KR100667472B1 - 도트 사이트 조준경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도트 사이트 조준경에 관한 것이며, 이 조준경은 소총 가늠자 뭉치 상단에 착탈된다. 그리고 도트 사이트 조준경은 보호용 윈도우가 전방에 형성되어 있으며, LED 및 반사경이 그 내부에 위치하게 된다. 이때 내부의 반사경을 Doublet으로 구성한다. 반사경의 제1면 및 제3면은 구면을 형성하고, 제2면은 반사면으로 하되, 상기 제1면 및 제3면의 곡률반경의 최적의 상태로 추출해 낸다.

이를 통해 본 발명은 시차를 최소화함으로써 신속하고 정확한 조준이 가능하도록 한다.

도트 사이트, 조준, 사격, 소총, 시차, 구면, 반사면, LED, 곡률반경, 비구면, 코닉계수

Description

도트 사이트 조준경{A DOT SIGHTING DEVICE}

도 1은 일반적인 도트 사이트 조준장치의 내부구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2는 도트 사이트 조준장치를 소총에 장착하고 조준사격을 하는 사용상태도를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 구면 반사면에서 반사되는 반사광선의 시차발생을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시례에서의 반사경의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시례에서의 반사경의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 돋구기 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아님을 첨언한다.

소총의 특성은 신속하게 조준사격을 할 수 있는지(신속성)와 그 조준사격이 정확하게 표적을 향하는지(정확성)에 의해서 좌우되며, 이는 소총의 조준과 직적 관련된다. 일반적으로 소총의 조준은 가늠자와 가늠쇠의 조준선 정렬에 의해 이루어진다. 총열의 끝단에 위치하는 가늠쇠와 총기 주몸체 상부에 위치하는 가늠자의 조준선 정렬에 의한 조준은, 그 총기를 사용하는 사용자의 실력에 따라서 정확한 사격을 가능하게 해 준다. 그러나 작은 진동이나 떨림에도 조준선 정렬이 어려워지고, 근거리나 급박한 상황에서 요청되는 신속한 조준에 불리한 문제점이 있다. 즉 이와 같은 조준사격 방법에서는, 목표 포착 및 확인, 조준선 정렬, 조준 등의 복잡한 과정과 시간이 요구되며, 가늠쇠와 가늠자 자체가 매우 작아서 이를 정확하게 정렬함에 있어 작은 떨림에도 민감하게 반응할 뿐만 아니라, 지나치게 조준선 정렬에 신경을 쓰다보면 표적이나 전방 상황보다는 가늠쇠와 가늠자 자체에 시선이 집중되어 시야가 좁아지는 것이다.

조준선 정렬의 번거로움을 해결하면서 좀더 정확성이 높이기 위해 광학식 조준기가 제안되었다. 그러나 광학식 조준기의 경우 망원렌즈를 사용하기 때문에 배율이 올라가면 마찬가지로 작은 떨림에도 민감하게 반응하기 때문에 신속한 조준이 불가능하다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 광학식 조준기에서 무배율(저배율) 렌즈를 채택하고, 복잡한 조준선을 없애면서 간단하게 조준점만 이용하는 도트 사이트 장치가 제안되었다.

광학식 도트 사이트 조준기는 간단하고 빠른 조준이 가능하다는 데 특징이 있으며, 신속한 대응이 필요한 급박한 상황이나 근거리에서 매우 유용한 장점이 있다. 즉, 조준선 정렬의 시간이 거의 요구되지 않는데다 조준 자체도 광점(光點)을 표적으로 신속하게 이동시키면 되고, 시야 확보도 매우 효과적으로 이루어지기 때문에 조준에 걸리는 시간뿐만 아니라 조준으로 인해 주변 시야 및 상황확인이 방해되는 것을 최소한으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

이러한 광학식 도트 사이트는 도 1에서 도시한 바와 같이 그 원통형 구조를 이루어지는 조준기 하우징(2) 상부에 내부 경통 정렬용 조절단자(7)이 위치하고, 하부에는 소총 가늠자 뭉치 상단에 레일방식으로 착탈가능하게 연결되는 고정그릴(26)이 구성되며, 하우징 전단부에 보호용 윈도우(10), 하우징(2) 내부 상단 소정 위치에는 광원을 만드는 발광소자 LED(8) 및 특정 굴곡률을 가지며 하우징(2) 내부의 상기 보호용 윈도우(10) 뒤에 위치하는 반사경(9)을 포함하여 이루어진다.

