军用战术背包厂家科普：常见光学瞄准镜原理及对比第二篇——反射式(内红点)瞄准镜
作者：duketassadar 来源: 军用战术背包厂家网 2015-07-05 23:57:30 阅读：次
反射式瞄准镜反射式瞄准镜的原型其实出现得很早，至少在1901年就有相应的专利技术，在一战后期被用做战斗机的瞄准具，二战中已经被用于高炮、轰炸机的瞄准用途。但是作为商业化的
反射式瞄准镜虽然也被称为“瞄准镜”，但和望远式瞄准镜的原理不一样，其光学系统比较简单，通常没有放大系统，因此也没有倒像系统。这种瞄准镜还有另一个名称——红点瞄准镜，因为这种瞄准镜的瞄准标记通常是一个红色或鲜橙色的点状光斑，当然并非所有的反射式瞄准镜都是用光点的，有些会是十字线、光环或者其他造型，光斑造型由瞄准镜内置的分划板决定。图4是常见的反射式瞄准镜的结构示意图。在反射式瞄准镜内部有一块分光镜，这块分光镜的的凹面上镀有一层或多层镀膜，让这一面可以透过一部分光，同时又能反射一部分光。而在凹面的焦点位置上则设置有一块分划板，在它的后面是照明光源。光源可以是发光二极管、荧光材料，也可以直接采用自然光照明。分光镜的凹面可以将光源射来的光线反射并已平行光的方式输出。通常在分光镜和光源之间还有一个负新月型透镜与分光镜的凹面组成一个曼京镜(Mangin mirror)系统，以提高反射光的准直性，细节就不在原理图中画出了。军用箱包生产厂家图4，反射式瞄准镜结构示意图 在使用反射式瞄准镜时，目标发出的光线透过分光镜进入人眼，人眼看到目标的实像。而照明光源照射分划板后的光传到分光镜的凹面上，再由这个凹面将这些光线反射成平行光进入人眼。这时候人眼就会看到分划板的图像（也就是常见的那个光点）和目标的图像叠加在一起。正如前面所说的，人眼很容易上当受骗，此时人眼是无法识别出分划板的真正位置的，只能看到它被反射的虚像，并且经过脑补认为它在进入人眼的光线的反向延长线上，也是产生了分划板在正前方的错觉。又因为进入人眼的分划板的图像光线是一束平行光，所以人眼也没法判断它的真正距离，会认为这个图像是在无限远处的。最终，人脑感受到了一幅“一束从人眼位置发射的笔直的光线射到了目标上”的图像。如果把反射式瞄准镜与枪械结合在一起进行归零，也就是说把那一束虚拟的“从人眼位置发射的笔直的光线”调整到和枪械本身的机械瞄具瞄准线平行状态，那么就可以用来瞄准射击了。会有人问为什么不直接就用机械瞄具来瞄准呢？因为天下武功，唯快不破！机械瞄具的问题就在于用起来比较慢，在近距离交战时容易错过开火机会。通常使用机械瞄具时都要求“照门—准星—目标”三点一线，但实际使用时是四点一线的，因为在前三者已经是一线的情况下，还需要人眼也在这条线上确认前三者已经是一线了之后才能开火，人眼不到那条线上去看，就没法确认枪械是不是真正对准了。就因为人眼必须要移动到瞄准线上才能确认是否瞄准了，才导致机械瞄具的瞄准速度比较慢。但是反射式瞄准镜就能解决这个问题。因为被分光镜的凹面反射进入人眼的是平行光，所以人眼在不管上下左右哪个位置上都能看到那个分划板的虚像。而反过来说，因为只有人眼接收到分光镜反射来的平行光时才能看到那个红点，那也就意味着，在一支已经归零的反射式瞄准镜上，如果你能看到那个红点和目标是重叠的，这就说明此时那条虚拟的且和枪械本身的机械瞄具瞄准线平行的“从人眼位置发射的笔直的光线”已经落在了目标上，既然机械瞄具瞄准线和它是互相平行的，那么此时你的枪就定然对准了目标。反射式瞄准镜的特点就在于它用一束虚拟光线替代了准星和照门，而且这束虚拟光线又可以在各个不同的位置上“看到”，眼睛不必移动到瞄准镜的主光轴上就能确认枪械是否已经对准了目标。军用箱包生产厂家图5图5左右两图中的准星与照门相对位置更好地说明了反射式瞄准镜的特点，在瞄准镜归零后，即使从不同的角度都可以进行瞄准，因此特别适合近战中的快速瞄准。 军用箱包生产厂家图6，反射式瞄准镜剖面结构示意图 反射式瞄准镜的优点是显而易见的：
