JP6362227B2 - 視準校正装置、視準校正システムおよび視準構成方法 - Google Patents

Description

本開示は視準校正装置に関し、例えばプリズムを用いた視準校正装置に適用可能である。

従来、非可視光であるレーザ光を送信するレーザ送信器を有する射撃装置に照準眼鏡を装着し、該照準眼鏡によりレーザ送信器の照準方向を合わせてレーザ光を照射するようにした射撃訓練装置がある。レーザ光を用いた従来の射撃訓練装置は、レーザ光線を照射する射撃装置と目標物である標的により構成される。射撃装置は、レーザ光線を照射するレーザ送信器、このレーザ送信器の照準を合わせる照準眼鏡、この照準眼鏡の照準方向を調整するための可視レーザ光を使用した照準送信器から構成される。
レーザ送信器は、模擬銃に取り付けられ、該模擬銃の引金が操作された際に非可視光であるレーザ光を標的に向けて発射する。照準眼鏡は、照準方向を調整するための調整機構を備えている。照準送信器は、レーザ送信器に対して物理的に平行となるように固定して設けられ、目に損傷を与えにくいアイセーフレーザを使用して可視レーザ光を発生する。
一方、標的には、中央部に受光器と発光器が設けられ、レーザ送信器から照射されたレーザ光が受光器に的中すると発光器が発光するようになっている。また、標的には、受光器の近傍に照準眼鏡により照準される照準用十字線および照準送信器により照準される照準校正用十字線が設けられる。すなわち、照準用十字線および照準校正用十字線は、受光器の近傍において照準眼鏡および照準送信器に対応する位置関係となるように設けられる。
上記のように構成された射撃訓練装置は、射撃訓練を実施する前に照準眼鏡が正しく照準されているかどうかの確認および調整（照準調整）を行う。
本開示に関連する先行技術文献としては、例えば特開２０１０−１１７０９０号公報がある。

特開２０１０−１１７０９０号公報

上記背景技術に記載されるような射撃訓練装置の照準調整（視準校正）は可視光で行われるので、太陽光や陽炎等の外囲条件の影響を受けると視認性が低下する。また、標的のどの位置に可視光のレーザ光線が照射されているのか（どの程度ずれているのか）を射手に対して指示する人員が必要であり、視準校正する際は最低２人必要となる。さらに、視準校正は、射撃訓練前の準備段階の位置づけで実施されるが、視準校正に多大な時間が費やされる。
本開示の課題は、外囲条件の影響を低減し、操用性を向上し、視準校正時間を短縮することができる視準校正技術を提供することにある。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、視準校正装置は視準校正板とレーザ送信装置に装着される光学装置とを備える。前記視準校正板は火器照準用レチクルと前記レーザ送信装置から照射される照射光を受ける受光器と、前記受光器が前記照射光を受光したときに発光する発光器と前記光学装置から照射されるレーザ照射光を前記光学装置に反射するプリズムとを備える。前記光学装置は前記プリズムにレーザを照射するレーザ発光部と前記プリズムからの反射光を受けるレーザ受光部と前記レーザ受光部からの反射光の受光時間と入射角度によって照準点とレチクルを算出するデータ処理部とを備える。

上記視準校正装置によれば、外囲条件を低減し、操用性を向上し、視準校正時間を短縮することができる。

比較例に係る視準校正システムにおける視準校正方法を説明するための模式図である。 比較例に係る視準校正システムにおける視準校正方法を説明するための模式図である。 比較例に係る視準校正システムにおける視準校正方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る視準校正システムの構成を説明するための模式図である。 実施形態に係る視準校正板本体を説明するための外観正面図である。 実施形態に係る光学装置を説明するための外観側面図である。 実施形態に係る入出力処理器におけるレチクルの照準点合わせを説明するためのイメージ図である。 実施形態に係る入出力処理器における照準眼鏡で覗く画面と音声ナビゲーションを説明するためのイメージ図である。 実施形態に係る標的板を説明するためのイメージ図である。 実施形態に係る処理器画面における光学装置用照準点レチクルとプロジェクタ用レチクルの算出方法を説明するための図である。 実施形態に係る処理器画面における光学装置用照準点レチクルとプロジェクタ用レチクルの算出方法を説明するための図である。 実施形態に係る処理器画面における光学装置用照準点レチクルとプロジェクタ用レチクルの算出方法を説明するための図である。 実施形態に係る光学装置用照準点レチクルの算出方法を説明するための図である。 実施形態に係る光学装置用照準点レチクルの算出方法を説明するための図である。 実施形態に係る視準構成システムを説明するための系統図である。

