一种双距成像的光学校准器的制作方法

本实用新型涉及光学校准或瞄准设备，尤其涉及一种双距成像的光学校准器。

背景技术：

双距成像的新型光学校(瞄)准器一般用于靶场射击。在靶场进行射击或是民间靶场进行射击游戏时，如何在最短的时间瞄准并命中目标成了关键，精度与速度如何并存成了射手的难题。优秀的射手一般是子弹喂出来的，成箱成箱的子弹消耗，总结经验，提高精度与速度。又或是使用枪支装载的瞄准器具，目前瞄准器具主要包括，机械瞄具、望远式瞄准镜、反射式瞄准镜和全息衍射瞄准镜。

传统机械瞄具有劣势，当需要迅速对移动视场中的目标进行瞄准时，精度降低明显。研究表明，人脑只能同时接受一个合焦距离传来的清晰影像，称“人脑强制性选择”。在使用传统光学瞄具时，由于传统的光学瞄具的合焦距离与裸眼的合焦距离不同，因此，大脑只能在两只眼睛间相互切换，选择其中之一进行观察。而另一只眼睛将会因为合焦距离不同而被强制失焦，因而无法迅速对视场中的目标。尤其是移动中，或者与背景区别较少的小型目标进行区分，会大大影响反应速度。而其他瞄准镜又有着结构复杂、成本高昂、元件的安装精度严格的要求，注定不能大规模装配。所以而现实中，能不能找到一种光学器件，既低廉实用、又尺度小可批量生产的瞄准器具，成为迫在眉睫的事情。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、同时让目标和准星发出的光聚焦在视网膜上、提高瞄准的精确度的双距成像的光学校准器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种双距成像的光学校准器，用于射击或射击训练的瞄准，所述射击或射击训练用的枪支具有准星和觇孔座，所述觇孔座上设有觇孔，所述校准器包括用于双距成像的菲涅耳波带片，所述菲涅耳波带片通过一夹具安装于所述觇孔座内，所述菲涅耳波带片的中心与所述觇孔的中心对齐，所述菲涅耳波带片、准星、目标三者处于同一直线。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述夹具设有可安装所述菲涅耳波带片的安装孔，所述夹具两侧设有卡槽，所述卡槽卡于所述觇孔座的侧壁上。

所述菲涅耳波带片上具有n个波带，第n个波带的半径为r_n，r_n满足如下公式：

其中，λ＝555nm，f为所述菲涅耳波带片的自身焦距。

所述n个波带的高度h一致，h满足如下公式：

其中，m为自然数，n₀为材料折射率。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型利用菲涅尔波带片具有多个焦点的特点，能够同时让目标和准星发出的光聚焦在视网膜上，有效提高瞄准的精确度，实现轻松瞄准，提升射击准度。

(1)本实用新型制作简单，成本低廉，较容易实现大批量生产，能够在射击或射击训练中得到推广使用，应用前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中夹具立体结构示意图。

图3是本实用新型中夹具截面示意图。

图4是本实用新型中觇孔座结构示意图。

图5是本实用新型中菲涅耳波带片结构示意图。

图6是本实用新型的工作原理图。

图中各标号表示：

1、枪支；2、准星；3、觇孔座；30、觇孔；31、侧壁；4、菲涅耳波带片；5、夹具；51、安装孔；52、卡槽；6、目标；7、波带；8、视网膜。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1至图6示出了本实用新型双距成像的光学校准器的一种实施例，本实用新型的双距成像的光学校准器，主要适用于射击或射击训练的瞄准，射击或射击训练用的枪支1具有准星2和觇孔座3，觇孔座3上设有觇孔30，如图4所示。本实施例的光学校准器包括用于双距成像的菲涅耳波带片4，菲涅耳波带片4通过一夹具5安装于觇孔3内，菲涅耳波带片4的中心与觇孔30的中心对齐，菲涅耳波带片4、准星2、目标6三者处于同一直线。

