоскости окуляра телескопической системы, и непосредственно самого окуляра). Особенностью такого устройства является: а) прямо пропорциональное оптическому увеличению уменьшение поля зрения, препятствующее оперативному наведению, б) невозможность прицеливания (наведения) с его помощью по естественно воспринимаемому изображению объекта внимания, в) требование обращения к органам управления прицелом для смены условий видения цели, что не всегда удается осуществить в условиях реальной фоно-целевой обстановки.
Также известно прицельное устройство (см, например, патент RU 2054158, F4/G1/42, 10.02.96), состоящее из наблюдательной системы, предназначенной для точного наведения, и расположенной соосно с ним (т.е. "нацеленной" в одну область пространства) системы предварительного наведения, например, имеющей небольшое (~1...2x) оптическое увеличение, которая включает сетку, расположенную в фокальной плоскости окуляра, - целеуказатель (материальный носитель информации о прицельном знаке и элемент формирования изображения прицельного знака в пространстве объектов внимания).
Данное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.
Существенным признаком прототипа является то, что на некотором расстоянии от основной наблюдательной системы (например, ночного прицела, с которым в основном и предполагается работать) в направлении, перпендикулярном направлению на объект внимания (направлению прицеливания или наведения), расположен целеуказатель (в частном случае являющийся конструктивным узлом иного наблюдательного прибора), причем и наблюдательная система, и целеуказатель направлены на одну область пространства, в которой локализован объект внимания (их оптические оси согласованы, например, параллельны).
Другими словами, существенным признаком прототипа является наличие целеуказателя и наблюдательной системы.
К недостаткам прототипа можно отнести следующее.
Необходимость переключения внимания при переходе от системы предварительного наведения к непосредственно наблюдательной системе (играющую роль системы точного наведения) увеличивает время прицеливания.
Прототип не обеспечивает одновременное восприятие изображений, даваемых целеуказателем (как уже упоминалось выше, предполагается, что устройство предварительного наведения, включающее целеуказатель, поставляет также и некоторую отличную от поставляемой основным наблюдательным или прицельным устройством информацию об объекте внимания, как это имеет место, например, в целеуказателях с вынесенным маркером или в открытых коллиматорных прицелах) и самой наблюдательной системой (например, тепловизионным прицелом).
По представленному выше обстоятельству известное устройство не позволяет осуществлять оперативное точное наведение (прицеливание) в условиях переменчивой фоно-целевой обстановки (при смене освещенности цели, вызванной, например, переменной облачностью) и/или по подвижному объекту внимания.
В прототипе не предполагается использование наложенных друг на друга изображений, отличающихся масштабом, яркостью, цветом, пространственным спектром и прочими оптическими характеристиками.
Следует, например, отметить, что в случае наложения на воспринимаемую невооруженным глазом цель ее увеличенного изображения за счет псевдоавтокорреляции в зрительном анализаторе человека совмещенных осевых точек цели будет иметь место эффект повышения обнаружительной способности стрелка, поскольку от осевых точек цели в глаз попадет большее количество света, а при меньшем весе увеличенного изображения цели (т.е., например, при меньших угловых размерах последнего или, например, при более узком его пространственном Фурье-спектре) аппаратная функция соответствующих (т.е. перестраивающихся) рецептивных полей сетчатки подстроится под естественное изображение, воспринимаемое невооруженным глазом (с масштабом, равным единице).
В прототипе невозможна параллельная (одновременная) работа по выбору с различными изображениями, соответственно даваемыми (или предполагаемыми, как, например, в случае с вынесенным маркером) системой целеуказателя и самой наблюдательной (прицельной) системой. Это тем более верно в случае параллельной работы с тремя и более изображениями объекта внимания, одно из которых сопутствует целеуказанию, другое строится самой наблюдательной системой, а третье - некоторой иной вспомогательной наблюдательной системой (например, прибором ночного видения).
Вследствие вышесказанного невозможна оптимизация с учетом технических характеристик всех используемых при решении задачи наведения (прицеливания) каналов передачи визуализированной информации об объекте внимания. Отсутствие возможности проведения упомянутой оптимизации не позволяет упростить конструкцию наблюдательной системы и всего устройства (прицела) в целом, не позволяет уменьшить его вес, габариты, стоимость и т.д. (при сохранении требуемых эксплуатационных качеств). Хотя снижение массы и габаритов прицельного устройства при должном пересчете позволило бы упростить конструкцию соответствующего вида оружия.
