Visão do refletor - Reflector sight

Uma vista através do Mark III Free Gun Reflector Sight , produzido pela primeira vez em 1943, usado em canhões do exército britânico, canhões navais e como mira piloto e mira de canhão defensiva em aeronaves. A imagem do retículo nesta visão é produzida por um colimador óptico refletido em um divisor de feixe. O ponto permanece no alvo mesmo que a cabeça do visualizador seja movida de um lado para o outro

Uma mira refletora ou mira reflexa é uma mira ótica que permite ao usuário olhar através de um elemento de vidro parcialmente refletivo e ver uma projeção iluminada de um ponto de mira ou alguma outra imagem sobreposta no campo de visão . Essas miras funcionam com base no princípio ótico simples de que qualquer coisa no foco de uma lente ou espelho curvo (como um retículo iluminado ) parecerá estar sentado na frente do observador no infinito. As miras refletoras empregam algum tipo de "refletor" para permitir que o observador veja a imagem do infinito e o campo de visão ao mesmo tempo, seja rebatendo a imagem criada pela lente em uma placa de vidro inclinada ou usando um vidro curvo quase transparente refletor que faz a imagem do retículo enquanto o observador olha através do refletor. Como o retículo está no infinito, ele permanece alinhado com o dispositivo ao qual a mira está fixada, independentemente da posição do olho do observador, removendo a maioria da paralaxe e outros erros de mira encontrados em dispositivos de mira simples.

Desde sua invenção em 1900, as miras refletoras passaram a ser usadas como miras em várias armas. Eles foram usados ​​em aviões de caça , em uma capacidade limitada na Primeira Guerra Mundial , amplamente utilizados na Segunda Guerra Mundial e ainda usados ​​como o componente base em muitos tipos de monitores head-up modernos . Eles têm sido usados ​​em outros tipos de armas (geralmente grandes) também, como miras de canhões antiaéreos , miras de canhões antitanque e qualquer outra função em que o operador tenha que engajar alvos em movimento rápido em um amplo campo de visão, e a mira em si pode ser fornecida com energia elétrica suficiente para funcionar. Houve algum uso limitado da mira em armas pequenas após a Segunda Guerra Mundial, mas passou a ser amplamente utilizada após o final dos anos 1970 com a invenção da mira do ponto vermelho , com um diodo emissor de luz vermelha (LED) como retículo, formando um visão confiável com durabilidade e tempo de execução de iluminação extremamente longo.

As miras refletoras também são usadas em aplicações civis, como miras em equipamentos de levantamento topográfico, auxílios de apontamento de telescópio óptico e visores de câmera .

Projeto

Diagrama de três tipos de miras refletoras. A parte superior usa uma lente de colimação (CL) e um divisor de feixe (B) para criar uma imagem virtual no infinito (V) de um retículo (R). Os dois inferiores usam espelhos curvos semi-prateados (CM) como a ótica de colimação

As miras refletoras funcionam usando uma lente ou um espelho curvo formador de imagem com uma imagem de sobreposição luminosa ou reflexiva ou retículo em seu foco, criando um colimador óptico que produz uma imagem virtual desse retículo. A imagem é refletida de alguma forma de divisor de feixe angular ou do próprio espelho curvo colimador parcialmente prateado para que o observador (olhando através do divisor de feixe ou espelho) veja a imagem no foco da óptica de colimação sobreposta no campo de visão do visor em foco em alcances até o infinito . Uma vez que o colimador óptico produz uma imagem de retículo composta de luz colimada , luz que é quase paralela, a luz que compõe essa imagem é teoricamente perfeitamente paralela ao eixo do dispositivo ou cano da arma com o qual está alinhado, ou seja, sem paralaxe no infinito . A imagem do retículo colimado também pode ser vista em qualquer posição do olho no volume cilíndrico da luz colimada criado pela visão atrás da janela óptica. Mas isso também significa que, para alvos mais próximos do que o infinito, mirar em direção à borda da janela óptica pode fazer o retículo se mover em relação ao alvo, uma vez que o observador está mirando em um feixe de luz paralelo na borda. O movimento dos olhos perpendicular ao eixo óptico do dispositivo fará com que a imagem do retículo se mova em relação exata à posição do olho na coluna cilíndrica de luz criada pela óptica de colimação.

