KR101712720B1 - 광학식 조준경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원부로부터 발광된 임의의 발광파장을 갖는 빛의 경로를 평행광선으로 정렬시켜 반사함으로써, 시차 발생을 감소시키는 광학식 조준경을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 설치한 경통; 상기 경통의 내측에 설치되어 빛을 발광하는 광원부; 상기 광원부와 일정거리 이격설치하여, 상기 광원부로부터 발광된 빛이 평행광선이 되도록 변환하는 광학렌즈부; 및 상기 광학렌즈부에 의해 변환된 평행광선을 다른 경로로 반사하는 반사부를 포함하여 구성한다. 따라서 본 발명은 광원부로부터 발광된 임의의 발광파장을 갖는 빛의 경로를 평행광선으로 정렬시켜 반사함으로써, 시차 발생을 감소시키고, 이에 따라 목표물에 대해 보다 효율적이고 안정적인 조준을 달성할 수 있는 장점이 있다.

Description

광학식 조준경{OPTICAL SIGHT DEVICE}

본 발명은 광학식 조준경에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 광원부로부터 발광된 임의의 발광파장을 갖는 빛의 경로를 평행광선으로 정렬시켜 반사함으로써, 시차 발생을 감소시키는 광학식 조준경에 관한 것이다.

일반적으로, 소총의 조준은 가늠자와 가늠쇠의 조준선 정렬에 의해 이루어지게 되며, 총열의 끝단에 위치하는 가늠쇠와 총기 몸체 상부에 위치하는 가늠자의 조준선 정렬에 의한 조준은, 그 총기를 사용하는 사용자의 실력에 따라서 정확한 사격을 가능하도록 한다.

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 쓰다 보면 목표물이나 전방 상황보다는 가늠쇠와 가늠자 자체에 시선이 집중되어 시야가 좁아지는 단점이 있다.

상기와 같은 조준선 정렬의 번거로움을 해결하면서 좀 더 정확성을 향상시키기 위해 광학식 조준기가 제안되었으나, 기존의 광학식 조준기의 경우, 망원렌즈를 사용하기 때문에 배율이 올라가면 마찬가지로 작은 떨림에도 민감하게 반응하고, 그에 따라 신속한 조준이 불가능한 문제점은 잔존해 있었다.

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

상기 도트 사이트 장치는 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 목표물로 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.

도 1의 (a)는 종래의 도트 사이트 장치의 구조를 도시한 것으로서, 도시한 바와 같이, 원통형 구조로 이루어지는 조준경 하우징(2) 상부에 내부 경통 정렬용 조절단자(7)가 위치하고, 하부에는 소총 가늠자 뭉치 상단에 레일방식으로 착탈가능하게 연결되는 고정그릴(26)이 구성되며, 하우징 전단부에 보호용 윈도우(10), 하우징(2) 내부 경통 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) 광점을 후단으로 반사하도록 코팅되어 있고, 그 전후면 곡률반경은 구면으로 같은 곡률을 가지도록 구성되어, 관측자(사용자)는 LED(8)의 광점과 목표물이 일치할 때 사격함으로써 조준을 용이하게 할 수 있다.

다시 말해, 상기 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 의도된다.

그러나 상기 도트 사이트 장치(1)의 평행도가 총열의 탄환 발사축과 일치하지 않으면 관측자가 비록 LED(8) 빔의 도트를 사격 목표점에 일치시키더라도 명중하지 않기 때문에, 도트 사이트 장치(1)의 평행도를 총열의 탄환 발사축과 일치시키도록 하기 위해 수직과 수평기능을 갖는 내부 경통 정렬용 단자(7)를 구비하여 내부 경통의 광축을 총열의 탄환 발사축과 일치하도록 해야하는 번거로움이 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 반사경(9)의 전면(하우징 내부 방향)에는 LED(8) 광점을 반사하도록 코팅되어 있고, 그 전후면 곡률반경은 구면으로 같은 곡률을 가지고 있기 때문에, LED(8)에서 방출된 광선이 반사경(9)에 반사되어 정확하게 총열과 나란하게 반사되지 않을 수 있는 문제점이 있다.