3. Сущность изобретения
Заявляемая группа изобретений направлена на решение задач:
- уменьшения времени прицеливания (наведения);
- повышения точности прицеливания (наведения);
- расширения области возможного применения прицелов (наблюдательных приборов);
- упрощения конструкции дневных, ночных и тепловизионных прицелов и наблюдательных приборов, прицельных комплексов (прицелов с набором сопутствующих им наблюдательных приборов - телескопических, ночного видения, тепловизионных, радиолокационных и прочих оптических приспособлений), а также оружия (речь идет об упрощении конструкции, предполагающем, соответственно, уменьшение трудоемкости изготовления и т.д.);
- снижения массы, габаритов и себестоимости прицелов, наблюдательных приборов, прицельных комплексов, а также оружия.
Сказанное выше также относится и к геодезическим и метрологическим приборам.
Заявляемый технический результат по представляемой группе изобретений достигается следующим.
1. В прицельное устройство, содержащее целеуказатель (в частном случае являющийся конструктивным узлом некоторого наблюдательного прибора) и наблюдательную систему, введен следующий отличительный признак: наблюдательная система и целеуказатель размещены рядом друг с другом с возможностью одновременного восприятия одним глазом изображения прицельного знака, поступающего из целеуказателя, и изображения цели, поступающего из наблюдательной системы, т. е. наблюдательная система установлена на расстоянии в направлении, перпендикулярном направлению на объект внимания (направлению прицеливания или наведения) от целеуказателя, обеспечивающем оператору возможность одновременно одним глазом воспринимать наложенными изображение прицельного знака, информация о котором поступает от целеуказателя, и изображение цели, информация о которой поступает от наблюдательной системы (а не от оптической системы, включающей целеуказатель), в том случае, когда наблюдательная система направлена в область пространства, в которой локализован объект внимания (цель), что достигается минимизацией расстояния между световыми трубками, несущими информацию об осевых точках объекта внимания, рассматриваемого через наблюдательную систему, и световыми трубками, несущими информацию об изображении прицельного знака, даваемого целеуказателем, до такой степени, чтобы по крайней мере крайние лучи упомянутых световых трубок одновременно попадали в зрачок глаза оператора (например, такая минимизация расстояния между световыми трубками обеспечивается за счет минимизации расстояния между выходом наблюдательной системы и целеуказателя).
2. В устройство по п. 1. введен следующий отличительный признак: на упомянутом расстоянии от целеуказателя установлен как минимум еще один наблюдательный прибор (например, с другой стороны от целеуказателя), т.е. оно снабжено по крайней мере еще одной наблюдательной системой (например, дающей усиленное по яркости изображение объекта внимания или преобразованное в визуализированное изображение звуковое (ультразвуковое) поле, или изображение объекта внимания, имеющее иной масштаб - с иным увеличением, причем возможно меньшим единицы).
3. Способ изготовления наблюдательной системы (далее - системы), заключающийся в том, что формируют геометрическую форму ее элементов, отличающийся тем, что геометрическую форму упомянутых элементов выполняют с учетом того, чтобы обеспечить одновременное восприятие одним глазом преобразованного системой изображения объекта внимания и по крайней мере некоторой части непреобразованного системой изображения объекта внимания, для чего при формировании геометрической формы упомянутых элементов исключают их части (например, удаляют верхнюю или нижнюю, или боковую части, имеющие в поперечном сечении, например, форму сегмента или сектора и проч.), которые заэкранируют для глаза, работающего с системой, лучи, несущие информацию о непреобразованном системой изображении объекта внимания, достаточные для восприятия упомянутой его части, т.е. геометрическую форму элементов наблюдательной системы выполняют с учетом того, чтобы ее выходной пучок лучей, несущий информацию как минимум об осевых точках объекта внимания, не полностью покрывал апертуру (зрачок) глаза оператора, при том, что в высвободившуюся часть упомянутой апертуры по крайней мере при одном положении глаза оператора относительно наблюдательной системы поступали лучи от осевых точек объекта внимания, не подверженные оптическим преобразованиям (изменению масштаба, усилению яркости, преобразованию в видимую область спектра и т.д.) наблюдательной системой.
