KR101116269B1 - 조준경용 렌즈 및 이를 이용한 조준경 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도트사이트(dot sight) 또는 보우사이트(bow sight) 등 광점을 이용한 조준경 시스템으로서, 반사렌즈에 의한 오차범위를 줄이면서도 사격자로 하여금 광점을 한층 더 분명하게 인식할 수 있도록 하여 신속하고 정확한 조준을 가능케 하는 사이트 시스템을 제공하는데 그 목적을 둔다.
구체적으로 본 발명은 총기에 고정된 조준경의 하우징 내에 삽입되어 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되는 제 1 렌즈; 상기 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 탑재되어 특정파장대의 빛을 발하는 점광원의 발광소자; 상기 발광소자와 동일한 상기 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 적층되어 상기 발광소자에 전력을 공급하는 제 1 및 제 2 투명배선을 포함하는 조준경용 렌즈를 제공하고, 이를 이용한 도트사이트 또는 보우사이트의 조준경 시스템을 제공한다.

Description

조준경용 렌즈 및 이를 이용한 조준경 시스템{lens for sight and sight system using the same}
본 발명은 조준경(sight)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 반사렌즈에 의한 오차범위를 줄이면서도 사격자로 하여금 광점(light point)을 한층 더 분명하게 인식할 수 있도록 하여 신속하고 정확한 조준을 가능케 하는 조준경용 렌즈 및 이를 이용한 조준경 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 조준경(sight)은 목표물의 조준을 위해 총기에 부착하는 광학장치를 총칭한다.
가늠자 및 가늠쇠의 조준선 정렬에 의한 전통적인 조준방법은 진동이나 떨림에 오차가 크고 근거리 및 신속한 조준에 불리하며 멀티포커스(multifocus)가 불가능한 육안의 특성상 가늠쇠와 가늠자에 시선을 뺏겨 오히려 목표물을 뿌옇게 흐리는 단점을 내포한다.
따라서 조준선 정렬의 번거로움을 해소하고 정확성을 높이기 위한 광학식 스코프(optical scope)가 개발되었는데, 광학식 스코프는 크게 프리즘 방식과 릴레이렌즈 방식으로 구분되나 양자 모두 대물 및 대안렌즈와 레티클(reticle)을 이용하여 목표물의 확대와 레티클에 의한 정조준을 가능케 한다. 그러나 광학식 스코프 역시 진동이나 떨림에 따른 오차가 존재하고 신속한 조준에 한계를 나타내는바, 광점(light point)으로 레티클을 대체한 도트사이트(dot sight) 등의 광학식 조준경이 소개되어 현재 널리 활용되고 있다.
도 1은 일반적인 도트사이트의 개략적인 구조를 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 일반적인 도트사이트는 총기에 부착되는 원통형의 하우징(2), 목표물을 향하는 하우징(2)의 일단을 밀폐하는 투명 윈도우(4), 하우징(2)의 내부 일 측에 장착되어 투명 윈도우(4) 방향으로 특정 파장대의 빛을 발하는 LED 등 점광원의 발광소자(6), 하우징 (2) 내부의 발광소자(6)와 투명 윈도우 (4) 사이에 경사지게 배치되어 특정 파장대의 빛을 선택적으로 반사하는 일정곡률의 반사렌즈(8)를 포함한다.
그 결과 발광소자(6)의 빛은 반사렌즈(8)에 의해 반사되어 사격자의 시선에 고휘도의 광점으로 인식되고, 따라서 사격자는 목표물에 시선을 집중한 상태로 광점을 목표물에 오버랩시키면 터널비전 없이도 신속하고 정확하게 목표물을 정조준할 수 있다. 참고로, 광점의 평행도는 총열의 탄환 발사축과 일치하도록 조절된다.
하지만, 이상의 도트사이트 등 광점을 이용하는 일반적인 광학식 조준경은 반사렌즈(6)의 정밀도 및 경사도에 따라 오차범위가 큰 특징이 있다.