因为分光镜不是一层薄膜，它本身也是有厚度的，光线当然也会在分光镜内部传播。而分光镜又是一个弧形结构，那么这就造成一个问题——你无法保证任意位置上的光线在分光镜外表面上射入和从内表面射出时的入射点切线都是平行的，这也就意味着你无法保证在任意位置上的入射光和透射后的光线都是平行的。这入射光和透射光一不平行，人眼从入射点切线不平行的位置上看到的目标方位会与从切线平行位置上看到的不一样，这就产生了视差。具体过程可见图7至图9。军用箱包生产厂家图7军用箱包生产厂家图8军用箱包生产厂家图9 实际上，即便是在A、B这两个入射光与出射光平行的位置上，透过分光镜的目标图像和其实际位置也是有垂直方向上的微小偏差的，不过在反射式瞄准镜主要运用的近距离交战环境中，垂直方向上的一点点视差还是可以接受的。但问题是所瞄准的目标并不是一个发射平行光的光源，目标发出的光线在从不同位置进入分光镜时的入射角度是不一样的，所以也没法保证这些光线在穿过分光镜从不同位置射出后都还能保证与原来的入射光线平行。由于反射式瞄准镜中分光镜固有的弧面结构，这种视差是无法从根本上消除的。所以生产厂商会在成品出厂时把瞄准镜调整到在一定距离上的目标图无视差的状态，这个距离通常也就是对应枪械的常用交火距离。在这个距离附近，目标发出的光线从不同位置进入分光镜和从分光镜射出的光线能保持平行状态，这个时候可以看做是无视差状态。效果如图10所示。军用箱包生产厂家图10图10，无视差状态的反射式瞄准镜光路示意图，图中从分光镜射出的目标光线与其进入分光镜前的光线是平行的。如果实际瞄准时与这个距离偏差较大，也就是说太远或者太近的状态下，从分光镜中射出的光线与入射光线就不平行了，那视差还是会出现的。效果如图11所示。军用箱包生产厂家图11图11，目标距离与反射式瞄准镜无视差距离偏差较大时的光路示意图，图中从分光镜射出的目标光线与其进入分光镜前的光线是不平行的。所以在采购某些厂商宣传的“无视差”反射式瞄准镜时，需要注意这不是绝对无视差的，只能在一定距离上消除视差。本文军警用品装备,军工企业原创首发，转载请注明出处，作者，并不得随意更改。
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军用战术背包厂家科普：常见光学瞄准镜原理及对比第一篇——望远式瞄准镜http://www.军用战术背包工厂/html/2015-06-29/4289.html
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反射式瞄准镜
反射式瞄准镜的原型其实出现得很早，至少在1901年就有相应的专利技术，在一战后期被用做战斗机的瞄准具，二战中已经被用于高炮、轰炸机的瞄准用途。但是作为商业化的枪械瞄准镜出现则是要到1960年代中期了，而在世界主要国家军队中大规模应用则是21世纪的事情了。军用箱包生产厂家反射式瞄准镜的代表Aimpoint反射式瞄准镜虽然也被称为“瞄准镜”，但和望远式瞄准镜的原理不一样，其光学系统比较简单，通常没有放大系统，因此也没有倒像系统。