KR101177611B1 - 화기의 통합조준장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실탄사격 없이 근거리에서 영점조정할 수 있으며, 사수의 시각에 관계 없이 신속하고 정확한 근거리 및 원거리 조준사격을 가능하게 하며, 적이 야간투시경을 사용하여도 적에게 노출되지 않는 주-야간용 조준기기 및 주-야간용 표적지시기를 통합한 일체형 통합조준장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 통합조준장치는 조준기기 튜브와, 상기 조준기기 튜브와 항상 실질적으로 평행한 광축을 갖는 표적지시기 튜브를 구비하는 조준경 튜브 모듈과; 상기 조준경 튜브 모듈의 방향을 조정하는 방향 조정부를 포함한다.

조준경, 홀로그램사이트(hologram sight), 도트사이트(dot sight), 표적지시기, 가시광선, 적외선, 광축, 영점조정, 조준선정렬, 비구면 렌즈

Description

화기의 통합조준장치{INTEGRATED SIGHTING DEVICE FOR A FIREARM}

본 발명은 조준장치에 관한 관한 것으로서, 특히 조준기기튜브와 표적지시기튜브를 일체로 구비한 통합조준장치에 관한 것이다.

화기(소총, 기관총 등)는 통상적으로 화기의 탄환이 조준한 목표물에 명중될 수 있도록 화기의 가늠자 및 가늠쇠의 위치를 조정하는, 소위 영점조정(혹은, 조준선정렬)을 한 후에 사용된다. 영점조정은 사수가 사수의 눈으로 화기의 가늠자 및 가늠쇠를 영점조정용 표적지의 표적에 정렬시켜 사격한 후, 사격결과(즉, 탄환이 표적에서 떨어진 정도)에 따라 가늠자 및 가늠쇠(혹은, 가늠자 또는 가늠쇠만)의 위치를 재조정하는 과정으로, 기본적으로 근거리(예를 들어, 소총의 경우 약 25m 이내)에서 행해진다. 이와 같이 영점조정을 근거리에서 수행하는 이유는 실탄사격 후 사격결과를 사수에게 반복적으로 통보하여야 하고, 실탄의 특성 및 빗나감 정도와 사수의 시력 및 영점표적지의 크기 등을 고려할 때 사수가 원거리에서 화기를 정확히 영점조정하는 데에는 한계가 있기 때문이다. 이러한 근거리 영점조정을 통해 각 화기는 가늠자와 가늠쇠를 통과하는 조준선이 해당 화기의 사수에 알맞도록 영점조정된 후 사용된다.

위와 같이 영점조정된 화기는 사수가 사수의 눈과 화기의 가늠자 및 가늠쇠를 목표물에 정렬시켜 조준사격시, 영점조정되지 않은 화기에 비하여 실탄을 목표물에 보다 정확하게 적중시킬 수 있다. 그러나, 위와 같이 영점조정된 화기라 하더라도, 사수는 조준사격시 화기의 반동에 의해 생성되는 충격 등을 고려하면서 사수의 눈, 화기의 가늠자 및 가늠쇠 그리고 목표물 네 가지 요소를 동시에 정렬시킨 이후에 실탄을 발사해야 하므로 사격의 신속성 및 정확성 등이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 화기에 조준경을 장착해서 사용할 수 있다. 이러한 조준경에는 주-야간망원조준경, 리플렉스 조준경, 홀로그램 조준경, 도트형 조준경, 주-야간 표적지시기 조준경 등이 있다. 그러나, 이러한 조준경들을 사용하기 위해서는 조준경을 화기에 장착한 이후에 조준경을 추가적으로 영점조정(혹은, 조준선정렬)하는 과정이 필요하고, 또한 영점조정시 많은 문제점이 발생할 수 있다.

상술한 각 조준경 종류별로 살펴보면, (1) 주-야간망원조준경, 리플렉스 조준경, 홀로그램 조준경 및 도트형 조준경을 영점조정하기 위해서는 실탄사격을 해야 하기 때문에, 이들 조준경들을 영점조정하는데 공간의 제약을 받을 뿐만 아니라, 실탄 사격시 화기에 가해지는 충격 때문에 조준경의 정확한 영점조정을 위해서는 많은 노력과 시간이 소요되는 문제점이 있다. 그리고, 설령 실탄을 사용하지 않고 육안으로 영점조정을 하는 경우에도 화기를 고정하는 특수 기구물을 사용해야 한다. 또한 (2) 주-야간망원조준경, 리플렉스 조준경, 홀로그램 조준경 및 도트형 조준경은 영점조정시 사수가 조준경을 바라보는 각도(즉, 사수의 시각)에 따라 조준경의 조준점이 움직이게 되며, 이로 인해 부정확한 영점조정이 이루어지는 문제점이 있다. 이러한 현상은 영점조정을 근거리에서 행할 때 특히 심해지기 때문에 조준경의 영점조정은 원거리에서 하여야 하나, 앞에서 설명한 바와 같이 원거리에서 정확한 영점조정을 하는 데는 많은 문제점들이 있다. 주-야간 망원 조준경은 시차를 줄이기 위해 망원 조준경의 대물렌즈나 망선(reticule)을 이동할 수 있도록 구성될 수는 있으나, 상기 대물렌즈나 망선을 이동하기 위한 기구물을 추가해야 하고 정확한 조준거리의 측정이 필요할 뿐만 아니라 대물렌즈나 망선의 이동과정에서 오차가 발생할 수 있다.

