JP3861408B2 - 小火器用照準装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火器類、特に小火器による目標の照準および射撃を高精度に行うための小火器用照準装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小火器用照準装置は例えばＪＩＳ Ｂ ７１５６「射撃照準望遠鏡」に示されるような弾着点をレチクルまたは像の移動により補正し表示する照準望遠鏡を用いるものがある。従来は小火器に装着された照準望遠鏡により目標を照準する場合、弾着点の補正をレチクルの高さ調整、望遠鏡内の光学系調整、あるいは照準望遠鏡の装着部分の機構調整により照準軸高さを調整して射撃するが、初弾が目標から外れた場合には、目標と弾着点とのずれを目測の上、操作者の経験により射撃方向を微調して再度射撃する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
照準望遠鏡を用いる場合、接眼レンズを直接目で覗く必要があるため、適当な銃座がなかったり、あるいは小火器が重く肩越しで射撃できないなどの理由で腰だめで射撃する必要がある状態では照準望遠鏡が使用できず、正確に目標照準することができなかった。また、目標捜索動作から照準動作に移行する際に視線を移さねばならないため目標方向を見失うことがあるなどの問題があった。
【０００４】
また、近距離から遠距離の目標まで同一の小火器を用い射撃を行う場合、近距離目標と遠距離目標では見越しが大きく変わるため、照準望遠鏡の目標までの距離に合わせた調整が必要となり煩雑であったり、射撃精度が操作者の練度により大きく左右されるという問題があった。
【０００５】
さらに、運用上、小火器を腰だめで使用せざるを得ない場合、照準は操作者の感覚に頼るしかなく、射撃精度は著しく悪かった。
【０００６】
この発明は、このような課題を改善するためになされたもので、操作者の練度や経験及び射撃姿勢によらず、目標捜索から照準までを容易にかつ正確に行うことができる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００７】
また、この発明は、目標までの距離によらず正確に照準できる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００８】
さらに、この発明は目標照準時の小火器を保持する手ぶれによらず正確にかつ簡便に射撃を行うことができる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による小火器用照準装置は、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準方向のシンボルを重畳し、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に表示するよう構成してある。
【００１０】
また、第２の発明による小火器用照準装置は、小火器に装着した照準用レチクルをもつ撮像器の映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準用レチクルの方向を示すシンボルを重畳した映像とを、上記装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に照準用レチクルの方向により切り換えて表示するよう構成してある。
【００１３】
また、第３の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳して表示した映像と、照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面とを切り換えて表示するように構成してある。
【００１４】
また、第４の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルが撮像器の視野外になる場合に照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面に、また、見越し照準レチクルが撮像器の視野に入ると見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳表示した映像に自動的に切り換えて表示するように構成してある。
【００１５】
また、第５の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルと照準用レチクルを含み一部もしくは全体の背景に別途撮像した広い視野をもつ撮像器の映像を重畳した仮想画面を表示するように構成してある。
【００１７】
また、第６の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、測角器と測距器により撮像器で照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳表示した映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ上記撮像器より広視野の撮像器の映像に見越し照準レチクルを重畳した映像とを、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に切り換えて表示するように構成してある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す構成図であり、図において１は小火器、２は撮像器、３は上記撮像器２の視軸方向６の方向を測定する視軸測角器、４は上記小火器１に装着し小火器１の照準方向７の方向を測定する照準測角器、５は眼前に配置した表示器、８は視軸方向６に対する照準方向７のずれ量（以下、ずれとも言う）を算出する照準ずれ算出手段、９は上記照準ずれ算出手段８の算出結果から上記撮像器２の映像に上記照準方向７の方向をシンボル表示する照準ずれ表示手段、２９は撮像器２と表示器５を取付けて頭部に装着する装着具である。また、図２はこの発明の実施の形態１を示す系統図であり、図中１から９は図１と同一であり、１０は視軸方向測定結果、１１は照準方向測定結果、１２は撮像器映像、１３は照準ずれ算出結果、１４は表示映像である。また、図３は表示器の表示内容を示す図であり、図中１４は図２と同一であり、１５は目標、１６は視軸シンボル、１７は照準シンボルを示す。
【００１９】
次に操作について図１、図２、図３を参照して説明する。操作者は表示器５を見ながら目標１５の捜索を行う。撮像器２は装着具２９により操作者の頭部に取付けてあるため、視軸方向６の方向を操作者の正面にすることで肉眼での捜索と合わせて、効率よく目標捜索ができる。照準ずれ算出手段８では視軸方向測定結果１０に対する照準方向測定結果１１のずれ角、すなわち視軸方向６に対する小火器１の照準方向７のずれ角を算出し、この照準ずれ算出結果１３により、照準ずれ表示手段９で撮像器映像１２に上記照準方向７の方向を視軸シンボル１６に対する照準シンボル１７のずれとして表示器５に表示する。目標１５を発見後、表示器５を見ながら小火器１を構えて上記照準シンボル１７を表示映像１４内に入れる。さらに小火器１を角度微調整して目標１５と照準シンボル１７が重なるようにし、小火器１を射撃する。目標捜索では撮像器２の視野角と操作者の表示器５を見込む角を合わせることで肉眼と同様の視界が得られるためより容易に目標捜索できる。視軸測角器３や照準測角器４は、例えば傾斜計と方位センサからなり、傾斜計は水平面基準による高低角を計測し、方位センサは磁北基準による方位角を計測する。このような測角器はＡ６サイズの基板１枚の大きさのもので相対角０．１度程度が実現されており、１ｋｍ先でも数ｍの誤差となるため、従来の腰だめで射撃する状態に比べ射撃精度が大幅に向上できるとともに、装着具２９や小火器１への取り付けが可能である。なお、図３では視軸方向６の方向を示す視軸シンボル１６の中心と目標１５と照準シンボル１７が重なる状態で射撃しているが、視軸シンボル１６は目標位置確認の目安として用いているもので目標１５と照準シンボル１７が所要の範囲で一致した状態で射撃を行えばよい。また、撮像器２は可視や赤外線によるものがあり、昼夜間や目標物により使い分けることで利便性が高まる。なお、装着具２９はヘルメット、ヘッドギア、マスクなどがある。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２を示す系統図であり、図において１は小火器、２ａは操作者の頭部に装着した装着具に取付けて前方を撮像する第１の撮像器、３は同じく装着具に取付け第１の撮像器２ａの視軸方向を測定する視軸測角器、２ｂは上記小火器１に装着し小火器１の照準用レチクルを中心に上記第１の撮像器２ａより狭い視野をもつ第２の撮像器、４は同じく上記小火器１に装着し照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、８は上記視軸測角器３と上記照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１から上記第１の撮像器２ａの視軸方向に対する照準用レチクルのずれを算出する照準ずれ算出手段、２４は上記照準ずれ算出手段８の算出結果である照準ずれ算出結果１３から上記第１の撮像器２ａの第１の撮像器映像１２ａに上記第２の撮像器２ｂの視野範囲シンボルを重畳する視野範囲重畳手段、２５は同じく上記照準ずれ算出結果１３から上記第２の撮像器２ｂの視野範囲に上記第１の撮像器２ａの視軸方向が含まれる場合に第２の撮像器映像１２ｂを含まれない場合に上記視野範囲重畳映像２８を切換えて出力する表示映像制御手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図５はこの発明の実施の形態２の表示器の表示内容を示す図であり、図中１５は目標、１６は上記第１の撮像器２ａの視軸方向を示す視軸シンボル、２８は図４と同じ、１８は視野範囲シンボル、１９は照準用レチクルを示す。
