JP6415593B2 - ドットサイト装置 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１３年１２月１３日に出願した韓国特許出願番号第１０−２０１３−０１５５４５３号及び２０１４年１２月９日に出願した米国特許出願番号第１４／５６５，１８８号に対する優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に組み込まれる。
本発明は、ビームスプリッタを備えたドットサイト装置(dot sighting device)に関する。
従来のドットサイト照準装置の場合、照準鏡の反射鏡の光軸が鏡筒の光軸に対して傾いているため、照準鏡の反射鏡の光軸が鏡筒の光軸と一致する光学系に比べて視差が大きくなる場合がある。このため、許容視差以内の領域を確保するために、ドットレチクルと反射鏡の距離をより遠くしたり、反射鏡の有効直径をより小さくしてドットサイトを構成しなければならない欠点があった。
図１は、従来の単眼視用ドットサイト照準装置を概略的に図示した断面図である。
図１に図示したように、ドットサイト照準装置（１）は、ドットレチクル発生部（５）と、反射鏡（７）と、固定グリル（１１）とを含んで構成される。ドットレチクル発生部（５）は、ＬＥＤのような発光素子と、この発光素子の前方に位置するドットレチクル形状の投光部を有するマスクとで構成される。反射鏡（７）は、ドットレチクル発生部から照射される光を使用者に向けて反射させ、目標物から供給される入射光を透過させるように鏡筒の目標物に向かう先端部の内側に固定される。固定グリル（１１）は、ドットサイト照準装置（１）を小銃に固定するように構成される。
このような従来のドットサイト照準装置（１）は、使用者が照準目標物に反射鏡（７）を通じて反射されたドットレチクルの虚像であるドット（ｄｏｔ）を一致させることにより照準がなされる。
具体的に検討すると、ドットサイト装置（１）の内部に位置したドットレチクル発生部（５）から照射されたドットレチクルビームは、反射鏡（７）に反射され、観測者の目に平行に入射する。この平行度は、銃身の弾丸発射軸と一致するように設定される。ドットサイト装置（１）のレチクルビームの平行度と銃身の弾丸発射軸が一致しなければ、使用者がドットレチクル発生部（５）から照射されたドットレチクルの虚像を射撃照準目標物に一致させても、弾丸は、照準目標物に命中しない。従って、垂直及び水平調整機能を有する鏡筒整列用ノブ（３）を操作して鏡筒の光軸を銃身の弾丸発射軸と一致させなければならない。
図１のように従来のドットサイトは、ドットレチクル発生部（５）を鏡筒の端に配置して鏡筒を通じて見える目標物に対するユーザの視野が妨害されないようにしている。
反射鏡（７）の周辺部の光線の視差は、図２Ａに図示したように、鏡筒（１０）の光軸（Ｃ１）と反射鏡（７）の光軸（Ｃ２）とがなす角（Ａ１）が小さくなるほど減少する。
従って、図２Ｂのように鏡筒（１０）の光軸（Ｃ１）と反射鏡（７）の光軸（Ｃ２）を並ぶように（または一致するように）配置した構造は、図２Ａのように鏡筒（１０）の光軸（Ｃ１）と反射鏡（７）の光軸（Ｃ２）とが一定の角（Ａ１）に傾いて配置された構造に比べて、視差の発生量が遥かに少ないため、図２Ｂの配置構造は、図２Ａに比べてドットレチクル発生部（５）と反射鏡（７）との間の距離をより短くすることができるので、ドットサイト装備の小型化が可能になる。
しかし図２Ｂのような配置構造は、ドットレチクル発生部（５）がドットサイト装置１の鏡筒（１０）の光経路上に配置され、外部目標点の観測に妨害要素として作用するため、採択されずにいる。
また、反射鏡（７）は、ドットレチクル発生部の波長帯域の光線を反射するようにコーティングされている。このようなコーティングは、反射鏡（７）の外側から入射する外部光線の中でもドットレチクル発生部（５）の波長帯域の光線を反射するようになり、このような反射光は、周辺の他の物体の反射光に比べて顕著であるため、使用者の位置が相手に気付かれ易い問題点がある。例えば、ドットレチクル発生部（５）の光源として６５０ｎｍ（赤色）のＬＥＤを使用すると、反射鏡外側の面に入射する外部光のうち６５０ｎｍの波長帯域を有する赤色の光線が反射され、反射鏡（７）全体が赤色に近い色に見えるようになり、相手に気付かれ易いため、使用者の位置が容易に発覚する恐れがある。

従って、本開示の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、視差を減少または最小化することができるドットサイト装置を提供することにある。
本開示の他の目的は、ドットレチクル発生部から照射されたドットレチクルビームが目標物に向けて反射されることを減少または防止することができるドットサイト装置を提供することにある。
本開示の実施例によると、ドットレチクル発生部の光軸が反射鏡の光軸と近くにまたは同一線上にあり、視差を減少または最小化することができるコンパクトなドットサイト装置を提供することができる。
また、ドットレチクル発生部から出射されたドットレチクルビームが目標物に向けて反射されることを減少または防止することができるドットサイト装置を提供することができる。
本開示の他の実施例によると、ドットサイト装置は、ハウジング、光源、ビームスプリッタ、及び反射鏡で構成される。ハウジングは、第１開口及び第２開口を含んでいる。第１軸が、第１開口から第２開口に規定される。第２軸が、第１軸に垂直となるように規定される。光源は、光を出射する。反射鏡は、入射した光の少なくとも一部を反射する。第１光成分が、反射された光として規定される。反射鏡は、第２軸に配設される。ビームスプリッタは、第１光成分の少なくとも一部を反射し、第２光成分の少なくとも一部を透過させる面を含む。第２光成分は、第１開口を通じてハウジングに入ってくる光として規定される。
本開示の他の実施例によると、ドットサイト装置は、ハウジング、光源、ビームスプリッタ、及び反射鏡で構成される。ハウジングは、第１開口及び第２開口を有する。第１軸が、第１開口から第２開口に規定される。光源は、光を出射する。ビームスプリッタは、光の第１光成分の少なくとも一部を反射し、第２光成分の少なくとも一部を透過させる面を含む。ビームスプリッタは、反射防止処理を有する第１面を含む。第２光成分は、第１開口を通じてハウジングに入ってくる光として規定される。反射鏡は、ビームスプリッタの面により反射される第１光成分の少なくとも一部をビームスプリッタに向けて反射し、第２光成分を透過する。
