JP7477220B2 - レチクルユニット及び光学照準器 - Google Patents

Description

本発明は、標的に照準を合わせるためのレチクルユニット、及びこのレチクルユニットを備えた光学照準器に関する。

ライフルスコープなどの光学照準器は、標的に照準を合わせるためのレチクルを備える。一般的なレチクルは、例えば、十字、Ｔ字、逆Ｔ字、垂直線又は水平線などの形状をした照準線を有する。レチクルには、ワイヤータイプとガラス基板タイプとの２種類がある。ワイヤータイプのレチクルは、互いに直交させた２本のワイヤーによって照準線を形成した構成となっている。一方、ガラス基板タイプのレチクルは、ガラス基板の表面に照準線を描画した構成となっている。

しかし、レチクルは、光学照準器の鏡筒内に内蔵される。このため、低照度の状況下においては、照準線を視認することが困難になる。そこで、レチクルの中心に光のドットを表示させるレチクルユニットが提案されている。レクチルユニットは、ＬＥＤなどの光源と、光源からの光をレチクルの中心に導いてドットを形成する光ファイバーとを備える。このような構成のレクチルユニットは、国際公開第２００３／０４０８００号の図１２及び図１３に開示されている。

国際公開第２００３／０４０８００号 国際公開第２０１２／０５７０１０号

第１の問題として、従来のレチクルユニットは、光ファイバーによって形成されるドットの光量が少なく、ドットが暗くて視認し難い。ドットが暗い原因は、光ファイバーの構造にある。国際公開第２００３／０４０８００号の図１３に開示されているように、光ファイバーの直径は、照準線の線幅と同じであり、極めて小さい。このため、光ファイバーの一端面から他端面に導かれる光の量は、極めて少ない。また、国際公開第２００３／０４０８００号の図１２に開示されているように、光ファイバーの両端面、すなわち、光の入口及び出口は、いずれも光ファイバーの中心軸に対して直角方向に切断された平面である。このため、光ファイバーの入口及び出口は、いずれも断面積が極めて小さい。特に、光ファイバーの入口は、僅かな量の光しか入射させることができない。この結果、光ファイバーの出口に形成されるドットの光量が少なくなる。例えば、晴れた日中などの高照度の状況下においては、少ない光量のドットを視認することが困難になる。

さらに、光ファイバーの出口は、光ファイバーの中心軸に対して直角方向に切断された平面であるため、光ファイバーに入射された光を、ユーザーの眼の方向、すなわち、光学照準器の接眼レンズの方向に反射させることができない。このため、国際公開第２００３／０４０８００号の図１３に開示されているように、光ファイバーの出口は、十字の照準線の中心に直接接着される。しかし、接着面積が極めて小さいため、射撃時の強い衝撃により、光ファイバーの出口が十字の照準線の中心から容易に外れてしまう問題がある。

第２の問題として、所定の長さの光ファイバーを製造することは難しく、且つ手間が掛かる。従来のレクチルユニットに用いられる光ファイバーは、両端をそれぞれ切断する工程と、両端の切断面をそれぞれ平滑にする工程とを経て製造される。光ファイバーは、非常に脆弱であるため、２回の切断工程によって折れたり、クラックが入ったりすることが頻繁にある。このため、切断工程における不良品の発生率が極めて高い。

また、光ファイバーの両端をそれぞれ良好に切断することができたとしても、切断されただけの両端面は、光学的に十分な平滑性を有しない。光ファイバーの両端面は、光の入口及び出口であり、光学的な問題を生じない程度に平滑でなければならない。このため、所定の長さの光ファイバーを製造するためには、２回の切断工程の他に、両端の切断面をそれぞれ平滑にするための２回の研磨工程が必要である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドットの光量を増大させることができ、耐衝撃性に優れ、且つ効率よく製造することが可能なレチクルユニット及び光学照準器を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明のレチクルユニットは、周縁部と照準線を備えるレチクルと、光源からの光を前記照準線の中心に導いてドットを形成する光ファイバーと、前記レチクルを取り付ける金属枠を含むレチクルユニットであって、前記光ファイバーは、前記照準線の中心から前記レチクルの前記周縁部を超える長さを有し、前記金属枠には、前記光ファイバーが前記金属枠の厚み方向から挿入される切欠部が設けられ、前記光ファイバーの一端には、前記光源からの光を入射するための入光部が形成され、前記光ファイバーの他端には、光を出射するための出光部が形成され、前記入光部は、前記光ファイバーの直径よりも大きい直径の球面を有し、前記出光部は、前記光ファイバーを通過する光を反射する傾斜面を有し、前記光ファイバーは、前記金属枠の厚み方向から前記切欠部内に挿入され、前記入光部が前記レチクルの周縁部を超え、前記出光部が前記照準線の中心に位置するように、前記照準線の一部に沿って固定される。