【００２１】
次に動作について図４と図５を参照して説明する。目標１５の捜索は表示器５を見ながら第１の撮像器２ａで行う。上記第１の撮像器２ａは操作者の頭部に装着した装着具に取付けてあるため、肉眼での確認と組み合わせることに効率よく捜索することができる。発見した目標１５と視軸シンボル１６の中心が重なるように視軸方向を動かす。小火器１を構えて視野範囲シンボル１８を表示映像１４内に入れ、さらに小火器１を角度調整して上記視野範囲シンボル１８と上記視軸シンボル１６が重なるようにする。表示映像制御手段２５では視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１のずれである照準ずれ算出結果１３の角度が第２の撮像器２ｂの視野角の１／２より小さくなれば、上記第２の撮像器２ｂの視野範囲に上記第１の撮像器２ａの視軸方向が含まれると判定し、表示器５に第２の撮像器映像１２ｂを表示する。上記第２の撮像器映像１２ｂを表示後、照準用レチクル１９で上記目標１５を照準し、射撃する。第１の撮像器２ａより狭い視野を持つ第２の撮像器２ｂで照準することでより高精度な照準ができるとともに、第２の撮像器２ｂによる目標１５の識別も可能である。また、第１の撮像器２ａの視野を大きくとれるため目標１５の捜索がより容易になる。
【００２２】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３を示す系統図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体構造で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と同時に得た上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向算出結果３５を算出する見越し算出手段、３６は上記見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向を見越し照準レチクルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図７はこの発明の実施の形態３の表示器の表示内容を示す図で、図中１４は表示映像、１５は目標、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクルである。
【００２３】
次に操作について図６と図７を参照して説明する。撮像器２の照準用レチクル１９により目標１５を照準する。測距器３０を外部からの動作信号により動作させ上記目標１５までの距離を、また、同時に照準測角器４で上記目標１５の方向を測定し、見越し算出手段３４で測距結果３１と照準方向測定結果１１と弾の弾道から見越し方向を計算する。小火器１の方向は操作者の保持角度により変化するので、見越し照準ずれ算出手段３６で上記見越し算出手段３４の計算結果である見越し方向算出結果３５と変化する照準方向測定結果１１から照準用レチクル１９に対する見越し照準ずれ３７を算出し、見越し表示手段３８で見越し照準レチクル２０を実時間で重畳し、表示器５で操作者に表示する。操作者は上記照準用レチクル１９と上記見越し照準レチクル２０が整合した状態で射撃することで見越し方向に対し正確に射撃することが可能となる。測距器３０の動作は例えば小火器１の引き金を２段にし、１段目を動作信号スイッチにすることで操作者は手を離すことなく全ての動作ができる。
【００２４】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４を示す系統図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向算出結果３５を出力する見越し算出手段、３６は上記見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７を見越し照準レチクルとして重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４１は見越し照準ずれ３７と撮像器２の視野角を比較し見越し照準ずれ３７の角度が視野角の１／２より大きい場合に見越し照準レチクルの方向を示す見越し照準方向シンボルを見越し表示映像４０に重畳する見越し方向表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図９はこの発明の実施の形態４の見越し照準方向表示の例を示す図であり、図において１４は表示映像、１５は目標、１９は照準用レチクル、４３は見越し照準方向シンボルである。
【００２５】
次に操作について図８と図９を参照して説明する。撮像器２により目標１５を照準し、測距器３０で目標１５までの距離を、また、照準測角器４で目標１５の方向を測定し、測距結果３１と照準方向測定結果１１と弾の弾道から見越し算出手段３４で見越し方向を計算する。小火器１の方向は操作者が小火器１を保持する角度により変化するので、見越し照準ずれ算出手段３６で見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクル１９に対する見越し照準ずれ３７を算出し見越し表示手段３８で見越し照準レチクル２０を実時間で重畳し、表示器５で操作者に表示する。上記見越し照準ずれ３７の角度と撮像器２の視野角を比較し上記見越し照準ずれ３７が視野角の１／２より大きい場合、見越し照準レチクルが視野外であるため見越し表示映像には表示されない。また、このとき見越し方向表示手段４１で見越し照準レチクルの方向を示す見越し照準方向シンボル４３を見越し表示映像４０に重畳する。上記目標１５が遠距離にある場合など撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合も、上記見越し照準方向シンボル４３で照準方向を確認し上記撮像器２の視野に見越しを追い込むことが可能である。また、例えば見越し照準方向シンボル４３の矢印の長さを上記見越し照準ずれ３７と上記撮像器２の視野角の差の大小に応じて表示を変化させることでずれ量の大小が判断でき、より容易に一連の動作を行うことができる。
【００２６】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５を示す系統図であり、図において２は小火器１と一体で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は上記撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４５は生成した仮想の広い視野上に照準用レチクルと見越し照準レチクルと上記撮像器２の視野範囲のずれをシンボルで表示した仮想画面、４４は仮想画面表示手段、２６は見越し表示映像４０と上記仮想画面４５を切り換える映像切換器、１４は表示映像、５は表示器であるｃ図１１はこの発明の実施の形態５の仮想画面４５の例を示す図であり、１８は上記撮像器２の視野範囲シンボル、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクル、４５は仮想画面を示す。
【００２７】
次に操作について図１０と図１１を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。目標が遠距離にある場合など見越し方向が撮像器２の視野外で撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合は視野範囲シンボル１８と照準用レチクル１９と見越し照準レチクル２０のずれを表示する仮想画面４５を表示器５に表示するよう映像切換器２６を切り換え、上記見越し照準レチクル２０が視野範囲シンボル１８に入った段階で上記映像切換器２６を操作して見越し表示映像４０の表示に切り換える。上記見越し表示映像４０上でより精密な上記見越し照準レチクル２０と上記照準用レチクル１９の整合を行い射撃を行う。より狭い視野を持つ撮像器２で照準ができるため高精度で照準できるとともに、目標１５の識別もより容易になる。