이를 '시차(parallax)가 발생된다' 라고 표현하며, 도 1의 (b)에는 구면(Spherical Surface) 반사면에서의 반사광선이 서로 나란하지 않은 시차를 나타내는 도면이 개시되어 있다.

상기 시차의 발생은 목표점에 대한 명중도를 떨어뜨리게 되고, 이러한 시차의 발생을 극복하기 위해 다양한 시차 제어 기술이 제안되고 있지만, 시차를 제어하기 위해 복잡한 렌즈를 별도로 설계하거나, 고가의 특수렌즈를 사용해야 하므로, 생산적인 측면에서 비효율적인 단점이 있으며, 그 제작공정 또한 복잡하여 번거로움이 따르는 실정이다.

한국 등록특허번호 제10-1116269호(2012.02.07.)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광원부로부터 발광된 임의의 발광파장을 갖는 빛의 경로를 평행광선으로 정렬시켜 반사함으로써, 시차 발생을 감소시키는 광학식 조준경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 설치한 경통; 광원부에 의해 연출되는 발광패턴의 크기를 확대하거나 또는 축소되도록 상기 경통의 높낮이를 상하로 조절하는 상하조절부; 상기 경통의 내측에 투명 전극으로 이루어진 다수의 단위자들이 임의의 발광패턴을 연출하도록 설치되고, 상기 단위자들은 본딩 전극과 전극 배선을 통해 연결되어 전류가 공급되면, 상기 단위자들이 일정 파장범위의 빛을 발광하는 광원부; 상기 광원부와 일정거리 이격 설치되고, 상기 광원부로부터 발광된 빛을 평행광선으로 변환하여 출력하는 광학렌즈부; 및 상기 광원부에서 발광되는 일정 파장범위의 빛을 반사하는 광학 코팅층을 구비하고, 상기 광학렌즈부에 의해 변환된 평행광선 중에서 상기 일정 파장범위의 빛만 관측자의 눈방향으로 반사하는 반사부를 포함하여 구성한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 광원부는 임의의 발광패턴을 연출하도록 마이크로 신호를 출력하는 마이크로 신호 LED인 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명에 따른 상기 광학렌즈부는 볼록렌즈, 콜리메이터 렌즈(collimator lens), 비구면 렌즈, 자유곡면 렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 광학식 조준경은 광원부로부터 발광된 임의의 발광파장을 갖는 빛의 경로를 평행광선으로 정렬시켜 반사함으로써, 시차 발생을 감소시키고, 이에 따라 목표물에 대해 보다 효율적이고 안정적인 조준을 달성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 볼록렌즈를 이용한 광학렌즈부 및 일정한 경사각을 갖는 반사부의 용이한 구조를 통해 생산성의 향상을 기대할 수 있으며, 반사부가 광원부의 빛이 갖는 발광파장에만 반응하도록 구성하여 비교적 정확한 조준을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 광원부를 내장한 경통의 높낮이가 상하로 조절되도록 하여 광원부로부터 출사되는 빛의 크기를 자유롭게 가변시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 도트 사이트 조준장치의 구조 및 이에 대한 시차 발생을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 광학식 조준경의 구조를 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 광학식 조준경의 상하조절부가 작용하는 모습을 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 광학식 조준경의 광원부의 구성을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광학식 조준경의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광학식 조준경의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 광학식 조준경의 상하조절부가 작용하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 광학식 조준경의 광원부의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광학식 조준경(100)은 하우징(110), 경통(120), 광원부(130), 광학렌즈부(140) 및 반사부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(110)은 총기(미도시)에 탈착가능하도록 설치되어 상기 광학식 조준경(100)의 몸체 역할을 하는 것으로, 후술되는 구성부재, 즉, 광학기능을 이용해 조준을 달성하기 위한 각 광학부품들이 위치하여 구성될 수 있도록 내부에 중공을 형성한 원통형태가 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 하우징(110)의 형태를 상술한 바와 같이, 원통형으로 제안하고 있지만, 본 실시예의 도면에 한정되지 않고, 해당관련분야의 통상지식을 가진자가 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경설계할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 하우징(110)은 바람직하게는 좌우 양단을 밀폐하도록 설치하여, 상기 하우징(110)의 내부 및 관찰자(사용자)의 눈을 보호하는 보호렌즈부(111)가 포함될 수 있다.

