Reflektorový pohled - Reflector sight

Image
Pohled přes Mark III Free Gun Reflector Sight , který byl poprvé vyroben v roce 1943 a který byl použit na britských armádních zbraních, námořních zbraních a jako zaměřovač pilota a obranný zaměřovač v letadlech. Obraz nitkového kříže v tomto pohledu je produkován optickým kolimátorem odrazeným od děliče paprsků. Tečka zůstává na cíli, i když se hlava diváka pohybuje ze strany na stranu

Pohled reflektor nebo zrak reflexu je optický zaměřovač , který umožňuje uživateli prohlédnout částečně odrážející skleněného elementu a vidět osvětlenou projekci zaměřovacího bodu nebo nějaký jiný obrázek superponovaný na zorném poli . Tyto zaměřovače fungují na jednoduchém optickém principu, že vše, co se zaostří objektivem nebo zakřiveným zrcadlem (například osvětlený nitkový kříž ), bude vypadat, že sedí před divákem v nekonečnu. Reflektorová mířidla používají nějaký druh „reflektoru“, který umožňuje divákovi vidět obraz nekonečna a zorné pole současně, buď odrazem obrazu vytvořeného čočkou od šikmé skleněné desky, nebo použitím většinou čirého zakřiveného skla reflektor, který zobrazuje záměrný kříž, zatímco divák se dívá přes reflektor. Vzhledem k tomu, že záměrný kříž je v nekonečnu, zůstává v zákrytu se zařízením, ke kterému je zaměřovač připojen, bez ohledu na polohu očí diváka, čímž odstraní většinu paralaxy a dalších chyb zaměřování nalezených v jednoduchých zaměřovacích zařízeních.

Od svého vynálezu v roce 1900 se reflektorové mířidla začaly používat jako mířidla na různé zbraně. Byly používány na stíhacích letadlech s omezenou kapacitou v první světové válce , široce používány ve druhé světové válce a stále se používaly jako základní součást mnoha typů moderních head-up displejů . Používají se také u jiných typů (obvykle velkých) zbraní, jako jsou protiletadlová mířidla, protitanková mířidla a jakákoli jiná role, kdy operátor musel zabírat rychle se pohybující cíle přes široké zorné pole a samotný zrak by mohl být napájen dostatečným elektrickým výkonem, aby fungoval. Po druhé světové válce došlo k určitému omezenému použití zaměřovače na ručních palných zbraních, ale rozšířené použití se objevilo po pozdních sedmdesátých letech s vynálezem zaměřovače červených teček , jehož záměrným záměrem byla dioda vyzařující červené světlo (LED), což spolehlivý zrak s trvanlivostí a extrémně dlouhou dobou osvětlení.

Reflektorová mířidla se také používají v civilních aplikacích, jako jsou mířidla na geodetických zařízeních, zaměřovací pomůcky optického dalekohledu a hledáčky kamer .

Design

Image
Schéma tří typů reflektorů. Horní část používá kolimační čočku (CL) a rozdělovač paprsků (B) k vytvoření virtuálního obrazu v nekonečnu (V) optické sítě (R). Spodní dvě používají jako kolimační optiku napůl postříbřená zakřivená zrcadla (CM)

Reflektorová mířidla fungují pomocí čočky nebo zakřiveného zrcadla vytvářejícího obraz se světelným nebo reflexním překrývajícím se obrazem nebo záměrným záměrným křížem , čímž se vytváří optický kolimátor, který vytváří virtuální obraz tohoto záměrného křížku. Obraz se odráží od nějaké formy úhlového děliče paprsků nebo od samotného částečně postříbřeného kolimačního zakřiveného zrcadla, takže pozorovatel (při pohledu přes dělič paprsků nebo zrcadlo) uvidí obraz v ohnisku kolimační optiky superponované v zorném poli zorného pole zaostřeno na rozsahy až do nekonečna . Vzhledem k tomu, že optický kolimátor vytváří obraz záměrného světla složený z kolimovaného světla , světla, které je téměř rovnoběžné, je světlo tvořící tento obraz teoreticky dokonale rovnoběžné s osou zařízení nebo hlavně zbraně, se kterou je vyrovnáno, tj. Bez paralaxy v nekonečnu . Kolimovaný záměrný obraz lze také vidět v jakékoli poloze očí ve válcovém objemu kolimovaného světla vytvořeného zaměřovačem za optickým okénkem. To však také znamená, že u cílů blíže než nekonečnu může pozorování směrem k okraji optického okénka způsobit, že se záměrný kříž pohybuje ve vztahu k cíli, protože pozorovatel pozoruje na okraji paralelní svazek světla. Pohyb očí kolmý na optickou osu zařízení způsobí, že se obraz nitkového pole bude pohybovat v přesném vztahu k poloze očí ve válcovém sloupci světla vytvořeném kolimační optikou.