【００２８】
実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６を示すブロック図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体で照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し方向算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４５は仮想の広い視野を生成しこの上に照準用レチクルと見越し照準レチクルおよび上記撮像器２の視野範囲のずれをシンボルで表示した仮想画面、４４は仮想画面表示手段、２６は上記見越し表示映像４０と上記仮想画面４５の映像切換器、４６は仮想画面表示制御手段、４７は仮想画面切換信号、１４は表示映像、５は表示器である。また、図１１はこの発明の実施の形態６の仮想画面４５の例を示す図であり、１８は上記撮像器２の視野範囲シンボル、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクル、４５は仮想画面を示す。
【００２９】
次に操作について図１１と図１２を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。例えば目標が遠距離にある場合など、仮想画面表示制御器４６で見越し照準ずれ３７と撮像器２の視野角を比較し上記見越し照準ずれ３７の角度が視野角の１／２より大きく見越し方向が上記撮像器２の視野外となる場合、仮想画面切換信号４７を出力し映像切換器２６で表示映像１４を仮想画面４５に切換え、仮想の広い視野上に照準用レチクルと見越し照準レチクルのずれを表示する仮想画面４５を表示器５に表示する。小火器１の保持角度を調整し、見越し照準レチクル２０が視野範囲シンボル１８に入り、上記見越し照準ずれ３７の角度が上記撮像器２の視野角の１／２より小さくなると、上記仮想画面表示制御手段４６の仮想画面切換信号４７を出力し見越し表示映像４０の表示に切換える。見越し表示映像４０上でより精密な見越し照準レチクル２０と視野範囲シンボル１８の整合を行い射撃を行う。操作者は映像切換え操作をすることなくスムーズに微調整に移行することができる。また、上記小火器１の方向の照準の微調整中に上記見越し照準レチクル２０が上記視野範囲シンボル１８からはずれた場合にも自動的に表示器５の表示映像が仮想画面４５に切換わり、見越し照準レチクル２０を見失うことがないため照準を確実に行うことができる。より狭い視野の撮像器２で照準することができるようになるため高精度で照準できるとともに、目標１５の識別も容易になる。
【００３０】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７を示す系統図であり、図において２は小火器１と一体で照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、２３は広視野撮像器、２７は広視野撮像器映像、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は上記撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、５２は生成した仮想の広い視野上の一部もしくは全体に上記広視野撮像器映像２７を表示する仮想画面重畳表示手段、５３は仮想画面重畳表示映像、４４は仮想画面重畳表示映像５３に照準用レチクルと見越し照準レチクルのずれをシンボルで表示する仮想画面表示手段、４５は仮想画面、２６は上記見越し表示映像４０と上記仮想画面４５の映像切換器、１４は表示映像、５は表示器である。
【００３１】
次に操作について図１３を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。目標が遠距離にある場合など見越し方向が撮像器２の視野外で撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合は仮想画面重畳表示手段５２において上記照準用レチクルと上記見越し照準レチクルの背景の一部あるいは全体に撮像器２より広く、かつ、目標方向を含む視野をもつ広視野撮像器２３の映像２７を表示し、さらに照準用レチクル１９と見越し照準レチクル２０のずれをシンボル表示した仮想画面４５を表示器５に表示するよう映像切換器２６を切り換え、上記見越し照準レチクルに対する照準用レチクルの方向調整を行う。上記仮想画面４５上で上記見越し照準レチクルと上記照準用レチクルのずれを表示するように上記仮想画面４５上のスケールを自動調整して表示することで上記仮想画面４５のみで見越しの高精度の照準が可能である。広視野撮像器２３の映像を表示することで見越しの算出から射撃までに要した時間内の目標の移動の有無を確認できるとともに、照準ずれも確認することができる。広視野撮像器２３は例えば小火器１に装着することで実現できる。
【００３２】
実施の形態８．
図１４はこの発明の実施の形態８を示すブロック図であり、図において２は小火器１と一体構造の照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、４は上記小火器１と一体構造の上記照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、１１は照準方向測定結果、３０は上記照準用レチクルで照準している目標までの距離を測定する測距器、３１は測距結果、３４は測距結果３１と照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し方向算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向をレチクルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器、４８は上記見越し照準ずれ３７が一定の照準精度以下になった段階で自動的に発射信号４９を上記小火器１に出力する射撃制御手段を示す。
【００３３】
次に操作について説明する。見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同一である。見越し照準レチクルと照準用レチクルを整合させ照準する時に、両者が一定の射撃角度許容範囲に入った時点で射撃制御手段から発射信号４９が小火器１に出力され、小火器１から弾が自動的に発射される。これにより手ぶれなどの射撃時の外乱要因による射撃精度の劣化が防止できる。射撃角度許容範囲は、弾丸に装填する炸薬の量や弾道計算の精度により決める。
【００３４】
実施の形態９．
図１５はこの発明の実施の形態９を示す構成図であり、図において１は小火器、２ａは装着具に取付け頭部に配置した第１の撮像器、３は上記第１の撮像器２ａの視軸方向を測定する視軸測角器、２ｂは上記小火器１に装着し小火器１の照準方向に照準用レチクルを有し照準用レチクルを中心に上記第１の撮像器２ａより狭い視野をもつ第２の撮像器、４は同じく上記小火器１に装着し照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、３０は上記第２の撮像器２ｂの照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、８は上記視軸測角器３と上記照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１から上記第１の撮像器２ａの視軸方向に対する照準用レチクルのずれである照準ずれ算出結果１３を算出する照準ずれ算出手段、９は上記照準ずれ算出結果１３から第１の撮像器映像１２ａに照準用レチクルの方向をシンボルで重畳表示する照準ずれ表示手段、５０は照準ずれ表示映像、２６は照準ずれ表示映像５０と第２の撮像器映像１２ｂを切換える映像切換器、５１は照準映像、３４は上記測距結果３１と照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３５は見越し方向算出結果、３６は見越し方向と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越しのずれを算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３７は見越し照準ずれ、３８は上記照準映像５１上に見越し照準レチクルの方向をシンボルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。
【００３５】