일례로 위에서 살펴본 도트사이트를 통해 사격자에게 보이는 광점은 실제 발광소자(6)가 아닌 반사렌즈(8)에 맺힌 상이므로 자칫 반사렌즈(8)의 곡률 내지는 경사도가 정확하지 않을 경우 광점의 평행도와 총열의 탄환 발사축 간의 오차를 증가시켜 조준의 신뢰성을 크게 저하시킨다 . 또한 일반적인 도트사이트의 반사 렌 즈(8)는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 반사할 수 있도록 특수 코팅되는데, 코팅 막에 의한 굴절률 차이 등 비록 미소한 변화라도 사격자의 시선에 경사지게 배치되는 반사렌즈(8)의 특성상 목표물 또는 광점을 왜곡하거나 원치 않는 난반사가 발생할 가능성이 크다.
때문에, 광점을 이용한 광학식 조준경은 반사렌즈의 정밀 가공 및 배치를 필요로 하고, 이는 결국 전체적인 공정 및 제조비용을 상승시키는 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명은 도트 사이트는 물론 광점을 이용하는 모든 종류의 광학식 조준경에 적용되어 반사렌즈에 의한 오차범위를 줄이면서도 한층 더 분명하게 광점을 인식할 수 있는 조준경용 렌즈를 제공하는데 그 목적을 둔다.
더 나아가 본 발명은 상기의 조준경용 렌즈를 이용하여 진동이나 떨림 등에도 불구하고 한층 더 신속하고 정확하게 목표물을 정조준할 수 있는 조준경 시스템을 제공하는데 그 목적을 둔다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 총기에 고정된 조준경의 하우징 내에 삽입되어 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되는 제 1 렌즈; 상기 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 탑재되어 특정파장대의 빛을 발하는 점광원의 발광소자; 및 상기 발광소자와 동일한 상기 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 적층되어 상기 발광소자에 전력을 공급하는 제 1 및 제 2 투명배선을 포함하는 조준경용 렌즈를 제공한다.
이때, 상기 발광소자는 상기 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 COG(Chip On Glass) 방식으로 탑재된 SMD(Surface Mount Devices) 타입의 LED 또는 제 1 렌즈의 일면 또는 이면에 적층된 다층구조의 유기전계발광소자 중 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 및 제 2 투명배선은 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zink-oxide) 또는 탄소나노튜브 중 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 조준경용 렌즈를 이용한 조준경 시스템으로서, 일단이 상기 사격자를 향하고 타단이 목표물을 향하도록 상기 총기에 고정되는 원통형의 상기 하우징; 상기 하우징의 일단을 밀폐하도록 상기 하우징에 삽입되고, 상기 하우징의 타단을 향하는 상기 일면 또는 이면에 상기 발광소자가 탑재된 상기 제 1 렌즈; 상기 하우징의 타단을 밀폐하도록 상기 하우징에 삽입되는 투명 윈도우; 및 상기 하우징 내부의 상기 제 1 렌즈와 상기 투명 윈도우 사이에 상기 사격자의 시선방향에 수직으로 배치되고, 상기 사격자 방향으로 상기 특정파장대의 빛을 선택적으로 반사하는 제 2 렌즈를 포함하는 도트사이트의 조준경 시스템을 제공한다.
이때, 상기 제 2 렌즈는 반사렌즈인 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 상기의 조준경용 렌즈를 이용한 조준경 시스템으로서, 상기 총기에 고정되어 렌즈홀을 제공하는 상기 하우징; 및 상기 렌즈홀에 삽입되고 상기 사격자를 향하는 상기 일면 또는 이면에 상기 발광소자가 탑재된 상기 제 1 렌즈를 포함하는 보우사이트의 조준경 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 조준경용 렌즈는 그 외면에 발광소자가 탑재되는 대신 제 1 및 제 2 투명배선을 통해 발광소자에 전력을 공급하므로 사용자의 시선을 가리지 않으면서도 안정적인 전력공급이 가능하다.
아울러, 본 발명에 따른 조준경용 렌즈는 기존의 광학식 조준경에서 각종 오차의 주요원인이 되는 경사진 반사렌즈를 수직의 반사렌즈로 대체할 수 있어 광점 내지는 목표물의 왜곡은 물론 난반사를 방지할 수 있고, 한층 더 안정적으로 콜리 메이팅 할 수 있는 장점을 나타낸다.
더 나아가 본 발명에 따른 조준경용 렌즈는 도트사이트 등 무배율의 광학식 조준경 이외에 광점을 이용하는 모든 조준경에 사용 가능하므로 적용성이 높은 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 조준경 중 도트사이트는 사용자의 시선에 대해 수직으로 배치되는 제 1 및 제 2 렌즈를 통해 사격자에게 상시적으로 쉽고 분명하게 광점 을 인식시키는 동시에 난반사를 방지할 수 있는 장점을 나타낸다.