상기 반사경(9)은 관측자(사용자)의 시선은 도트 사이트 장치(1) 선단으로 투시하되, 대략 650nm 가량의 광선을 갖는 LED(8)의 광점을 후단으로 반사하여 준다. 관측자(사용자)는 LED의 광점과 목표물이 일치할 때 사격함으로써 조준을 용이하게 할 수 있다.

이를 좀더 이론적으로 살펴보면, 광학식 도트 사이트 장치(1)의 내부에 위치한 LED(8)로부터 만들어지는 점광원이 반사경(9)에 의해 반사되어 관측자의 눈에 평행하게 입사되도록 의도되고, 이 평행도는 총열의 탄환 발사축과 일치되도록 의 도된다. 그러나 도트 사이트 장치(1)의 평행도와 총열의 탄환 발사축과 일치하지 않으면 관측자가 비록 LED(8) 빔의 도트를 사격 목표점에 일치시키더라도 명중하지 않기 때문에 도트 사이트 장치(1)의 평행도와 총열의 탄환 발사축과 일치시키도록 하기 위해 수직과 수평기능을 갖는 내부 경통 정렬용 단자(7)를 구비하여 내부 경토의 광축을 총열의 탄환 발사축과 일치하도록 하고 있다.

그러나 일반적으로 반사경(9)의 전면(하우징 내부 방향)에는 LED 광점을 반사하도록 코팅되어 있고, 그 전후면 곡률반경은 구면으로 같은 곡률을 가지고 있기 때문에, LED(9)에서 방출된 광선이 반사경(9)에 반사되어 정확하게 총열과 나란하게 반사되지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 '시차(parallax)가 발생된다'라고 표현한다. 이 시차의 발생은 목표점에 대한 명중도를 떨어뜨린다. 도 3은 구면(Spherical Surface) 반사면에서의 반사광선이 서로 나란하지 않은 시차를 보여주고 있다.

신속한 조준을 그 특징으로 하는 광학식 도트 사이트 장치에 명중도를 높이는 보정이 가능하다면, 도트 사이트 장치의 효율성은 크게 배가될 것임은 틀림없는 사실이다.

본 발명의 목적은 종래의 시차문제를 해결함으로써, 신속하게 조준할 수 있을 뿐만 아니라, 사격의 유효적중률이 배가된 도트 사이트 조준장치를 제공함에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 보호용 윈도우(10)가 전방에 형성되어 있는 조준기 하우징(2)이 고정그릴(26)에 의해 소총 가늠자 뭉치 상단에 착탈되며, 조준기 하우징(2) 내부에는 LED(8) 및 반사경이(9)이 위치하는 도트 사이트 조준경에 있어서,

상기 반사경(9)을 Doublet으로 구성하여, 상기 반사경(9)의 제1면 및 제3면은 구면을 형성하고, 제2면은 LED 반사면으로 하되, 상기 제1면 및 제3면의 곡률반경이,

을 만족하도록 구성함으로써 시차를 최소화하고, 외부 목표점이 관측자의 눈에 결상될 때 외부 목표점에 대한 배율발생을 최소화하고자 한다.

또한, 바람직한 실시례에 있어서, 상기 제2면이 코닉계수를 포함하는 비구면으로 하는 것이 좋다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 공지 구성 등 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 따른 일 실시례를 나타내고 있다. 본 실시례에서는 LED와 반사면 사이의 거리를 200mm로, 중심두께는 4.0mm로 설정하였다.