（２）好ましくは、上記（１）のレチクルユニットにおいて、前記光ファイバーが、前記照準線の線幅以下の直径を有し、前記照準線の一部に沿って接着される。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）のレチクルユニットにおいて、前記光ファイバーがガラス素材からなり、前記入光部が前記光ファイバーの一端を熱溶融させることにより形成される。

（４）好ましくは、上記（１）～（３）のいずれかのレチクルユニットにおいて、前記出光部の前記傾斜面の角度が４５度であり、前記傾斜面が前記光ファイバーを通過する光を直角に反射する。

（５）好ましくは、上記（１）～（４）のいずれかのレチクルユニットにおいて、前記レチクルが薄い金属板で構成され、前記照準線が前記金属板に一体的に設けられる。

（６）上記目的を達成するために、本発明の光学照準器は、鏡筒内にレチクルユニットを内蔵した光学照準器であって、前記レチクルユニットは、照準線を備えるレチクルと、光源からの光を前記照準線の中心に導いてドットを形成する光ファイバーとを含み、前記光ファイバーの一端には、光を入射するための入光部が形成され、前記光ファイバーの他端には、光を出射するための出光部が形成され、前記入光部は、前記光ファイバーの直径よりも大きい直径の球面を有し、前記出光部は、前記光ファイバーを通過する光を反射する傾斜面を有し、前記光ファイバーは、前記出光部が前記照準線の中心に位置するように、前記照準線の一部に沿って固定される。

本発明のレチクルユニット及び光学照準器によれば、ドットの光量を増大させることができ、耐衝撃性に優れ、且つ効率よく製造することが可能となる。

本発明の実施形態に係る光学照準器を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るレチクルユニットを示す分解斜視図である。 上記レチクルユニットを示す正面図である。 上記レチクルユニットを示す側面図である。 本発明の光学照準器の第２実施形態を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る光学照準器及びレチクルユニットについて、図面を参照しつつ説明する。

＜光学照準器＞
図１は、本実施形態の光学照準器１の構成を示す。光学照準器１は、例えば、ライフルスコープであり、図示しないライフルに搭載される。光学照準器１は、鏡筒１０内の光軸１１上に、対物レンズ２０、正立レンズ３０、レチクルユニット４０及び接眼レンズ５０を備える。さらに、鏡筒１０内におけるレチクルユニット４０の上方には、図３及び図４に示される光源６０が配置される。

対物レンズ２０は、物体（標的）の倒立像を形成する。正立レンズ３０は、対物レンズ２０の倒立像を正立像に変換する。本実施形態の正立レンズ３０は、図１に示す２枚のレンズを含み、これらのレンズを接近又は離反させることで倍率を変更することが可能である。正立レンズ３０の倍率は、特に限定されるものではなく、例えば、０．７５倍～８０倍の範囲内とすることができる。

レチクルユニット４０は、対物レンズ２０の倒立像と共役な位置であり、且つ正立レンズ３０の正立像と一致する位置に配置される。レチクルユニット４０は、図３に示す十字の照準線４１０及び光のドット６１を表示する。照準線４１０及びドット６１は、正立レンズ３０の正立像に重ね合せられる。光学照準器１のユーザーは、接眼レンズ５０を通じて、物体（標的）の正立像に照準線４１０及びドット６１を重ね合せて観察することが可能である。

＜レチクルユニット＞
図２～図４は、本実施形態のレチクルユニット４０の構成を示す。レチクルユニット４０は、レチクル４１、光ファイバー４２及び金属枠４３を備える。

図２に示されるように、レチクル４１は、周縁部４１ａと照準線４１０とで構成される。照準線４１０は、周縁部４１ａによって形成される円形の開口に架け渡される。本実施形態のレチクル４１は、１枚の薄い金属板で構成される。レクチル４１の素材は、特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル合金の金属板が用いられる。レチクル４１の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、電鋳により製造される。電鋳とは、マスターモデルの表面に、電気分解された金属イオンを所定の厚さに電着させる鋳造技術をいう。また例えば、レチクル４１は、金属板をエッチングすることによって製造してもよい。

レチクル４１の全体、すなわち、周縁部４１ａと照準線４１０とを構成する金属板は、一体に連続している。図３に示されるように、照準線４１０を構成する縦線４１１及び横線４１２は、互いに同一の線幅を有する。縦線４１１及び横線４１２の線幅は、特に限定されるものではない。レチクル４１が金属板で構成されている場合、縦線４１１及び横線４１２の線幅は、例えば、１０μｍ～５００μｍの範囲内とすることができ、好ましくは、３０μｍ～５０μｍとする。図２及び図４に示されるように、照準線４１０の中心４１ａは、光学照準器１の鏡筒１０内において光軸１１と一致する。