次に動作について説明する。操作者は映像切換器２６を第１の撮像器映像１２ａに切換え、表示器５を見ながら第１の撮像器２ａおよび肉眼で目標を捜索する。目標発見後、小火器１を構えて小火器１の照準用レチクルを表示器５に表示させる。これは、視軸測角器３と照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１のずれ角を照準ずれ算出手段８で算出し、照準ずれ算出結果１３を照準ずれ表示手段９でシンボル表示させて実規する。さらに、照準用レチクルを目標の近くに整合させ、映像切換器２６により表示器５の表示映像を第１の撮像器２ａより狭い視野を持つ第２の撮像器２ｂの映像１２ｂに切換える。目標と照準用レチクルが一致した状態で外部信号により測距器３０を動作させ、測距結果３１とそのときの照準測角器４の照準方向測定結果１１により見越し算出手段３４で見越し方向の算出を行う。照準方向は小火器１の保持状態で変わるため、見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から見越し照準ずれ算出手段３６で見越しのずれを算出し、見越し照準ずれ３７を見越し表示手段３８に出力する。見越し表示手段３８は映像切換器２６の出力映像である照準映像５１に見越し照準レチクルを重畳表示して表示器５に表示する。操作者は見越し照準レチクルと照準用レチクルが一致するように上記小火器１の方向を調整して、射撃する。見越し方向算出後の表示器５の表示映像は見越し方向が第２の撮像器２ｂの視野範囲に収まらないときは映像切換器２６を切換えて、第１の撮像器２ａの視野範囲で行い、見越し照準レチクルと照準用レチクルのずれ角が小さくなった段階で映像切換器２６を第２の撮像器２ｂの映像に切換えて行うことにより見越し方向を見失うことはない。なお、映像切換器２６の切換えは実施の形態２および６のように照準用レチクルの方向や見越し照準レチクルの方向により自動的に切換えることもできる。
【００３６】
【発明の効果】
第１の発明によれば、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準方向のシンボルを重畳し、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に表示するようにしたため、射撃姿勢によらず小火器による目標の照準が容易にかつ正確に行うことができる効果がある。
【００３７】
また、第２の発明によれば、小火器に装着した照準用レチクルをもつ撮像器の映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準用レチクルの方向を示すシンボルを重畳した映像とを、上記装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に照準用レチクルの方向により切り換えて表示するようにしたため、射撃姿勢によらず目標捜索から照準までの操作が容易にかつ正確に行うことができる効果がある。
【００４０】
また、第３の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳して表示した映像と、照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面とを切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【００４１】
また、第４の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルが撮像器の視野外になる場合に照準用レチクルと見越し照準レチクルのシンボルを含む広視野の仮想画面に、また、見越し照準レチクルが撮像器の視野に入ると見越し照準レチクルのシンボルを撮像器映像に重畳表示した映像に自動的に切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【００４２】
また、第５の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルと照準用レチクルのシンボルを含み一部もしくは全体の背景に別途撮像した広い視野をもつ撮像器の映像を重畳した仮想画面を表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができるとともに、見越し算出から発射までの目標の動きを確認できる効果がある。
【００４４】
また、第６の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、測角器と測距器により撮像器で照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルのシンボルを撮像器映像に重畳表示した映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ上記撮像器より広視野の撮像器の映像に見越し照準レチクルのシンボルを重畳した映像とを、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 実施の形態１を示す系統図である。
【図３】 実施の形態１の表示器の表示内容を示す図である。
【図４】 実施の形態２を示す系統図である。
【図５】 実施の形態２の表示器の表示内容を示す図である。
【図６】 実施の形態３を示す系統図である。
【図７】 実施の形態３の表示器の表示内容を示す図である。
【図８】 実施の形態４を示す系統図である。
【図９】 実施の形態４の表示例を示す図である。
【図１０】 実施の形態５を示す系統図である。
【図１１】 実施の形態５および６の表示例を示す図である。
【図１２】 実施の形態６を示す系統図である。
【図１３】 実施の形態７を示す系統図である。
【図１４】 実施の形態８を示す系統図である。
【図１５】 実施の形態９を示す系統図である。
【符号の説明】
１ 小火器、２ 撮像器、２ａ 第１の撮像器、２ｂ 第２の撮像器、３ 視軸測角器、４ 照準測角器、５ 表示器、６ 視軸方向、７ 照準方向、８ 照準ずれ算出手段、９ 照準ずれ表示手段、１０ 視軸方向測定結果、１１ 照準方向測定結果、１２ 撮像器映像、１２ａ 第１の撮像器映像、１２ｂ 第２の撮像器映像、１３ 照準ずれ算出結果、１４ 表示映像、１５ 目標、１６ 視軸シンボル、１７ 照準シンボル、１８ 視野範囲シンボル、１９ 照準用レチクル、２０ 見越し照準レチクル、２３ 広視野撮像器、２４ 視野範囲重畳手段、２５ 表示映像制御手段、２６ 映像切換器、２７ 広視野撮像器映像、２８ 視野範囲重畳映像、２９ 装着具、３０ 測距器、３１ 測距結果、３４ 見越し算出手段、３５ 見越し方向算出結果、３６ 見越し照準ずれ算出手段、３７ 見越し照準ずれ、３８ 見越し表示手段、４０ 見越し表示映像、４１ 見越し方向表示手段、４３ 見越し照準方向シンボル、４４ 仮想画面表示手段、４５ 仮想画面、４６ 仮想画面表示制御手段、４７ 仮想画面切換信号、４８ 射撃制御手段、４９ 発射信号、５０ 照準ずれ表示映像、５１ 照準映像、５２ 仮想画面重畳表示手段、５３ 仮想画面重畳表示映像。
【発明の属する技術分野】
この発明は、火器類、特に小火器による目標の照準および射撃を高精度に行うための小火器用照準装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小火器用照準装置は例えばＪＩＳ Ｂ ７１５６「射撃照準望遠鏡」に示されるような弾着点をレチクルまたは像の移動により補正し表示する照準望遠鏡を用いるものがある。従来は小火器に装着された照準望遠鏡により目標を照準する場合、弾着点の補正をレチクルの高さ調整、望遠鏡内の光学系調整、あるいは照準望遠鏡の装着部分の機構調整により照準軸高さを調整して射撃するが、初弾が目標から外れた場合には、目標と弾着点とのずれを目測の上、操作者の経験により射撃方向を微調して再度射撃する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
照準望遠鏡を用いる場合、接眼レンズを直接目で覗く必要があるため、適当な銃座がなかったり、あるいは小火器が重く肩越しで射撃できないなどの理由で腰だめで射撃する必要がある状態では照準望遠鏡が使用できず、正確に目標照準することができなかった。また、目標捜索動作から照準動作に移行する際に視線を移さねばならないため目標方向を見失うことがあるなどの問題があった。
【０００４】
また、近距離から遠距離の目標まで同一の小火器を用い射撃を行う場合、近距離目標と遠距離目標では見越しが大きく変わるため、照準望遠鏡の目標までの距離に合わせた調整が必要となり煩雑であったり、射撃精度が操作者の練度により大きく左右されるという問題があった。
【０００５】
さらに、運用上、小火器を腰だめで使用せざるを得ない場合、照準は操作者の感覚に頼るしかなく、射撃精度は著しく悪かった。
【０００６】
この発明は、このような課題を改善するためになされたもので、操作者の練度や経験及び射撃姿勢によらず、目標捜索から照準までを容易にかつ正確に行うことができる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００７】