Běžný typ (používaný v aplikacích, jako jsou mířidla letadel) používá kolimační čočku a rozdělovač paprsků. Tento typ má tendenci být objemný, protože vyžaduje alespoň dvě optické součásti, čočku a rozdělovač paprsků / skleněnou desku. Kolimační optika mřížky je umístěna v úhlu 90 ° k optické dráze, což ztěžuje osvětlení, obvykle vyžaduje dodatečné elektrické osvětlení, kondenzující čočky atd. Kompaktnější typ nahrazuje konfiguraci rozdělovače čoček / paprsků napůl postříbřeným nebo dichroickým zakřiveným kolimačním zrcadlem nastaveným na úhel, který provádí oba úkoly zaostřování a kombinování obrazu ofsetového záměrného křížku. Tento typ je nejčastěji považován za typ červené tečky používaný u ručních palných zbraní. Je také možné umístit záměrný kříž mezi diváka a zakřivené zrcadlo v ohnisku zrcadla. Samotný záměrný kříž je příliš blízko k oku, než aby byl zaostřen, ale zakřivené zrcadlo poskytuje divákovi obraz nitkového kříže v nekonečnu. Tento typ byl vynalezen Dutch optický inženýr Lieuwe Van Albada v roce 1932, původně jako hledáček, a byl také používán jako zaměřovač na druhé světové války pancéřové pěsti : US M9 a M9A1 „pancéřová pěst“ představoval D7161556 skládání „ Reflecting shromáždění zraku “ .

Prohlížecí část reflektorového hledáčku nepoužívá žádné refrakční optické prvky, jedná se jednoduše o promítaný záměrný kříž odrazený od děliče paprsků nebo zakřiveného zrcadla přímo do oka uživatele. To mu dává rozhodující vlastnosti, které nepotřebují značné zkušenosti a dovednosti k používání, na rozdíl od jednoduchých mechanických mířidel, jako jsou mířidla . Reflektorový pohled také nemá zorné pole a problémy s úlevou zraku u mířidel založených na optických dalekohledech : v závislosti na konstrukčních omezeních je jejich zorným polem zorné pole pouhým okem uživatele a jejich neostřící kolimovaná povaha znamená, že ne ' Nemám optické dalekohledy omezené na oční reliéf. Reflektorová mířidla lze kombinovat s dalekohledy, obvykle umístěním dalekohledu přímo za zaměřovač, aby mohl sledovat promítaný záměrný kříž vytvářející dalekohled, ale to znovu přináší problémy úzkého zorného pole a omezeného odlehčení očí. Primární nevýhodou reflektoru je, že potřebují nějaký způsob, jak osvětlit záměrný kříž, aby fungoval. Mřížky osvětlené okolním světlem se obtížně používají při slabém osvětlení a mířidla s elektrickým osvětlením přestanou fungovat úplně, pokud tento systém selže.