ドットサイト装置を概略的に図示した図である。 ドットサイト装置の反射鏡の光軸と鏡筒の光軸の関係を示す断面図である。 ドットサイト装置の反射鏡の光軸と鏡筒の光軸の関係を示す断面図である。 本開示の第１実施例に係るドットサイト装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の第１実施例に係るドットサイト装置の他の例を示す概略断面図である。 反射鏡の様々な形態を示す側面図である。 反射鏡の様々な形態を示す側面図である。 反射鏡の様々な形態を示す側面図である。 反射鏡の様々な形態を示す側面図である。 本開示の第２実施例に係るドットサイト装置の構成を示す概略断面図である。 本開示の第２実施例に係るビームスプリッタの構成を示す概略斜視図である。 本開示の第３実施例に係るドットサイト装置の構成を示す概略斜視図である。 内部全反射の例を示す概念斜視図である。 反射防止処理の例を示す斜視図である。 本開示の実施例に係るドットサイト装置の他の構成を示す概略断面図である。 本開示の実施例に係るドットサイト装置の他の構成を示す概略断面図である。 本開示の実施例に係るドットサイト装置の他の構成を示す概略断面図である。 例示的なビームスプリッタの側面図である。
以下、本開示の好ましい実施例について図面を参照して詳細に説明する。本明細書の図面において実質的に同一の機能や構造を有する構成要素は同一の符号を使用し、このような構成要素についての重複説明は省略する。
参照を容易にするため、特に言及しない限り、“上部”は一般的な使用条件下で空に向かう側（例えば、ドットサイト装置を銃器類に取り付けた時、銃から遠い側）をいい、“下部”は一般的な使用時、大地に向かう側（例えば、ドットサイト装置を銃器類に取り付けた時、銃に近い側）をいう。従って、銃に固定するための固定グリルや取り付け部を有するドットサイト装置は、一般的にドットサイト装置の下部側に固定グリルや取り付け部を有していることになる。しかし、側面取り付け配置のような他の構成も可能であることは言うまでもない。
まず、本開示の第１実施例に係るドットサイト装置について説明する。
図３は、本開示の第１実施例に係るドットサイト装置を示す概略図である。
図３を参照すると、ドットサイト装置は、銃器類の上側で銃身と並んで配置される鏡筒（１１０）と、鏡筒（１１０）の内周面の一側（図３では鏡筒（１１０）の上部側）に配置されるドットレチクル発生部（１２０）と、鏡筒（１１０）の内周面のうちドットレチクル発生部（１２０）の向い側に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）から照射されるドットレチクルビームを反射させる反射鏡（１３０）と、ドットレチクル発生部（１２０）と反射鏡（１３０）との間の光経路に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）から供給されるドットレチクルの光を反射鏡（１３０）方向に透過させて反射鏡（１３０）からビームスプリッタ（１４０）に向けて再反射されて入射するドットレチクルの光を反射させるコーティング面を有する傾斜面（１４１）が形成されたビームスプリッタ（１４０）と、ドットレチクル発生部（１２０）とビームスプリッタ（１４０）との間に配置される第１偏光部（１５１）と、ビームスプリッタ（１４０）と目標物との間の鏡筒（１１０）の内部空間に配置される第２偏光部（１５２）とを含んで構成される。
ドットレチクル発生部（１２０）は、ドットレチクル像またはドットマスク像を生成する。ドットレチクル像を生成するために、例えば、ドットレチクル発生部（１２０）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子と、発光素子の前方に位置するドットレチクル形状の投光部を有するマスクまたはレチクルとを含んで構成され得る。
反射鏡（１３０）は、光軸がドットレチクル発生部（１２０）の光軸と同一線上に位置するように鏡筒（１１０）の内周面のうちドットレチクル発生部（１２０）の向い側に配置される。反射鏡（１３０）で反射されるドットレチクルビームは、使用者に虚像として提供される。例えば、本実施例では、単一反射面を有するマイナス屈折力の凹平レンズが適用されたものとして例を挙げて説明する。
ビームスプリッタ（１４０）は、ドットレチクル発生部（１２０）と反射鏡（１３０）との間に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）から反射鏡（１３０）に向けて供給されるドットレチクルビームを透過させ、反射鏡（１３０）から再反射されるドットレチクルビームを使用者に向けて反射させる役割をする。ビームスプリッタ（１４０）は、直角プリズム二つを合わせたビーム分離プリズムで構成し得る。即ち、二つの直角プリズムの境界面となる二つの傾斜面（１４１）のうち一つに、Ａ％反射コーティングをすると、ビームスプリッタ（１４０）に供給される入射光の（１００−Ａ）％を透過してＡ％を反射するビームスプリッタ（１４０）になる。例えば、５０％反射コーティングを二つの傾斜面の一方にした後、貼り合わせると、入射光の５０％を透過して５０％を反射するビームスプリッタ（１４０）になる。
一方、ビームスプリッタ（１４０）は、図４に図示したように、少なくとも一面に必要なビームの透過量に応じて透過及び反射コーティングされて、ドットレチクル発生部（１２０）と反射鏡（１３０）との間に配置されるビーム分離平板（１６０）で構成することも可能である。
第１偏光部（１５１）は、ドットレチクル発生部（１２０）とビームスプリッタ（１４０）との間に配置され、第２偏光部（１５２）は、ビームスプリッタ（１４０）と目標物との間の鏡筒（１１０）の内部空間に配置される。この時、第１偏光部（１５１）及び第２偏光部（１５２）は、偏光方向が互いに直交する線偏光子（ｌｉｎｅａｒ ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）または偏光の回転方向が互いに逆である回転偏光子から構成される。
これより、上述のビームスプリッタを備えたドットサイト装置の第１実施例の作動について説明する。
図３に図示したように、ドットレチクル発生部（１２０）から照射されるドットレチクルビームは、ドットレチクル発生部（１２０）の前方に配置されたビームスプリッタ（１４０）の傾斜面（１４１）の反射率に応じて反射及び透過される。傾斜面（１４１）を透過したドットレチクルビームは、ドットレチクル発生部（１２０）の向い側に配置された反射鏡（１３０）で反射されて逆方向へ進行するようになり、ビームスプリッタ（１４０）の傾斜面（１４１）で反射されて使用者の目に入射する。