한편, (3) 주-야간 표적지시기 조준경은 영점조정 후 지시광선(예를 들어, 적외선)을 목표물을 향해 발사하여 조준 사격을 하나, 적이 야간투시경을 사용하는 경우 야간 표적지시기에서 방출되는 적외선 광선이 적에게 보일 수 있기 때문에, 사수의 위치를 적에게 노출시킬 수 있는 등 조준경 사용에 따른 여러 가지 문제점들이 상존하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 실탄사격 없이 근거리에서 효과적으로 영점조정을 수행할 수 있으며, 사수의 시각에 관계 없이 신속하고 정확한 근거리 및 원거리 조준사격을 가능하게 하며, 적이 야간투시경을 사용하여도 적에게 노출되지 않는 주-야간용조준기기 및 주-야간용표적지시기를 통합한 일체형 통합조준장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조준기기튜브와, 상기 조준기기튜브와 항상 실질적으로 평행한 광축을 갖는 표적지시기튜브를 구비하는 조준경튜브모듈과; 상기 조준경튜브모듈의 방향을 조정하는 방향조정부를 포함하는 통합조준장치를 제공한다. 여기서, 실질적으로 평행하다 함은 이상적으로 평행한 경우뿐만 아니라 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 평행하다고 볼 수 있는 경우를 포함하는 개념이다.

상기 표적지시기 튜브는 표적지시기 광원뭉치와 렌즈뭉치로 구성되며, 표적지시기 광원뭉치는 적외선 광선과 가시광선을 생성할 수 있다. 상기 표적 지시기 튜브는 상기 표적지시기 적외선 광선의 광축이 상기 표적지시기 가시광선의 광축과 항상 실질적으로 평행하거나 동일한 광축에 있도록 제작될 수 있다. 상기 조준기기 튜브는 가시광선을 생성하는 조준기기 광원뭉치와 조준기기 렌즈뭉치로 구성될 수 있고, 상기 조준기기 렌즈뭉치는 비구면으로 제작된 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 렌즈의 대안 쪽 렌즈표면은 오목 비구면으로, 조준기기 튜브에서 사용되는 가 시광선이 부분적으로 반사되도록 코팅될 수 있다. 이때, 오목 비구면은 구면 수차로 생성되는 시차를 제거할 수 있는 비구면으로 제작되어 시차 문제를 해결할 수 있다. 상기 렌즈의 대물 쪽 렌즈표면은 반-반사 (anti-reflective) 코팅이 될 수 있으며, 상기 조준기기 렌즈뭉치가 무한 초점을 가지도록 볼록 비구면으로 형성되어 제작될 수 있다. 무한초점을 가지는 상기 렌즈에서는, 상기 렌즈의 대물 쪽에서 렌즈 광축과 실질적으로 평행하게 입사되는 광선이 상기 렌즈를 통과한 후에도 상기 렌즈 광축과 실질적으로 평행하게 조사될 수 있다. 상기 조준기기의 가시광선의 광축은 표적지시기의 가시광선의 광축과 항상 실질적으로 평행하도록 제작될 수 있다.

위와 같이 제작된 통합조준장치를 화기에 장착하고, 통합조준장치의 표적지시기튜브에서 가시광선이 발사되게 한 다음, 사수는 사수의 눈으로 화기의 가늠자와 가늠쇠를 근거리에 설치된 영점표적지의 표적에 일치시킨다. 이때 표적지시기에서 발사되는 가시광선도 영점표적지에 조사되게 되며, 이렇게 조사된 가시광선의 지시점(혹은 조사점)이 영점표적지의 표적 즉, 화기의 조준점과 얼마만큼 떨어져 있는지를 육안으로 확인할 수 있게 되므로, 통합조준장치의 X축, Y축 조정뭉치로 조준경튜브모듈의 방향을 조정하여 조사되는 가시광선이 화기의 조준선과 정렬되도록 할 수 있다. 이때 가시광선의 지시점은 시차가 없는 지시점이기 때문에, 화기의 조준점에 표적지시기의 가시광선의 지시점을 정렬시키면 시차 때문에 발생하는 오차 없이 근거리에서 통합조준장치의 표적 지시기를 정확히 정렬시킬 수 있다.