Dějiny

Image
Schéma verze kolimačního reflektoru Howarda Grubba z roku 1901 navržené tak, aby byla kompaktní verze vhodná pro střelné zbraně a malá zařízení. Okolní osvětlení optické sítě bylo vylepšeno umístěním směrem nahoru a odrazem od zrcadla relé a poté od konkávního kolimačního zrcadla

Myšlenka reflektorového zraku vznikla v roce 1900 irským optickým designérem a výrobcem dalekohledů Howardem Grubbem v patentu č. 12108. Grubb pojal svůj „ Gun Sight pro velké i malé arzenály “ jako lepší alternativu k obtížně použitelnému železnému zaměřovači a zároveň se vyhnul omezenému zornému poli teleskopického zaměřovače , větší zjevné cílové rychlosti, chybám paralaxy a nebezpečí udržení oko proti zarážce očí. V roce 1901 Vědecké transakce Královské dublinské společnosti popsal svůj vynález jako:

Bylo by možné vymyslet uspořádání, pomocí kterého by se jemný paprsek světla, jako je tento, z hledaného světla promítal z děla ve směru jeho osy a upravil by se tak, aby odpovídal palebné linii, takže všude tam, kde paprsek světlo dopadající na předmět, který výstřel zasáhne. Toto uspořádání by bylo samozřejmě ze zřejmých důvodů stejně neproveditelné, ale je ukázáno, že paprsek světla má pro naše účely potřebnou kvalifikaci.

Pohled, který je předmětem tohoto článku, nyní dosahuje podobného výsledku nikoli promítáním skutečné světelné skvrny nebo obrazu na objekt, ale promítáním toho, co se v optickém jazyce nazývá virtuální obraz.

Image
Prototyp zraku reflektoru Grubb připevněného k pušce

Brzy po jeho objevu bylo poznamenáno, že zaměřovač by mohl být dobrou alternativou k mířidlům a měl také využití v geodetických a měřících zařízeních. Reflektorový pohled byl poprvé použit na německých stíhacích letadlech v roce 1918 a široce přijat na všech druzích stíhacích a bombardovacích letadel ve 30. letech. Během druhé světové války byl reflektor zaměřovač používán na mnoha typech zbraní kromě letadel, včetně protiletadlových zbraní, námořních zbraní, protitankových zbraní a mnoha dalších zbraní, kde uživatel potřeboval jednoduchost a rychlou povahu cíle zaměřování . Prostřednictvím svého vývoje ve 30. letech a do druhé světové války byl zrak v některých aplikacích také označován zkratkou „ reflexní zrak “.

Zbraně

Image
Německý výsadkář se dívá skrz reflektorový pohled zaměřovače Flakvisier 40 na protiletadlový kanón FlaK 38 (1944), který byl v té době jedním ze sofistikovanějších památek

Reflektorová mířidla byla vynalezena jako vylepšený zaměřovač a od svého vynálezu byly přizpůsobeny mnoha druhům zbraní. Při použití s ​​různými typy zbraní jsou reflektorová mířidla považována za vylepšení oproti jednoduchým mířidlům (mířidla složená ze dvou rozmístěných kovových zaměřovacích bodů, které je třeba vyrovnat). Železná mířidla vyžadují značné zkušenosti a dovednosti u uživatele, který musí držet správnou polohu očí a soustředit se výhradně na mušku, přičemž ji musí vycentrovat na (nezaostřený) pohled zezadu, zatímco celek musí držet střed na cíli v různých vzdálenostech, což vyžaduje vyrovnání všech tří rovin ostření k dosažení zásahu. Jediný virtuální obraz bez reflektoru zaměřený na cíl odstraňuje tento problém s mířením a pomáhá chudým, průměrným i zkušeným střelcům.

Vzhledem k tomu, že kolimovaný obraz produkovaný zaměřovačem je pouze skutečně paralaxní bez nekonečna, má zaměřovač chybový kruh rovný průměru kolimační optiky pro jakýkoli cíl v konečné vzdálenosti. V závislosti na poloze očí za zaměřovačem a blízkosti cíle to vyvolává určitou chybu zaměřování. U větších cílů na dálku (vzhledem k nezvětšující se povaze zraku s rychlým získáním cíle) je tato chyba míření považována za triviální. U ručních palných zbraní zaměřených na blízké cíle je to kompenzováno udržováním nitkového kříže uprostřed optického okna (při pohledu dolů po jeho optické ose ). Někteří výrobci zaměřovačů ručních zbraní také vyrábějí modely s optickým kolimátorem nastaveným na konečnou vzdálenost. To dává paralaxě zraku v důsledku pohybu očí velikost optického okénka na krátkou vzdálenost, která se zmenšuje na minimální velikost v nastavené vzdálenosti (někde kolem požadovaného cílového rozsahu 25-50 yardů).