例えば、傾斜面（１４１）がドットレチクル発生部（１２０）から供給されるドットレチクルビームの７０％を透過させて３０％は反射させるコーティング面を有する場合、反射鏡（１３）が１００％を反射させると仮定する場合、ドットレチクルビームの約２１％の光が使用者に入射するようになる。
一方、傾斜面（１４１）で目標物に向けて反射される反射光は、第１偏光部（１５１）を通過した状態であるため、第１偏光部（１５１）の偏光方向と直交したり反対方向に設定されてビームスプリッタ（１４０）と目標物との間に配置された第２偏光部（１５２）を通過することができなくなる。従って、傾斜面（１４１）から目標物に向けて反射される反射光により前方の相手に使用者の位置が露出される恐れがない。
本発明の第１実施例によると、反射鏡（１３０）の光軸が、鏡筒（１１０）の光軸と直交するように配置され、反射鏡（１３０）の光軸と鏡筒（１１０）の光軸とが交差する位置に４５度の角度で傾斜配置された傾斜面（１４１）を有するビームスプリッタ（１４０）を配置することにより、反射鏡（１３０）で反射されたドットレチクルビームが、ビームスプリッタ（１４０）の傾斜面（１４１）により鏡筒（１１０）の光軸と並ぶ方向に反射されるようにすることができる。
即ち、反射鏡（１３０）の光軸が鏡筒（１１０）の光軸と並んで配置されたような効果を得ることができるため、反射鏡（１３０）における視差を減少または最小化することができる。特に、使用者と目標物との間の光経路上から反射鏡を取り外すことにより、従来のように目標物から供給される入射光が反射鏡を透過することによる光量の損失を防止することができ、反射鏡による色感の損傷を防止することができる。また、第１偏光部（１５１）及び第２偏光部（１５２）を配置することにより、反射鏡（１３０）の外側の面における反射により、使用者の位置が相手に露出されることを防止することができる。
また、鏡筒（１１０）の全長を短く設計することができるため、装置の小型化及び軽量化を図ることができるという利点がある。
一方、本実施例では、ビームスプリッタ（１４０）と第１偏光部（１５１）及び第２偏光部（１５２）が共に適用されたものとして例を挙げて説明したが、ドットサイト使用者の位置が相手に露出される状況が許容される場合には、第１偏光部（１５１）及び第２偏光部（１５２）を取り外した状態で使用することも可能である。
一方、本実施例では、反射鏡（１３０）が単一反射面を有する凹単レンズ（ｓｉｎｇｌｅｔ）であるものとして例を挙げて説明したが、図５Ａ乃至図５Ｄのように様々な形態に構成することも可能である。即ち、図５Ａのように凹面からなり、ドットレチクルビームが入射する凹状の第１面（１３１ａ）と凹状の第２面（１３２ａ）のいずれか一つに反射コーティングされたダブレット（ｄｏｕｂｌｅｔ）レンズで反射鏡（１３０ａ）を構成し得る。また、図５Ｂのようにドットレチクルビームが入射する凹状の第１面（１３１ｂ）と凸状の第２面（１３２ｂ）のいずれかに反射コーティングされたシングレット（ｓｉｎｇｌｅｔ）レンズで反射鏡（１３０ｂ）を構成し得る。また、図５Ｃのようにドットレチクルビームが入射する第１面（１３１ｃ）が平面であり、第２面（１３２ｃ）が凸面であるシングレット（ｓｉｎｇｌｅｔ）レンズで反射鏡（１３０ｃ）を構成し得る。また、図５Ｄのようにドットレチクルビームが入射する第１面（１３１ｄ）が平面であり、第２面（１３２ｄ）または第３面（１３３ｄ）には反射コーティングされたダブレット（ｄｏｕｂｌｅｔ）で反射鏡（１３０ｄ）を構成し得る。なお、図５Ｃ及び５Ｄのようにドットレチクルビームが入射する第１面（１３１ｃ、１３１ｄ）が平面である場合、反射鏡（１３０ｃ、１３０ｄ）の第１面（１３１ｃ、１３１ｄ）とビームスプリッタ（１４０）の対向する面を例えばバルサム貼合してビームスプリッタ（１４０）と一体に構成することも可能である。
次に本開示の第２実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置について説明する。
図６は本開示の第２実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置の概略構成図である。
図６で図示するような本開示の第２実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置は、ビームスプリッタ（１４０´）が偏光ビーム分離プリズム（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ（ＰＢＳ）ｐｒｉｓｍ）から構成され、ビームスプリッタ（１４０´）と反射鏡（１３０）との間にλ／４波長板（λ／４ｐｌａｔｅ（Ｑｕａｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ））で構成された第３偏光部（１５３）が配置され、目標物と対面するビームスプリッタ（１４０´）の前方に直線偏光子（ｌｉｎｅａｒ ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）で構成された第２偏光部（１５２）が配置される点で、第１実施例と差がある。
ここで、偏光ビーム分離プリズムからなるビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）は、図７に図示したようにドットレチクルビーム（矢印）のうちＳ波成分（即ち、Ｓ−偏光ビーム）を反射し、Ｐ波成分（即ち、Ｐ−偏光ビーム）を透過するように設定されたコーティング面を有し、第２偏光部（１５２）は、Ｓ波成分を遮断するように設定される。
傾斜面（１４１）のコーティング面は、Ｓ波成分の一部（例えば、６０％）のみを反射し、残りの一部（例えば、４０％）を透過させて、Ｐ波成分は１００％透過するように設定して、Ｓ波成分及びＰ波成分を合わせて全体透過光量を５０％以上（例えば、７０％）となるようにすることもできる。
これより、上述のビームスプリッタを備えたドットサイト装置の第２実施例の作動について説明する。
図６で図示するように、ドットレチクル発生部（１２０）から照射されるドットレチクルビームは、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）に向けて供給され、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）は、Ｓ波成分を反射し、Ｐ波成分を透過するように設定されているため、傾斜面（１４１´）に向けて供給されるドットレチクルビームのうちＰ波成分は、傾斜面（１４１´）を通過してドットレチクル発生部（１２０）の向い側の反射鏡（１３０）に向けて透過され、Ｓ波成分は傾斜面（１４１´）によって目標物に向けて反射される。