아울러 본 발명에 따른 조준경 중 보우사이트는 사용자의 시선을 가리는 핀을 생략하는 대신 제 1 렌즈 및 여기에 탑재된 발광소자를 통해 사용자의 시선을 가리지 않으면서도 직접 광점을 인식할 수 있어 정확하고 빠른 조준을 가능케 한다.
도 1은 일반적인 도트사이트의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용된 도트사이트의 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 조준경용 렌즈의 평면도.
도 4는 도 3의 IV-IV 선에 대한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용된 보우사이트의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용된 보우사이트의 모식도.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 일 양태(樣態)를 상세히 살펴본다.
본격적인 설명에 앞서, 본 발명은 조준경용 렌즈 및 이를 이용한 조준경 시스템을 제공하는바, 본 발명에 따른 조준경용 렌즈는 도트사이트 등 무배율의 광학식 조준경은 물론 그 밖에 광점을 이용한 모든 종류의 조준경에 적용 가능하다. 때문에 아래에서는 편의상 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용되는 조준경 시스템의 몇 가지 예로서 도트사이트와 보우사이트를 살펴보지만, 본 발명의 기술사상이 여기에 한정되지는 않음은 이하의 설명을 통해 당업자라면 쉽게 이해될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용된 조준경 시스템의 일례로서 도트사이트를 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 도트사이트는 총기에 부착되는 원통형의 하우징(10), 본 발명에 따른 조준경용 렌즈로서 발광소자(22)가 탑재되어 사격자를 향하는 하우징(10)의 일단을 밀폐하는 제 1 렌즈(20), 목표물을 향하는 하우징(10)의 타단을 밀폐하는 투명 윈도우(30), 하우징(10) 내부의 제 1 렌즈(20)와 투명 윈도우(30) 사이로 개재되는 제 2 렌즈(40)를 포함한다.
그리고 바람직하게는 제 1 및 제 2 렌즈(20,40), 투명 윈도우(30)는 모두 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되고, 제 1 렌즈(20)에 탑재된 발광소자(22)는 제 2 렌즈(40)를 향해 특정 파장대의 빛을 발하며, 제 2 렌즈(40)는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 반사하는 반사렌즈인 것을 특징으로 한다.
각각을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
하우징(10)은 후술하는 제 1 및 제 2 렌즈(20,40)와 투명 윈도우(30)를 연결하는 경통(鏡筒) 또는 이와 유사한 역할을 하는 부분으로서 합성수지나 금속의 원통 또는 이와 유사한 형태를 나타낸다. 이때, 바람직하게는 하우징(10)의 하단에는 소총 등의 가늠자 뭉치에 레일방식으로 착탈 가능하게 결합되는 고정그릴이 장착되는데, 이는 일반적인 기술사상이 적용될 수 있으므로 별도의 설명은 생략한다.
제 1 렌즈(20)는 사격자를 향하는 하우징(10)의 일단을 밀폐하는 접안렌즈 또는 이와 유사한 역할을 하는 부분으로서 유리나 플라스틱 등 투명 절연재질의 원판 또는 이와 유사한 형태를 나타내고, 바람직하게는 목표물을 향하는 제 1 렌즈(20)의 일면에 LED 등의 발광소자(22)가 탑재되며, 해당 면의 일부 또는 전부를따라 제 1 및 제 2 투명배선이 적층되어 하우징(10)을 매개로 외부의 전원과 연결된다.
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 조준경용 렌즈인 제 1 렌즈(20)의 평면도이고 도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도로서 앞서 도 2와 함께 참조한다.
보이는 것처럼, 제 1 렌즈(20)는 유리 또는 플라스틱 등 투명 절연재질의 베이스 일면에 LED 등의 발광소자(22)가 탑재되어 해당 면의 일부 또는 전부에 적층된 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)을 통해 외부전원과 연결된다.
이때, 발광소자(22)는 고휘도의 빛을 발하는 동시에 사격자의 시선을 가리지 않도록 가급적 소형인 것이 바람직하며, 일례로 COG(Chip On Glass) 방식으로 제 1 렌즈(20)에 탑재된 SMD(Surface Mount Devices) 타입으로서 650nm 정도의 빛을 발하거나 반도체 공정을 통해 제 1 렌즈(20)에 적층된 다층구조의 유기전계발광소자로서 동(同) 파장대의 빛을 발한다.