如图6所示，远处目标6发出的平行光，和近处准星2发出的光，经过菲涅耳波带片4，同时聚焦在视网膜8处，清晰成像于视网膜8上，本实用新型利用菲涅尔波带片4具有多个焦点的特点，能够同时让目标6和准星4发出的光聚焦在视网膜8上，，即通过菲涅耳波带片4，可同时看见准星4和目标6，从而提高瞄准的精确度。

本实施例中，夹具5设有可安装菲涅耳波带片4的安装孔51，夹具5两侧设有卡槽52，卡槽52卡于觇孔座3的侧壁31上。

本实用新型的菲涅耳波带片4设计原理如下：

菲涅耳根据惠更斯的“次波”假设，补充了描述次波的基本特征——位相和振幅的定量表达式，并增加了“次波振幅按位相叠加”的原理，从而发展成为惠更斯—菲涅耳原理，它是解释和描述各种衍射现象的基础。根据更斯—菲涅耳原理，人们提出了菲涅耳半波带的概

论。任何相邻现菲涅耳半波带的对应部分所发出的“次波”到达光轴某点P时的光程差为λ/2，亦即它们以相反的位相同时到达空间某点P，在P点进行叠加。

菲涅耳波带片就是根据此理论制成的一种特殊光阑。一般的菲涅尔波带片是振幅型，它采用的结构遮去偶数序或奇数序的半波带之一，而通过另一序列的半波带。奇数序(或偶数序)半波带各自发出的次波到达考察点的光程差为波长的整数倍，各次波到达该点时所引起的光振动的位相相同，因而相互加强，故波带片的作用就是使同位相的诸次波在焦点处进行振幅叠加，从而在焦点上获得较大的光强，而焦点附近，由于所叠加的诸次波的位相不同，光强值较小。对于振幅型波带片即使用单色光入射时，除了具有主焦点外，尚有f₀/3、f₀/5、…焦距存在，并有相应的虚焦点。但是这种振幅型有致命的缺点，光的利用率太低，只有50％。

所以，本专利采用相位型波带片，利用相位的连续变化以达到振幅型波带片的功能。将振幅型波带片中所有涂黑的半波带改为具有特定的相位深度h的半波带，并使之与未涂黑的半波带间的有效光程差为这样，波带片就成为相位型的了。相位型波带片是全透明的，全部光通量都进入衍射场，且由于所有半波带间的相干叠加在场点都是互相加强的，从而使主焦点有最大的强度。本实用新型利用多个焦点原理，使目标6通过菲涅耳波带片4的一个焦点，以及准星2通过菲涅耳波带片4的另一个焦点后，同时在视网膜8上清晰成像。

如图5所示，本实施例中，菲涅耳波带片4上具有n个波带7，第n个波带7的半径为r_n，r_n满足如下公式：

其中，λ＝555nm，即为人体最易接受的光的波长，f为所述菲涅耳波带片4的自身焦距，根据枪支1的成像距离选择菲涅耳波带片4的自身焦距f。

本实施例中，n个波带7的高度h一致，h满足如下公式：

其中，m为自然数，n₀为材料折射率，菲涅耳波带片4的折射率。保证2m+1为奇数即可。

本实施例中，Δr为第n个波带7与第n-1个波带7的差值，波带7为刻在菲涅尔波带片4波带片上的环槽，Δr影响环槽即波带7的宽度。n的取值与Δr相关，n越大，Δr越小，n越小，Δr越大，本实施例以n取值为10为例。根据特定的枪支1的结构，利用公式(1)和公式(2)可以算出具体的数值r_n，h，从而可以得到满足要求的菲涅尔波带片4。

本实施例中，菲涅尔波带片4采用硅材料制作，其结构为方形，其厚度H无特殊要求。夹具5采用硬铝材质制作，简单轻便，成本低，容易装配，即插即用。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。