Um tipo comum (usado em aplicações como miras de armas de fogo) usa uma lente colimadora e um divisor de feixe. Este tipo tende a ser volumoso, pois requer pelo menos dois componentes ópticos, a lente e o divisor de feixe / placa de vidro. A óptica de colimação do retículo está situada a 90 ° do caminho óptico, tornando a iluminação difícil, geralmente necessitando de iluminação elétrica adicional, lentes de condensação, etc. Um tipo mais compacto substitui a configuração de lente / divisor de feixe por um espelho colimador curvo meio prateado ou dicróico definido em um ângulo que executa as tarefas de focalizar e combinar a imagem de um retículo deslocado. Este tipo é mais frequentemente visto como o tipo de ponto vermelho usado em armas pequenas. Também é possível colocar o retículo entre o observador e o espelho curvo no foco do espelho. O retículo em si está muito próximo ao olho para estar em foco, mas o espelho curvo apresenta ao observador uma imagem do retículo no infinito. Este tipo foi inventado pelo engenheiro ótico holandês Lieuwe Van Albada em 1932, originalmente como um visor de câmera, e também foi usado como mira em bazucas da Segunda Guerra Mundial : a US M9 e M9A1 "Bazooka" apresentava o D7161556 dobrável " Reflecting Sight Assembly " .

A parte de visualização de uma mira refletora não usa nenhum elemento óptico refrativo , é simplesmente um retículo projetado rebatido de um divisor de feixe ou espelho curvo direto no olho do usuário. Isso lhe confere as características definidoras de não necessitar de considerável experiência e habilidade para usar, ao contrário de miras mecânicas simples, como miras de ferro . Uma mira refletora também não tem o campo de visão e os problemas de alívio ocular das miras baseadas em telescópios ópticos : dependendo das restrições de design, seu campo de visão é o campo de visão do usuário a olho nu e sua natureza colimada sem foco significa que eles não o fazem. ter a restrição de telescópios ópticos de alívio para os olhos. As miras refletoras podem ser combinadas com telescópios, geralmente colocando o telescópio diretamente atrás da mira para que possa ver o retículo projetado criando uma mira telescópica, mas isso reintroduz os problemas de campo de visão estreito e alívio ocular limitado. A principal desvantagem da visão do refletor é que eles precisam de alguma forma para iluminar o retículo para funcionar. Retículas iluminadas por luz ambiente são difíceis de usar em situações de pouca luz, e miras com iluminação elétrica param de funcionar se o sistema falhar.

História

Diagrama de 1901 de uma versão do refletor colimador de Howard Grubb projetado para fazer uma versão compacta adequada para armas de fogo e pequenos dispositivos. A iluminação ambiente do retículo foi melhorada colocando-o voltado para cima e refletindo em um espelho retransmissor, em seguida, em um espelho colimador côncavo

A ideia de uma mira refletora originou-se em 1900 com o designer óptico irlandês e fabricante de telescópios Howard Grubb na patente No.12108. Grubb concebeu sua " mira de arma para artilharia grande e pequena " como uma alternativa melhor à mira de ferro difícil de usar, evitando o campo de visão limitado da mira telescópica , maior velocidade aparente do alvo, erros de paralaxe e o perigo de manter o olho contra um olho stop. Em 1901, as Transações Científicas da Royal Dublin Society, ele descreveu sua invenção como:

Seria possível conceber um arranjo pelo qual um fino feixe de luz como o de uma luz de busca seria projetado de um canhão na direção de seu eixo e assim ajustado para corresponder à linha de fogo de modo que, onde quer que o feixe de a luz incidiu sobre um objeto que o tiro acertaria. Esse arranjo seria, naturalmente, igualmente impraticável por razões óbvias, mas é exemplificado para mostrar que um feixe de luz tem as qualificações necessárias para nossos propósitos.

Agora, a visão que constitui o assunto deste documento atinge um resultado semelhante, não ao projetar um ponto real de luz ou uma imagem no objeto, mas ao projetar o que é chamado na linguagem óptica de uma imagem virtual sobre ele.

Protótipo da mira refletora Grubb anexada a um rifle

Foi notado logo após sua invenção que a mira poderia ser uma boa alternativa às miras de ferro e também tinha usos em equipamentos de levantamento e medição. A mira refletora foi usada pela primeira vez em aviões de caça alemães em 1918 e amplamente adotada em todos os tipos de caça e bombardeiro na década de 1930. Na Segunda Guerra Mundial, a mira refletora estava sendo usada em muitos tipos de armas além de aeronaves, incluindo canhões antiaéreos, canhões navais, armas antitanque e muitas outras armas em que o usuário precisava da simplicidade e da natureza de aquisição rápida de alvo da mira . Durante seu desenvolvimento na década de 1930 e na Segunda Guerra Mundial, a visão também foi chamada em algumas aplicações pela abreviatura " visão reflexa ".

