Коллиматорные прицелы: Принцип работы, история и перспективы
Впервые про коллиматорные прицелы я в 1995г. узнал из журнала Soldier of Fortune. Это был прицел Holodot от фирмы BoNaSo Trading Ltd. Жутко любопытно было и очень хотелось попробовать. Но все, кого спрашивал о нем, лишь пожимали плечами.
Фото из журнала Soldier of Fortune
Позже, обучаясь на спецфакультете, нам показали коллиматорный прицел в симбиозе с ПП-90 — что-то похожее на то, что изображено на фото ниже)
Фото из журнала Soldier of Fortune
Не помню как он назывался, возможно это был ПСК-8 или ПОТ
ПСК-8 (Прицел стереоскопический коллиматорный) 
ПОТ(Прицел оптический точечный)
Итак, что же такое коллиматор?
Коллиматор (от collimo, искажение правильного лат. collineo — направляю по прямой линии) — устройство для получения параллельных пучков лучей света или частиц.
Коллиматорные прицельные системы — это системы, использующие коллиматор для построения изображения прицельной метки, спроецированного в бесконечность. В действительности в прицеле лучи света от источника отражаются линзой коллиматора в глаз стрелка параллельным потоком. В результате этого глаз стрелка не обязательно должен находиться на оптической оси прицела, главное, чтобы он находился в пределах проекции линзы прицела вдоль этой оси. При поперечных перемещениях глаза прицельная метка с точки зрения наблюдателя перемещается по линзе прицела, оставаясь на точке прицеливания вне зависимости от положения глаза наблюдателя относительно прицела.
Коллиматорный прицел позволяет вести стрельбу, держа оба глаза открытыми, при этом поле зрения не уменьшается и у стрелка есть возможность своевременно реагировать на изменение окружающей обстановки.
Вот он же с другим прицелом, для военных «Вьюга-45-2»
Коллиматорный прицел обеспечивает более высокую скорость прицеливания, чем традиционные прицельные приспособления (мушка/целик) т.к. при прицеливании нужно совмещать всего лишь — красную светящуюся метку, видимую в окуляре и саму цель, при этом глаз аккомодируется на расстоянии до цели (в механических прицелах — обычно на мушку, целик и цель видны не в фокусе).
Коллиматорные прицелы бывают открытые и закрытые. Существует/существовала нечеткость терминологии на этот счет. Изначально закрытыми прицелами именовались прицелы, которые не имели прозрачной линзы, а только проецировали в глаз стрелка прицельную метку. Цель в окуляре не отображалась, прицеливание осуществлялось бинокулярно при наблюдении одним глазом прицельной метки, а другим — цели, в мозгу стрелка происходило характерное для бинокулярного зрения совмещение изображений от обоих глаз.
Примерно это выглядело так.
В настоящее время такие прицелы практически вышли из употребления.
Современные коллиматорные прицелы имеют оптическую схему, сквозь которую стрелок наблюдает цель, и при этом она же отражает в его глаз изображение прицельной метки, по старой классификации все такие прицелы назывались открытыми.
Сейчас закрытым коллиматорным прицелом именуется прицел, у которого источник освещения, формирующий метку, находится в закрытом (обычно цилиндрическом, герметичном) корпусе, при этом, кроме передней линзы коллиматора, имеется закрывающая корпус сзади линза окуляра.
Закрытый коллиматорный прицел
Открытый коллиматорный прицел имеет только переднюю линзу в оправе, источник света находится открыто на основании прицела.
Открытый коллиматорный прицел
История развития коллиматорных прицелов
Говард Грабб был главой семейной фирмы Grubb Telescope Company, основанной его отцом, которая делала большие телескопы, средства управления телескопами и другие оптические приборы. Он также известен своей работой по совершенствованию перископов и изобретением коллиматорного прицела.
Говард Грабб (28 июля 1844 — 16 сентября 1931), Дублин, Ирландия, конструктор оптических приборов.
Коллиматорный прицел Грабба стал применяться на охотничьем оружии и завоевал популярность. также в 1901г.
Типы колиматорных прицелов
Изначально коллиматорные прицелы стали использовать в авиации, применяя их на истребителях.