В настоящее время в результате анализа всех сведений, общедоступных на территории Российской Федерации, заявителю не известны прицельные и наблюдательные устройства, в которых есть признаки, являющиеся отличительными в заявляемой группе изобретений, то есть данные решения являются новыми. Заявляемая группа изобретений имеет изобретательский уровень, так как для специалиста данные технические решения явным образом не следуют из существующего уровня техники. Авторами инициативно были проведены теоретические и экспериментальные изыскания, позволившие выявить отличительные признаки, обеспечивающие достижение вышеуказанного технического результата.
4. Перечень фигур
На фиг. 1 схематично представлен вид на один из вариантов прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение по независимому п.1 заявляемой группы.
На фиг. 2 схематично представлен вид на один из вариантов прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение по зависимому п.2 заявляемой группы.
На фиг. 3 схематично представлен вид на один из вариантов прицельного устройства, позволяющий реализовать изобретение по независимому п.3 заявляемой группы.
На фиг. 4 схематично представлен вид со стороны пользователя на оптические компоненты одного из вариантов прицельного устройства, позволяющего реализовать изобретения заявляемой группы.
Фиг. 1 приведена для пояснения независимого п. 1 заявляемой группы изобретений.
В прицельном устройстве, включающем целеуказатель с вынесенным маркером 2 (позволяющий вне области экранирования выходным элементом 3 воспринимать естественное изображение цели) и наблюдательную систему 1, расстояние между целеуказателем и наблюдательной системой в направлении, перпендикулярном направлению на объект внимания (перпендикулярном осевым линиям, показанным на фигуре), установлено таким, что в зрачок глаза оператора 5 одновременно поступают лучи из пучка 4, выходящего из целеуказателя, и пучка 7, выходящего из основного наблюдательного прибора, т.е. лучи соответствующих световых трубок.
Ввиду того, что оптические оси целеуказателя и наблюдательной системы параллельны (в частном случае, изображенном на фиг. 1), оператор одновременно одним глазом будет воспринимать наложенными изображение прицельного знака, информация о котором поступает от целеуказателя, и изображение цели, информация о которой поступает от наблюдательной системы.
В качестве примечания следует отметить, что степень близости целеуказателя и основного наблюдательного прибора как правило зависит от формы их выходных элементов 3 и 6, коими, например, могут являться соответственно коллимирующий объектив и окуляр.
Фиг. 2 приведена для пояснения зависимого п.2 заявляемой группы изобретений.
В прицельном устройстве, включающем целеуказатель с вынесенным маркером 2 и наблюдательную систему 1, расстояние между целеуказателем и наблюдательной системой в направлении, перпендикулярном направлению на объект внимания (перпендикулярном осевым линиям, показанным на фигуре), установлено таким, что в зрачок глаза оператора 5 при его определенном перемещении по стрелке A одновременно поступают лучи из пучка 4, выходящего из целеуказателя, и пучка 7, выходящего из наблюдательной системы, т.е. лучи соответствующих световых трубок.
На столь же близком расстоянии от целеуказателя расположена еще одна наблюдательная система 8, лучи из пучка 9 которой при указанном на фигуре положении глаза попадают в зрачок глаза одновременно с лучами, выходящими из целеуказателя, и опять, ввиду того, что оптические оси целеуказателя и данной наблюдательной системы параллельны, оператор одновременно одним глазом воспринимает наложенными изображение прицельного знака, информация о котором поступает от целеуказателя, и изображение цели, информация о которой поступает от данной наблюдательной системы.