这种瞄准镜还有另一个名称——红点瞄准镜，因为这种瞄准镜的瞄准标记通常是一个红色或鲜橙色的点状光斑，当然并非所有的反射式瞄准镜都是用光点的，有些会是十字线、光环或者其他造型，光斑造型由瞄准镜内置的分划板决定。图4是常见的反射式瞄准镜的结构示意图。在反射式瞄准镜内部有一块分光镜，这块分光镜的的凹面上镀有一层或多层镀膜，让这一面可以透过一部分光，同时又能反射一部分光。而在凹面的焦点位置上则设置有一块分划板，在它的后面是照明光源。光源可以是发光二极管、荧光材料，也可以直接采用自然光照明。分光镜的凹面可以将光源射来的光线反射并已平行光的方式输出。通常在分光镜和光源之间还有一个负新月型透镜与分光镜的凹面组成一个曼京镜(Mangin mirror)系统，以提高反射光的准直性，细节就不在原理图中画出了。军用箱包生产厂家图4，反射式瞄准镜结构示意图 在使用反射式瞄准镜时，目标发出的光线透过分光镜进入人眼，人眼看到目标的实像。而照明光源照射分划板后的光传到分光镜的凹面上，再由这个凹面将这些光线反射成平行光进入人眼。这时候人眼就会看到分划板的图像（也就是常见的那个光点）和目标的图像叠加在一起。正如前面所说的，人眼很容易上当受骗，此时人眼是无法识别出分划板的真正位置的，只能看到它被反射的虚像，并且经过脑补认为它在进入人眼的光线的反向延长线上，也是产生了分划板在正前方的错觉。又因为进入人眼的分划板的图像光线是一束平行光，所以人眼也没法判断它的真正距离，会认为这个图像是在无限远处的。最终，人脑感受到了一幅“一束从人眼位置发射的笔直的光线射到了目标上”的图像。如果把反射式瞄准镜与枪械结合在一起进行归零，也就是说把那一束虚拟的“从人眼位置发射的笔直的光线”调整到和枪械本身的机械瞄具瞄准线平行状态，那么就可以用来瞄准射击了。会有人问为什么不直接就用机械瞄具来瞄准呢？因为天下武功，唯快不破！机械瞄具的问题就在于用起来比较慢，在近距离交战时容易错过开火机会。通常使用机械瞄具时都要求“照门—准星—目标”三点一线，但实际使用时是四点一线的，因为在前三者已经是一线的情况下，还需要人眼也在这条线上确认前三者已经是一线了之后才能开火，人眼不到那条线上去看，就没法确认枪械是不是真正对准了。就因为人眼必须要移动到瞄准线上才能确认是否瞄准了，才导致机械瞄具的瞄准速度比较慢。但是反射式瞄准镜就能解决这个问题。因为被分光镜的凹面反射进入人眼的是平行光，所以人眼在不管上下左右哪个位置上都能看到那个分划板的虚像。而反过来说，因为只有人眼接收到分光镜反射来的平行光时才能看到那个红点，那也就意味着，在一支已经归零的反射式瞄准镜上，如果你能看到那个红点和目标是重叠的，这就说明此时那条虚拟的且和枪械本身的机械瞄具瞄准线平行的“从人眼位置发射的笔直的光线”已经落在了目标上，既然机械瞄具瞄准线和它是互相平行的，那么此时你的枪就定然对准了目标。反射式瞄准镜的特点就在于它用一束虚拟光线替代了准星和照门，而且这束虚拟光线又可以在各个不同的位置上“看到”，眼睛不必移动到瞄准镜的主光轴上就能确认枪械是否已经对准了目标。军用箱包生产厂家图5图5左右两图中的准星与照门相对位置更好地说明了反射式瞄准镜的特点，在瞄准镜归零后，即使从不同的角度都可以进行瞄准，因此特别适合近战中的快速瞄准。 军用箱包生产厂家图6，反射式瞄准镜剖面结构示意图 反射式瞄准镜的优点是显而易见的：