Впервые их применили в 1918 году на истребителях Albatros D.V и Fokker Dr.1. Прицелы были производства фирмы Optische Anstalt Oigee, изготовленные по патенту Грабба, в качестве подcветки прицельной сетки использовался электрический свет.
Аналогичный прицел был сделан английской фирмой Vickers
В дальнейшие годы авиационные коллиматорные прицелы совершенствовались, принцип их остался тот же.
Авиационные прицелы используют тот же принцип действия, что и обычные коллиматоры 
Пример действия авиационного коллиматорного прицела.
Коллиматорные прицелы широко применялись в авиации, в зенитных установках, противотанковой артиллерии, минометах.
Зенитный коллиматорный прицел 
Зенитный коллиматорный прицел
Вскоре после Второй мировой войны появились коллиматорные прицелы для винтовок и дробовиков, Nydar shotgun sight (1945), который использует изогнутое полупрозрачное зеркало, чтобы отражать свет для освещения прицельной марки, и Giese electric gunsight (1947), который был оснащен батарейным питанием освещения марки.
Позднее появились прицелы Weaver Qwik-Point (1970) и Thompson Insta-Sight. Оба прицела использовали окружающий свет для освещения прицельной марки при помощи устройства разделения луча — зеленый крестик в Insta-Sight, и красный пластиковый стержень «световод», который создавал красную точку прицеливания визира в Qwik-Point.
Были и другой тип коллиматорного прицела, так называемый «слепой» или закрытого типа, который (в зависимости от используемой прицельной марки) называют RED DOT, он пришел из артиллерии.
Прицел М4 миномета М4 
Прицел М4 миномета М4
Для освещения прицельной марки использовалась электрическая лампочка или световоды.
В качестве примера прицелов использующих для освещения световоды можно привести SinglPoint и Armson OEG.
В качестве прицельной марки у обоих использовалась красная точка, источником светя являлся окружающий свет. Но, у Armson OEG для подсветки в ночное время использовался тритий — радиоактивное в-во, что расширяло возможности его использования.
Коллиматорный прицел Armson OEG 
SinglPoint 
SinglPoint 
Прицел SinglPoint использовали «Зеленые береты» в рейде на Сон Тай в операции Ivory Coast 20.11.1970
Основным недостатком этой системы является то, что мозг плохо адаптировался для объединения разнородных изображений от каждого глаза, в результате чего прицельная марка смещается по отношению к изображению цели. Из-за этого смещения — и большого размера точки (8 или 16 МОА), эффективность прицелов была значительно ограничена. Военные США прекратили разработки коллиматорных прицелов для стрелкового оружия
Следующий шаг вперед в технологии красной точки сделала компания Aimpoint, в прицелах которой стал использоваться светоизлучающий диод (LED) для проецирования красной точки на изображении цели, это произошло в 1974 году. Однако, не смотря на преимущества, коллиматоры особого успеха среди охотников и спортсменов не имели.
Коллиматорный прицел Aimpoint Electronic
Комитет Палаты представителей США по делам вооруженных сил отметил еще в 1975 году о пригодности использования коллиматорных прицелов для М16, однако, прошло еще довольно много времени прежде чем коллиматорные прицелы начали использоваться на оружии.
Прицелы Aimpoint ограниченно применялись во время операции Буря в пустыне.
Но только в 2000 году произошел прорыв. Aimpoint заключило контракт на поставку армии США 565783 прицелов M68 Close Combat Optic Rifle Sights (Aimpoint Comp2).
За последующие годы популярность коллиматорных прицелов значительно выросла, появилось множество разнообразных моделей, но все они обязаны своим появлением Говарду Граббу.
Коллиматорная линза в лазерной голове для волоконного станка по металлу
Лазерная резка не может быть реализована при отсутствии лазерного луча, сфокусированного надлежащим образом. Фокусировка достигается использованием качественной оптики. Поэтому весьма важно правильно подобрать линзу для работ по лазерной гравировке и резке металла.
Назначение линзы коллиматорной в лазерной голове
Коллиматорная линза не фокусирует, с её помощью мы получаем параллельный поток излучения лазера. Грубо говоря, она снижает расходимость луча.
Поэтому важное значение имеет выбор качественной линзы, своевременное её обслуживание, контроль чистоты поверхности последней.