위와 같이 실탄사격 없이 근거리에서 육안으로 통합조준장치의 표적지시기에 서 발사되는 가시광선을 화기의 조준선에 정렬시키게 되면, 통합조준장치의 표적지시기의 적외선 광선과 조준기기의 가시광선도 화기의 조준선과 자동으로 정확하게 정렬될 수 있다. 따라서, 사수는 이렇게 근거리에서 육안으로 영점조정된 통합조준장치를 사용하여 근거리 및 원거리의 목표물을 조준사격 할 수 있게 된다. 조준 사격시, 사수는 사수의 시각과 관계없이 통합조준장치에서 발사되는 광선표적 한가지만을 목표물에 일치시켜 사격할 수 있음으로 신속하고 정확한 조준사격을 할 수 있다. 아울러, 통합조준장치의 대안 쪽에 야간투시경을 설치하여 야간에 사용하면, 상대편에 노출되지 않고도 조준점을 목표물에 일치 시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의한 통합조준장치는 실탄사격 없이 근거리에서 신속하고 정확히 영점조정되며 통합조준장치에서 발사되는 광선표적 하나만을, 사수의 시각과는 무관하게, 목표물에 일치시켜서 조준사격하게 됨으로, 주간 및 야간, 또한 근거리 및 원거리에서의 명중률을 현저히 향상시키는 효과를 달성한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화기의 통합조준기기를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 일 실시예를 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통합조준장치(1000)는 하우징(100), 통합조준장치(1000)를 화기에 고정시키도록 구성되는 장착대 뭉치(200), 광원구동 스위치 뭉치(300), 튜브선택 스위치 뭉치(400), LED 뭉치(500) 및 덮개 뭉치(600)를 포함한 다.

하우징(100)은 조준기기 튜브(40)와 표적지시기 튜브(50)를 일체로 구비하는 조준경 튜브 모듈(30), 조준경 튜브 모듈(30)을 통합조준장치(1000)가 장착되는 화기의 상하, 좌우방향으로 이동시키도록 구성되는 방향 조정부, 통합 조준 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어하는 제어모듈(70) 및 제어모듈(70)에 전원을 공급하는 전원 뭉치(90)을 포함할 수 있다. 상기 방향 조정부는 조준경 튜브 모듈(30)을 통합조준장치(1000)의 상하 방향으로 이동(즉, Y축을 따라 이동)시키도록 구성되는 Y축 조정 뭉치(10)(또는 상하 조정 뭉치)와 좌우측면방향으로 이동(즉, X축을 따라 이동)시키도록 구성되는 X축 조정 뭉치(20)(또는 측면 조정 뭉치)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 방향 조정부는 Y축 조정 뭉치(10)(또는 상하 조정 뭉치)와 X축 조정 뭉치(20)를 포함할 수 있으며, 조준경 튜브 모듈(30)은 Y축 조정 뭉치(10)와 X축 조정 뭉치(20)에 연결되어 화기의 상하 방향(Y축 방향) 및 화기의 좌우 방향(X축 방향)으로 조절할 수 있다.

제어모듈(70)은 광원구동 스위치 뭉치(300)와 튜브선택 스위치 뭉치(400)와 연결될 수 있다. 사수는 튜브선택 스위치 뭉치(400)를 조작하여 조준기기 튜브(40) 및 표적지시기 튜브(50) 중에서 사용할 튜브를 선택할 수 있고, 광원구동 스위치 뭉치(300)를 조작하여 상기 선택된 튜브에서 방출되는 광(즉, 방출광)의 광 특성(예를 들어, 방출광의 세기)을 설정할 수 있다. 제어모듈(70)은 광원구동 스위치 뭉치(300)와 튜브선택 스위치 뭉치(400)를 통하여 각각 조준경 튜브모듈(30)의 조준기기 튜브(40)와 표적지시기 튜브(50) 중 어느 튜브가 사용되도록 선택되었 는지와 해당 튜브의 방출광의 광 특성을 파악하고, 이에 기초하여 조준경 튜브 모듈(30)을 제어할 수 있다.

LED뭉치(500)는 제어모듈(70)과 연결되어, 제어모듈(70)로부터 수신한 제어신호에 따라 현재 사용되고 있는 튜브, 해당 튜브에서 방출되는 방출광의 광 특성 등 통합조준장치(1000)의 운용상태에 관한 정보를 디스플레이할 수 있다.