Перемещение глаза по стрелке A позволяет оператору выбрать оптимальный для данных условий наблюдения наблюдательный прибор (одним из которых может являться, например, прибор ночного видения). С учетом того, что целеуказателем является целеуказатель с вынесенным маркером, в представленном на фигуре случае оператор имеет возможность выбирать между тремя различными изображениями объекта внимания, либо между попарным их сочетанием (наложением). Так, если основная наблюдательная система имеет 2x увеличение, а дополнительная (верхняя на фигуре) 4x увеличение, то оператор может прицеливаться, наблюдая цель с увеличением 1x, либо с увеличением 2x, либо с увеличением 4x, или при наложении изображений цели с увеличением 1x и с увеличением 2x, или при наложении изображений цели с увеличением 1x и с увеличением 4x, в зависимости от того, из каких физических устройств (по каким каналам) поступают лучи, несущие информацию об изображении цели.
Фиг. 3 приведена для пояснения независимого п.3 заявляемой группы изобретений.
Наблюдательная система 10 изготовлена в соответствии со способом, предполагающим, что геометрическую форму ее элементов 11 (объектива) и 12 (окуляра) выполняют с учетом того, что его выходной пучок лучей 13, несущий преобразованную информацию об осевой точке объекта внимания, равно как и пучки полевых лучей (несущих информацию об окружающем осевую точку объекта внимания пространстве), которые на фигуре не показаны, не полностью перекрывает зрачок глаза оператора 5, при этом в высвободившуюся часть зрачка глаза поступают лучи пучка 14, несущие информацию, например, о естественно воспринимаемом изображении объекта внимания, а в более общем случае не подверженные оптическому преобразованию, осуществляемому наблюдательной системой, которому оказались подвержены лучи пучка 15, сечение световой трубки которых определено геометрической формой элементов наблюдательной системы, которая в случае представленной на фигуре наблюдательной системы имеет форму сектора, а в общем случае может иметь форму сегмента, клина, круга или какую-либо другую.
Фиг. 4 приведена для иллюстрации единого изобретательского замысла при создании заявляемой группы изобретений.
Такими стрелок (оператор) видит оптические компоненты прицельного устройства, включающего целеуказатель с вынесенным маркером 2 с прямоугольной апертурой, наблюдательную систему 1 с увеличением 2x, еще одну наблюдательную систему 8 с увеличением 4x. Расстояние между целеуказателем и каждой из наблюдательных систем установлено в соответствии с требованиями изобретения по п.1 заявляемой группы. Число наблюдательных приборов выбрано в соответствии с требованиями изобретения по п.2 заявляемой группы. Геометрическая форма элементов обоих наблюдательных приборов выполнена в соответствии с требованиями изобретения по п.3 заявляемой группы.
В поле зрения стрелка присутствуют зоны 17 и 16, экранируемые входными элементами (объективами) наблюдательных приборов с выходными апертурами 18 и 19, имеющими форму круга с вырезанным сектором.
Позиции 20, 21 и 22 соответствуют параллельным проекциям на плоскость фигуры вдоль направления прицеливания зрачка глаза оператора при трех различных положениях последнего. В положении 20 оператор видит одновременно наложенными а) естественно воспринимаемое изображение цели (если перед описываемым прицельном устройством не расположен некоторый дополнительный наблюдательный прибор), информация о котором поступает по свободному пространству ("по воздуху"), б) изображение цели с увеличением 4x и в) изображение прицельного знака, которое в случае верного наведения указывает на совпадающие контрольные точки обоих изображений цели. В положении 21 оператор видит одновременно наложенными а) естественно воспринимаемое изображение цели и б) изображение прицельного знака, которое в случае верного наведения указывает на контрольную точку на изображении цели (т.е. на ту точку, куда, собственно, требуется навестись). В положении 22 оператор видит одновременно наложенными а) изображение цели с увеличением 2x и б) изображение прицельного знака, которое в случае верного наведения указывает на контрольную точку на изображении цели.
Очевидны иные возможные сочетания визуально воспринимаемых изображений цели и прицельного знака.
Важно, что степень перекрытия глазом оператора того или иного канала передачи информации о цели определяет энергетические соотношения воспринимаемых изображений.
5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Авторами в конце 1998 г. был инициативно разработан и изготовлен прицел, один из видов на который представлен на фиг. 4. С этим прицелом впоследствии был проведен комплекс испытаний, подтвердивший возможность получения представленного в п.3. технического результата.
Особо здесь следует подчеркнуть, что технический результат использования заявляемой группы изобретений носит качественный характер, тяжело поддающийся оценке.