図３に示されるように、光ファイバー４２は、照準線４１０を構成する縦線４１１の上半分に沿って接着される。光ファイバー４２は、照準線４１０の中心４１０ａから周縁部４１ａを超えて、金属枠４３の切欠部４３ｂ内に達する長さを有する。光ファイバー４２の直径は、照準線４１０の線幅と同一であり、好ましくは、３０μｍ～５０μｍの範囲内とする。光ファイバー４２の素材は、ガラス又はプラスチックのいずれでもよい。光ファイバー４２の素材として、好ましくは、合成ガラス又は石英ガラスを用いる。合成ガラスは、優れた耐久性を有し、光ファイバー４２の直径が小さくても折れ難くなる。一方、石英ガラスは、優れた透過性を有し、光ファイバー４２を通過する光の損失が少なくなる。

光ファイバー４２の一端には、光源６０からの光を入射するための入光部４２ａが形成される。図３中の拡大図に示されるように、本実施形態の入光部４２ａは、光ファイバー４２の直径よりも大きい直径の球面を有する。光源６０からの光は、入光部４２ａの球面全体に入射される。入光部４２ａの球面の表面積は、光ファイバー４２の断面積よりも大きい。この結果、入光部４２ａから光ファイバー４２内により多くの光が入射される。球形状の入光部４２ａは、例えば、光ファイバー４２の一端を熱溶融させることにより形成される。

一方、図４中の拡大図に示されるように、光ファイバー４２の他端には、光を出射するための出光部４２ｂが形成される。出光部４２ｂは、照準線４１０の中心４１０ａに位置する。本実施形態の出光部４２ｂは、４５度の傾斜面であり、光ファイバー４２を通過する光を直角に反射する。出光部４２ｂの傾斜面に反射された光は、光軸１１に沿って接眼レンズ５０の方向に出射される。これにより、図３に示される光のドット６１が、照準線４１０の中心４１０ａに形成される。出光部４２ｂとしての傾斜面は、例えば、光ファイバー４２の他端を研磨することにより形成される。

図２及び図３に示されるように、金属枠４３は、レチクル４１を鏡筒１０内に取り付けるための環状の部品である。金属枠４３の正面には、レチクル４１の周縁部４１ａに対応する環状の凹部４３ａが形成される。凹部４３ａの外径はレチクル４１の最大径と同一であり、凹部４３ａの内径はレクチル４１の開口の内径と同一である。レチクル４１の周縁部４１ａが金属枠４３の凹部４３ａに固定され、金属枠４３が鏡筒１０内に取り付けられる。図示しないが、金属枠４３は、上下左右の方向に移動可能となるように鏡筒１０内に取り付けられる。

さらに、金属枠４３の上部には、上述した切欠部４３ｂが設けられる。切欠部４３ｂには、光ファイバー４２の入光部４２ａが配置される。光源６０からの光は、切欠部４３ｂに向かって照射され、入光部４２ａの球面の全体に入射される。この結果、入光部４２ａから光ファイバー４２内により多くの光が入射される。

＜作用効果＞
第１に、本実施形態のレチクルユニット４０は、照準線４１０の中心に形成されるドット６１の光量を増大させ、ドット６１の視認性を大幅に向上させることが可能である。すなわち、球形状の入光部４２ａは、より多くの光を光ファイバー４２に入射させる。これにより、出光部４２ｂから出射される光、すなわち、ドット６１の光量が増大される。さらに、４５度の傾斜面である出光部４２ｂは、光ファイバー４２を通過した光を、光軸１１に沿って接眼レンズ５０の方向に反射させる。これにより、ドット６１の光は、その光量を損失することなく、ユーザーの眼にダイレクトに到達する。

第２に、本実施形態のレチクルユニット４０は、耐衝撃性に優れる。すなわち、光ファイバー４２は、全長の大半がレチクル４１に接着されている。これにより、レチクルユニット４０が射撃時の強い衝撃を受けたとしても、光ファイバー４２がレチクル４１から容易に外れることがない。

第３に、本実施形態のレチクルユニット４０は、効率よく製造することが可能である。すなわち、光ファイバー４２の入光部４２ａは、光ファイバー４２の一端を熱溶融させることで形成される。これにより、光ファイバー４２の一端に加工不良が生じ難い。この結果、光ファイバー４２の不良品の発生率が低くなり、レチクルユニット４０を効率よく製造することが可能となる。

＜その他の変更＞
本発明のレチクルユニット及び光学照準器は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態の構成は、例えば、以下に述べる構成に変更することができる。