덮개 뭉치(600)는 하우징(100) 내부에 조준경 튜브 모듈(30)이 수용된 후에 하우징(100)을 덮도록 구성될 수 있다. 덮개 뭉치(600)의 구체적인 구성은 도 4 및 도 5와 관련하여 자세히 후술된다.

도 2는 도 1에 도시된 제어모듈의 상세 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어모듈(70)은 튜브선택 스위치 뭉치(400)와 연결된 마이크로프로세서 모듈(71)과, 전원 뭉치(90)로부터 전원을 제공받아 마이크로프로세서 모듈(71)에 일정한 전압을 공급하는 전원공급 회로(72)와, 광원구동 스위치 뭉치(300)와 마이크로프로세서 모듈(71)을 연결하여 조준경 튜브 모듈(30)의 조준기기 튜브(40)와 표적지시기 튜브(50) 중 사수에 의해 선택된 튜브가 구동하도록 동작하는 광원구동 스위치 모듈(74)과, LED 뭉치(500)와 마이크로프로세서 모듈(71)을 연결하는 LED 구동회로(75)와, 마이크로프로세서 모듈(71)과 조준경 튜브 모듈(30)을 연결하여 조준경 튜브 모듈(30)의 조준기기 튜브(40) 또는 표적지시기 튜브(50)의 광원을 구동하는 광원구동 모듈(73)을 포함할 수 있다.

전원공급 회로(72)는 배터리가 삽입되어 있는 전원 뭉치(90)로부터 전압을 제공받아, 일정한 크기의 전압을 마이크로프로세서 모듈(71)에 공급하도록 구성될 수 있다. 마이크로프로세서 모듈(71)은 전원공급 회로(72)로부터 제공받은 전압의 크기와 통합조준장치(1000)에 내장된 광원(예를 들어, 도 3에 도시된 조준기기 광원뭉치(41) 및/또는 표적지시기 광원뭉치(51)의 광원)의 이상여부를 검사하고, LED 구동회로(75)를 통해 LED 뭉치(500)로 이와 관련된 제어신호를 보내어, LED 뭉치(500)에 관련 정보가 디스플레이되도록 동작할 수 있다.

마이크로프로세서 모듈(71)은 튜브선택 스위치 뭉치(400)로부터 입력된 신호와 광원구동 스위치 모듈(74)을 통하여 광원구동 스위치 뭉치(300)로부터 입력된 신호에 기초하여 광원 구동 모듈(73)을 작동시킬 수 있다. 조준경 튜브 모듈(30)은 광원 구동 모듈(73)로부터 입력된 신호에 따라 조준기기 튜브(40) 또는 표적지시기튜브(50)로부터 광선을 발사할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 통합조준장치(1000)는 다수의 동작모드를 지원하고, 이들 동작모드들 중 사수에 의해 선택된 적어도 하나의 동작모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 통합조준장치(1000)는 육안으로는 볼 수 없고 적외선탐지기를 이용해서만 볼 수 있는 적외선 레이저로 표적을 지시할 수 있는 표적지시기 적외선모드, 육안으로 확인할 수 있는 가시광선 레이저로 표적을 지시할 수 있는 표적지시기 가시광선모드, 주간에 조준기기의 광원을 통해 발사된 광선표적을 확인할 수 있는 조준기기 주간모드, 야간에 조준기기의 광원을 통해 발사된 광선표적을 확인할 수 있는 조준기기 야간모드, 및 검사운영모드 중 어느 하나의 동작모드로 동작할 수 있다. 마이크로프로세서 모듈(71)은 광원구동 모듈(73)이 선택된 동작모드로 조준경 튜브 모듈(30)의 광원을 구동할 수 있도록 전원뭉치(90)에서 공급된 전원의 출력을 결정 하여 조준경 튜브 모듈(30)의 광원을 구동할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서 모듈(71)은 기억소자를 포함할 수 있으며, 통합조준장치(1000)에 필요한 모든 프로그램이 기억소자에 내장될 수 있다. 또한, 통합조준장치(1000)가 꺼지기 전의 운영상태를 기억소자에 기록하였다가 통합조준장치(1000)가 다시 켜지면, 꺼지기 전 상태로 통합조준장치(1000)를 복원시킬 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 조준경 튜브모듈의 상세블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 조준경 튜브 모듈(30)은 조준기기 튜브(40)와 표적지시기 튜브(50)가 일체로 형성되며, 표적지시기 튜브(50)와 조준기기 튜브(40)에서 발사되는 광선이 서로 실질적으로 평행하게 방출되도록 구성될 수 있다. 조준기기 튜브(40)는 조준기기 광원 뭉치(41)와 조준기기 렌즈 뭉치(42)로 구성될 수 있으며, 표적지시기 튜브(50)는 표적지시기 광원 뭉치(51)와 표적지시기 렌즈 뭉치(52)로 구성될 수 있다.