また、この発明は、目標までの距離によらず正確に照準できる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００８】
さらに、この発明は目標照準時の小火器を保持する手ぶれによらず正確にかつ簡便に射撃を行うことができる小火器用照準装置を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による小火器用照準装置は、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準方向のシンボルを重畳し、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に表示するよう構成してある。
【００１０】
また、第２の発明による小火器用照準装置は、小火器に装着した照準用レチクルをもつ撮像器の映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準用レチクルの方向を示すシンボルを重畳した映像とを、上記装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に照準用レチクルの方向により切り換えて表示するよう構成してある。
【００１３】
また、第３の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳して表示した映像と、照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面とを切り換えて表示するように構成してある。
【００１４】
また、第４の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルが撮像器の視野外になる場合に照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面に、また、見越し照準レチクルが撮像器の視野に入ると見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳表示した映像に自動的に切り換えて表示するように構成してある。
【００１５】
また、第５の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルと照準用レチクルを含み一部もしくは全体の背景に別途撮像した広い視野をもつ撮像器の映像を重畳した仮想画面を表示するように構成してある。
【００１７】
また、第６の発明による小火器用照準装置は、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、測角器と測距器により撮像器で照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳表示した映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ上記撮像器より広視野の撮像器の映像に見越し照準レチクルを重畳した映像とを、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に切り換えて表示するように構成してある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す構成図であり、図において１は小火器、２は撮像器、３は上記撮像器２の視軸方向６の方向を測定する視軸測角器、４は上記小火器１に装着し小火器１の照準方向７の方向を測定する照準測角器、５は眼前に配置した表示器、８は視軸方向６に対する照準方向７のずれ量（以下、ずれとも言う）を算出する照準ずれ算出手段、９は上記照準ずれ算出手段８の算出結果から上記撮像器２の映像に上記照準方向７の方向をシンボル表示する照準ずれ表示手段、２９は撮像器２と表示器５を取付けて頭部に装着する装着具である。また、図２はこの発明の実施の形態１を示す系統図であり、図中１から９は図１と同一であり、１０は視軸方向測定結果、１１は照準方向測定結果、１２は撮像器映像、１３は照準ずれ算出結果、１４は表示映像である。また、図３は表示器の表示内容を示す図であり、図中１４は図２と同一であり、１５は目標、１６は視軸シンボル、１７は照準シンボルを示す。
【００１９】
次に操作について図１、図２、図３を参照して説明する。操作者は表示器５を見ながら目標１５の捜索を行う。撮像器２は装着具２９により操作者の頭部に取付けてあるため、視軸方向６の方向を操作者の正面にすることで肉眼での捜索と合わせて、効率よく目標捜索ができる。照準ずれ算出手段８では視軸方向測定結果１０に対する照準方向測定結果１１のずれ角、すなわち視軸方向６に対する小火器１の照準方向７のずれ角を算出し、この照準ずれ算出結果１３により、照準ずれ表示手段９で撮像器映像１２に上記照準方向７の方向を視軸シンボル１６に対する照準シンボル１７のずれとして表示器５に表示する。目標１５を発見後、表示器５を見ながら小火器１を構えて上記照準シンボル１７を表示映像１４内に入れる。さらに小火器１を角度微調整して目標１５と照準シンボル１７が重なるようにし、小火器１を射撃する。目標捜索では撮像器２の視野角と操作者の表示器５を見込む角を合わせることで肉眼と同様の視界が得られるためより容易に目標捜索できる。視軸測角器３や照準測角器４は、例えば傾斜計と方位センサからなり、傾斜計は水平面基準による高低角を計測し、方位センサは磁北基準による方位角を計測する。このような測角器はＡ６サイズの基板１枚の大きさのもので相対角０．１度程度が実現されており、１ｋｍ先でも数ｍの誤差となるため、従来の腰だめで射撃する状態に比べ射撃精度が大幅に向上できるとともに、装着具２９や小火器１への取り付けが可能である。なお、図３では視軸方向６の方向を示す視軸シンボル１６の中心と目標１５と照準シンボル１７が重なる状態で射撃しているが、視軸シンボル１６は目標位置確認の目安として用いているもので目標１５と照準シンボル１７が所要の範囲で一致した状態で射撃を行えばよい。また、撮像器２は可視や赤外線によるものがあり、昼夜間や目標物により使い分けることで利便性が高まる。なお、装着具２９はヘルメット、ヘッドギア、マスクなどがある。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２を示す系統図であり、図において１は小火器、２ａは操作者の頭部に装着した装着具に取付けて前方を撮像する第１の撮像器、３は同じく装着具に取付け第１の撮像器２ａの視軸方向を測定する視軸測角器、２ｂは上記小火器１に装着し小火器１の照準用レチクルを中心に上記第１の撮像器２ａより狭い視野をもつ第２の撮像器、４は同じく上記小火器１に装着し照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、８は上記視軸測角器３と上記照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１から上記第１の撮像器２ａの視軸方向に対する照準用レチクルのずれを算出する照準ずれ算出手段、２４は上記照準ずれ算出手段８の算出結果である照準ずれ算出結果１３から上記第１の撮像器２ａの第１の撮像器映像１２ａに上記第２の撮像器２ｂの視野範囲シンボルを重畳する視野範囲重畳手段、２５は同じく上記照準ずれ算出結果１３から上記第２の撮像器２ｂの視野範囲に上記第１の撮像器２ａの視軸方向が含まれる場合に第２の撮像器映像１２ｂを含まれない場合に上記視野範囲重畳映像２８を切換えて出力する表示映像制御手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図５はこの発明の実施の形態２の表示器の表示内容を示す図であり、図中１５は目標、１６は上記第１の撮像器２ａの視軸方向を示す視軸シンボル、２８は図４と同じ、１８は視野範囲シンボル、１９は照準用レチクルを示す。
【００２１】
次に動作について図４と図５を参照して説明する。目標１５の捜索は表示器５を見ながら第１の撮像器２ａで行う。上記第１の撮像器２ａは操作者の頭部に装着した装着具に取付けてあるため、肉眼での確認と組み合わせることに効率よく捜索することができる。発見した目標１５と視軸シンボル１６の中心が重なるように視軸方向を動かす。小火器１を構えて視野範囲シンボル１８を表示映像１４内に入れ、さらに小火器１を角度調整して上記視野範囲シンボル１８と上記視軸シンボル１６が重なるようにする。表示映像制御手段２５では視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１のずれである照準ずれ算出結果１３の角度が第２の撮像器２ｂの視野角の１／２より小さくなれば、上記第２の撮像器２ｂの視野範囲に上記第１の撮像器２ａの視軸方向が含まれると判定し、表示器５に第２の撮像器映像１２ｂを表示する。上記第２の撮像器映像１２ｂを表示後、照準用レチクル１９で上記目標１５を照準し、射撃する。第１の撮像器２ａより狭い視野を持つ第２の撮像器２ｂで照準することでより高精度な照準ができるとともに、第２の撮像器２ｂによる目標１５の識別も可能である。また、第１の撮像器２ａの視野を大きくとれるため目標１５の捜索がより容易になる。