참고로, 반도체 공정이란 특정물질의 박막증착(thin film deposition), 포토리소그라피(photolithography)와 식각(etching)에 의한 박막의 패터닝(patterning) 및 세척의 순차적 반복을 총칭하고, 포토리소그라피는 포토레지스트(photoresist) 도포, 마스크(mask)를 이용한 포토레지스트의 노광(exposure), 현상액을 이용한 현상(developement)에 의한 포토레지스트의 패터닝의 순차적 반복을 총칭하는바, 이는 본 명세서에서 일관되게 동일한 의미를 갖는다. 또한 유기전계발광소자는 애노드전극층(anode electrode layer)과 캐소드전극층(cathode electrode layer) 사이에 정공수송층(hole transport layer), 유기발광층(orginic emission layer), 전자수송층(electron transport layer)를 차례로 적층한 후 애노드전극층과 캐소드전극층에 각각 양과 음의 전압을 인가하면 정공수송층의 정공과 전자수송층의 전자가 유기발광층에서 엑시톤(exiton)을 이루어 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 가시광선을 방출하는 다층소자를 총칭하며, 이는 디스플레이분야 등에서 많이 사용되는 소자 및 기술이므로 별도의 자세한 설명은 생략한다.
그리고 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)은 외부전원과 발광소자(22)를 연결해서 발광소자(22)의 발광을 위한 전력을 공급하며, 일례로 반도체공정을 통해 제 1 렌즈(20)에 적층된 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zink-oxide) 또는 탄소나노튜브의 박막이 사용된다. 이때, 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)의 형태, 사이즈, 배치 등은 목적에 따라 자유로울 수 있다.
참고로, 발광소자(22)로 유기전계발광소자가 사용될 경우 제 1 및 제 2 투명배선(24,26) 중 하나는 유기전계발광소자의 두 전극층 중 목표물을 향하는 애노드 또는 캐소드 전극층과 동일물질로 이루어지고, 나머지 하나는 불투명재질로 이루어진다.
그 결과 본 발명에 따른 제 1 렌즈(20)는 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)을 통해 사격자의 시선을 가리지 않으면서도 발광소자(22)에 안정적으로 전력을 공급하고, 발광소자(22)는 제 2 렌즈(40) 방향으로 점광원의 빛을 발한다.
다시 도 2로 돌아와서, 투명 윈도우(40)는 목표물을 향하는 하우징(10)의 타단을 밀폐하는 대물렌즈 또는 이와 유사한 역할을 하는 부분으로서 유리나 플라스틱 등 투명재질의 원판 또는 이와 유사한 형태를 나타낸다.
제 2 렌즈(40)는 하우징(10) 내부의 제 1 렌즈(20)와 투명 윈도우(30) 사이에 배치되어 발광소자(22)로부터 발한 특정파장대의 빛, 예컨대 약 650nm 빛을 제 1 렌즈(20) 방향으로 반사하는 반면 그 외의 빛은 통과시켜 사격자가 제 1 및 제 2 렌즈(20,40)와 투명 윈도우(30)를 통해 목표물을 볼 수 있도록 하는 부분으로서, 유리나 플라스틱 등 투명재질의 원판 또는 이와 유사한 형태를 나타낸다.
이때, 바람직하게는 제 2 렌즈(40)는 발광소자(22)로부터 입사된 빛을 일정 정도 확산시켜 반사하도록 사격자측에서 목표물 방향으로 오목한 반사렌즈가 사용되고, 이로써 사격자는 제 1 렌즈(20)에 탑재된 발광소자(22)에 불구하고 선명하게 광점을 인식할 수 있다.
그 결과 본 발명에 따른 도트사이트의 사격자는 목표물에 시선을 집중한 상태로 시선 내에 인식되는 광점을 목표물에 오버랩시킴으로써 터널비전 없이도 신속하고 정확하게 목표물을 정조준할 수 있다. 그리고 이 과정 중에 제 1 및 제 2 렌즈(20,40), 투명 윈도우(30)는 모두 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되므로 상시적으로 광점을 쉽고 분명하게 인식할 수 있고 물론 불필요한 난반사를 최소화할 수 있다.