Mira de arma

O paraquedista alemão olha pela mira refletora da mira Flakvisier 40 em um canhão antiaéreo FlaK 38 (1944), uma das miras mais sofisticadas da época

As miras refletoras foram inventadas como uma mira de arma aprimorada e, desde sua invenção, foram adaptadas a muitos tipos de armas. Quando usadas com diferentes tipos de armas, as miras refletoras são consideradas uma melhoria em relação às miras de ferro simples (miras compostas por dois pontos de mira de metal espaçados que devem ser alinhados). As miras de ferro exigem experiência e habilidade consideráveis ​​do usuário, que precisa manter uma posição de olho adequada e focar exclusivamente na mira frontal, mantendo-a centralizada na mira traseira (desfocada), enquanto mantém o todo centralizado em um alvo a distâncias diferentes, exigindo alinhamento de todos os três planos de foco para atingir um acerto. A imagem virtual única e sem paralaxe da mira refletora, em foco com o alvo, remove esse problema de mira, ajudando tanto os atiradores de baixa qualidade, quanto os experientes.

Uma vez que a imagem colimada produzida pela mira é apenas verdadeiramente livre de paralaxe no infinito, a mira tem um círculo de erro igual ao diâmetro da óptica de colimação para qualquer alvo a uma distância finita. Dependendo da posição do olho atrás da visão e da proximidade do alvo, isso induz algum erro de mira. Para alvos maiores à distância (dada a natureza de aquisição rápida e sem ampliação da mira), esse erro de mira é considerado trivial. Em armas pequenas destinadas a alvos próximos, isso é compensado mantendo o retículo no meio da janela óptica (mirando abaixo de seu eixo óptico ). Alguns fabricantes de miras para armas leves também fazem modelos com o colimador óptico definido a uma distância finita. Isso dá a paralaxe de visão devido ao movimento do olho do tamanho da janela ótica de perto, que diminui para um tamanho mínimo na distância definida (algo em torno de um alcance alvo desejado de 25-50 jardas).

Em comparação com miras telescópicas padrão, uma mira refletora pode ser mantida a qualquer distância do olho (não requer um relevo de olho projetado ) e em quase qualquer ângulo, sem distorcer a imagem do alvo ou retículo. Eles são frequentemente usados ​​com os dois olhos abertos (o cérebro tende a sobrepor automaticamente a imagem do retículo iluminado proveniente do olho dominante na visão desobstruída do outro olho), dando ao atirador percepção de profundidade normal e campo de visão completo . Como as miras do refletor não dependem do relevo ocular, elas podem, teoricamente, ser colocadas em qualquer posição de montagem mecanicamente conveniente em uma arma.

Aeronave

Seção transversal longitudinal de uma mira refletora básica para aviões de combate alemães pré-Segunda Guerra Mundial (1937 German Revi C12 / A)

O registro mais antigo da mira refletora sendo usada em aviões de caça foi em 1918. A empresa ótica Optische Anstalt Oigee de Berlim, trabalhando a partir das patentes de Grubb, desenvolveu duas versões do que veio a ser conhecido como Oigee Reflector Sight. Ambos usaram um divisor de feixe de vidro de ângulo de 45 graus e iluminação elétrica e foram usados ​​para apontar as metralhadoras do avião. Uma versão foi usada em testes operacionais nos caças biplanos Albatros D.Va e triplanos Fokker Dr.1 . Houve algum interesse por essa visão após a Primeira Guerra Mundial, mas os refletores em geral não foram amplamente adotados para caças e bombardeiros até a década de 1930, primeiro pelos franceses, depois pela maioria das outras grandes forças aéreas. Essas miras não eram usadas apenas para apontar aviões de caça, mas também para armas de defesa de aeronaves e miras de bombardeio.

As miras refletoras, como miras de armas de aeronaves, têm muitas vantagens. O piloto / artilheiro não precisa posicionar sua cabeça para alinhar a linha de visão precisamente como faziam nas miras mecânicas de dois pontos, a posição da cabeça é apenas limitada àquela determinada pela ótica no colimador, principalmente pelo diâmetro da lente do colimador. A visão não interfere na visão geral, principalmente quando a luz do colimador está desligada. Ambos os olhos podem ser usados ​​simultaneamente para a visão.