ビームスプリッタ（１４０´）を通過した後、反射鏡（１３０）に向けて供給されるＰ波成分は、ビームスプリッタ（１４０´）と反射鏡（１３０）との間に配置された第１のλ／４波長板（１５３、λ／４波長板）を通過しつつＳ波成分の右円偏光ビームまたは左円偏光ビームに変換される。Ｓ波成分の右円偏光ビームまたは左円偏光ビームは反射鏡（１３０）で反射されて傾斜面（１４１´）に向かうようになり、次に傾斜面（１４１´）により反射されて使用者に向かうようになる。従って、使用者は、ドットレチクル発生部（１２０）から供給されて反射鏡（１３０）に反射されたドットレチクルの虚像（光線）を、ビームスプリッタ（１４０´）を通過して観測される外部目標物の像に一致させて照準することができる。
一方、ドットレチクル発生部（１２０）から供給されるドットレチクルビームは、ドットレチクル発生部（１２０）と目標物との間に位置する傾斜面（１４１´）により目標物に向けて反射されて相手に向かうようになる。しかし、本実施例によると、傾斜面（１４１´）で目標物に向けて反射されるＳ波成分の偏光ビームは、ビームスプリッタ（１４０´）の前方に配置された第２偏光部（１５２）で全て遮断されるため、ドットレチクルビームが目標物に向けて供給されて目標物周辺の相手に使用者の位置が露出されることを防止することができる。
上述のような本開示の第２実施例によると、ビームスプリッタ（１４０´）が偏光ビーム分離プリズムからなり、ビームスプリッタ（１４０´）で損失する光量が第１実施例におけるビームスプリッタ（１４０）の場合よりは少ないため、使用者は鮮明なドットレチクルを視認することができる。
次に本開示の第３実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置について説明する。
添付図面のうち図８は、本開示の第３実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置の概略構成図である。
図８で図示するような本開示の第３実施例に係るビームスプリッタを備えたドットサイト装置は、ビームスプリッタ（１４０´）が偏光ビーム分離プリズム（ＰＢＳ ｐｒｉｓｍ）からなり、ドットレチクル発生部（１２０）とビームスプリッタ（１４０´）との間に直線偏光子（ｌｉｎｅａｒ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）で構成された第１偏光部（１５１）が配置され、ビームスプリッタ（１４０´）と反射鏡（１３０）との間にλ／４波長板（１５３、λ／４ｐｌａｔｅ：Ｑｕａｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）が配置される点で、第１実施例と差を有する。
ここで、偏光ビーム分離プリズムからなるビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）は、Ｓ波成分（即ち、Ｓ−偏光ビーム）を反射し、Ｐ波成分（即ち、Ｐ−偏光ビーム）を透過するようなコーティング面を含み、ドットレチクル発生部（１２０）とビームスプリッタ（１４０´）との間に配置された第１偏光部（１５１）は、Ｐ波成分のみ透過するように設定されている。
傾斜面（１４１´）のコーティング面は、Ｓ波成分の一部（例えば、６０％）のみを反射し、残りの一部（例えば、４０％）を透過させて、Ｐ波成分を１００％透過するように設定して、Ｓ波成分及びＰ波成分を合わせて全体透過光量を５０％以上（例えば、７０％）となるようにすることもできる。
これより、上述の注視線方向にビームスプリッタを備えたドットサイト装置の第３実施例の作動について説明する。
図８で図示するように、ドットレチクル発生部（１２０）から照射されるドットレチクルビームは第１偏光部（１５１）を通りつつＳ波成分は遮断され、Ｐ波成分は透過されてビームスプリッタ（１４０´）に向けて提供される。
第１偏光部（１５１）を通過したＰ波成分は、偏光ビーム分離プリズムから構成されるビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）を透過した後、ビームスプリッタ（１４０´）と反射鏡（１３０）との間に配置されたλ／４波長板（１５３）を通過しつつ右円偏光ビームまたは左円偏光ビームに変換され、反射鏡（１３０）で反射されて逆方向に進行する過程で第３偏光部（１５３）を再度通過して、Ｓ波成分に変換される。続いて、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）に提供されるＳ波成分は、傾斜面（１４１´）で使用者に向けて反射される。従って、使用者はドットレチクル発生部（１２０）から供給されて反射鏡（１３０）に反射されたドットレチクルの虚像（光線）をビームスプリッタ（１４０´）を通過して観測される外部目標物の像に一致させて照準することができる。
上述のように、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）は、Ｓ波成分を反射し、Ｐ波成分を透過するコーティング面を有している。しかし、ドットレチクル発生部（１２０）からビームスプリッタ（１４０´）に向けて供給されるドットレチクルビームがビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）に垂直方向に入射する場合には、傾斜面（１４１´）のコーティング面がＳ波成分を遮断してＰ波のみを透過させるため、ドットレチクルビームが目標物に向けて反射されることを防止することができる。
しかし、図８に図示したように、ドットレチクル発生部（１２０）から供給されるドットレチクルビームは、所定の発光角度（例えば、約４５度の角度）を有し、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）に入射するため、第１偏光部（１５１）によりＳ波及びＰ波を完璧に分離、即ち、Ｓ波成分を遮断してＰ波成分のみを透過させることは難しい。即ち、Ｐ波成分のビームの一部が傾斜面（１４１´）に反射されて目標物に向かうようになる場合、使用者の位置が露出されることになる。