Практическая работа подтвердила возможность осуществления каждого из изобретений заявляемой группы, позволяющих а) построить прицельное устройство с произвольным (в пределах физической реализуемости на данном уровне развития техники) увеличением (усилением яркости) при сохранении естественного поля зрения в момент непосредственно наведения, б) сохраняя контроль за естественно воспринимаемой сценой (фоно-целевой обстановкой) в непосредственной близости от объекта внимания, осуществлять наведение на выбранный на его увеличенном (усиленном по яркости, преобразованном в видимое и проч.) изображении фрагмент, в) не осуществляя манипуляций руками с органами управления прицела, менять условия видения цели и произвольно сочетать с любыми энергетическими соотношениями (в пределах пороговых значений, определяемых используемыми наблюдательными системами) одновременно воспринимаемые изображения объекта внимания, отличающиеся по оптическим характеристикам.
Отсутствие необходимости переключать внимание, обеспечиваемое в прицельных устройствах, реализующих представляемую группу изобретений, возможностью одновременного восприятия различных изображений объекта внимания, информация о которых поступает по различным каналам, при переходе от системы предварительного наведения, коей, например, может являться целеуказатель с вынесенным маркером, к непосредственно наблюдательной системе, которая в сочетании с упомянутым целеуказателем уже может рассматриваться как прицел, позволяет уменьшить время прицеливания (наведения).
Речь идет о том, что, например, начав с наведения по вынесенному маркеру (поз. 21, фиг. 4), т.е. работая только с естественным изображением цели при сохранении естественного поля зрения, оператор, сместив голову влево относительно прицельного устройства, переходит (поз. 20, фиг. 4) к работе одновременно с естественным и с увеличенным изображениями объекта внимания (некоторое смещение глаза вниз позволит оператору работать только с увеличенным изображением цели).
Практические исследования показали, что одновременная работа и с увеличенным изображением цели, и с воспринимаемым естественно позволила сократить время прицеливания в 4 раза.
Действительно, осуществляя предварительное прицеливание (вскидывая оружие), стрелок, до этого работавший с естественно воспринимаемым изображением цели (невооруженным глазом) и имевший широкое поле зрения, на окончательной стадии предварительного наведения оружия уже мог при желании видеть увеличенное изображение цели, причем переход от восприятия только одного изображения цели (естественно воспринимаемого) к восприятию обоих изображений, а затем и к восприятию только другого ее изображения (с оптическим увеличением) происходит плавно без прерывания процесса прицеливания, без потери, пусть даже на мгновение, из поля зрения самой цели и без перевода взгляда с одной части поля зрения на другую.
Совмещение других по характеру изображений (уменьшенного с естественным, естественного с "тепловизионным", "ночного" с увеличенным, естественного с радиолокационным, а также их иных всевозможных сочетаний в различном количестве) на практике в аспекте апробации заявляемой группы изобретений не проверялось, авторы ограничились теоретическими и лабораторными исследованиями, показавшими, что во всех случаях, когда данное изображение с учетом его характеристик необходимо, в процессе прицеливания его должно накладывать на все иные необходимые, а уже стрелок (пользователь) должен сам решать с учетом конкретных условий фоно-целевой обстановки, с каким именно изображением ему в данный момент удобнее работать.
Сказанное выше предопределяет повышение при использовании изобретений заявляемой группы точности прицеливания при наведении (стрельбе) в условиях переменчивой фоно-целевой обстановки (например, в условиях облачности, когда солнце то "открыто", то "закрыто"), а также при работе по подвижному объекту внимания или в условиях дефицита информации (например, в сумерки).
Практические исследования показали, что использование прицела, соответствующего изображению на фиг. 4, в условиях ограничения времени на прицеливание, достаточного для принятия решения о правильном наведении оружия при работе с традиционным оптическим прицелом, имеющим то же оптическое увеличение, что и у апробируемого прицела, предназначенного для реализации заявляемого изобретения, позволяет повысить точность стрельбы, что нашло свое отражение в уменьшении в 1,2 раза отклонения средней точки поражения от контрольной точки и в уменьшении в 1,4 раза габарита кучности в сравнении с традиционными оптическими прицелами.
В отношении других сочетаний изображений следует ожидать столь же оптимистичных результатов.