HUD dentro da cabine de um caça a jato

A natureza óptica da mira do refletor significava que era possível alimentar outras informações no campo de visão, como modificações do ponto de mira devido à deflexão determinada pela entrada de um giroscópio. 1939 viu o desenvolvimento pelos britânicos da primeira dessas miras giroscópicas , miras refletoras ajustadas por giroscópio para a velocidade e taxa de giro da aeronave, permitindo a exibição de um retículo de mira ajustado para chumbo que atrasava a real "mira" da arma ( s), permitindo que a mira conduza o alvo em uma curva na quantidade adequada para um ataque eficaz

À medida que os projetos de mira refletora avançaram após a Segunda Guerra Mundial, fornecendo ao piloto cada vez mais informações, eles eventualmente evoluíram para o display head-up (HUD). O retículo iluminado foi eventualmente substituído por uma tela de vídeo no foco da ótica de colimação que não apenas forneceu um ponto de avistamento e informações de um computador de localização de chumbo e radar, mas também vários indicadores de aeronaves (como horizonte artificial, bússola, altitude e indicadores de velocidade no ar), facilitando o rastreamento visual de alvos ou a transição de instrumentos para métodos visuais durante pousos.

Armas de fogo

Um fuzileiro naval dos EUA olhando através de uma mira reflexo ITL MARS em seu rifle M16A4

A ideia de anexar uma mira refletora a uma arma de fogo existe desde sua invenção em 1900. Logo após a Segunda Guerra Mundial, surgiram modelos de rifles e espingardas, incluindo a mira de espingarda Nydar (1945), que usava um espelho semirrefletivo curvo para refletir um retículo iluminado ambiente e a mira elétrica Giese (1947), que possuía retículo iluminado movido a bateria. Tipos posteriores incluem o Qwik-Point (1970) e o Thompson Insta-Sight. Ambos eram miras refletoras do tipo divisor de feixe que usavam luz ambiente: iluminando uma mira verde no Insta-Sight e uma haste de plástico vermelha " tubo de luz " que produzia um retículo de ponto de mira vermelho no Qwik-Point.

Uma visão através de um ponto vermelho Tasco ProPoint

De meados ao final dos anos 1970, ocorreu a introdução do que costumamos ser chamados de pontos turísticos de pontos vermelhos , um tipo que fornece ao usuário um ponto vermelho brilhante simples como um ponto de mira. A configuração típica para esta mira é um projeto refletor de espelho curvo compacto com um diodo emissor de luz vermelha (LED) em seu foco. Usar um LED como retículo é uma inovação que melhora muito a confiabilidade e a utilidade geral da visão: não há necessidade de outros elementos ópticos para focalizar a luz atrás de um retículo; o espelho pode usar um revestimento dicróico para refletir apenas o espectro vermelho, passando pela maioria das outras luzes; e o próprio LED é de estado sólido e consome muito pouca energia, permitindo que miras movidas a bateria funcionem por centenas e até dezenas de milhares de horas.

As miras refletoras para armas de fogo militares (geralmente chamadas de miras reflexas) demoraram muito para serem adotadas. O Comitê de Serviços Armados dos EUA observou já em 1975 sobre a adequação do uso da mira reflexa para o rifle M16 , mas os militares dos EUA não introduziram amplamente miras refletoras até o início de 2000 com a mira red dot Aimpoint CompM2 , designada o "M68 Close Combat Optic".

Tipos de retículo

Muitas opções de iluminação e padrão de retículo estão disponíveis. Fontes de luz comuns usadas em miras refletoras de armas de fogo incluem luzes alimentadas por bateria , coletores de luz de fibra óptica e até cápsulas de trítio . Alguns pontos turísticos são projetados especificamente para serem visíveis quando vistos através de dispositivos de visão noturna . A cor de um retículo de mira geralmente é vermelho ou âmbar para visibilidade contra a maioria dos fundos. Alguns pontos turísticos usam uma divisa ou padrão triangular, para auxiliar na precisão da mira e estimativa de alcance, e ainda outros fornecem padrões selecionáveis.