以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。

＜比較例＞
まず、本願発明者らが本開示に先立って検討した技術（以下、比較例という。）に係る視準校正システムについて図１から図３を用いて説明する。図１は比較例に係る視準校正システムの初期状態における照準器の可視光軸線とレーザ送信装置の照準線との状態を示す図である。図２は比較例に係る視準校正システムの方向調整を行った状態における照準器の可視光軸線とレーザ送信装置の照準線との状態を示す図である。図３は比較例に係る視準校正システムにおける視準校正を確認している状態を示す図である。
図１から図３に示すように、視準校正システム１Ｓは視準校正板１０Ｓと火器７０Ｓに装着されるレーザ送信装置であるプロジェクタ５０Ｓとを基準の距離（２０〜３０ｍ）に隔離して配置する。視準校正板１０Ｓは、中央部に受光器１５Ｓと発光器１６Ｓとを備え、プロジェクタ５０Ｓから照射されるレーザ光が受光器１５Ｓに的中すると発光器１６Ｓが発光するようになっている。また、視準校正装置１０Ｓは、受光器１５Ｓの近傍に照準器８０Ｓにより照準される照準器用レチクル（十字線）１８Ｓと火器用照準器（照準眼鏡）７１Ｓにより照準される火器照準用レチクル１７Ｓとを備える。照準器用レチクル１８Ｓおよび火器照準用レチクル１７Ｓは、受光器１５Ｓの近傍において照準器８０Ｓおよび火器用照準器７１Ｓに対応する位置関係となるように設けられている。プロジェクタ５０Ｓは照準器８０Ｓと図示しない方向調整機構とを装着する。照準器８０Ｓはプロジェクタ５０Ｓに対して物理的に平行となるように固定して設けられる。

任意の火器７０Ｓに装着したプロジェクタ５０Ｓのレーザ光軸線１０３Ｓおよびプロジェクタ５０Ｓに装着した照準器８０Ｓの可視光軸線１０１Ｓは、火器７０Ｓの照準線１０２Ｓと平行ではない。図１は火器用照準器７１Ｓから照射される可視レーザ光を火器照準用レチクル１７Ｓに合わせて照準器８０Ｓから視準校正板１０Ｓに照射した状態を示している。照準器８０Ｓから視準校正板１０Ｓに照射される照射位置１９Ｓは目視が可能である。

よって、火器用照準器７１Ｓの照準線１０２Ｓを火器照準用レチクル１７Ｓに合わせた状態を維持したまま、図示していないプロジェクタ５０Ｓに装着されている方向調整機構により照準器８０Ｓの可視光軸線１０１Ｓを照準器用レチクル１８Ｓに合わせる。この操作により、図２に示すように、火器７０Ｓの照準線１０２Ｓと照準器８０Ｓの可視光軸線１０１Ｓとプロジェクタ５０Ｓのレーザ光軸線１０３Ｓは平行となる。

図示していないレーザ送信器のトリガを引きプロジェクタ５０Ｓからレーザ光線を送信し、図３に示すように、そのレーザ光線を受光器１５Ｓで受光し、発光器１６ＳのＬＥＤ発光により、正しく視準校正が行われたことを確認する。

なお、射撃訓練時はレーザの受光器を備える標的が例えば数Ｋｍ先に配置されたり、移動したりする。火器用照準器７１Ｓによって標的に照準しプロジェクタ５０Ｓからレーザ光を発射することにより、弾丸の発射を模擬して射撃訓練を行う。

本願発明者らは比較例に係る視準校正システムでは以下の問題があることを見出した。
（１）照準器８０Ｓで使用するレーザ光線は可視光のため、太陽光の影響により標的板上の可視光のレーザ光線が視認しにくい。
（２）標的板のどの位置に可視光のレーザ光線が照射されているのか（どの程度ずれているのか）射手に対して指示する人員が必要であり、視準校正する際は最低２人必要となる。
（３）視準校正は、訓練前の準備段階の位置づけで実施されるが、視準校正に多大な時間が費やされる。