Не следует забывать, что в представленных вариантах исполнения прицельных устройств, реализующих заявляемую группу изобретений, независимо от смены масштаба изображения цели масштаб изображения прицельного знака не меняется, что позволяет существенно повысить точность прицеливания (наведения), в том числе и в связи с однотипностью решения задачи прицеливания по объектам, расположенным на различных дистанциях - относительные пропорции воспринимаемых изображений цели и прицельного знака практически не меняются при работе на различных дистанциях.
При этом юстировка оптических устройств прицела может быть осуществлена таким образом, что при переходе с одного увеличения на другое будут автоматически учтены поправки на конкретные дальности до цели (например, при работе с 1x увеличением предполагаемая дистанция до цели 50 - 150 м, при работе с 2x увеличением предполагаемая дистанция до цели 150 - 300 м, при работе с 4x увеличением предполагаемая дистанция до цели 300 - 500 м).
Наличие возможности одновременного восприятия наложенных друг на друга изображений объекта внимания, отличающихся, например, масштабом, позволяет расширить область возможного применения прицельных устройств (наблюдательных приборов).
Практические исследования показали, что использование прицела, соответствующего изображению на фиг. 4 (положение глаза соответствует поз. 20, фиг. 4), возможно при существенно более глубоких сумерках, нежели при работе по принципу вынесенного маркера. Речь идет о том, что апробированный прицел, предназначенный для реализации заявляемого способа прицеливания, позволяет стрелку отчетливо видеть объекты, яркость которых приблизительно на порядок меньше пороговой яркости при работе невооруженным глазом.
Из простых геометрических соображений следует, что площадь поперечного сечения световой трубки, по которой пучок лучей от цели попадает в глаз стрелка, определяемая с одной стороны площадью поперечного сечения световой трубки, по которой лучи от цели поступают естественным образом, а с другой стороны площадью поперечного сечения световой трубки, по которой лучи от цели поступают во входной зрачок телескопической системы. Взяв для простоты случай прямоугольной выходной апертуры прицела и предполагая, что разделение непосредственно зрачка глаза осуществляется краем выходной апертуры пополам, при увеличении телескопической системы, равном 4x, получаем, что энергетический выигрыш работы с апробированным прицелом составляет 8,5x, т.е. от осевых точек цели в глаз поступает приблизительно в восемь раз больше света. Следует отметить, что при должном расположении глаза относительно прицела и при выборе формы выходной апертуры это число может быть существенно увеличено (механизм учета изменения масштаба, который должен бы был свести на нет увеличение упомянутой выше площади поперечного сечения световой трубки при работе с обычным матричным фотоприемником, а не с глазом человека, приведен выше).
Следует помнить, что сказанное выше - это всего лишь частный случай эффекта, достигаемого при использовании изобретений заявляемой группы, который очевидным образом может быть спроецирован и на ночные, и на тепловизионные, и на иные прицельные устройства (с точки зрения расширения области их возможного применения, естественно, за пределы, определяемые характером самих накладываемых изображений).
Здесь также следует отметить и простоту перехода от одного изображения к другому или к сочетанию различных изображений.
Возможность параллельной (одновременной) работы (по выбору) с различными изображениями, соответственно даваемыми (или предполагаемыми, как, например, в случае с вынесенным маркером) системой целеуказателя и самой наблюдательной системой, делает возможной оптимизацию с учетом технических характеристик всех используемых при решении задачи наведения (прицеливания) каналов передачи визуализированной информации об объекте внимания. Такая оптимизация позволяет упростить конструкцию наблюдательного устройства (прицела), уменьшить его вес, габариты, стоимость и т.д. (при сохранении требуемых эксплуатационных качеств).
Особо следует отметить, что снижение массы и габаритов прицельного устройства при должном пересчете позволит упростить конструкцию соответствующего вида оружия.
Совместное рассмотрение фиг. 3 и 4 наглядно показывает, до чего может довести использование заявляемой группы изобретений в смысле упрощения конструкции прицельных устройств.