【００２２】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３を示す系統図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体構造で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と同時に得た上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向算出結果３５を算出する見越し算出手段、３６は上記見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向を見越し照準レチクルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図７はこの発明の実施の形態３の表示器の表示内容を示す図で、図中１４は表示映像、１５は目標、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクルである。
【００２３】
次に操作について図６と図７を参照して説明する。撮像器２の照準用レチクル１９により目標１５を照準する。測距器３０を外部からの動作信号により動作させ上記目標１５までの距離を、また、同時に照準測角器４で上記目標１５の方向を測定し、見越し算出手段３４で測距結果３１と照準方向測定結果１１と弾の弾道から見越し方向を計算する。小火器１の方向は操作者の保持角度により変化するので、見越し照準ずれ算出手段３６で上記見越し算出手段３４の計算結果である見越し方向算出結果３５と変化する照準方向測定結果１１から照準用レチクル１９に対する見越し照準ずれ３７を算出し、見越し表示手段３８で見越し照準レチクル２０を実時間で重畳し、表示器５で操作者に表示する。操作者は上記照準用レチクル１９と上記見越し照準レチクル２０が整合した状態で射撃することで見越し方向に対し正確に射撃することが可能となる。測距器３０の動作は例えば小火器１の引き金を２段にし、１段目を動作信号スイッチにすることで操作者は手を離すことなく全ての動作ができる。
【００２４】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４を示す系統図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向算出結果３５を出力する見越し算出手段、３６は上記見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７を見越し照準レチクルとして重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４１は見越し照準ずれ３７と撮像器２の視野角を比較し見越し照準ずれ３７の角度が視野角の１／２より大きい場合に見越し照準レチクルの方向を示す見越し照準方向シンボルを見越し表示映像４０に重畳する見越し方向表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。また、図９はこの発明の実施の形態４の見越し照準方向表示の例を示す図であり、図において１４は表示映像、１５は目標、１９は照準用レチクル、４３は見越し照準方向シンボルである。
【００２５】
次に操作について図８と図９を参照して説明する。撮像器２により目標１５を照準し、測距器３０で目標１５までの距離を、また、照準測角器４で目標１５の方向を測定し、測距結果３１と照準方向測定結果１１と弾の弾道から見越し算出手段３４で見越し方向を計算する。小火器１の方向は操作者が小火器１を保持する角度により変化するので、見越し照準ずれ算出手段３６で見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクル１９に対する見越し照準ずれ３７を算出し見越し表示手段３８で見越し照準レチクル２０を実時間で重畳し、表示器５で操作者に表示する。上記見越し照準ずれ３７の角度と撮像器２の視野角を比較し上記見越し照準ずれ３７が視野角の１／２より大きい場合、見越し照準レチクルが視野外であるため見越し表示映像には表示されない。また、このとき見越し方向表示手段４１で見越し照準レチクルの方向を示す見越し照準方向シンボル４３を見越し表示映像４０に重畳する。上記目標１５が遠距離にある場合など撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合も、上記見越し照準方向シンボル４３で照準方向を確認し上記撮像器２の視野に見越しを追い込むことが可能である。また、例えば見越し照準方向シンボル４３の矢印の長さを上記見越し照準ずれ３７と上記撮像器２の視野角の差の大小に応じて表示を変化させることでずれ量の大小が判断でき、より容易に一連の動作を行うことができる。
【００２６】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５を示す系統図であり、図において２は小火器１と一体で照準用レチクルを有し撮像器映像１２を出力する撮像器、また、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は上記撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４５は生成した仮想の広い視野上に照準用レチクルと見越し照準レチクルと上記撮像器２の視野範囲のずれをシンボルで表示した仮想画面、４４は仮想画面表示手段、２６は見越し表示映像４０と上記仮想画面４５を切り換える映像切換器、１４は表示映像、５は表示器であるｃ図１１はこの発明の実施の形態５の仮想画面４５の例を示す図であり、１８は上記撮像器２の視野範囲シンボル、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクル、４５は仮想画面を示す。
【００２７】
次に操作について図１０と図１１を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。目標が遠距離にある場合など見越し方向が撮像器２の視野外で撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合は視野範囲シンボル１８と照準用レチクル１９と見越し照準レチクル２０のずれを表示する仮想画面４５を表示器５に表示するよう映像切換器２６を切り換え、上記見越し照準レチクル２０が視野範囲シンボル１８に入った段階で上記映像切換器２６を操作して見越し表示映像４０の表示に切り換える。上記見越し表示映像４０上でより精密な上記見越し照準レチクル２０と上記照準用レチクル１９の整合を行い射撃を行う。より狭い視野を持つ撮像器２で照準ができるため高精度で照準できるとともに、目標１５の識別もより容易になる。
【００２８】
実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６を示すブロック図であり、図において１は小火器、２は上記小火器１と一体で照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し方向算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、４５は仮想の広い視野を生成しこの上に照準用レチクルと見越し照準レチクルおよび上記撮像器２の視野範囲のずれをシンボルで表示した仮想画面、４４は仮想画面表示手段、２６は上記見越し表示映像４０と上記仮想画面４５の映像切換器、４６は仮想画面表示制御手段、４７は仮想画面切換信号、１４は表示映像、５は表示器である。また、図１１はこの発明の実施の形態６の仮想画面４５の例を示す図であり、１８は上記撮像器２の視野範囲シンボル、１９は照準用レチクル、２０は見越し照準レチクル、４５は仮想画面を示す。
【００２９】
次に操作について図１１と図１２を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。例えば目標が遠距離にある場合など、仮想画面表示制御器４６で見越し照準ずれ３７と撮像器２の視野角を比較し上記見越し照準ずれ３７の角度が視野角の１／２より大きく見越し方向が上記撮像器２の視野外となる場合、仮想画面切換信号４７を出力し映像切換器２６で表示映像１４を仮想画面４５に切換え、仮想の広い視野上に照準用レチクルと見越し照準レチクルのずれを表示する仮想画面４５を表示器５に表示する。小火器１の保持角度を調整し、見越し照準レチクル２０が視野範囲シンボル１８に入り、上記見越し照準ずれ３７の角度が上記撮像器２の視野角の１／２より小さくなると、上記仮想画面表示制御手段４６の仮想画面切換信号４７を出力し見越し表示映像４０の表示に切換える。見越し表示映像４０上でより精密な見越し照準レチクル２０と視野範囲シンボル１８の整合を行い射撃を行う。操作者は映像切換え操作をすることなくスムーズに微調整に移行することができる。また、上記小火器１の方向の照準の微調整中に上記見越し照準レチクル２０が上記視野範囲シンボル１８からはずれた場合にも自動的に表示器５の表示映像が仮想画面４５に切換わり、見越し照準レチクル２０を見失うことがないため照準を確実に行うことができる。より狭い視野の撮像器２で照準することができるようになるため高精度で照準できるとともに、目標１５の識別も容易になる。