조준기기 광원 뭉치(41)는 가시광선 광원을 사용하고 용도에 따라 핀홀(pin hole)이나 여러 형상의 표적과 함께 사용될 수도 있다. 조준기기 광원 뭉치(41)에는 가시광선의 발광다이오드(LED)나 레이저(LD)가 사용될 수 있다.

표적지시기 광원 뭉치(51)는 가시광선 광원 또는 가시광선 광원과 적외선광선 광원을 포함할 수 있다. 표적지시기 렌즈 뭉치(52)는 가시광선 광원으로부터 가시광선 광원을 제공받는 한 개의 렌즈와, 적외선광선 광원으로부터 적외선 광선을 제공받는 또 다른 한 개의 렌즈를 포함하도록 구성되어, 가시광선 및 적외선 광선이 서로 실질적으로 평행하게 발사되도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 통합조준기기의 후면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 조준경 튜브모듈(30)의 방향을 하우징(100) 상부에 위치된 Y축 조정뭉치(10)를 이용하여 Y축 방향으로 조정할 수 있고, 하우징(100) 측면에 위치된 X축 조정뭉치(20)를 이용하여 X축 방향으로 조정할 수 있다.

장착대 뭉치(200)는 화기의 레일형 장착대에 장착할 수 있으며, 또한 통합조준장치(1000)를 화기에 장착한 상태에서 개방구(210)를 통해 사수가 육안으로 화기의 가늠자와 가늠쇠를 목표물에 일치시킬 수 있도록 제작되어 있다.

하우징(100) 측면에는 광의 세기를 조절할 수 있도록 증가스위치와 감소스위치로 이루어진 광원구동 스위치뭉치(300)가 구비될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광원구동 스위치뭉치(300)의 증가스위치와 감소스위치는 통합조준장치(1000)에서 생성되는 광의 세기를 일정 크기만큼 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광원구동 스위치 뭉치(300)는 그 증가 또는 감소 스위치가 눌러질 때마다 통합조준장치(1000)에서 생성되는 광의 세기가 일정크기 만큼씩 증감하고, 두 개의 스위치를 동시에 누르면 통합조준장치(1000)의 작동을 오프(off)시키도록 프로그래밍되며, 오프된 상태에서 광원구동 스위치뭉치(300)의 증가스위치를 한 번 누르면 오프(off)되기 전 상태로 스위치 온 된다.

일 실시예에 있어서, 하우징(100) 측면에는 광원구동 스위치 뭉치(300)에 더해, 조준기기 튜브 선택버튼과 표적지시기 튜브 선택버튼의 2개의 버튼으로 이루어진 튜브선택 스위치 뭉치(400)가 구비될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 튜브선 택 스위치 뭉치(400)는 하나의 누름 스위치로 이루어져 한번씩 눌러질 때마다 통합조준장치(1000)가 지원하는 일련의 동작모드(예를 들어, 표적지시기 적외선모드, 표적지시기 가시광선모드, 조준기기 주간모드, 조준기기 야간모드, 및 검사운영모드) 중 하나가 통합조준장치(1000)의 동작모드로 순환 선택될 수 있다. 이러한 동작모드의 선택방식은 누름 스위치의 누름 동작에 따라 순환적으로 선택되는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 누름 스위치가 눌러진 상태의 경과된 시간에 따라 다수의 모드 중 하나의 모드가 설정되도록 구성될 수 있고, 다른 예에서는 통합조준장치(1000)가 다수의 동작모드로 동시에 동작하도록 설정될 수도 있다.

LED 뭉치(500)는 하우징(100)의 후면에 형성될 수 있다. LED 뭉치(500)는 한 개 또는 다수개의 가시광선 발광 다이오드(LED)로 구성될 수 있으며, LED 구동 회로(75)를 통해 연결되는 마이크로프로세서 모듈(71)(도 2 참조)로부터 신호를 입력 받아 통합조준장치(1000)의 동작모드, 건전지 전압점검 결과, 각 광원들의 작동여부 및 통합조준장치(1000)의 전반적인 동작상태를 가시적으로 디스플레이 한다.