LED 도트는 R₂ 면에서 반사되어 나가는데 이때 입사할 때 R₁ 면을 지나고 R₂면에서 반사한 다음에 다시 R₁ 면을 지나서 관측자의 눈에 입사된다. 즉 변수 R₁ 면을 두 번 지나고 변수 R₂ 을 한 번 지나기 때문에 설계에 있어서의 자유도가 더 주어진다. 이 때문에 시차를 더욱 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이때 외부 목표점이 관측자의 눈에 결상될 때 배율 발생을 줄이기 위해 어포컬(afocal) 시스템이 되도록 구성하였다. 이와 구성은 아래의 (식1)을 이용하여 제1면 및 제3면의 곡률반경에 적용한다.

doublet의 제1면과 제3면의 중심 사이의 거리(중심두께)를 d, 제1면 곡률반경을 R₁, 제3면의 곡률반경을 R₃라고 하고, 재질의 굴절률을 n이라 할 때, 다음과 같은 식이 성립하도록 하였다.

이때 D₁은 제1면의 굴절력, D₂는 제3면의 굴절력을 의미한다.

본 실시례를 통해, 시차는 백분율로 80% 이상의 개선효과가 있었다.

또한, 도 5와 같이 제2면이 코닉(conic) 계수를 포함하는 비구면이었을 때 시차는 더욱 최소화되고, 이때 시차는 상기 도 4의 실시례보다 90% 이상이 개선되는 효과가 있었다.

밑의 3가지 그래프는 각각 기존의 단일 반사면인 경우, Doublet 반사면인 경우(두 렌즈 사이의 반사면이 구면), Doublet 반사면이면서 두 렌즈 사이의 반사면으로 코닉 비구면을 채택한 경우의 자오광선(Tangential ray) 수차도를 나타내고 있다. 각각 렌즈기울임각 -2.0도이다.

*Graph 1

*Graph 2

*Graph 3

위 각각의 그래프 중에서 첫 번째 그래프는 구면수차를 나타내는데 이것이 x 축과 일치되면 시차가 없는 상태가 된다. 기존의 단일 반사면인 경우의 최대 수차 값은 0.02mm이고, Doublet의 중간면을 구면 반사면으로 채택한 경우의 최대 수차 값은 0.004mm이며, Doublet의 중간면을 코닉 비구면 반사면으로 채택한 경우의 최대 수차 값은 0.0004mm이다. 따라서 전체 영역의 중심에서의 50% 공간을 유효 공간으로 본다면, 기존의 단일 반사면인 경우와 Doublet의 중간면을 구면을 반사면으로 채택한 경우의 비교에서는 최소 80% 이상의 개선효과(구면수차량(y축)의 x축(LED 광선이 반사하는 유효공간)에 대한 적분값의 비교에서)가 있게 되고, Doublet의 중간면을 구면을 반사면으로 채택한 경우와 Doublet의 중간면을 코닉 비구면 반사면으로 채택한 경우의 비교에서는 최소 90% 이상의 개선효과가 있는 것으로 계산된다.

이상의 실시례는 본 발명의 청구범위에 기재되어 있는 사항으로부터 정해지는 권리범위를 축소하거나 제한하지 아니함을 첨언한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 도트 사이트 조준경의 반사경을 Doublet으로 하고, 제1면, 제3면의 곡률반경의 조건을 (식1)과 같이 맞추어 줌으로써 시차를 최소화하고, 외부 목표점에 대한 배율 발생을 제거할 수 있는 장점이 있다.

이에 따라, 보다 신속하고 정확하게 목표물을 조준하여 사격을 할 수 있기 때문에 유효적중률을 높이는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 보호용 윈도우(10)가 전방에 형성되어 있는 조준기 하우징(2)이 고정그릴(26)에 의해 소총 가늠자 뭉치 상단에 착탈되며, 조준기 하우징(2) 내부에는 LED(8) 및 반사경이(9)이 위치하는 도트 사이트 조준경에 있어서,

   상기 반사경(9)을 Doublet으로 구성하여, 상기 반사경(9)의 제1면 및 제3면은 구면을 형성하고, 제2면은 LED 반사면으로 하되, 상기 제1면 및 제3면의 곡률반경이,

   

   을 만족하도록 구성한 것을 특징으로 하는 도트 사이트 조준경
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2면이 코닉계수를 포함하는 비구면임을 특징으로 하는 도트 사이트 조준경.

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