このような問題点を解決するために、本実施例に係るビームスプリッタ（１４０´）はドットレチクル発生部（１２０）から所定の発光角度（例えば、約４５度の角度）を有し、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）に入射するドットレチクルビームのうち発光角度より同一または小さい角度（例えば、垂直線から左右に約５度（即ち、約１０度）内で入射した光に対してのみＰ波及びＳ波に分離、即ち、Ｓ波を反射し、Ｐ波を透過させるコーティング面を有するように構成することにより光の一部が目標物に向かうようになり、使用者の位置が露出されることを防止することができる。
コーティング面がドットレチクル発生部の全ての発光角度に対してＳ波及びＰ波を分離するように設定される場合には、光がビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）により反射されて目標物に向かうようになり、使用者の位置が露出されることを確実に防止することができる。しかし、このような構成は、コストが増加し、製造期間が非常に増加する。従って、発光角度より同一または小さい角度、好ましくは垂直線から左右に約５度（約１０度）以下の入射光に対してのみＰ波成分及びＳ波成分に分離するように設定することが好ましい。
この時、目標物からドットサイト装置が近くにある場合には、使用者の位置が露出されるが、所定の距離外では使用者の位置が露出されなくなる。即ち、コーティング面によってＳ波成分及びＰ波成分を分離することができる角度、即ち、Ｓ波成分を遮断し、Ｐ波成分を通過させることができる角度をドットサイト装置の用途に応じて設定することが好ましい。
上述のように、ドットレチクル発生部（１２０）とビームスプリッタ（１４０´）との間にＳ波成分を遮断する第１偏光部（１５１）を配置して、ビームスプリッタ（１４０´）の傾斜面（１４１´）は、Ｐ波成分ビームを透過してＳ波成分を反射するように設定することにより、目標物周辺の相手に使用者の位置が露出されることを防止（または露出され得る蓋然性を減少）することができる。
上述のような本開示の第３実施例によると、ビームスプリッタ（１４０´）と目標物との間に偏光部材が配置されないため、目標物から供給される入射光がそのまま使用者に供給されるので、より鮮明に目標物を注視することができる。
本開示の第２実施例及び第３実施例における偏光ビーム分離プリズムは、二つの平板からなり、二つの平板の間に偏光ビーム（Ｓ波／Ｐ波）分離コーティングをした編光ビーム分離平板に代替し得る。
一方、外部の光がプリズムに入射するようになると、内部全反射（ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）によりプリズム側方４面が鏡のように輝き、観察者は目標物を鮮明に観察することができなくなる。即ち、プリズムを通じて外部目標物を見る時、プリズム側方４面で内部全反射現象が現れ、太陽など強い光の下では鏡のように輝く現象が現れる。従って、プリズムを通じた前面目標物の観察が難しくなることがある。
このような内部全反射は、図９におけるように、屈折率の高い媒体（屈折率ｎ’を有するプリズム）から屈折率の低い媒体（屈折率ｎ＝１を有する空気）に光が屈折しようとする時に起こる。このような内部全反射をすることができる入射角を内部全反射臨界角（θｃ）といい、この臨界角は
θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎ／ｎ’）で決定される。
従って、図９のように臨界角以上の角度でプリズムの側面を入射する光は、全て内部全反射をするようになり、プリズムの側面が輝く現象が発生する。
このような問題点を軽減または解決するために、図１０のようにビームスプリッタ（１４０´）を構成するプリズムの反射または透過がなされない外側面（１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ）には反射防止処理を適用する。即ち、ドットレチクル発生部（１２０）から出射された光がドットレチクル発生部（１２０）に近いプリズムの一面（例えば、１４２ａ）の一部を通過する光経路及び目標物から光が通過する光経路と関連のないプリズムの面（例えば、１４２ｂ及び１４２ｃ）及び／またはその一部に内部全反射を減少または防止することができる反射防止処理を適用する。この場合、ドットレチクル発生部（１２０）は、外側面（１４２ａ）の側面に配置され、反射鏡（１３０）は、外側面（１４２ａ）の反対側面に配置される。ここで、“適用”という単語は、特定物質を表面に適用することに限定せず、表面の特性を変更する処理の適用（例えば、実施）のような他の処理を含む。
具体的には、反射防止処理は、例えば、ビームスプリッタの関連表面に不規則(irregular)部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）を形成する処理と、ビームスプリッタの関連表面に反射防止層を形成する処理とである。例えば、ドットレチクルから出射された光の光経路上の部分と目標物からの光が通過する光経路上の部分とが、光経路上にない部分より平坦に（例えば、より粗くなく、より規則的で、不規則的でないように）形成される。他の例を挙げると、ドットレチクルから出射された光が光経路上の表面の部分と目標物からの光が通過する光経路上の部分とに反射防止膜を適用して、光経路上にない部分には反射防止膜を適用しないこともあり得る。さらに他の例では、光経路上にない部分に適用された膜（ｆｉｌｍ）とは異なる反射特性を有する膜をドットレチクルから出射された光が光経路上の表面の部分と目標物からの光が通過する光経路上の部分とに適用することもできる。
上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に不規則部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）を形成する処理は例えば、サンドブラスト（ｓａｎｄ ｂｌａｓｔｉｎｇ）処理またはグラインド（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）処理を通じて行うことができる。不規則部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）は、周辺光のような光が入射する時、反射を散乱させることができ、内部全反射を減少または防止することができる。不規則部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）は、周辺光の波長（例えば、約５５ｎｍの波長）の約１／１０の高さと間隔、例えば、約０．０５μｍ〜５μｍの高さと、約０．０５μｍ〜５μｍの間隔を有することが好ましい。