【００３０】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７を示す系統図であり、図において２は小火器１と一体で照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、２３は広視野撮像器、２７は広視野撮像器映像、３０は上記撮像器２の照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、４は上記撮像器２の照準用レチクルの方向を測定し照準方向測定結果１１を出力する照準測角器、３４は上記測距結果３１と上記照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と上記照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は上記撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７をレチクルで重畳する見越し表示手段、４０は見越し表示映像、５２は生成した仮想の広い視野上の一部もしくは全体に上記広視野撮像器映像２７を表示する仮想画面重畳表示手段、５３は仮想画面重畳表示映像、４４は仮想画面重畳表示映像５３に照準用レチクルと見越し照準レチクルのずれをシンボルで表示する仮想画面表示手段、４５は仮想画面、２６は上記見越し表示映像４０と上記仮想画面４５の映像切換器、１４は表示映像、５は表示器である。
【００３１】
次に操作について図１３を参照して説明する。見越しの算出と見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同じである。目標が遠距離にある場合など見越し方向が撮像器２の視野外で撮像器２の視野の制限から視野内に見越し方向が表示できない場合は仮想画面重畳表示手段５２において上記照準用レチクルと上記見越し照準レチクルの背景の一部あるいは全体に撮像器２より広く、かつ、目標方向を含む視野をもつ広視野撮像器２３の映像２７を表示し、さらに照準用レチクル１９と見越し照準レチクル２０のずれをシンボル表示した仮想画面４５を表示器５に表示するよう映像切換器２６を切り換え、上記見越し照準レチクルに対する照準用レチクルの方向調整を行う。上記仮想画面４５上で上記見越し照準レチクルと上記照準用レチクルのずれを表示するように上記仮想画面４５上のスケールを自動調整して表示することで上記仮想画面４５のみで見越しの高精度の照準が可能である。広視野撮像器２３の映像を表示することで見越しの算出から射撃までに要した時間内の目標の移動の有無を確認できるとともに、照準ずれも確認することができる。広視野撮像器２３は例えば小火器１に装着することで実現できる。
【００３２】
実施の形態８．
図１４はこの発明の実施の形態８を示すブロック図であり、図において２は小火器１と一体構造の照準用レチクルを有する撮像器、１２は撮像器映像、４は上記小火器１と一体構造の上記照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、１１は照準方向測定結果、３０は上記照準用レチクルで照準している目標までの距離を測定する測距器、３１は測距結果、３４は測距結果３１と照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し方向算出手段、３６は見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越し照準ずれ３７を算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３８は撮像器映像１２上に上記見越し照準ずれ３７の方向をレチクルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器、４８は上記見越し照準ずれ３７が一定の照準精度以下になった段階で自動的に発射信号４９を上記小火器１に出力する射撃制御手段を示す。
【００３３】
次に操作について説明する。見越し照準ずれ算出手段３６の動作までは実施の形態４と同一である。見越し照準レチクルと照準用レチクルを整合させ照準する時に、両者が一定の射撃角度許容範囲に入った時点で射撃制御手段から発射信号４９が小火器１に出力され、小火器１から弾が自動的に発射される。これにより手ぶれなどの射撃時の外乱要因による射撃精度の劣化が防止できる。射撃角度許容範囲は、弾丸に装填する炸薬の量や弾道計算の精度により決める。
【００３４】
実施の形態９．
図１５はこの発明の実施の形態９を示す構成図であり、図において１は小火器、２ａは装着具に取付け頭部に配置した第１の撮像器、３は上記第１の撮像器２ａの視軸方向を測定する視軸測角器、２ｂは上記小火器１に装着し小火器１の照準方向に照準用レチクルを有し照準用レチクルを中心に上記第１の撮像器２ａより狭い視野をもつ第２の撮像器、４は同じく上記小火器１に装着し照準用レチクルの方向を測定する照準測角器、３０は上記第２の撮像器２ｂの照準用レチクルで照準した目標までの距離を測定し測距結果３１を出力する測距器、８は上記視軸測角器３と上記照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１から上記第１の撮像器２ａの視軸方向に対する照準用レチクルのずれである照準ずれ算出結果１３を算出する照準ずれ算出手段、９は上記照準ずれ算出結果１３から第１の撮像器映像１２ａに照準用レチクルの方向をシンボルで重畳表示する照準ずれ表示手段、５０は照準ずれ表示映像、２６は照準ずれ表示映像５０と第２の撮像器映像１２ｂを切換える映像切換器、５１は照準映像、３４は上記測距結果３１と照準方向測定結果１１と上記小火器１の弾の弾道から見越し方向を算出する見越し算出手段、３５は見越し方向算出結果、３６は見越し方向と照準方向測定結果１１から照準用レチクルに対する見越しのずれを算出し出力する見越し照準ずれ算出手段、３７は見越し照準ずれ、３８は上記照準映像５１上に見越し照準レチクルの方向をシンボルで重畳する見越し表示手段、１４は表示映像、５は表示器である。
【００３５】
次に動作について説明する。操作者は映像切換器２６を第１の撮像器映像１２ａに切換え、表示器５を見ながら第１の撮像器２ａおよび肉眼で目標を捜索する。目標発見後、小火器１を構えて小火器１の照準用レチクルを表示器５に表示させる。これは、視軸測角器３と照準測角器４の視軸方向測定結果１０と照準方向測定結果１１のずれ角を照準ずれ算出手段８で算出し、照準ずれ算出結果１３を照準ずれ表示手段９でシンボル表示させて実規する。さらに、照準用レチクルを目標の近くに整合させ、映像切換器２６により表示器５の表示映像を第１の撮像器２ａより狭い視野を持つ第２の撮像器２ｂの映像１２ｂに切換える。目標と照準用レチクルが一致した状態で外部信号により測距器３０を動作させ、測距結果３１とそのときの照準測角器４の照準方向測定結果１１により見越し算出手段３４で見越し方向の算出を行う。照準方向は小火器１の保持状態で変わるため、見越し方向算出結果３５と照準方向測定結果１１から見越し照準ずれ算出手段３６で見越しのずれを算出し、見越し照準ずれ３７を見越し表示手段３８に出力する。見越し表示手段３８は映像切換器２６の出力映像である照準映像５１に見越し照準レチクルを重畳表示して表示器５に表示する。操作者は見越し照準レチクルと照準用レチクルが一致するように上記小火器１の方向を調整して、射撃する。見越し方向算出後の表示器５の表示映像は見越し方向が第２の撮像器２ｂの視野範囲に収まらないときは映像切換器２６を切換えて、第１の撮像器２ａの視野範囲で行い、見越し照準レチクルと照準用レチクルのずれ角が小さくなった段階で映像切換器２６を第２の撮像器２ｂの映像に切換えて行うことにより見越し方向を見失うことはない。なお、映像切換器２６の切換えは実施の形態２および６のように照準用レチクルの方向や見越し照準レチクルの方向により自動的に切換えることもできる。
【００３６】
【発明の効果】
第１の発明によれば、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準方向のシンボルを重畳し、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に表示するようにしたため、射撃姿勢によらず小火器による目標の照準が容易にかつ正確に行うことができる効果がある。
【００３７】