レチクルの素材は、金属に限定されない。レチクルの素材を、ガラスにすることも可能である。この場合、照準線は、ガラス基板の表面に描画される。ガラス基板の表面には、金属製のレチクル４１の照準線４１０よりも細い線幅の照準線を描画することが可能である。すなわち、ガラス基板の表面に描画される照準線の線幅は、例えば、２μｍ～２００μｍの範囲内とすることができ、好ましくは、２．５μｍ～５０μｍとする。

また、レチクルの照準線は、電鋳又はエッチングなどの方法によって金属板に一体的に設けられる構成に限定されない。照準線は、一又は複数のワイヤーで構成してもよい。さらに、照準線のデザインは、実施形態の十字に限定されない。「照準線（lineofsight）」の用語は、標的に照準を合わせるための、一又は複数の線で構成される様々な図形が含まれる。照準線のデザインは、例えば、Ｔ字、逆Ｔ字、垂直線又は水平線などにすることが可能である。また、照準線が複数の線で構成される場合、互いの線幅は、同一でなくてもよい。

鏡筒内におけるレチクルユニットの位置は、図１の位置に限定されない。図１に示されるレチクルユニット４０は、正立レンズ３０によって正立像が形成される位置に配置される。しかし、図５に示されるように、レチクルユニット７０は、対物レンズ２０によって倒立像が形成される位置に配置されてもよい。ここで、図５の位置に配置されるレチクルユニット７０の照準線の像は、正立レンズ３０によって所定の倍率に拡大される。このため、図５の位置に配置されるレチクルユニット７０は、より細い線幅の照準線を描画することが可能なガラス製とすることが好ましい。

鏡筒内における光源の位置は、図３及び図４に示される位置に限定されない。光源の位置は、照準線のデザインに応じて変更することが可能である。例えば、本実施形態の照準線４１０のような十字の場合、光源６０は、照準線４１０の上下左右のいずれにも配置することが可能である。照準線がＴ字の場合、光源６０は、下と左右のいずれかに配置することが可能である。照準線が逆Ｔ字の場合、光源６０は、上と左右のいずれかに配置することが可能である。照準線が垂直線の場合、光源６０は、上下のいずれかに配置することが可能である。照準線が水平線の場合、光源６０は、左右のいずれかに配置することが可能である。

１ 光学照準器（ライフルスコープ）
１０ 鏡筒
１１ 光軸
２０ 対物レンズ
３０ 正立レンズ
４０ レチクルユニット
４１ レチクル
４１ａ 周縁部
４１０ 照準線
４１０ａ 中心
４１１ 縦線
４１２ 横線
４２ 光ファイバー
４２ａ 入光部
４２ｂ 出光部
４３ 金属枠
４３ａ 凹部
４３ｂ 切欠部
５０ 接眼レンズ
６０ 光源
６１ ドット
７０ レチクルユニット

Claims (6)

1. 周縁部と、前記周縁部に形成される開口に架け渡された照準線を備えるレチクルと、前記レチクルの周縁部の外周側に位置する光源からの光を前記照準線の中心に導いてドットを形成する光ファイバーと、前記レチクルを取り付ける金属枠を含むレチクルユニットであって、
   前記金属枠には、前記光ファイバーが前記金属枠の厚み方向から挿入される切欠部が設けられ、
   前記レチクルは、前記金属枠に対して、その厚み方向から重ね合わせるように固定され、
   前記光ファイバーの一端には、前記光源からの光を入射するための入光部が形成され、
   前記光ファイバーの他端には、光を出射するための出光部が形成され、
   前記入光部は、前記光ファイバーの直径よりも大きい直径の球面を有し、
   前記出光部は、前記光ファイバーを通過する光を反射する傾斜面を有し、
   前記光ファイバーは、前記金属枠の厚み方向から前記切欠部内に挿入され、前記出光部が前記照準線の中心に位置するように、前記照準線の一部に沿って固定される、レチクルユニット。
2. 前記光ファイバーが、前記照準線の線幅以下の直径を有し、前記照準線の一部に沿って接着される請求項１に記載のレチクルユニット。
3. 前記光ファイバーがガラス素材からなり、前記入光部が前記光ファイバーの一端を熱溶融させることにより形成される請求項１又は２に記載のレチクルユニット。
4. 前記出光部の前記傾斜面の角度が４５度であり、前記傾斜面が前記光ファイバーを通過する光を直角に反射する請求項１又は２に記載のレチクルユニット。
5. 前記レチクルが薄い金属板で構成され、前記照準線が前記金属板に一体的に設けられる請求項１又は２に記載のレチクルユニット。
6. 鏡筒内に請求項１又は請求項２に記載のレチクルユニットを内蔵した光学照準器。