한편, 첨부된 도 5는 본 발명에 따른 조준경용 렌즈가 적용된 조준경 시스템의 또 다른 예로서 보우사이트(bow sight)를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 보우사이트의 모식도이다. 편의상, 앞서 설명한 부분과 동일한 역할을 하는 동일부분에 대해서는 동일부호 및 동일명칭을 사용하여 불필요한 설명의 중복을 피한다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 보우사이트는 총기에 부착되어 렌즈홀(12)을 제공하는 하우징(10), 렌즈홀(12)에 장착된 제 1 렌즈(20)를 포함한다.
이때, 제 1 렌즈(20)의 구성 및 작용은 앞서와 실질적으로 동일하지만 발광소자(22)가 사격자를 향하는 제 1 렌즈(20)의 외면에 탑재되고 제 1 및 제 2 투명배선(도 3 및 도 4의 24,26 참조) 역시 해당 면에 적층된다는 점에 차이가 있다.
그 결과 본 발명에 따른 보우사이트의 사격자는 목표물에 시선을 집중한 상태로 시선 내에 인식된 광점을 목표물에 오버랩시킴으로써 정확하게 목표물을 정조준할 수 있고, 이 과정 중에 제 1 렌즈(20)는 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되므로 정밀도 등의 특수성에 불구하고 사격자는 상시적으로 광점을 쉽고 분명하게 인식할 수 있고 불필요한 난반사를 최소화할 수 있다.
이상의 설명 및 도면은 본 발명의 예시에 지나지 않으면 본 발명을 한정하지는 않는다. 즉, 본 발명은 다양한 변형이 가능하지만 이들 변형이 본 발명의 기술사상 내에 있다면 본 발명의 권리범위에 속한다 해야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 및 이와 균등한 것으로 해석되어야 한다.
10 : 하우징 22 : 발광소자
24,26 : 제 1 및 제 2 투명배선
30 : 투명 윈도우 40 : 제 2 렌즈

Claims (6)

  1. 총기에 고정된 조준경의 하우징(10) 내에 삽입되어 사격자의 시선 방향에 수직으로 배치되는 제 1 렌즈(20);
    상기 제 1 렌즈(20)의 일면 또는 이면에 탑재되어 특정파장대의 빛을 발하는 점광원의 발광소자(22); 및
    상기 제 1 렌즈(20)의 일면 또는 이면에 적층되어 상기 발광소자(22)에 전력을 공급하는 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)을 포함하는 조준경용 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광소자(22)는 상기 제 1 렌즈(20)의 일면 또는 이면에 COG(Chip On Glass) 방식으로 탑재된 SMD(Surface Mount Devices) 타입의 LED 또는 상기 제 1 렌즈(20)의 일면 또는 이면에 적층된 다층구조의 유기전계발광소자 중 하나인 조준경용 렌즈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명배선(24,26)은 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zink-oxide) 또는 탄소나노튜브 중 하나인 조준경용 렌즈.
  4. 일단이 사격자를 향하고 타단이 목표물을 향하도록 총기에 고정되는 원통형의 하우징(10);
    상기 하우징(10)의 일단을 밀폐하도록 상기 하우징(10)에 삽입되고, 일면 또는 이면에 발광소자(22)가 탑재된 제 1 렌즈(20);
    상기 하우징(10)의 타단을 밀폐하도록 상기 하우징(10)에 삽입되는 투명 윈도우(30); 및
    상기 하우징(10) 내부의 상기 제 1 렌즈(20)와 상기 투명 윈도우(30) 사이에 상기 사격자의 시선방향에 수직으로 배치되고, 상기 사격자 방향으로 특정파장대의 빛을 선택적으로 반사하는 제 2 렌즈(40)를 포함하는 도트사이트의 조준경 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 렌즈(40)는 반사렌즈인 도트사이트의 조준경 시스템.
  6. 총기에 고정되어 렌즈홀(12)을 제공하는 하우징(10); 및
    상기 렌즈홀(12)에 삽입되고 사격자를 향하는 일면 또는 이면에 발광소자(22)가 탑재된 제 1 렌즈(20)를 포함하는 보우사이트의 조준경 시스템.
KR1020110051564A 2011-05-30 2011-05-30 조준경용 렌즈 및 이를 이용한 조준경 시스템 KR101116269B1 (ko)

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