また、第２の発明によれば、小火器に装着した照準用レチクルをもつ撮像器の映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器の映像に小火器の照準用レチクルの方向を示すシンボルを重畳した映像とを、上記装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に照準用レチクルの方向により切り換えて表示するようにしたため、射撃姿勢によらず目標捜索から照準までの操作が容易にかつ正確に行うことができる効果がある。
【００４０】
また、第３の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルを撮像器映像に重畳して表示した映像と、照準用レチクルと見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面とを切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【００４１】
また、第４の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルが撮像器の視野外になる場合に照準用レチクルと見越し照準レチクルのシンボルを含む広視野の仮想画面に、また、見越し照準レチクルが撮像器の視野に入ると見越し照準レチクルのシンボルを撮像器映像に重畳表示した映像に自動的に切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【００４２】
また、第５の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルと照準用レチクルのシンボルを含み一部もしくは全体の背景に別途撮像した広い視野をもつ撮像器の映像を重畳した仮想画面を表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができるとともに、見越し算出から発射までの目標の動きを確認できる効果がある。
【００４４】
また、第６の発明によれば、小火器に照準用レチクルを持つ撮像器と測角器と測距器を取り付け、測角器と測距器により撮像器で照準した目標までの角度と距離を測定し、これらから算出した見越し方向の照準用レチクルに対するずれを示す見越し照準レチクルのシンボルを撮像器映像に重畳表示した映像と、頭部に装着した装着具に取付けられ上記撮像器より広視野の撮像器の映像に見越し照準レチクルのシンボルを重畳した映像とを、同じく頭部に装着した装着具に取付けられ眼前に配置した表示器に切り換えて表示するようにしたため、目標までの距離によらず、また、射撃姿勢によらず見越し方向への照準が容易に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 実施の形態１を示す系統図である。
【図３】 実施の形態１の表示器の表示内容を示す図である。
【図４】 実施の形態２を示す系統図である。
【図５】 実施の形態２の表示器の表示内容を示す図である。
【図６】 実施の形態３を示す系統図である。
【図７】 実施の形態３の表示器の表示内容を示す図である。
【図８】 実施の形態４を示す系統図である。
【図９】 実施の形態４の表示例を示す図である。
【図１０】 実施の形態５を示す系統図である。
【図１１】 実施の形態５および６の表示例を示す図である。
【図１２】 実施の形態６を示す系統図である。
【図１３】 実施の形態７を示す系統図である。
【図１４】 実施の形態８を示す系統図である。
【図１５】 実施の形態９を示す系統図である。
【符号の説明】
１ 小火器、２ 撮像器、２ａ 第１の撮像器、２ｂ 第２の撮像器、３ 視軸測角器、４ 照準測角器、５ 表示器、６ 視軸方向、７ 照準方向、８ 照準ずれ算出手段、９ 照準ずれ表示手段、１０ 視軸方向測定結果、１１ 照準方向測定結果、１２ 撮像器映像、１２ａ 第１の撮像器映像、１２ｂ 第２の撮像器映像、１３ 照準ずれ算出結果、１４ 表示映像、１５ 目標、１６ 視軸シンボル、１７ 照準シンボル、１８ 視野範囲シンボル、１９ 照準用レチクル、２０ 見越し照準レチクル、２３ 広視野撮像器、２４ 視野範囲重畳手段、２５ 表示映像制御手段、２６ 映像切換器、２７ 広視野撮像器映像、２８ 視野範囲重畳映像、２９ 装着具、３０ 測距器、３１ 測距結果、３４ 見越し算出手段、３５ 見越し方向算出結果、３６ 見越し照準ずれ算出手段、３７ 見越し照準ずれ、３８ 見越し表示手段、４０ 見越し表示映像、４１ 見越し方向表示手段、４３ 見越し照準方向シンボル、４４ 仮想画面表示手段、４５ 仮想画面、４６ 仮想画面表示制御手段、４７ 仮想画面切換信号、４８ 射撃制御手段、４９ 発射信号、５０ 照準ずれ表示映像、５１ 照準映像、５２ 仮想画面重畳表示手段、５３ 仮想画面重畳表示映像。
Claims (6)
- 頭部に装着する装着具と、この装着具に取付けられ前方を撮像する撮像器と、上記撮像器の視軸方向を測定する視軸測角器と、上記装着具に取付けられ人の眼前に配置された表示器と、小火器に装着し照準方向を測定する照準測角器と、上記視軸測角器及び照準測角器の測定結果より視軸方向からの照準方向のずれを算出する照準ずれ算出手段と、算出したずれを上記撮像器の映像にシンボルにより重畳して上記表示器に表示する照準ずれ表示手段とで構成したことを特徴とする小火器用照準装置。
- 頭部に装着する装着具とこの装着具に取付けられ前方を撮像する第１の撮像器と、上記撮像器の視軸方向を測定する視軸測角器と、上記装着具に取付けられ人の眼前に配置された表示器と、小火器に装着し上記第１の撮像器より狭い視野を持ち照準用レチクルを具備した第２の撮像器と、小火器に装着し上記照準用レチクルの方向を測定する照準測角器と、視軸測角器及び照準測角器の測定結果より視軸方向からの照準用レチクルの方向のずれを算出する照準ずれ算出手段と、算出したずれを中心とし上記第２の撮像器の視野範囲を上記第１の撮像器の映像に重畳して上記表示器に表示する視野範囲重畳手段と、上記第２の撮像器の視野範囲に所要の目標が入ると上記表示器の表示映像を上記第２の撮像器の映像に切り換える表示映像制御手段とで構成したことを特徴とする小火器用照準装置。
- 小火器に装着し照準用レチクルを具備した撮像器と、
表示器と、
目標を上記照準用レチクルにより照準したとき上記目標までの距離を測定する測距器と、
上記照準用レチクルの方向を測定する照準測角器と、
上記測距器及び照準測角器で測定した目標の距離及び方向と小火器から発射される弾の弾道とから見越し方向を算出する見越し算出手段と、
上記照準用レチクルからの上記見越し方向のずれを算出する見越し照準ずれ算出手段と、
算出した見越し照準ずれを見越し照準レチクルとして上記撮像器の映像に重畳して上記表示器に表示する見越し表示手段と、
上記算出した見越し方向が上記撮像器の視野外になる場合、上記表示器の画面を上記照準用レチクルを中心とし上記見越し照準レチクルを含む広視野の仮想画面に切り換える映像切換器と、
仮想の広い視野上に上記照準用レチクルと上記見越し照準レチクルのずれを重畳表示する仮想画面表示手段と、
で構成したことを特徴とする小火器用照準装置。 - 上記仮想画面上で上記見越し照準レチクルが上記照準用レチクルを中心とした上記撮像器の視野相当の領域に入ると上記仮想画面を上記撮像器の映像に切り換える仮想画面表示制御手段を付加したことを特徴とする請求項３記載の小火器用照準装置。
- 上記撮像器より広い視野をもつ広視野撮像器と、上記仮想画面の照準用レチクルと見越し照準レチクルの背景の一部もしくは全体に上記広視野撮像器の映像を重畳表示する仮想画面重畳表示手段とを付加したことを特徴とする請求項３記載の小火器用照準装置。
- 頭部に装着する装着具とこの装着具に取付けられ前方を撮像する第１の撮像器と、上記第１の撮像器の視軸方向を測定する視軸測角器と、上記装着具に取付けられ人の眼前に配置された表示器と、小火器に装着し上記第１の撮像器より狭い視野を持ち照準用レチクルを具備した第２の撮像器と、目標を上記照準用レチクルにより照準したとき上記照準用レチクルの方向を測定する照準測角器と、目標を上記照準用レチクルにより照準したとき上記目標までの距離を測定する測距器と、上記照準測角器及び測距器で測定した方向及び距離と小火器から発射される弾の弾道とから見越し方向を算出する見越し算出手段と、上記視軸測角器及び照準測角器の測定結果より上記視軸方向からの上記照準用レチクルの方向のずれを算出する照準ずれ算出手段と、算出したずれを上記第１の撮像器の映像にシンボルにより重畳する照準ずれ表示手段と、上記照準ずれ表示手段の映像と上記第２の撮像器の映像を切り換えて出力する映像切換器と、上記照準用レチクルの方向からの上記見越し方向のずれを算出する見越し照準ずれ算出手段と、上記算出した見越し方向を見越し照準レチクルとして映像切換器の映像に重畳して上記表示器に表示する見越し表示手段とで構成したことを特徴とする小火器用照準装置。
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