Ve srovnání se standardními teleskopickými mířidly lze reflektorový držák držet v jakékoli vzdálenosti od oka (nevyžaduje navržený oční reliéf ) a téměř v jakémkoli úhlu, aniž by došlo ke zkreslení obrazu terče nebo nitkového kříže. Často se používají s oběma očima otevřenými (mozek bude mít tendenci automaticky překrývat osvětlený obraz nitkového kříže vycházející z dominantního oka na nerušený pohled druhého oka), což dává střelci normální hloubkové vnímání a plné zorné pole . Protože reflektorová mířidla nejsou závislá na očním reliéfu, lze je teoreticky umístit do jakékoli mechanicky vhodné montážní polohy na zbraň.

Letadlo

Image
Podélný řez základním reflektorovým zaměřovačem pro německé stíhací letouny před druhou světovou válkou (1937 German Revi C12 / A)

Nejstarší záznam o reflektorovém zaměřovači použitém u stíhacích letounů byl v roce 1918. Optická firma Optische Anstalt Oigee z Berlína, vycházející z patentů Grubba, vyvinula dvě verze, které se staly známými jako Oigee Reflector Sight. Oba používali rozdělovač skleněných paprsků pod úhlem 45 stupňů a elektrické osvětlení a byly použity k zaměřování kulometů letadla. Jedna verze byla použita v provozních zkouškách na dvojplošníku Albatros D.Va a trojplošníku Fokker Dr.1 . Po první světové válce byl o tento pohled určitý zájem, ale reflektorová mířidla obecně nebyla pro bojová a bombardovací letadla široce přijímána až do 30. let, nejprve Francouzi, poté většinou ostatních velkých vzdušných sil. Tyto mířidla nebyly používány pouze k míření stíhacích letounů, ale byly používány také u obranných děl letadel a zaměřovačů.

Reflektorová mířidla jako mířidla letadel mají mnoho výhod. Pilot / střelec nemusí umisťovat hlavu tak, aby přesně zaměřil linii pohledu, jako tomu bylo u dvoubodových mechanických zaměřovačů, poloha hlavy je omezena pouze na polohu určenou optikou v kolimátoru, většinou průměrem čočky kolimátoru. Pohled nezasahuje do celkového pohledu, zvláště když je vypnuté světlo kolimátoru. K pozorování lze použít obě oči současně.

Image
HUD uvnitř kokpitu stíhačky

Optická povaha reflektorového zaměřovače znamenala, že bylo možné podávat další informace do zorného pole, například úpravy zaměřovacího bodu v důsledku vychýlení určeného vstupem z gyroskopu. V roce 1939 Britové vyvinuli první z těchto zaměřovačů gyroskopu , reflektorových zaměřovačů upravených gyroskopem pro rychlost a rychlost otáčení letadla, což umožnilo zobrazení zaměřovacího zaměřovače zaměřeného na olovo, které zaostávalo za skutečným „zaměřovačem“ zbraně ( s), což umožňuje boresightovi vést cíl v zatáčce o správnou částku pro efektivní úder

Jak návrhy reflektorových pohledů postupovaly po druhé světové válce a poskytovaly pilotovi stále více informací, nakonec se vyvinuly v head-up display (HUD). Osvětlený záměrný kříž byl nakonec nahrazen obrazovkou s videem v ohnisku kolimační optiky, která poskytovala nejen zaměřovací bod a informace z počítače a radaru, ale také různé indikátory letadel (například umělý horizont, kompas, nadmořská výška a rychloměry), usnadňující vizuální sledování cílů nebo přechod z přístrojové na vizuální metody během přistání.