일 실시예에 있어서, 통합조준기기(1000)의 덮개 뭉치(600)는 조준경 튜브모듈(30)의 대물 측을 덮도록 구성되는 전방 덮개 뭉치(610)와 대안 측을 덮도록 구성되는 후방 덮개 뭉치(620)를 포함할 수 있으며, 전방 및 후방 덮개 뭉치(610, 620)에는 조준창(621)이 형성되어 있어, 사수가 조준창(621)을 통해 조준기기튜브(40)를 응시할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 조준기기모듈에서 빛의 진행상태를 도시한 개념도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 조준기기 렌즈뭉치(42) 의 대안 측 렌즈면(42a)은 오목 비구면으로 제작될 수 있고, 그 대물 측 렌즈면(42b)은 볼록 비구면으로 제작될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 대안 측 렌즈면(42a)과 대물 측 렌즈면(42b)의 계산식은 다음의 수식 1과 같다.

위 수학식은 3차원 직교 좌표계에서 각 렌즈면(42a, 42b)의 공간좌표(x, y, z)를 나타낸 식으로서, z축은 조준기기 렌즈뭉치(42)의 광축을 의미한다. 위 수학식에서 R은 비구면인 각 렌즈면(42a, 42b)의 기본곡률반경이고, c는 각 렌즈면(42a, 42b)의 원뿔계수이며, A, B, C 및 D는 각 렌즈면(42a, 42b)이 원뿔면에서 벗어난 거리의 이탈계수이다.

일 실시예에 있어서, 조준기기 튜브(40)의 조준기기 광원 뭉치(41)는 조준창(621)을 통해 조준기기 튜브(40)를 바라보는 사수가 조준기기 튜브(40)의 광선표적을 볼 수 있도록, 조준기기 렌즈 뭉치(42)의 대안 측 렌즈면(42a)을 향해 가시광선(예를 들어, 635nm 레이저 광선)(A2)을 발사할 수 있도록 구성되고, 조준기기 렌즈 뭉치(42)의 대안 측 렌즈면(42a)은 위 가시광선이 부분적으로 반사되도록 코팅될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 대안 측 렌즈면(42a)은 그 원뿔계수가 -1.0인 포물면이 되도록 구성될 수 있으며, 조준기기 광원 뭉치(41)는 조준기기 렌즈 뭉 치(42)의 대안 측 렌즈면(42a)인 포물면의 초점에 위치시킬 수 있다. 또한, 대물 측 렌즈면(42b)은 대안 측 렌즈면(42a)의 형상을 고려하여, 조준기기렌즈뭉치(42)가 전체적으로 무한초점을 갖게 하는 게 하는 비구면 형상이 되도록 그 원뿔계수 및 이탈계수가 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 대물 측 렌즈면(42b)의 원뿔계수는 -0.981175, 이탈 계수 A는 -1.615642E-3인 볼록 비구면으로 구성될 수 있다.

조준기기 렌즈 뭉치(42)는 조준기기 튜브(40)의 조준기기 광원 뭉치(41)에서 방출된 가시광선(A2)이 조준기기 렌즈 뭉치(42)의 광축과 실질적으로 평행하게 사수에게 도달할 수 있도록, 대안측 렌즈면(42a)에 입사된 가시광선(A2)을 대안 측 렌즈면(42a)에서 조준기기 렌즈 뭉치(42)의 광축과 실질적으로 평행한 방향으로 부분 반사시키도록 구성될 수 있다. 한편, 조준기기 렌즈 뭉치(42)는 무한 초점을 갖도록 그 대물측 렌즈면(42b)은 볼록 비구면 형상으로 제작될 수 있다. 조준기기 렌즈 뭉치(42)는 목표물로부터 렌즈뭉치(42)의 광축과 평행하게 입사된 입사광선(A1)이 조준기기렌즈(42)를 통과한후에도 출사광선이 렌즈뭉치(42) 광축과 실질적으로 평행하도록 출사됨에 따라, 입사광선(A1)과 출사광선(A1)이 무배율에 다름없기 때문에 사수가 한 쪽 눈을 감지 않고서도 정확하게 목표물을 조준할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표적지시기 튜브의 상세 블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 표적지시기튜브(50)는 표적지시기 광원뭉치(51) 및 표적지시기렌즈뭉치(52)에 더하여 광통로 통합기(53) 및 광섬유(54)를 포함할 수 있다. 표적지시기 광원뭉치(51)는 가시광선 광원과 적외선 광원을 갖기 때문에 가시광 선(Visual Ray: VR)과 적외선 광선(Infrared Ray: IR)이 각각 다른 광 통로를 갖는다. 표적지시기광원뭉치(51)의 가시광선과 적외선은 광통로 통합기(53)를 통해서 동일한 광통로로 방출되게 구성될 수 있다. 광통로 통합기(53)는 광 필터나 코팅된 프리즘으로 제작되거나 혹은 각 광원에 연결된 두 개의 광섬유를 열 융합하여 하나로 연결한 광섬유로 이루어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광통로 통합기(53)는 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 적외선을 통과시키고 가시광선을 반사시키는 콜드 미러(cold mirror)(55)나, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 가시광선을 통과시키고 적외선을 반사시키는 핫 미러(hot mirror)(56)로 이루어질 수 있다. 콜드 미러(55)의 경우, 해당 콜드 미러(55)로 입사되는 적외선 광선의 85%이상을 통과시키고, 95% 이상의 가시광선을 반사시켜서 동일한 광통로로 방출할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 콜드 미러(55) 또는 핫 미러(56)로 구성되는 광통로 통합기(53)는 일반적인 빔 스플리터(beam splitter)로 구성되는 광통로 통합기에 비하여 현저히 향상된 효율(즉, 광입력 대비 광출력)을 갖는다.

이하, 상기와 같이 구성된 통합조준장치의 작동과정의 일 예를 설명한다.

통합조준장치(1000)의 장착대(200)를 화기에 부착하여 통합조준장치 (1000)을 화기에 장착하고 통합조준장치(1000)의 표적지시기 가시광선모드를 선택하여 표적지시기튜브(50)에서 가시광선이 발사되게 한 다음, 사수는 사수의 눈으로 장착대(200)의 개방구(210)를 통해 화기의 가늠쇠와 가늠자를 근거리 (통상적으로 5미터 내지 10미터)에 설치된 영점표적지의 표적에 일치시킨다. 이때 표적지시기에서 발사되는 가시광선도 영점표적지에 조사되게 되며, 이렇게 조사된 가시광선의 지시 점 (혹은 조사점)이 영점표적지의 표적 즉, 화기의 조준점과 얼마만큼 떨어져 있는지를 육안으로 확인 할 수 있게 되므로, 통합조준장치(1000)의 X축 조정뭉치(20)와 Y축 조정뭉치(10)로 조준경튜브모듈(30)의 방향을 조정하여 조사되는 가시광선이 화기의 조준선과 정렬 되도록 할 수 있다. 이때 가시광선의 지시점은 시차가 없는 지시점이기 때문에, 화기의 조준점에 표적지시기튜브(50)의 가시광선의 지시점을 정렬시키면 시차 때문에 발생하는 오차 없이 근거리에서 통합조준장치의 표적 지시기를 정확히 정렬시킬 수 있다.

위와 같이 실탄사격 없이 근거리에서 육안으로 통합조준장치의 표적지시기에서 발사되는 가시광선을 화기의 조준선에 정렬시키게 되면, 통합조준장치의 표적지시기의 적외선 광선과 조준기기의 가시광선도 화기의 조준선과 자동으로 정확하게 정렬될 수 있다. 따라서, 사수는 이렇게 근거리에서 육안으로 영점조정된 통합조준장치를 사용하여 근거리 및 원거리의 목표물을 조준사격 할 수 있게 된다. 조준 사격시, 사수는 사수의 시각과 관계없이 통합조준장치에서 발사되는 광선표적 한가지만을 목표물에 일치시켜 사격할 수 있음으로 신속하고 정확한 조준사격을 할 수 있다. 아울러, 통합조준장치(1000)의 대안 쪽에 야간투시경을 설치하여 야간에 사용하면, 상대편에 노출되지 않고도 조준점을 목표물에 일치 시킬 수 있게 된다. 따라서, 촌각을 다투는 실제 전투상황에서 영점조정 및 조준사격이 매우 유용하며 전투의 승률과 사수의 생존율을 높이는데 기여할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 일 실시예를 블록도,

도 2는 도 1에 도시된 제어모듈의 상세 블록도,

도 3은 도 1에 도시된 조준경 튜브모듈의 상세블록도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 통합조준기기의 후면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합조준기기의 조준기기모듈에서 빛의 진행상태를 도시한 개념도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표적지시기 튜브의 상세 블록도, 그리고

도 8은 도 7에 도시된 광통로 통합기의 상세 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: Y축조정뭉치 20: X축조정뭉치

30: 조준경튜브모듈 40: 조준기기튜브

50: 표적지시기튜브 70: 제어모듈

100: 하우징 200: 장착대뭉치

300: 광원구동스위치뭉치 400: 튜브선택스위치뭉치

500: LED뭉치 621: 조준창

Claims (20)

1. 조준기기 튜브와, 상기 조준기기 튜브의 광축과 평행한 광축을 갖도록 구성되는 표적지시기 튜브를 포함하는 조준경 튜브 모듈과;

   상기 조준경 튜브 모듈의 방향을 조정하도록 구성되는 방향 조정부

   를 포함하는 통합조준장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 조준기기 튜브와 상기 표적지시기 튜브 중 하나의 튜브를 선택하도록 구성되는 튜브선택 스위치 뭉치

   를 더 포함하는 통합조준장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 방향 조정부는,

   상기 조준경 튜브 모듈을 상하 방향으로 이동시키도록 구성되는 상하조정 뭉치와,

   상기 조준경 튜브 모듈을 좌우측면 방향으로 이동시키도록 구성되는 측면조정 뭉치

   를 포함하는 통합조준장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 선택된 튜브에서 방출되는 광의 특성을 설정하도록 구성되는 광원구동스위치 뭉치

   를 더 포함하는 통합조준장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 설정된 광 특성에 따라 상기 선택된 튜브로부터 광이 방출되도록 제어하는 제어모듈

   을 더 포함하는 통합조준장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 조준기기 튜브는 주간 모드 및 야간 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하고,

   상기 표적지시기 튜브는 적외선 모드 및 가시광선 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하고,

   상기 튜브선택 스위치 뭉치는 누름 스위치를 포함하고,

   상기 제어모듈은 상기 누름 스위치가 눌러질 때마다 상기 조준경 튜브 모듈의 동작모드를 상기 주간모드, 상기 야간모드, 상기 적외선모드 및 가시광선모드로 순환 설정하는, 통합조준장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 조준경 튜브 모듈의 동작모드와, 상기 통합조준장치의 전압점검결과와, 상기 조준기기 튜브의 광원 및 표적지시기 튜브의 광원의 작동여부를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 통합조준장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 조준기기 튜브는 조준기기 광원 뭉치와 조준기기 렌즈 뭉치를 포함하는, 통합조준장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 조준기기 렌즈 뭉치는 그 대안측 렌즈면이 오목면을 갖도록 형성되고 그 대물 측 렌즈면이 볼록면을 갖도록 형성되는 통합조준장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 대안 측 면은 상기 조준기기 광원 뭉치에서 방출된 광이, 상기 조준기기 렌즈 뭉치의 대안 측으로 상기 조준기기 렌즈뭉치의 광축과 평행하게 반사되도록 구성되는, 통합조준장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 대물 측 면은 상기 조준기기 렌즈뭉치의 대물측에서 상기 조준기기 렌즈뭉치의 광축과 평행하게 입사되는 광이 상기 조준기기 렌즈뭉치를 통과하여 출사된 후에도, 그 출사되는 광이 상기 조준기기 렌즈뭉치의 광축과 평행하게 진행되도록 구성되는, 통합조준장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 대안 측 렌즈면 및 대물측 렌즈면은 상기 조준기기 렌즈 뭉치의 광축을 한 축으로 갖는 3차 비구면의 형상을 갖는, 통합조준장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 대안 측 렌즈면 및 상기 대물 측 렌즈면은 하기 수학식에 부합하는 3차 비구면이고,

    

    상기 x, y 및 z은 3차원 직교 좌표계에서 상기 대안 측 렌즈면 또는 상기 대물 측 렌즈면의 공간좌표를 나타내고, 상기 3차원 직교 좌표계의 z축은 상기 조준기기 렌즈뭉치의 광축을 나타내고, 상기 R은 상기 대안 측 렌즈면 또는 상기 대물 측 렌즈면의 기본곡률반경이고, 상기 c는 상기 대안 측 렌즈면 또는 상기 대물 측 렌즈면의 원뿔계수이며, 상기 A, B, C 및 D는 상기 대안 측 렌즈면 또는 상기 대물 측 렌즈면의 이탈계수인, 통합조준장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 대안 측 렌즈면은 포물면이고,

    상기 조준기기 광원 뭉치는 상기 조준기기 렌즈 뭉치의 상기 대안 측 렌즈면의 초점에 위치되는, 통합조준장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 대물측 렌즈면은 상기 조준기기 렌즈 뭉치가 무한초점을 갖도록 구성되는 통합조준장치.
16. 제1항에 있어서,

    상기 표적지시기튜브는 적외선 광선 및 가시 광선을 생성하는 표적지시기 광원뭉치와 표적지시기 렌즈뭉치를 포함하고, 상기 적외선 광선 및 상기 가시 광선을 동일한 광통로인 한 개의 광섬유로 방출하도록 구성되는 광통로 통합기를 포함하는 통합조준장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 광통로 통합기는 콜드 미러(cold mirror)를 포함하는 통합조준장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 광통로 통합기는 핫 미러(hot mirror)를 포함하는 통합조준장치.
19. 제1항에 있어서,

    상기 표적지시기 튜브는 가시광선 광원을 포함하는 통합조준장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 표적지시기 튜브는 적외선 광선 광원을 더 포함하는 통합조준장치.

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