이러한 상기 보호렌즈부(111)는 유리나 플리스틱 등의 투명재질의 원판으로 이루어질 수 있다.

나아가, 상기 하우징(110)은 하단에 상기 총기의 가늠자 뭉치에 레일방식으로 착탈 가능하게 결합되는 고정그릴(미도시)이 장착될 수도 있으며, 이는 일반적인 기술사상이 적용될 수 있으므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.

즉, 상기 하우징(110)은 총기(미도시)에 설치되는 전체적인 경통(鏡筒) 또는 이와 유사한 역할을 수행하게 되는 부분으로, 이는 합성수지나 금속 등의 재질로 이루어질 수 있고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상단 일측을 천공하여 임의의 개구(미도시)를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 경통(120)은 하우징(110)의 상부에 연결되도록 설치한 부재로서, 구체적으로는, 하단이 상기 하우징(110)의 개구와 연결되도록 관통형성되고, 상단은 밀폐되도록 형성될 수 있다.

다시 말해, 상기 경통(120)은 어느 일단이 관통되고, 내부에는 임의의 중공이 형성된 원통형의 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 경통(120)은 후술되는 광원부(130)가 연출하는 발광패턴의 확대 정도를 가변시키도록 상기 경통(120)의 높낮이를 상하로 조절하는 상하조절부(121)를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 상하조절부(121)는 절첩되는 구성을 통해 상기 경통(120)의 높낮이를 상하로 조절할 수 있도록 도시하고 있지만, 상기 상하조절부(121)는 도면에 한정되지 않고, 상기 경통(120)의 높낮이를 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경 설계될 수 있다.

또한, 상기 상하조절부(121)에 의해 경통(120)의 높낮이가 조절된 상태를 고정시키기 위해 별도의 고정수단(미도시)이 더 구비될 수도 있다.

상기 광원부(130)는 경통(120)의 내측에 설치되어 빛을 발광하는 것으로, 고휘도의 빛을 발광하며, 바람직하게는, 약 600 내지 700nm 사이의 발광파장대를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 상기 광원부(130)는 LED 등의 발광소자가 적용될 수 있으며, 더 바람직하게는, 마이크로 신호 LED가 적용될 수 있다.

여기서, 상기 마이크로 신호란, N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층으로 이루어지는 LED의 발광구조에 있어서, 상기 P형 반도체층의 일부만이 발광하도록 제어하는 신호를 의미하고, 상기 마이크로 신호에 의해 P형 반도체층의 일부가 발광되도록 제어하여 임의의 발광패턴을 연출할 수 있게 된다.

좀 더 구체적으로, 도 4를 참고하여, 상기 광원부(130)의 P형 반도체층 표면에는 투명 전극으로 이루어진 다수의 단위자(131)들이 각각의 본딩 전극(132)과 전극 배선(133)을 통해 연결된다.

상기 본딩 전극(132) 및 전극 배선(133)은 P형 반도체층 표면과 오믹 접촉이 되지 않도록 구성되고, 상기 P형 반도체층 표면에 설치된 단위자(131)들만 전류가 선택적으로 공급되어 광원부(130)에서 상기 단위자(131)들이 설치된 영역만 발광되도록 한다.

또한, 점, 선, 원, 타원, 폐곡선, 개곡선 및 사선 등 다양한 형상으로 이루어진 다수의 단위자(131)가 선택적으로 발광함에 따라, 원형 또는 십자망선 등 다양한 발광패턴을 연출할 수 있게 된다.