Кварцевые линзы
Чаще всего линзы для волоконных лазеров изготавливают из кварцевого стекла. Подобные модели отличаются длительными сроками эксплуатации, способны воспринимать существенно большие температуры, в сравнении с селенидом цинка (ZnSe), применяемым в лазерных газовых гравёрах СО2.
Штатный комплект лазерной головы включает коллиматорную и фокусирующую линзы.
Первая принимает и выпрямляет расширяющийся луч лазера, а вторая фокусирует его на поверхности обрабатываемой заготовки.
Коллиматорная линза
Подобные линзы монтируются на выходе оптоволоконного лазерного излучателя. Отстоят от него на расстоянии, которое равно фокусному.
Выходящее лазерное излучение аккумулируется коллиматорной линзой, внутри которой оно преобразуется в направленный параллельный пучок, минимизируя его расходимость. Линзы двояковыпуклые, выпукло-вогнутые, иной геометрии всегда используются в комплекте.
Они устанавливаются в коллиматорном блоке, представляющем законченную оптическую систему из двух или более подобных изделий, которые смонтированы в охлаждаемом корпусе на определённых расстояниях.
Фокусные линзы
Чаще всего линзы для фокусировки это небольшая лупа, одна сторона которой выпуклая, а вторая, плоская. Существуют модели, у которых вместо плоской стороны вогнутая, но их применяют значительно реже.
Наиболее востребованным материалом для производства линз лазерных излучателей является арсенид галия (химическая формула, GaAs). Второй по востребованности, (ZnSe). Оба названных материала отличаются существенной стойкостью к внешним механическим воздействиям, значительным температурным нагрузкам. Но оптика из GaAs имеет большие сроки эксплуатации.
Ассортимент фокусных линз, применяемых на различных лазерных станках по металлу, многовариантен по применяемому исходному материалу, диаметрам, типам нанесённых напылений, степени выпуклости.
Сформированный лазером поток излучения, попадающий на линзу, аккумулируется в ней и ужимается в луч. Его сечение равно диаметру, проецируемого на поверхность заготовки, светового пятна. Фокусом именуется минимальный диаметр последнего. Расстояние до подобной точки, фокусным.
В точке фокусировки луч лазера отличается максимальной интенсивностью.
В зависимости от мощности установленного излучателя, он может резать за проход заготовки, выполненные из материалов доступной толщины.
Короткофокусные, длиннофокусные линзы, основные различия
Лазерные станки, это универсальное оборудование, обеспечивающим гравировку, резку различных материалов.
Формируемый луч быстро, с надлежащей точностью обрабатывает папиросную бумагу, толстую фанеру или металлический лист.
Но корректное выполнение работы с получением надлежащего выходного качества требуется выполнить правильную фокусировку.
В противном случае, лазерный луч может пережигать материал, осуществлять рез не на всю глубину заготовки, возможно появление искажений воспроизводимого изображения, иные дефекты.
Чтобы исключить подобные проблемы требуется правильно подойти к подбору линзы с учётом её фокусного расстояния: длиннофокусная, короткофокусная, среднефокусная (часто именуется универсальной).
Основной интерес представляют две первые версии, каждая из которых используется для решения конкретных задач.
Длиннофокусные линзы
Эта продукция задана размерным рядом (4–7.5). Расстояние между зоной обработки, располагающейся на заготовке, и головкой излучателя, у подобных изделий достаточно значительное.
Применение подобных линз позволяет выполнить одним проходом качественный рез достаточно толстого материала, толщина которого может составлять (8–10 мм). В отдельных случаях, ещё более толстого.
Его не рекомендуется применять для высокоточной гравировки, обработки деликатных поверхностей.
Это объясняется тем, что формируемое пятно имеет значительный диаметр. В точке резания уменьшается мощность излучения (если сравнивать её значение с аналогичным параметром короткофокусных моделей). Это объясняется распределением плотности по всей площади пятна. При этом зона каустики (так именуется протяжённость луча, имеющего максимальную фокусировку) у длиннофокусной линзы больше.
Именно это позволяет лазерному лучу резать более толстый материал, формируя ровные кромки реза, без образования скосов.
Короткофокусные линзы
Размерный ряд данной продукции задан диапазоном (1.0–1.5).
Подобные модели применяют при необходимости выполнения прецизионного реза мелких деталей из заготовок с незначительной толщиной, нанесения сверхточной гравировки.