図１４を参照すると、ビームスプリッタの関連表面に反射防止層を形成する処理は、例えば、上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に光吸収層（１８１）を形成することにより行うことができる。光吸収層は、無光黒色顔料または物質のような光吸収物質で形成され得る。光吸収層は、入射光を吸収して内部全反射を減少または防止する。また、光吸収層（１８１）とビームスプリッタ（１４０´）の関連表面との間に透明物質層（１７１）を形成することもできる。この場合、周辺光は、透明物質層（１７１）を通過しつつ光吸収層（１８１）の側面部分に入射するように誘導され得、内部全反射がより効果的に減少または防止され得る。透明物質層（１７１）は、少なくとも一つ以上の層で形成され得る。透明物質層（１７１）を構成する層の数が増加すればするほど、内部全反射を減少または防止する効果は増加する。透明物質層（１７１）は、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、またはＮｇＦ２のような透明物質で形成され得る。
不規則部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）を形成する処理と、反射防止層を形成する処理とは、ビームスプリッタの一つ以上の関連表面に共に反射防止処理として行い得ることは言うまでもない。ビームスプリッタは、反射防止処理として互いに異なる関連表面に適用される互いに異なる処理を含んでも良い。
例えば、反射防止処理として、ビームスプリッタ（１４０´）の上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）にサンドブラストまたはグラインド処理し、上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に不規則部分（例えば、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分）を形成しても良い。
他の例として、または追加的に、上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）、または上面（１４２ａ）に反射防止層（１８１）（及び透明物質層（１７１））を形成しても良い。側面（１４２ｂ、１４２ｃ）は、例えば、無光黒色顔料または物質で塗装し、コーティング処理をしても良い。その結果、ビームスプリッタ（１４０´）の上面（１４２ａ）及び左右側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に内部全反射現象が発生することを減少または防止することができる。この時、上面（１２２ａ）の直径５ｍｍ程度の光透過部（１４３）に対しては反射防止処理を適用しない。例えば、金属板などの直径５ｍｍ程度の円形の保護膜をドットレチクル発生部に対応する位置の外側面（１４２ａ）の一部に分離可能に付着し、処理されていない側面（例えば、正面及び後面）に正方形の保護膜を分離可能に付着する。好ましくは、これらの保護膜は、側面（１４２ｂ、１４２ｃ）には適用しない。その後、プリズムに砂（ｓａｎｄ）のような研磨材をブラスティング（ｂｌａｓｔｉｎｇ）するサンドブラスト処理を高い圧力で行い、その後、保護膜を除去する。その結果、小さくて微細な凹凸または凹凸のある部分を含んでいて、内部全反射の効果を減少または防止することができる面が、ビームスプリッタ（１４０´）の（保護膜によりカバーされた部分を除く）上面（１４２ａ）及び側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に形成され得る。図１０において、光透過部（１４３）は、円形状に形成されているが、光透過部（１４３）は、円形状に限定されず、様々な形状を有することができる。
一方、反射鏡（１３０）とビームスプリッタ（１４０または１４０´）との間に空気層がある場合には、空気層により屈折率ｎが大きくなるため、ビームスプリッタ（１４０または１４０´）と空気層との間の界面により光が反射されて内部全反射が発生し得る。
このような現象を減少または防止するために、上面（１４２ａ）及び側面（１４２ｂ、１４２ｃ）に反射防止処理を行った後、例えば、図１２に図示したように、所定の厚さを有するレンズガラスや平面ガラス（１６０）をエアーギャップ（ａｉｒ ｇａｐ）無しにビームスプリッタ（１４０´または１４０）の下面に付着することが好ましい。反射鏡（１３０）は、例えば、バルサム貼合することができる。この場合、周辺光がレンズガラスまたは平面ガラス（１６０）と空気層との間の界面で反射するとしても、ビームスプリッタ（１４０´）とレンズガラスまたは平面ガラス（１６０）との間の界面では光反射が発生しなくなる。反射された光はドットサイト装置の鏡筒により遮断され得、使用者の目には届かなくなり、従って、内部全反射が減少または防止される。
上述の第２実施例と第３実施例におけるλ／４波長板をレンズガラスまたは平面ガラス（１６０）と反射鏡（１３０）との間に配置することもできる。
または、ビームスプリッタと空気層との間で空気層により発生する内部全反射を減少または防止するために、例えば、図１３に図示したように、ビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）を好ましくはドットサイト装置の鏡筒に挿入することもできる。ビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）により、ビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）と反射鏡（１３０）の間に形成された空気層と、ビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）との間の界面により周辺光が反射されるとしても、反射された光は、鏡筒の内壁により遮断され、反射された光の一部または全部は、観察者の目に届かなくなる。例えば、ビームスプリッタのサイズが３０ｍｍ×３０ｍｍである場合に、ビームスプリッタと反射鏡との間で空気層により発生する内部全反射を実質的に減少または完全に防止するために、平面ガラス（１６０）または一部（１６５）は、１７ｍｍの垂直長さ（または高さ）を有する必要がある。しかし、１７ｍｍは、実用的には非常に大きい長さである。平面ガラス（１６０）または一部（１６５）が好ましくは約１０ｍｍの垂直長さ（または高さ）を有する場合、良好な結果が得られる。従って、垂直長さ（または高さ）は、ビームスプリッタの高さの少なくとも１／３となることが好ましい。