Střelné zbraně

Image
Americký námořník dívající se skrz reflexní pohled ITL MARS na svou pušku M16A4

Myšlenka připevnění reflektoru ke střelné zbrani existuje od jeho vynálezu v roce 1900. Brzy po druhé světové válce se objevily modely pro pušky a brokovnice, včetně brokovnice Nydar (1945), která pomocí zakřiveného semireflexního zrcadla odrážela nitkový osvětlený záměrný kříž a elektrický zaměřovač Giese (1947), který měl osvětlený nitkový kříž napájený z baterií. Pozdější typy zahrnovaly Qwik-Point (1970) a Thompson Insta-Sight. Oba byly reflektorové zaměřovače typu paprsku s rozdělovačem, které používaly okolní světlo: osvětlování zeleného nitkového kříže v Insta-Sight a červenou plastovou tyčovou „ světelnou trubici “, která vytvářela červený zaměřovací bodový záměrný kříž v Qwik-Point.

Image
Pohled přes zaměřovač Tasco ProPoint s červenou tečkou

Od poloviny do konce sedmdesátých let 20. století bylo zavedeno to, co se obvykle označuje jako mířidla s červenými tečkami , což je typ, který dává uživateli jednoduchou jasně červenou tečku jako cíl. Typickou konfigurací pro tento zaměřovač je kompaktní design zakřiveného zrcadlového reflektoru s ohniskem diody emitující červené světlo (LED). Použití LED jako nitkového kříže je inovace, která výrazně zvyšuje spolehlivost a obecnou užitečnost zraku: není potřeba, aby další optické prvky zaostřovaly světlo za záměrným křížem; zrcadlo může používat dichroický povlak, aby odráželo pouze červené spektrum, procházející většinou ostatních světel; a samotná LED je v pevném stavu a spotřebovává velmi málo energie, což umožňuje, aby mířidla napájená z baterie fungovala stovky a dokonce desítky tisíc hodin.

Reflektorová mířidla pro vojenské střelné zbraně (obvykle označovaná jako reflexní mířidla) byla přijata dlouho. Americký sněmový výbor pro ozbrojené služby již v roce 1975 zaznamenal vhodnost použití reflexního zaměřovače pro pušku M16 , ale americká armáda široce nezaváděla mířidla reflektorů až do počátku dvacátých let s hledáčkem Aimpoint CompM2 s červenou tečkou „M68 Close Combat Optic“.

Typy záměrných křížů

K dispozici je mnoho možností osvětlení a mřížky. Běžné zdroje světla používané v mířidlech reflektorů střelných zbraní zahrnují bateriová světla, sběrače světla z optických vláken a dokonce i tritiové tobolky. Některé mířidla jsou speciálně navržena tak, aby byla viditelná při pohledu přes zařízení pro noční vidění . Barva zaměřovacího kříže je často červená nebo jantarová kvůli viditelnosti na většině pozadí. Některá mířidla místo toho používají krokvový nebo trojúhelníkový vzor, ​​aby napomohly přesnému zaměření a odhadu dosahu, a další poskytují volitelné vzory.

Mířidla, která používají bodové záměrné křížky, se téměř vždy měří v minutách oblouku , někdy se jim říká „minuty úhlu“ nebo „moa“. Moa je vhodná míra pro střelce používající [imperiální nebo americké obvyklé jednotky , protože 1 moa subtenduje přibližně 1 in (25 mm) ve vzdálenosti 100 yardů (91 m), což činí z moa pohodlnou jednotku pro použití při výpočtech balistiky . 5 moa (1,5 miliradiánská ) tečka je dostatečně malá, aby nezakrývala většinu cílů, a dostatečně velká, aby rychle získala správný „zrakový obraz“. U mnoha typů akčních střel se tradičně dává přednost větší tečce; Bylo použito 7, 10, 15 nebo dokonce 20 moa (2, 3, 4,5 nebo 6 mil); často budou kombinovány s vodorovnými a / nebo svislými čarami, aby poskytly referenční úroveň.

Většina mířidel má aktivní nebo pasivní nastavení jasu záměrného křížku, což pomáhá střelci přizpůsobit se různým světelným podmínkám. Velmi slabý záměrný kříž pomůže zabránit ztrátě nočního vidění za špatných světelných podmínek, zatímco jasnější záměrný kříž se jasněji zobrazí na plném slunečním světle.