＜視準校正システム＞
実施形態に係る視準校正システムについて図４および図１２を用いて説明する。図４は視準校正システムの構成を示す模式図である。図１２は実施形態に係る視準構成システムを説明するための系統図である。
実施形態に係る視準校正装置システム１は、視準校正板１０と、光学装置２０と、光学装置２０と無線または有線で接続される入出力処理器４０と、を備え、視準校正装置を構成する。視準校正装置システム１は、さらに、火器７０に装着されるプロジェクタ５０を備え、光学装置２０はプロジェクタ５０に装着される。プロジェクタ５０はレーザ送信装置であり、受光器１５にレーザ光線を発射することによる視準校正の確認および火器用照準器（照準眼鏡）７１によって標的に照準しレーザ光を発射することにより弾丸の発射を模擬した射撃訓練に使用される。なお、火器７０にプロジェクタ５０を装着するので、火器７０は訓練者が保持する小火器よりも固定して使用する小火器や重火器の方が好ましい。

＜視準校正板＞
次に、視準校正板について図５を用いて説明する。図５は視準校正板の外観を示す正面図である。
視準校正板１０は本体１１と標的板１２とを備える。標的板１２はプリズム取付板１３と受光器１５と発光器１６と火器照準軸用レチクル１７とを備える。プリズム取付板１３は、プリズム１４が装着できる構造となっている。プロジェクタ５０からのレーザ光線を受光器１５で受光すると、発光器１６のＬＥＤが発光するようになっている。

＜光学装置＞
次に、光学装置について図６および図１２を用いて説明する。図６は光学装置、取付金具およびプリズムとの関係を示す図である。
光学装置２０はプロジェクタ５０の取り付けるための取付金具３０を備え、光学装置２０とプロジェクタ５０の光軸が平行になるように取付金具３０で固定される。光学装置２０はレーザ光線２０１を照射するレーザ発光部２１とプリズム１４により反射した反射光２０２を受光するレーザ受光部２２を有する。反射光２０２により光学装置２０の照準がデータ処理部２３で算出され、入出力処理器４０に表示することができる。また、光学装置２０は通信部２４と表示部２５と振動検知部２６と音響部２７と電源部２８とを備える。

＜入出力処理器＞
次に、入出力処理器について図７および図８を用いて説明する。図７は実施形態に係る入出力処理器おけるレチクルの照準点合わせを説明するためのイメージ図である。図８は実施形態に係る入出力処理器における照準眼鏡で覗く画面と音声ナビゲーションを説明するためのイメージ図である。
入出力処理器４０は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成され、図７に示すように、画面上に光学装置２０で算出した光学装置用照準点レチクル４３Ｒおよび照準点４３Ｃが表示可能である。ＰＣは一例であってこれに限定されるものではなく、ＰＣ相当のものであればよい。また、光学装置用照準点レチクル４３Ｒに照準点４３Ｃを合わせるのに対し、音声ナビゲーション（SOUND NAVIGATION）にて、調整指示が可能である。例えば、光学装置２０で算出した光学装置用照準点レチクル４３Ｒおよび照準点４３Ｃが図７に示す位置関係にある場合、「距離Ｘ分右に調整して下さい。距離Ｙ分下に調整して下さい。」と音声によるナビゲーションが行われる。その音声ナビゲーションに従って、プロジェクタ５０に装着されている方向調整機構６０により照準点４３Ｃを光学装置用照準点レチクル４３Ｒに合わせる。なお、図７では照準点４３Ｃが光学装置用照準点レチクル４３Ｒに近づいて行く軌跡が示されている。
また、図８に示すように、照準眼鏡７１で覗く画面である、プロジェクタ用レチクル４５Ｒ、光学装置用照準点レチクル４３Ｒおよび火器照準軸用レチクル４７Ｒが画面上で切換可能であり、また音声ナビゲーションが可能である。プロジェクタ用レチクル４５Ｒは光学装置用照準点レチクル４３Ｒに対して機械的に決定される距離ＡおよびＢにより表示される。ここで、機械的に決定される距離ＡおよびＢとは、光学装置２０の光軸とプロジェクタ５０の光軸との距離で、水平方向が距離Ａ、垂直方向が距離Ｂ離れている。また、プロジェクタ用照準点４５Ｃは照準点４３Ｃに対して機械的に決定される距離ＡおよびＢにより表示される。例えば、「照準点がレチクルと合いましたら、火器照準用レチクルを照準眼鏡の中心に合わせて下さい。」と音声によるナビゲーションが行われる。
音声ナビゲーション機能により、視準校正の手順が、全て画面と音声で把握することができる。

＜標的板＞
次に、標的板について図９を用いて説明する。図９は標的板のイメージ図である。
標的板１２にはプリズム１４、受光器１５、発光器１６および火器照準用レチクル１７を備えるが、図７および図８に示すように、光学装置用照準点レチクル４３Ｒおよびプロジェクタ用レチクル４５Ｒが入出力処理器３０の画面に表示される。図９に示すように、光学装置用照準点レチクル４３Ｒはプリズム１４の中心に、プロジェクタ用レチクル４５Ｒは受光器１５の中心に位置するように、画面上に表示される。