В качестве примера можно назвать производство печатей и штампов в соответствии с положениями действующих ГОСТ.
После того, как луч лазера прошёл через короткофокусную линзу, формируется пятно, диаметр которого соответствует минимально возможному. Он может составлять доли миллиметра.
Это приводит к существенной концентрации мощности излучения, благодаря повышенной плотности частиц.
Коллиматорные прицелы. Преимущества и недостатки
Детская электронная игра – упрощенный вариант коллиматора, о котором мы расскажем подробнее.
Коллиматор – это оптическое устройство с электронной начинкой. В этом приборе прицельная метка проецируется на линзу прицела.
Состоит аппарат этого типа из четырех составных частей:
Основным отличием прицелов этого типа от стандартного оптического прицела является наличие Прицельной метки (марки).
Прицельная метка реального прицела обычно бывает выполнена в форме угольника, Т-образного перекрестия или обычной точки. Цвет прицельной метки может быть различным. В большинстве случаев она окрашена в красный или зеленый цвет. Прицельная метка не скрывает цель, поскольку прозрачна. Она пропускает свет, но ее изображение остается четким. Причем, яркость этой метки может изменяться.
В ясную солнечную погоду ее можно сделать ярче, заметнее. И наоборот в хмурый пасмурный день она может быть достаточно тусклой, что, конечно же сказывается на расходе энергии батареи питания.
Для того, чтобы прицелиться достаточно навести светящуюся метку на цель. Для охотника это удобно, потому что в момент прицеливания один глаз можно не закрывать. Это дает более широкий угол обзора.
DocterSight III 3,5
Внешний вид коллиматорного прицела DocterSight III 3,5
DocterSight III 3,5. Вид сбоку
Фото: Коллиматорный прицел DocterSight III 3,5
Коллиматорые прицелы бывают:
– активными и пассивными.
Активные прицелы этого типа черпают энергию из элементов питания. Прицельная марка этих приборов светится круглосуточно.
Пассивные прицелы нет имеют источников питания. Нет источников питания – нет зависимости от них. Это, конечно же, неоспоримое преимущество, которое срабатывает в светлое время суток. Потому что прицельная марка такого прибора светится только в светлое время суток.
Существует подразделение коллиматоров на сквозные и «слепые». Они отличаются только способом прицеливания.
Сквозные коллиматоры позволяют использовать во время прицеливания, как один, так и оба глаза. «Слепые» коллиматоры называют стереоскопические, и прицеливаться, используя такие прицелы, можно только, когда открыты оба глаза.
Коллиматоры могут быть двух типов:
1. Закрытого типа. Он выполнен в виде трубки, которая внешне напоминает стандартный оптический прицел. Внутри этой трубки расположен светодиодный излучатель и оптическая система, оснащенная двумя линзами (передней и задней).
Коллиматорные прицелы этого типа имеют меньшие габариты и
меньший вес, по сравнению с оптическими. Метку этого прицела видно даже в солнечную погоду. Прицел имеют отличную антиударную защиту, что немаловажно при отдаче.
Прицелы этого типа рекомендуются к установке на дробовики.
2. Открытого типа. В этом прицеле отсутствует трубка, оптическая система ограничена только одной линзой, которая на линзу похожа только внешне. На самом деле это небольшой экран. Эти коллиматорные прицелы еще более легкие и компактные, по сравнению с оптическими. Правда, противоударные качества у них похуже, по сравнению с другими видами прицелов. Эти прицелы рекомендую устанавливать на небольшие нарезные карабины.
К коллиматорам относят так же голографические прицелы. Внешне такой прицел похож на открытый коллиматорный прицел.
Его отличительная особенность – крупная прицельная марка в виде голографического изображения.(В отличие от светодиодных меток, которые используются в конструкции других коллиматоров). Эту марку (метку) можно в ограниченное время заменить на другую, что позволяет сделать ее более заметной практически в любых условиях. Во всяком случае, в последнее время стало модным использовать эти прицелы в загонной охоте. А это о многом свидетельствует.
Однако, дальнейшее широкое распространение этих прицелов ограничено их значительной стоимостью. А к недостаткам относят слабую защищенность от внешних воздействий.