レンズガラスまたは平面ガラス（１６０）及びビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）は、反射鏡（１３０）の位置に関係なく、即ち、反射鏡（１３０）がビームスプリッタの下部または上部、または側面に位置しているかに関係なく、適用することができる。例えば、レンズガラスまたは平面ガラス（１６０）及びビームスプリッタ（１４０´または１４０）の一部（１６５）は、図１１に図示したように反射鏡（１３０）がビームスプリッタ（１４０）の上部に配置されたドットサイトに適用することができる。
一方、ビームスプリッタ（１４０´）がビーム分離平板または偏光ビーム分離平板で構成される場合、反射防止処理は、平板の側面（例えば、１４２ｂ、１４２ｃ）に施される。
図８は、反射鏡（１３０）がビームスプリッタ（１４０´）の下部に配置された構成を示しているが、反射鏡（１３０）及びドットレチクル発生部（１２０）の位置は、垂直的なものに限定されない。反射鏡（１３０）及びドットレチクル発生部（１２０）は、互いに対向する側面に配置されることが好ましい。例えば、反射鏡（１３０）は、左（または右）側面に配置され得、ドットレチクル発生部（１２０）は、反射鏡（１３０）の配置される側面に対向する右（または左）側面に配置され得る。また、図１１に図示したように、反射鏡（１３０）は、上側に配置され得、ドットレチクル発生部（１２０）は、反射鏡（１３０）の配置される側面に対向する下側に配置され得る。反射鏡（１３０）が下側に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）が上側に配置された図８に図示した構成の場合に、反射鏡（１３０）による反射により、使用者が目標物を鮮明に見ることができない環境があり得る。特に、光源（例えば、ランプや太陽）が使用者の上に位置している場合、光が反射鏡に上から入射し、反射された光が使用者の目に入るようになる。これは使用者が目標物を鮮明に見ることを難しくする。特に、太陽が強く射す野外の環境では、使用者が目標物を鮮明に見ることが容易ではない。しかし、反射鏡（１３０）が上側に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）が下側に配置される図１１に図示した構成の場合には、光がこれより反射鏡（１３０）に上から入射することが防止され、従って、反射鏡が下側に配置され、ドットレチクル発生部（１２０）が上側に配置される構成に比べて、使用者は目標物をより鮮明に見ることができる。特に、太陽が強く射す野外の環境では、使用者はより鮮明に目標物を見ることができる。
ドットレチクル発生部（１２０）は、ドットレチクル形状を表示するために、ＬＥＤに代わり、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、ＬＣＯＳなどのような表示装置で構成され得る。
上述の本開示によると、ドットレチクル発生部（１２０）の光軸と反射鏡（１３０）の光軸とが近くにまたは同一線上に配置されることにより、視差を減らすことは勿論のこと、ドットサイト装置の小型化をなすことができる。
また、ドットレチクル発生部（１２０）から供給されるドットレチクルビームが目標物方向に反射され、使用者の位置が露出されることを減少または防止することができるドットサイト装置を提供することができる。
また、ビームスプリッタと目標物との間に反射鏡がないため、反射鏡のコーティングにより透過光量を減少する問題点がなく、外部目標物及び周辺領域から確保された視野の色感が大きく変わらず、使用者に自然状態の色感を提供することができる。
実施例により本発明を詳細に説明したが、本発明はこれら実施例に限定されない。本発明の要旨の範囲から逸脱せず、実施例が部分的にまたは全般的に組み合わされ得、実施例の様々な変形が可能であることは当業者にとって理解できることである。
また、上述の実施例は、単なる一例であり、それに限定されない。従って、上述の例示的な実施例により本発明の範囲が限定されてはならず、添付の特許請求の範囲及びそれに均等なものによってのみ限定されるべきである。また、上述の利点及び特徴は、実施例で説明しているが、特許請求の範囲の適用を上記利点のうちいずれか一つに伴う処理や構造に限定してはならない。
さらに、段落の見出しは、一貫性または有機的な端緒（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｃｕｅ）を提供するためのものである。このような見出しは、本開示から導き出される特許請求の範囲に記述の発明を限定し、特徴付けることはできない。具体的に及び一例として、見出しが“技術分野”となっていても、いわゆる技術分野を説明するための見出しから選別された言語により特許請求の範囲が限定されるものではない。また、“背景技術”にある技術の説明は、当該技術が本開示のいずれの発明にも先行技術として認められるものとして解釈されてはならない。“課題を解決するための手段”もまた、特許請求の範囲に記述の発明を特徴付けるものとして考慮されてはならない。また、単数の表現の“発明”に対する本開示内のいかなる参照も、本開示に請求された新規性がただ一つのポイントしかないということを示すものとして使用されてはならない。本開示と関連した複数の請求項の制限により、複数の発明が記述される事もあり、従って、特許請求の範囲は、保護される発明とそれに均等なものを限定する。例えば、特許請求の範囲は、明細書を考慮してそれらの利点について考慮されなければならず、ここに記述された見出しにより拘束されてはならない。

Claims (26)

  1. 第１開口及び第２開口を有し、第１軸が前記第１開口から前記第２開口に規定され、第２軸が前記第１軸に垂直となるように規定されるハウジングと；
    光を出射する光源と；
    反射鏡であって、入射光の少なくとも一部を前記反射鏡によって反射し、前記第２軸に配置され、第１光成分が前記反射された光として規定される反射鏡と；
    前記第１光成分の少なくとも一部を反射し、且つ前記第１開口を通じて前記ハウジングに入ってくる光として規定される第２光成分の少なくとも一部を透過させる面を含むビームスプリッタと；
    前記第１軸上に配設され、且つ前記第１開口と前記ビームスプリッタとの間に配設された減光素子（１５２）と；を含み、