＜操作方法＞
次に、視準校正装置の操作方法について説明する。
（１）視準校正を行う距離（例えば、２０ｍ〜３０ｍの範囲内の所定の距離）に、視準校正板１０の本体１１を配置する。
（２）プロジェクタ５０に光学装置２０を取付金具３０で取り付ける。なお、プロジェクタ５０は火器７０の所定の位置に装着されている。
（３）本体１１に標的板１２を取り付ける。なお、標的板１２のプリズム取付板１３にはプリズム１４が取り付けられている。
（４）入出力処理器３０を「ＯＮ」にし、視準校正する対象火器を選択する。
（５）光学装置２０を「ＯＮ」にし、プロジェクタ５０に装着している方向調整機構６０を調整し、入出力処理器４０上で、光学装置用照準点レチクル４３Ｒに光学装置２０で算出した照準点４３Ｃを合わせる。
（６）プロジェクタ５０から標的板１２にレーザ光線を照射し、発光器１６のＬＥＤが発光することを確認する。
（７）照準眼鏡７１にて、火器照準軸用レチクル４７Ｒが中心にあることを確認する。
上記操作により、火器用照準器７１の照準線１０２と光学装置２０の光軸線１０１とプロジェクタ５０のレーザ光軸線１０３とは平行となる。

次に、上記操作方法（４）の視準校正する対象火器について図１０Ａから図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａから図１０Ｃは実施形態に係る処理器画面における光学装置用照準点レチクルとプロジェクタ用レチクルの算出図である。図１０Ａは入出力処理器の画面図、図１０Ｂは光学装置、プロジェクタおよび方向調整機構を示す上面図、図１０Ｃはその側面図である。
入出力処理器４０にて、視準校正する対象火器を選択することで、図１０Ａに示すように、対象火器に対応したプロジェクタ用レチクル４５Ｒ、照準（プリズム用）レチクル４３Ｒおよび火器照準軸用レチクル４７Ｒが表示される。図１０Ｂおよび図１０Ｃに示すように、光学装置２０とプロジェクタ５０の光軸は垂直方向に距離Ａ、水平方向に距離Ｂ離れている。プロジェクタ用レチクル４５Ｒは機械的に決定される距離ＡおよびＢにより表示される。

次に、上記操作方法（５）の光学装置用照準点レチクルの算出方法について図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは実施形態に係る光学装置用照準点レチクルの算出方法を説明するための概要図である。図１１Ａは光学装置２０の光軸がプリズム１４に対して水平方向右に距離Ｘ、垂直方向上に距離Ｙずれて配置されている様子を示している。図１１Ｂは図１１Ａの配置を入出力処理器に表示した画面を示している。
光学装置２０のレーザ発光部２１より送信されたレーザ光線の照射光２０１は、標的板１２のプリズム１４にて全反射され、その反射光２０２はプロジェクタ５０から送信されるレーザ光線の入射光５０１と同一方向（平行）に光学装置２０のレーザ受光部２２に戻ってくる。戻ってきたレーザ光線はデータ処理部２３にて復調され、通信部２４から有線または無線通信路３１により入出力処理器４０にデータが送信される。入出力処理器４０では、光学装置２０からのデータにより視準校正中の照準位置（軌跡）を表示する。光学装置２０より送信した反射光が戻ってきた際に、光学装置２０で算出した照準点４３Ｃと並行して光学装置用照準点レチクル４３Ｒの絶対位置が確定する。レーザ受光部２２への受光時間と入射角度によって照準点４３Ｃと光学装置用照準点レチクル４３Ｒが算出される。算出された照準点４３Ｃと光学装置用照準点レチクル４３Ｒは入出力処理器４０に表示される。

＜効果＞
本実施形態の効果を以下に説明する。
（１）入出力処理器４０にて各照準点およびレチクルが表示できることにより、入出力処理器３０の画面を見るだけで、容易に調整が可能となる。
（２）比較例では、標的板のどの位置に可視光のレーザ光線が照射されているのか（どの程度ずれているのか）を射手に対して指示する人員が必要であり、視準校正する際は最低２人必要だったが、本実施形態により１人で対応可能となる。
（３）入出力処理器４０で対象火器を設定すると、対応する対象火器の各照準点およびレチクルが表示できるため、対象火器が増えた場合は入出力処理器４０のソフトアップデートと標的板の追加のみで対応可能な拡張性を有する。
（４）入出力処理器４０にて視準校正の手順が音声ナビゲーションされるため、初心者でも容易に視準校正が可能となる。
（５）視準校正要領が容易になることで、視準校正にかかる時間が短縮される。大規模な訓練において、準備時間の短縮はシステムとして大きなメリットである。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