Konfigurace

Moderní mířidla optického reflektoru určená pro střelné zbraně a další použití spadají do dvou konfigurací krytu: „tubed“ a „open“.

  • Mířidla vypadají podobně jako standardní teleskopická mířidla , přičemž válcová trubice obsahuje optiku. Mnoho tubusových zaměřovačů nabízí možnost vyměnitelných filtrů (jako jsou polarizační filtry nebo filtry snižující zákal ), sluneční clony snižující oslnění a pohodlně ochranné „výklopné“ kryty čoček.
  • Otevřená mířidla (známá také jako „mini reflexní mířidla“ a „mini červené tečky“) využívají výhody skutečnosti, že jediný optický prvek reflektoru, optické okénko, vůbec nepotřebuje žádné pouzdro. Tato konfigurace se skládá ze základny s pouze nezbytným odrazovým povrchem pro kolimaci záměrného kříže namontovaného na ní. Vzhledem k jejich zmenšenému profilu, otevřené mířidla obvykle nepřijímají filtry a další možnosti příslušenství, které jsou obvykle podporovány návrhy trubek.

Jiná použití

Image
Telrad, reflektor pro astronomické dalekohledy představený na konci 70. let

Reflektorová mířidla se v průběhu let používala v námořních navigačních zařízeních a geodetických zařízeních. Zaměřovače typu Albada byly použity na časných velkoformátových fotoaparátech , fotoaparátech typu „ namiř a střílej“ a na jednoduchých jednorázových fotoaparátech.

Tyto památky jsou také používány na astronomických dalekohledů jako finderscopes , aby pomoc zaměřit teleskop na požadovaný objekt. Existuje mnoho komerčních modelů, z nichž první byl Telrad, který vynalezl amatérský astronom Steve Kufeld na konci 70. let. Další jsou nyní k dispozici od společností jako Apogee, Celestron , Photon, Rigel a Televue .

Reflektorová mířidla se také používají v zábavním průmyslu při produkcích, jako je živé divadlo, na reflektorech „Follow Spot“ . Mířidla, jako je Telrad přizpůsobený pro použití a účelová Spot Dot, umožňují operátorovi reflektoru zaměřit světlo bez zapnutí.

Podobné typy

  • Kolimátorová mířidla (nazývaná také kolimační nebo „okluzní oční zaměřovač“ (OEG)) jsou jednoduše optický kolimátor zaměřující nitkový kříž bez optického okénka. Divák je nevidí a vidí pouze obraz nitkového kříže. Používají se buď s oběma očima otevřenými, zatímco jeden se dívá do zraku, s jedním okem otevřeným a pohybem hlavy střídavě vidí zrak a poté na cíl, nebo pomocí jednoho oka částečně vidí zrak a cíl současně. Zaměřovací kříž je osvětlen elektrickým, radioluminiscenčním nebo pasivním zdrojem okolního světla. Armson OEG a Normark Corp. Singlepoint jsou dva příklady komerčně dostupných okolních svítí kolimátoru památek. Výhodou těchto zaměřovačů je, že pro stejnou úroveň použitelnosti vyžadují pro optickou síť méně osvětlení, a to díky vysokému kontrastu černého pozadí za optickou síťou. Z tohoto důvodu byly uzavřené oční zaměřovače praktičtější pro použití v ručních palných zbraních, než se zdroje osvětlení s nízkou spotřebou energie, jako jsou LED, staly běžnou záležitostí.
  • Holografické zaměřovače zbraní mají podobné rozložení jako mířidla reflektorů, ale nepoužívají promítaný optický systém. Místo toho, reprezentativní záměrný kříž je zaznamenán v trojrozměrném prostoru na holografickou fólii v okamžiku výroby. Tento obrázek je součástí optického pozorovacího okna. Zaznamenaný hologram je osvětlen kolimovaným laserem zabudovaným do zaměřovače. Zaměřovač lze nastavit na rozsah a intenzitu větru jednoduchým nakloněním nebo otočením optického okénka.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy