JPH08633Y2

JPH08633Y2 - 光学装置

Info

Publication number: JPH08633Y2
Application number: JP1526291U
Authority: JP
Inventors: 正石丸; 哲夫宇田川
Original assignee: 防衛庁技術研究本部長; 富士写真光機株式会社
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 1996-08-26
Also published as: JPH04100697U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は射撃の命中精度を向上さ
せる照準用光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】砲による射撃の命中精度に関する主要因
としては、射距離、パララックス、弾種、弾丸の初速、
目標の運動等があり、射撃の精度を高めるためには、前
記命中精度に関する主要因を含んだ砲身の方向修正が必
要となってくる。近年小型コンピュータ，レーザー測遠
機等の著しい進歩に伴って、射距離はレーザー測遠機を
用いて精度よく測定され、この射距離の他、パララック
ス，弾種，弾丸の初速，目標の運動等命中精度に関する
データをコンピュータに入れ、未来修正量を計算して砲
身の方向修正を行なう試みがなされている。

【０００３】射撃統制装置の一環である照準眼鏡も、こ
の様な試みの中で眼鏡内に射撃照準用の射撃照準指標と
なる移動レチクルを設け、前記コンピュータによって計
算された未来修正量だけ移動レチクルを自動的に移動さ
せ、方向修正に相当する射撃照準視線が容易に得られる
ような工夫がいろいろなされている。この様な場合、レ
ーザー測遠機系の測遠照準点は、照準眼鏡の視野内のレ
チクル上に射撃照準指標と共に測遠照準指標として表示
されていることが照準動作上望ましい。しかし一般には
レーザー測遠機系の測遠視準線は固定されているため、
前記移動レチクルが動くことによって射撃照準視線が変
わると、照準眼鏡の視野内には射撃照準指標と測遠照準
指標とが異った位置に表示される。このため射撃の照準
動作は、まず測遠照準指標で目標を捕え、測距を行なっ
た後に射撃照準指標で目標を捕えて射撃するという２重
の動作が必要となっていた。

【０００４】例えば図５はレーザー測遠機系２０と照準
眼鏡系１０とをもった従来装置の基本的な概略構成を示
すものである。図５において照準眼鏡系１０は対物レン
ズ１１，正立プリズム１２，接眼レンズ１３，移動レチ
クル１４，固定レチクル１５より構成されており、また
レーザー測遠機系２０は、対物レンズ２１と接眼レンズ
２２とからなる逆ガリレオ型ビームエクスパンダーと、
レーザー光源２３とで構成されたレーザー送信系、及び
対物レンズ２１，穴あきミラー２４，全反射ミラー２
５，ピンホールマスク２６，リレーレンズ２７，受光セ
ンサー２８から構成されたレーザー受信系より成ってい
る。ここで穴あきミラー２４はレーザー送信時にはミラ
ーに設けられた穴の部分をレーザー光が通過できるよう
になっており、レーザー受信時のみ全反射ミラーの作用
をするものである。通常、このような光学装置では、原
理的には照準眼鏡系１０の光軸１６とレーザー測遠機系
２０の光軸２９を、この光学装置を砲に取りつけた時に
砲軸線と一致させればよく、この場合図６に示すように
照準眼鏡系１０の視野内に射撃照準指標４０の中心と測
遠機照準指標（測遠用レーザービーム照射点）４１を同
一中心位置に設定することができる。

【０００５】ところで前述のように、射撃の命中精度を
高めようとすると砲身の方向修正を行なう必要があり、
このため照準眼鏡系１０内にその案内となるような射撃
照準指標を得なければならない。従って通常は、図６に
示したような射撃照準指標４０の刻まれているレチクル
を移動レチクル１４とし、前述した命中精度を上げるた
めの主要因を考慮した計算結果に基づきこの移動レチク
ルを移動させ、その移動後の射撃照準指標４０をもとに
して砲身の方向修正を行なっている。

【０００６】図７はこの様子を示す原理図であり、対物
レンズ５０，接眼レンズ５１，レチクル５２から成る照
準眼鏡系を表わしている。同図において、最初の射撃照
準視線が光軸５３と合致していたとすると、砲身の方向
修正量に応じた照準眼鏡の未来修正量θ（修正された射
撃照準視線５３′）が決まれば、対物レンズ５０の焦点
距離をｆとしてｆ・ｔａｎθ＝ｈだけ射撃照準指標をも
ったレチクル５２をＰ点からＰ′点へと移動させればよ
い。そのうえで、移動させた射撃照準指標が目標と合致
するように照準眼鏡系を移動（同時に砲身の方向修正が
行なわれる）させれば未来修正量を考慮した照準が完了
することになる。なおここでは説明を簡略化するため一
平面内での修正を示しているが、一般にはθは立体的
（図７で紙面垂直方向での成分も含む）になるので、射
撃照準指標は図８に示したように、Ｐ点からＰ′点へと
ｘ軸方向，ｙ軸方向にそれぞれｈｘ，ｈｙだけ移動す
ることになる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】図８に示したように射
撃照準指標がＰ点からＰ′点へと移動した後、このＰ′
点で目標を捕えて射撃することになるが、レーザー測遠
機系ではその測遠視準線が照準眼鏡系の光軸に対し変化
することがないため（砲軸線と一致している）、測遠視
準線の指標４１は図６と同様、図８でも同じ４１の位置
にある。従って射撃の照準動作は、まず図６の測遠視準
指標４１を目標に合わせ、測距やその他の修正要因のも
とに移動された図８のＰ′点の射撃照準指標で目標を捕
えて射撃を行なうという２動作が必要となる。このよう
な照準動作では、目標が静止している状態ではともか
く、目標が移動しこれを追尾しながら照準を行なおうと
する際には極めて不都合である。すなわち、一旦測遠機
系で目標を捕え、修正された射撃照準指標で再度目標を
捕えた時にすでに測遠機系の測遠視準線は目標とは合致
しておらず、そのまま測距することができなくなってい
るからである。従って距離を変えながら移動してゆく目
標などに対しては、命中精度の低下が避けられないとい
う欠点があった。

【０００８】

【考案の目的】本考案は以上の実情に鑑み、射撃の照準
動作が２動作となることを改善し、迅速で正確な照準を
行うことができるようにした光学装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するにあたり、レーザー測遠機系と、固定された照準用
のレチクルを有する照準眼鏡系とを備える光学装置にお
いて、前記レーザー測遠機系及び照準眼鏡系それぞれの
光軸を例えばハーフミラーなどの光学部材によって一致
させて同軸となし、この共通光軸上に光偏向素子を設
け、この光偏向素子を、レーザー測遠機系から得られた
測距出力に基づいて駆動し、照準対象物までの距離に対
応してレーザー測距機系及び照準眼鏡系の光軸を一体的
に偏向させて修正を行い、しかる後に照準眼鏡系の固定
レチクルを照準対象物に合わせて照準を行えばよいよう
に構成したところにある。また実施例の説明によって後
述するが、このような光偏向素子としては所謂Ｄプリズ
ムや反射ミラーあるいはこれらの結合されたものが利用
できる。

【００１０】

【実施例】図１は本考案装置の一実施例を示し、図示の
ようにレーザー測遠機系７０と照準眼鏡系９０とを備え
ている。レーザー測遠機系７０は、レーザー送信系とレ
ーザー受信系と構成されている。レーザー送信系は、対
物レンズ７１と接眼レンズ７２とからなる逆ガリレオ型
ビームエキスパンダーと、レーザー光源７３とから構成
され、レーザー受信系は、対物レンズ７１，穴あきミラ
ー７４，全反射ミラー７５，ピンホールマスク７６，リ
レーレンズ７７，受光センサー７８とから構成されてい
る。穴あきミラー７４は、レーザー送信時にはミラーに
設けられた穴の部分をレーザー光が通過し、レーザー受
信時においてのみ全反射ミラーの作用をもつものであ
る。

【００１１】照準眼鏡系９０は、対物レンズ９１，正立
プリズム９２，接眼レンズ９３、そしてこの光学系内に
固定されたレチクル９４とから構成されている。この照
準眼鏡系９０と前述したレーザー測遠機系７０との両光
学系は、レーザー測遠機系７０の光軸７９上の反射ミラ
ー８０と、照準眼鏡系９０の光軸９５上に傾けて配置さ
れたハーフミラー９７とによって結合され、この結果両
光学系の光軸は共通光軸１００となっている。なお反射
ミラー８０は、レーザー測遠機系７０の光軸７９が照準
眼鏡系９０の光軸９５と平行であるために設けられたも
ので、両光軸を同軸にするための光学部材として不可欠
のものではない。光軸７９，９５を同軸とするための光
学部材としては、図示のハーフミラー９７の他、ハーフ
プリズムでもよく、また例えば可視光を透過し、レーザ
ー測遠機系７０に用いられているレーザーの発振波長の
光を反射する所謂ダイクロイックミラーでもよい。ま
た、この実施例では照準眼鏡系の光軸９５に対してレー
ザー測遠機系の光軸７９を重畳させる形で同軸光軸とし
ているが、逆にレーザー測遠機系の光軸７９に対し照準
眼鏡系の光軸９５を重畳させた形にしてもよいことは言
うまでもない。

【００１２】符号９８は、光軸７９，９５が同軸とされ
た共通光軸１００上に配置された光偏向素子で、光軸１
００の指向方向を可変とする機能を有している。このよ
うな光偏向素子としては、図２に示したような偏角プリ
ズムを２枚組み合わせた所謂Ｄプリズムが用いられる。
図２において偏角プリズムを回転させると、これを通っ
た光線もωで示すような回転運動をするが、図３のよう
にこのような偏角プリズムをそれぞれ互いに逆方向に等
しい角速度で回転させると、これを通った光線は矢印Ｒ
で示すように一平面内で往復運動することになる。従っ
てこのような偏角プリズムの２枚組を２組用いれば、光
線をＸ方向成分、Ｙ方向成分（砲身についていえば俯仰
方向と方位方向に対応する）に分けて偏向させることが
できるようになる。

【００１３】以上の構成をもつ光学装置を用いて照準動
作を行なう場合には、まずレーザー測遠機系７０の測遠
視準線を目標に合致させ測距を行なう。この時、レーザ
ー測遠機系７０の測遠視準線は、固定レチクル９４を含
む照準眼鏡系９０の射撃照準視線と合致しており、固定
レチクル９４の射撃照準指標が測遠照準指標を兼ねてい
る。そして、照準眼鏡系９０の射撃照準視線とレーザー
測遠機系７０の測遠視準線とは砲身の砲軸線と同一方向
を向いているから、この段階で目標は照準眼鏡系９０の
レチクル中心で捕えられ、砲身はその目標へと指向して
いる。

【００１４】この状態でレーザー測遠機系７０の受光セ
ンーサー７８から得られた測距出力はコンピューターに
入力され、他の修正要因と共に演算の結果、未来修正量
が算出される。こうして算出された未来修正量に応じて
前記光偏向素子９８が制御され、これにより光軸１００
は目標を外れた未来修正位置へと指向される。この結
果、照準視界内では目標がレチクルの射撃視準指標から
外れると共に射撃照準指標と共通の測遠視準指標も目標
から外れることになる（砲身は従前の目標に指向したま
まである）。しかる後に照準眼鏡系９０を覗きながら、
その射撃照準指標を目標に合致させるように操作する
と、これに伴って砲身も俯仰、旋回、修正されることに
なり、照準眼鏡系の射撃照準指標を捕えた時点でレーザ
ー測遠機系９０の測遠視準指標を捕え、また砲身は未来
修正要因加味した目標位置へと指向される。従ってたと
え目標が移動中のものであってもその測距出力がリアル
タイムで演算されつつ光偏向素子９８が制御されるの
で、照準動作にあっては単に照準眼鏡系９０の固定レチ
クル９４に表示された射撃照準指標で目標を追尾すると
いう操作を行うのみで、刻々の測距情報を含んだ未来修
正量等を考慮した照準が遂行できる。

【００１５】図４は、特にペリスコープに適した本考案
の他の実施例を示し、図１と同一部材については同一符
号を付してある。この実施例においては、レーザー測遠
機系７０の光軸７９と照準眼鏡系９０の光軸９５とが同
軸とされた光軸１００上に俯仰ミラー１０１を設けてい
る。この俯仰ミラー１０１が砲身の俯仰と機械的一体に
連動するものである場合には、図１において光偏向素子
として用いたＤプリズムは同様に２組を要するものであ
るが、この俯仰ミラー１０１が砲身の俯仰とシンクロサ
ーボ系等を介して俯仰連動する場合、すなわち砲身の俯
仰に加え他の入力信号によっても俯仰制御できる場合に
は、サーボ系の駆動入力として、未来修正量の偏差を付
与できることになるので、図１の光偏向素子９８として
は、砲身の方位方向（旋回方向）のために１組あればよ
いことになる。以上、図示した実施例をもとに本考案に
ついて説明してきたが、上記光偏向素子９８の作動調整
によって予めボアサイト（砲塔に照準眼鏡系を取り付け
た場合、取り付け誤差による砲の砲軸線と照準眼鏡系の
射撃照準視線のいずれを補正する調整）を行なうことも
可能である。

【００１６】

【考案の効果】以上詳述のように、本考案においては、
測遠機系の光軸と照準眼鏡系の光軸とを一致させて同軸
としたままこの光軸上の光偏向素子を未来修正量に応じ
て制御してこれら両光軸を同時に一体的に偏向させるの
で、従来装置のような移動レチクルなどを用いることな
く常に測距を継続させながら未来修正を伴った照準を行
なってゆくことができる。従って移動中の目標、あるい
はその移動過程において射撃距離が刻々変化しているよ
うな物体であっても、その目標に対して単に固定レチク
ル上の射撃照準指標によって目標を追尾してゆくことで
いつでも命中精度の高い射撃が実行できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案装置の概略構成図である。

【図２】偏角プリズムの作用説明図である。

【図３】図２の偏角プリズムを２枚組み合わせた光偏向
素子の作用説明図である。

【図４】本考案の他の例を示す概略構成図である。

【図５】従来装置の概略構成図である。

【図６】従来装置の照準眼鏡系で観察されるレチクルの
様子を示す説明図である。

【図７】移動レチクルを含む照準眼鏡系視野の説明図で
ある。

【図８】移動レチクル及び測遠視準指標の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０照準眼鏡系１２正立プリズム１４移動レチクル１５固定レチクル２０レーザー測遠機系２３レーザー光源２４穴あきミラー２８受光センサー７０レーザー測遠機系７３レーザー光源７８受光センサー９０照準眼鏡系９２正立プリズム９４固定レチクル９８光偏向素子１００共通光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｓ 17/02 Ｇ０２Ｂ 23/10

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】照準対象物にレーザー光を投射し、その
反射光を受けて照準対象物の測距を行うレーザー測遠機
系と、固定レチクルが組み込まれ、この固定レチクルと
一体に光軸の向きが調節自在な照準眼鏡系とを有する光
学装置において、前記レーザー測遠機系のレーザー光投
射光軸と照準眼鏡系の前記光軸とを合致させて共通光軸
にする手段と、前記共通光軸上に配置され、偏角が等し
い少なくとも２枚の偏角プリズムを組み合わせた光偏向
素子と、前記レーザー測遠機系から得られた照準目標ま
での距離に対応する測距出力により前記２枚の偏角プリ
ズムを同じ角度ずつ互いに逆方向に回転させて前記共通
光軸の指向方向を少なくとも一方向に修正する修正手段
とを備え、前記修正手段で共通光軸の指向修正を行った
後に照準眼鏡系の固定レチクルを照準対象物に合わせ、
指向修正後の共通光軸を照準対象物に指向させて照準を
行うことを特徴とする光学装置。