Прицел, соответствующий изображению на фиг. 4, в случае массового выпуска будет иметь трудоемкость изготовления порядка 0,2-х нормо-часов (работая с мало освещенными объектами, доступными для восприятия лишь при использовании приборов ночного видения и наблюдательных приборов с переменным увеличением, данное прицельное устройство состоит всего из 3-х литых оптических элементов (1, 2, 8), причем два из них (1, 8) представляют собой половинки оптических деталей, другая часть которых используется в другом прицеле).
Приложение заявляемой группы изобретений позволит качественно изменить ситуацию со сложностью конструкций всей гаммы прицелов и с их трудоемкостью.
Обсуждая возможности, связанные со снижением себестоимости прицельных устройств, построенных с учетом заявляемой группы изобретений, в качестве примера возьмем ночной прицел. Область, в которой локализована цель, как правило, хорошо известна и навестись на нее при любой освещенности фоно-целевой обстановки не представляет никакого труда, работая по принципу вынесенного маркера, а следовательно, угловое поле дополнительного ночного приспособления с электронно-оптическим преобразователем может составлять 1...2o. Значит, например, можно соответственно (раз в 10 по сравнению с катодами, применяемыми в ЭОП-ах, используемых в традиционных прицелах) уменьшить площадь катода, применяемого в прицельном устройстве, выполненном с учетом заявляемой группы изобретений, тогда ночной прицел на ЭОП-ах III поколения будет стоить не 5'000 USD, а приблизительно 250, и т.д.
Из фиг. 4 следует, что, используя прицельное устройство, построенное с учетом заявляемой группы изобретений, стрелок (оператор) легко, не прерывая процесса прицеливания (наведения), переходит к произвольному изображению объекта внимания (цели), наиболее удобному для него при решении конкретного этапа задачи прицеливания.
Простота перемещения головы относительно прицела или головы с установленными на ней приборами наблюдения относительно целеуказателя, легкость освоения этого движения с целью выбора требуемого изображения открывают большие перспективы для широкого внедрения заявляемой группы изобретений.
Последовательность же действий при использовании конкретного варианта исполнения прицела, предназначенного для реализации заявляемой группы изобретений, сводится к следующему.
Оператор (фиг. 4), перемещая глаз в положение 21, воспринимает естественное изображение цели (работает по принципу вынесенного маркера). При необходимости рассмотрения цели с двукратным оптическим увеличением оператор смещает глаз вправо и в случае, если двукратного увеличения достаточно для точного наведения, дополнительно смещает глаз вниз, приводя его в положение 22, используя в качестве наблюдательного прибора наблюдательную систему 1. Если двукратного увеличения недостаточно или требуется увеличить поток света, поступающего в глаз от осевых точек цели, то оператор, перемещая глаз влево, наблюдая за естественным изображением объекта внимания и удерживая на последнем изображение прицельного знака, переходит к еще одному наблюдательному прибору 8 с четырехкратным оптическим увеличением (положение глаза 20) и т. д. - данное прицельное устройство позволяет получить бесконечное количество различных условий видения объекта внимания (с учетом согласования энергетических характеристик).
Все вышесказанное указывает на то, что представляемая группа изобретений позволит в широких пределах оптимизировать эксплуатационные характеристики прицелов, а также геодезических и метрологических приборов.
Формула изобретения: 1. Прицельное устройство, содержащее целеуказатель и наблюдательную систему, отличающееся тем, что наблюдательная система и целеуказатель размещены рядом друг с другом с возможностью одновременного восприятия одним глазом изображения прицельного знака, поступающего из целеуказателя, и изображения цели, поступающего из наблюдательной системы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено как минимум еще одной наблюдательной системой, размещенной относительно целеуказателя аналогично упомянутой в п.1.
3. Способ изготовления наблюдательной системы (далее системы), заключающийся в том, что формируют геометрическую форму ее элементов, отличающийся тем, что геометрическую форму упомянутых элементов выполняют с учетом того, чтобы обеспечить одновременное восприятие одним глазом преобразованного системой изображения объекта внимания и по крайней мере некоторой части непреобразованного системой изображения объекта внимания, для чего при формировании геометрической формы упомянутых элементов исключают их части, которые заэкранируют для глаза, работающего с системой, лучи, несущие информацию о непреобразованном системой изображении объекта внимания, достаточные для восприятия упомянутой его части.