Кроме того, если в поле зрения прицела попадает яркий источник света, стрелок вместо одинокой марки начинает видеть искаженное изображение цели.
Недостаток – элементы питания. Маленькие круглые батарейки имеют неприятную особенность – разряжаться в условиях повышенной влажности и низких температур.
Производители и цена
Как и в любом другом деле нет смысла экономить на точных приборах.
Хороший коллиматор будет стоить достаточно дорого. Если вы приобретаете коллиматор по цене в диапазоне от 10 до 20 долларов, нет причин надеяться на то, что прослужит такой прибор достаточно долго. Впрочем, и очень дорогие приборы покупать нет никакого смысла. Все-таки на охоте случается всякое, при каждом выстреле есть вероятность того, что прибор будет поврежден, достаточно высока.
Потому нужно найти разумный баланс между ценой и необходимыми для охоты функциями прицелов.
Касаемо производителей хочется сказать, что хорошую оптику для охоты в наше время готовят только в Европе, в США и в Японии. Американцы, как производители, находятся немного впереди от своих прямых конкурентов.
В России коллиматорные прицелы тоже выпускают. Конечно, они получаются немного тяжелее и объемнее импортных. По цене они дешевле импортных, а по остальным качествам если и уступают импортным, то не намного. На всякий случай, обратите внимание на коллиматорный прицел «Кобра» российской сборки.
Коллиматоры импортного производства представлены целым рядом известных производителей. Наиболее известными среди них является прицелы коллиматорного типа марки DOCTER. Эти приборы отличаются надежностью и, главное подходят практически к оружию любого калибра. Все хорошо в продукции этой торговой марки, кроме цены. Дорогие машинки.
Коллиматоры HAKKO немного дешевле, но на качестве это почти никак не сказывается. Хорошего мнения остаются охотники о коллиматорных прицелах производства Nikon.
Преимущества коллиматорных прицелов.
1. В этом приборе отсутствует фокус, а, значит, нет разницы, на каком именно расстоянии от глаз стрелка этот прицел расположен.
Если перемещается, то сделать точный выстрел с оптическим прицелом будет достаточно сложно. Оптика будет нуждаться в постоянной подстройке.
3. Коллиматорный имеет меньший вес, а, значит, может быть использован на ружьях малых калибров.
4. Коллиматоры некоторых производителей (например, таких, как Eotech), могут быть использованы совместно с приборами ночного видения.
5. Прицельная марка коллиматорного прицела, в отличие от меток лазерного прицела не может быть обнаружена, она остается видимой только для стрелка. Эти прицелы активно используют в последнее время военные (особенно, снайперы), а это уже о многом говорит.
6. Увеличивает точность стрельбы, что особенно интересно для тех, кто не имеет большого опыта в охоте и не обладает профессиональной подготовкой.
7. Дает возможность вести стрельбу в сложных условиях слабой освещенности вплоть до наступления полной темноты.
Недостатки коллиматоров
Недостатков, которые были бы заметны непрофессиональному стрелку, не так уж и много.
1. И открытые, и закрытые коллиматорные прицелы имеют склонность к засорению, особенно зимой и требуют очень деликатного отношения хозяина к чистке и хранению;
2. Высокая цена (качественный отечественный прицел этого типа стоит 140 – 150 у.е., хороший импортный прицел можно приобрести за 300-500 у.е.).
Профессиональный стрелок, конечно, найдет таких недостатков значительно больше.
Новые веяния
В наше время появились типы коллиматорных прицелов, построенных на других принципах. В конструкции некоторых из них используется оптоволоконная оптика. В этих прицелах жгут оптоволокон размещается по оптической оси прицела.
Свет, собранный оптоволокном, вызывает свечение в торце жгута. Это свечение воспринимается стрелком как прицельная марка. Подобная система применена в механическом прицеле Glo-Point (производители Truglo совместно с Daisy).
Заключение
Коллиматорные прицелы в массовом производстве появились не так давно. Прототипы таких прицелов для охоты проходили испытания еще в девяностые годы ХХ века. И за прошедшие годы производители сделали огромный шаг вперед, уменьшив размеры, вес и систему крепления прицела.
При всех своих недостатках они имеют массу неоспоримых достоинств, потому не стоит бояться их использовать на реальной охоте.