１・・・視準校正システム
１０・・・視準校正板
１５・・・受光器
１６・・・発光器
１７・・・火器照準軸用レチクル
１９・・・照準位置
２０・・・光学装置
２１・・・レーザ発光部
２２・・・レーザ受光部
２３・・・データ処理部
３０・・・取付金具
４０・・・入出力処理器
４３Ｃ・・・照準点
４３Ｒ・・・光学装置用照準点レチクル
４５Ｃ・・・プロジェクタ用照準点
４５Ｒ・・・プロジェクタ用レチクル
４７Ｒ・・・火器照準軸用レチクル
５０・・・プロジェクタ
６０・・・方向調整機構
７０・・・火器
７１・・・火器用照準器（照準眼鏡）
１０１・・・光学装置用レーザ光軸線
１０２・・・照準線
１０３・・・レーザ光軸線
２０１・・・照射光
２０２・・・反射光
５０１・・・レーザ光線

Claims (5)

1. 視準校正装置は、
   視準校正板と、
   レーザ送信装置に装着される光学装置と、
   を備え、
   前記視準校正板は、
   火器照準用レチクルと、
   前記レーザ送信装置から照射される照射光を受ける受光器と、
   前記受光器が前記照射光を受光したときに発光する発光器と、
   前記光学装置から照射されるレーザ照射光を前記光学装置に反射するプリズムと、
   を備え、
   前記光学装置は、
   前記プリズムにレーザを照射するレーザ発光部と、
   前記プリズムからの反射光を受けるレーザ受光部と、
   前記レーザ受光部からの反射光の受光時間と入射角度によって照準点とレチクルを算出するデータ処理部と、
   を備える。
2. 視準校正システムは、
   火器に備わる火器用照準器と、
   前記火器に装着されるレーザ送信装置と、
   前記レーザ送信装置に装着される方向調整機構と、
   前記レーザ送信装置に装着される光学装置と、
   前記レーザ送信装置から基準距離隔離される視準校正板と、
   を備え、
   視準校正板は、
   前記火器用照準器のターゲットである火器照準用レチクルと、
   前記レーザ送信装置から照射される照射光を受ける受光器と、
   前記受光器が前記照射光を受光したときに発光する発光器と、
   前記光学装置から照射されるレーザ照射光を前記光学装置に反射するプリズムと、
   を備え、
   前記光学装置は、
   前記プリズムにレーザを照射するレーザ発光部と、
   前記プリズムからの反射光を受けるレーザ受光部と、
   前記レーザ受光部からの反射光の受光時間と入射角度によって照準点とレチクルを算出するデータ処理部と、
   を備える。
3. 請求項２の視準校正システムにおいて、さらに、
   前記光学装置に有線または無線で接続される入出力処理器を備え、
   前記入出力処理器は火器照準用レチクルとレーザ装置用レチクルと光学装置用レチクルとレーザ装置用照準点と光学装置用照準点を表示する機能を備える。
4. 請求項３の視準校正システムにおいて、
   前記入出力処理器は画面上でレチクルと照準点を合わせる際に音声ナビゲーションによる調整指示機能を備える。
5. 視準校正方法は、
   火器用照準レチクルとプリズムと受光器と発光器を備える視準校正板を所定の位置に配置し、
   照準眼鏡を備える火器を所定の位置に配置し、
   光学装置を装着したプロジェクタを前記火器の所定の位置に装着し、
   前記光学装置に入出力処理器を有線または無線通信路で接続し、
   前記入出力処理器により視準校正する対象火器を選択し、
   前記光学装置により照射されたレーザ光線を前記プリズムで反射することにより得られた反射光の受光時間と入射角度に基づいて光学装置用照準点レチクルと光学装置用照準点を算出し、
   前記プロジェクタに装着している方向調整機構を調整し、前記入出力処理器上で前記光学装置用照準点レチクルに前記光学装置用照準点を合わせ、
   前記プロジェクタから前記視準校正板にレーザ光線を照射し、前記発光器が発光することを確認し、
   前記照準眼鏡にて前記火器照準軸用レチクルが中心にあることを確認する。

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