As vistas que usam retículas de pontos são quase invariavelmente medidas em minutos de arco , às vezes chamados de "minutos de ângulo" ou "moa". Moa é uma medida conveniente para atiradores que usam [unidades imperiais ou americanas , uma vez que 1 moa subtende aproximadamente 1 pol. (25 mm) a uma distância de 100 jardas (91 m), o que torna moa uma unidade conveniente para uso em cálculos balísticos . Um ponto de 5 moa (1,5 miliradiano ) é pequeno o suficiente para não obscurecer a maioria dos alvos e grande o suficiente para adquirir rapidamente uma "imagem visual" adequada. Para muitos tipos de tiro de ação , um ponto maior é tradicionalmente preferido; 7, 10, 15 ou mesmo 20 moa (2, 3, 4,5 ou 6 mil) foram usados; frequentemente, eles serão combinados com linhas horizontais e / ou verticais para fornecer uma referência de nível.

A maioria das miras tem ajustes ativos ou passivos para o brilho do retículo, o que ajuda o atirador a se adaptar a diferentes condições de iluminação. Um retículo muito escuro ajudará a prevenir a perda de visão noturna em condições de pouca luz, enquanto um retículo mais brilhante será exibido com mais clareza em plena luz do sol.

Configurações

As miras refletoras ópticas modernas projetadas para armas de fogo e outros usos se enquadram em duas configurações de alojamento: "tubular" e "aberto".

  • As miras tubulares são semelhantes às miras telescópicas padrão , com um tubo cilíndrico contendo a ótica. Muitos visores tubulares oferecem a opção de filtros intercambiáveis ​​(como filtros polarizadores ou redutores de neblina ), guarda - sóis redutores de brilho e capas de lente "flip-up" convenientemente protetoras.
  • As miras abertas (também conhecidas como "mini miras reflexas" e "mini pontos vermelhos") aproveitam o fato de que o único elemento ótico da mira refletora, a janela ótica, não precisa de nenhum invólucro. Esta configuração consiste em uma base com apenas a superfície reflexiva necessária para a colimação do retículo montado nela. Devido ao seu perfil reduzido, as miras abertas geralmente não acomodam filtros e outras opções de acessórios normalmente suportados por designs de tubo.

Outros usos

O Telrad, uma mira refletora para telescópios astronômicos introduzidos no final dos anos 1970

As miras refletoras têm sido usadas ao longo dos anos em dispositivos de navegação náutica e equipamentos de levantamento topográfico. As miras do tipo Albada eram usadas nas primeiras câmeras de grande formato , câmeras do tipo "apontar e atirar" e em câmeras descartáveis ​​simples.

Essas miras também são usadas em telescópios astronômicos como localizadores , para ajudar a apontar o telescópio para o objeto desejado. Existem muitos modelos comerciais, o primeiro dos quais foi o Telrad, inventado pelo astrônomo amador Steve Kufeld no final dos anos 1970. Outros agora estão disponíveis em empresas como Apogee, Celestron , Photon, Rigel e Televue .

As miras refletoras também são usadas na indústria do entretenimento em produções como teatro ao vivo nos refletores "Follow Spot" . Pontos turísticos como o Telrad adaptado para uso e o Spot Dot desenvolvido para esse fim permitem que o operador do refletor mire a luz sem ligá-la.

Tipos semelhantes

  • As miras do colimador (também chamadas de colimador ou "mira ocluída" (OEG)) são simplesmente o colimador óptico focalizando um retículo sem qualquer janela óptica. O observador não pode ver através deles e só vê uma imagem do retículo. Eles são usados ​​com os dois olhos abertos enquanto se olha para a visão, com um olho aberto e movendo a cabeça para ver alternadamente a visão e depois para o alvo, ou usando um olho para ver parcialmente a visão e o alvo ao mesmo tempo. O retículo é iluminado por uma fonte de luz ambiente elétrica, radioluminescente ou passiva. O Armson OEG e o Normark Corp. Singlepoint são dois exemplos de miras colimadoras iluminadas em ambiente comercialmente disponíveis. Essas miras têm a vantagem de exigir menos iluminação para o retículo para o mesmo nível de usabilidade, devido ao fundo preto de alto contraste atrás do retículo. Por esse motivo, as miras ocluídas eram mais práticas para uso em armas pequenas antes que fontes de iluminação de baixo consumo de energia, como LEDs, se tornassem comuns.
  • As miras de armas holográficas são semelhantes em layout às miras refletoras, mas não usam um sistema de retículo projetado. Em vez disso, um retículo representativo é gravado no espaço tridimensional em um filme holográfico no momento da fabricação. Esta imagem faz parte da janela de visualização ótica. O holograma gravado é iluminado por um laser colimado embutido na mira. A visão pode ser ajustada para alcance e vento simplesmente inclinando ou girando a janela óptica.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos