用于步枪瞄准镜的光学设计类型

发表的维克多argueta

秋天快到了,随之而来的是狩猎季节。狩猎在我所在的州是如此受欢迎,以至于它成了一个非官方假日,学校被“取消”,国会有一天的假期。我不确定这是否发生在其他地方,但公平地说,狩猎是我们文化的重要组成部分。在步枪或枪的不同组成部分中有一个范围的选择。有不同种类的范围,每一个都有非常具体的光学要求,设计和性能。这篇文章将试图解释三种最常见的范围设计:反射,全息和望远镜的主要区别。我们将简单地定义瞄准器为一种设备,它允许用户将仪器(如武器、望远镜)与目标对齐。它们可能是机械的或光学的,被动的或主动的。

反光的景象

反光瞄向器早在20世纪就有了,它是由霍华德•格拉布(Howard Grubb, 1844-1931)发明的。反射瞄准器是非放大镜,配置相对简单。这使得反光瞄准器体积小,成本低(你可以在网上花不到50美元买一个)。

反射镜由几个光学元件组成:一个光源,通常是一个LED,一个分划板,一个准直透镜,和一个半反射镜。可以用一个半反射球面镜代替准直镜和镜面。图1显示了这个基本的配置(带有一个球面透镜)。

图1所示。反射式瞄准镜。图像从EOTech

图1所示。反射式瞄准镜。图像从EOTech

基本的光学操作是把LED/分划板放在球面镜的焦点上。球面透镜本质上是LED/分划板的准直透镜。用户可以透过球面镜看到无限远处的虚拟图像,将分划线叠加在目标上。反光瞄准器与传统铁瞄准器相比的一个缺点是存在一个视差效果:当用户移动视线位置时,准星就会沿着目标移动。这意味着十字准星可能不能准确地反映步枪的瞄准位置。反射光的另一个缺点是,一半的LED光强度损失在半反射镜上,从而使分划暗淡,尤其是在明亮的条件下。这可以通过增加LED本身的强度和使用减反射镜涂层来解决。然而,这些解决方案增加了镜子的价格和消耗更多的能量。

全息景象

全息瞄准器于1996年首次商业化。它们可能看起来很像反射景象,但它们有非常重要的区别。正如我们在图2中看到的,全息瞄准器也有一个光源,被一个球面镜准直。然而,网线不是位于球面镜的焦点,而是现在放置在出口窗口。此外,分划板是一个全息元素,因此,它需要由一个相干光源照明,通常是一个激光二极管(而不是LED的情况下,反射的景象)。激光二极管作为光源的位置和使用有两个主要的后果:第一是激光二极管消耗的能量比LED多,所以在全息瞄具中电池的使用比反射瞄具要高。二是全息视差效应降低。全息瞄准器的一大优点是,分划图像比反射瞄准器更清晰。

图2。全息景象。图像从EOTech

图2。全息景象。图像从EOTech

一般来说,全息瞄准器往往更健壮,并提供比反射瞄准器更好的网线图像。这个尺寸更大,成本更高。他们往往是一个更好的选择,除非价格是你的主要限制。

在第2部分中,我们将讨论望远镜瞄准器。它们的设计更复杂,需要更详细的解释。

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伸缩景象

当想到步枪瞄准镜时,大多数人想到的可能是望远镜瞄准镜。1844年,约翰·r·查普曼(John R. Chapman)获得了望远镜的专利,尽管将望远镜安装在步枪上的尝试可以追溯到1776年(但没有取得多少成功)。查普曼的范围使用消色差镜头,以改善用户的形象。查普曼的设计与之前的尝试相比有一个根本的改进,那就是增加了眼睛的松弛度:范围与用户的眼睛和范围之间的距离。这是避免被枪的后坐力击中眼睛的根本。

步枪的元素范围

图1显示了一个典型的望远镜瞄准器。有一些基本的光学元件。从左边开始,是物镜。它是捕捉光线的主要元素;它的直径越大,它能捕获的光就越多。

物镜会将光线聚焦在高度调节旋钮的位置附近。在第一个焦平面上放置十字线。在前面描述的瞄准器中,网格可以是一个简单的点,用户叠加在目标上,也可以是更复杂的几何形状,以帮助用户补偿侧风和子弹落在距离上的影响。光网可以用LED照明,而且在很多情况下,LED的强度可以根据光照条件进行调节。

分划板在主管中的位置由两个调节旋钮控制在垂直和水平位置。垂直调整有时被称为弹道下降或子弹下降补偿,而垂直调整通常被称为风量控制。通过控制这些旋钮,用户可以更好地瞄准时,强劲的侧风和/或目标放置在较远的距离。

在光圈后面,我们有一组固定的变焦镜头。这些镜头有两个功能。其中一个功能是校正物镜产生的图像的位置。物镜使图像在其焦点处发生反转,图像需要在目镜前校正。变焦镜头的第二个功能是控制系统的放大能力。通过旋转能量环,变焦镜头元素的距离改变,它可以放大图像。在当前的例子中,我们假设分划板放在竖摄变焦镜头的前面。这是不寻常的设计与网线背后是它。

最后我们有了目镜。与许多其他目镜一样,它的主要功能是创建一个虚拟图像,用户可以在放松眼睛的同时看到。有些目镜可能包括视差校正元件(尽管更常见的是矫正物镜或竖透镜的视差问题)。

最后,必须指出的是,伸缩步枪上的许多光学元件往往是被涂覆的。通常,它们可能有不同的涂层,每一层都有特定的功能。可以加一层保护涂层来防止划伤,和抗反射涂层来提高光的传输和减少眩光。

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