    前記反射鏡は、前記光源の反対側に配置され、
    前記ビームスプリッタは、前記光源と前記反射鏡との間に配置される、
    ドットサイト装置。
  2. 前記ハウジングを銃器類に結合するように作動可能なマウント部をさらに含み、
    前記マウント部は、前記ハウジングの第１側面に配設され、前記反射鏡は、前記ハウジングの第２側面に配設される、請求項１に記載のドットサイト装置。
  3. 前記ハウジングの第１側面は、前記ハウジングの第２側面と対向する、請求項２に記載のドットサイト装置。
  4. 前記ビームスプリッタは、反射防止処理を有する第１面を含む、請求項１に記載のドットサイト装置。
  5. 前記第１面は、前記第２軸に配設される、請求項４に記載のドットサイト装置。
  6. 第３軸が、前記第１軸に垂直となり且つ前記第２軸に垂直となるように規定され、前記第１面は、前記第３軸に配設される、請求項４に記載のドットサイト装置。
  7. 前記光源は、光を出射し該光が前記第１面に入射するように動作可能であり、前記光源からの光が入射する前記第１面の一部は、前記反射防止処理を含まない、請求項４に記載のドットサイト装置。
  8. 前記反射防止処理は、反射防止膜及び不規則部分のうちの少なくとも一つを含む、請求項４に記載のドットサイト装置。
  9. 前記ビームスプリッタは、前記第２光成分が入射する第２面を含んでおり、
    前記反射防止処理は、前記第２面の表面より粗い表面を有する前記第１面の一部を含む、請求項４に記載のドットサイト装置。
  10. 前記反射防止処理は、前記ビームスプリッタに入り、前記第１面の処理された部分に入射する光の内部全反射を減少または防止する、請求項４に記載のドットサイト装置。
  11. 第１開口及び第２開口を有し、第１軸が前記第１開口から前記第２開口に規定されるハウジングと；
    光を出射する光源と；
    前記光の第１光成分の少なくとも一部を反射または透過し、前記第１開口を通じて前記ハウジングに入ってくる光として規定される第２光成分の少なくとも一部を透過させる面を含むビームスプリッタであって、該ビームスプリッタは、反射防止処理を有する第１面を含む、ビームスプリッタと；
    前記ビームスプリッタの前記面により反射または透過される前記第１光成分の少なくとも一部を前記ビームスプリッタに向けて反射し、前記第２光成分を透過する反射鏡と；
    前記第１軸上に配設され、且つ前記第１開口と前記ビームスプリッタとの間に配設された減光素子（１５２）と；を含み、
    前記反射鏡は、前記光源の反対側に配置され、
    前記ビームスプリッタは、前記光源と前記反射鏡との間に配置される、
    ドットサイト装置。
  12. 第２軸が、前記第１軸に垂直となるように規定され、
    前記第１面は、前記第２軸に配設される、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  13. 前記光源は、光を出射し該光が前記第１面に入射するように動作可能であり、前記光源からの光が入射する前記第１面の一部は、前記反射防止処理を含まない、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  14. 前記反射防止処理は、反射防止膜及び不規則部分のうちの少なくとも一つを含む、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  15. 前記ビームスプリッタは、前記第２光成分が入射する第２面を含んでおり、
    前記反射防止処理は、前記第２面の表面より粗い表面を有する前記第１面の一部を含む、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  16. 前記反射防止処理は、ビームスプリッタキューブに入り、前記第１面の処理された部分に入射する光の内部全反射を減少または防止する、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  17. 第２軸が、前記第１軸に垂直となるように規定され、
    前記反射鏡は、前記第２軸に配設される、請求項１１に記載のドットサイト装置。
  18. 前記第１面は、第３軸に配設される、請求項１７に記載のドットサイト装置。
  19. 前記ハウジングを銃器類に結合するように作動可能なマウント部をさらに含み、
    前記マウント部は、前記ハウジングの第１側面に配設され、前記反射鏡は、前記ハウジングの第２側面に配設される、請求項１７に記載のドットサイト装置。
  20. 前記ハウジングの第１側面は、前記ハウジングの第２側面と対向する、請求項１９に記載のドットサイト装置。
  21. 光を出射する光源と；
    前記光源から出射された光の少なくとも一部を反射または透過させ、反射鏡に向かうようにする面を含むビームスプリッタであって、該ビームスプリッタは、反射防止処理を有する第１面を含む、ビームスプリッタと；
    前記ビームスプリッタが反射または透過した光の少なくとも一部を反射して像（ｉｍａｇｅ）を形成する反射鏡と；
    使用者が目標物を視認する軸線上に配設され、前記目標物と前記ビームスプリッタとの間に配設された減光素子（１５２）；を含み、
    前記反射鏡は、前記光源の反対側に配置され、
    前記ビームスプリッタは、前記光源と前記反射鏡との間に配置される、
    ドットサイト装置。
  22. 前記第１面は、前記反射鏡に隣接するように配設される、請求項２１に記載のドットサイト装置。
  23. 前記光源は、光を出射し該光が前記第１面に入射するように動作可能であり、前記光源からの光が入射する前記第１面の一部は、前記反射防止処理を含まない、請求項２１に記載のドットサイト装置。
  24. 前記反射防止処理は、反射防止膜及び不規則部分のうちの少なくとも一つを含む、請求項２１に記載のドットサイト装置。
  25. 前記ビームスプリッタは、外部から前記ドットサイト装置に入ってくる外部光が入射する第２面を含んでおり、
    前記反射防止処理は、前記第２面の表面より粗い表面を有する前記第１面の一部を含む、請求項２１に記載のドットサイト装置。
  26. 前記反射防止処理は、前記ビームスプリッタに入り、前記第１面の処理された部分に入射する光の内部全反射を減少または防止する、請求項２１に記載のドットサイト装置。
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