结构简单、价格相对低廉，重量轻巧，便于携行；没有图像放大功能，因而也就没有出瞳距限制，可以装在枪械上离人眼任何距离的位置上；同样是因为没有图像放大功能，所以在瞄准时可以两眼同时观察，便于掌握战场情况；瞄准原理决定了使用者可以通过它很快瞄准目标，这样尤其适合于进距离、高机动状态下的战斗；当反射式瞄准镜发生故障时，可以直接使用原机械瞄具进行瞄准，不需要专门将其拆下，在紧急状况下可以缩短反应时间。反射式瞄准镜也存在它固有的一些缺点：
1. 没有图像放大功能，不利于对较远距离上的观瞄。不过这个问题可以通过与望远式瞄准镜串联安装来解决。2. 现有的照明光源强度偏弱，造成分划图像亮度偏低，尤其在强光环境下不易看清分划。3. 对外发光，因此在夜间使用时有可能被对方的夜视观测设备发现。4. 分划的图像存在球面像差和彗形像差（注意不是视差）。在一些低端廉价产品上容易出现，会看到分划图像的光点周围有晕圈，或者光点不是一个正圆而是被拉长变形了，这都会影响瞄准精度。造型越复杂的分划图像出现的像差也就越严重，像差可以通过多组曲面棱镜补偿消除，不过会加大成本。除此之外，虽然反射式瞄准镜不容易出现视差，但并不意味着它没有视差。在从靠近分光镜边缘的位置瞄准时精度会降低。当然反射式瞄准镜的视差产生原因和望远式瞄准镜有所区别。后者产生视差的原因是目镜所成目标的实像没有落在分划板平面上，而反射式瞄准镜的视差产生原因则是分光镜的固有结构引起的目标图像的失真而造成的。
因为分光镜不是一层薄膜，它本身也是有厚度的，光线当然也会在分光镜内部传播。而分光镜又是一个弧形结构，那么这就造成一个问题——你无法保证任意位置上的光线在分光镜外表面上射入和从内表面射出时的入射点切线都是平行的，这也就意味着你无法保证在任意位置上的入射光和透射后的光线都是平行的。这入射光和透射光一不平行，人眼从入射点切线不平行的位置上看到的目标方位会与从切线平行位置上看到的不一样，这就产生了视差。具体过程可见图7至图9。军用箱包生产厂家图7军用箱包生产厂家图8军用箱包生产厂家图9 实际上，即便是在A、B这两个入射光与出射光平行的位置上，透过分光镜的目标图像和其实际位置也是有垂直方向上的微小偏差的，不过在反射式瞄准镜主要运用的近距离交战环境中，垂直方向上的一点点视差还是可以接受的。但问题是所瞄准的目标并不是一个发射平行光的光源，目标发出的光线在从不同位置进入分光镜时的入射角度是不一样的，所以也没法保证这些光线在穿过分光镜从不同位置射出后都还能保证与原来的入射光线平行。由于反射式瞄准镜中分光镜固有的弧面结构，这种视差是无法从根本上消除的。所以生产厂商会在成品出厂时把瞄准镜调整到在一定距离上的目标图无视差的状态，这个距离通常也就是对应枪械的常用交火距离。在这个距离附近，目标发出的光线从不同位置进入分光镜和从分光镜射出的光线能保持平行状态，这个时候可以看做是无视差状态。效果如图10所示。军用箱包生产厂家图10图10，无视差状态的反射式瞄准镜光路示意图，图中从分光镜射出的目标光线与其进入分光镜前的光线是平行的。如果实际瞄准时与这个距离偏差较大，也就是说太远或者太近的状态下，从分光镜中射出的光线与入射光线就不平行了，那视差还是会出现的。效果如图11所示。军用箱包生产厂家图11图11，目标距离与反射式瞄准镜无视差距离偏差较大时的光路示意图，图中从分光镜射出的目标光线与其进入分光镜前的光线是不平行的。所以在采购某些厂商宣传的“无视差”反射式瞄准镜时，需要注意这不是绝对无视差的，只能在一定距离上消除视差。本文军警用品装备,军工企业原创首发，转载请注明出处，作者，并不得随意更改。
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