상기 광원부(130)로부터 임의의 발광패턴을 연출하며 발광된 빛은 상기 상하조절부(121)로 경통(120)의 높낮이를 조절함에 따라서, 상기 발광된 빛의 발광패턴 크기가 확대되거나 또는 축소될 수 있다.

상기 광학렌즈부(140)는 상기 광원부(130)로부터 발광된 빛이 평행광선이 되도록 하는 구성으로, 상기 광원부(130)와 일정거리 이격설치하여, 상기 광원부(130)에서 발광된 빛을 안정적으로 수광하고, 수광된 빛이 일정 초점을 지나면서 평행광선으로 변환되도록 하는 볼록렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광학렌즈부(140)는 볼록렌즈에 한정되지 않고, 두 개 이상의 볼록렌즈를 이용하여 콜리메이션(collimation)하는 콜리메이터 렌즈(collimator lens), 볼록렌즈의 형상을 달리한 비구면 렌즈 또는 자유곡면 렌즈 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 평행광선으로 변환할 수 있는 기술적 범위 내에서 다양한 렌즈의 활용이 가능하다.

상기 반사부(150)는 상기 광학렌즈부(140)에 의해 변환된 평행광선이 수직으로 반사되어, 나란히 수평을 이루도록 하는 것으로, 일정한 경사각을 갖도록 상기 하우징(110) 내에 사선으로 설치되는 것이 바람직하고, 상기 광학렌즈부(140)에 의해 변환된 평행광선이 출광하는 방향으로 일정거리 이격하여 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 반사부(150)는 특정한 파장대의 빛을 선택적으로 반사할 수 있도록 코팅될 수 있으며, 평면을 갖는 판 형태가 바람직하다.

더 구체적으로는, 상기 반사부(150)는 상기 광원부(130)의 빛이 갖는 특정한 발광파장에만 대응하도록 반사하는 광학 코팅층(151)을 형성할 수 있고, 이에 따라 상기 광원부(130)의 빛만을 효과적으로 반사할 수 있게 된다.

상기 반사부(150)가 특정파장을 반사하도록 광학 코팅하는 기술은 통상적으로 게재된 일반적인 공지기술로서, 이러한 제작공정은 해당관련분야의 당업자에 의해 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 상술한 본 발명에 따른 상하조절부(121)의 작용에 의해 관측자(사용자)의 눈으로 입사되는 광선의 최종적인 시차를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 상기 상하조절부(121)가 작용되지 않았을 경우의 도면이며, 도 3은 상기 상하조절부(121)에 의해 경통(120)이 절첩되어, 높이가 하강된 경우를 나타낸 것으로, 상기 도 2에서는 도 3과 비교하여, 상기 광원부(130)와 광학렌즈부(140) 사이의 거리가 멀다.

이에 따라, 상기 광학렌즈부(140)를 거쳐 평행광선으로 변환된 빛은 상기 반사부(150)에 의해 수직으로 반사되어, 수평을 이루며 관측자의 눈 방향으로 향하게 되고, 상기 수평을 이루는 각각의 광선은 임의의 시차(d)를 갖게 되며, 관측자에게는 상기 시차(d)에 대응하는 발광패턴 크기가 관측될 수 있다.

본 발명의 구성에 따라 상기 시차(d)는 각각 동일한 간격을 가지며, 이에 따라 목표물에 대한 보다 안정적인 조준을 달성할 수 있는 것이다.

한편, 도 3에서는 도 2와 비교하여, 상기 광원부(130)와 광학렌즈부(140) 사이의 거리가 가깝다.

따라서, 상기 광학렌즈부(140)를 거쳐 평행광선으로 변환된 빛은 도 2에서와 마찬가지로, 상기 반사부(150)에 의해 수직으로 반사되어, 수평을 이루며 관측자의 눈 방향으로 향하고, 여기서, 상기 수평을 이루는 각각의 광선은 상기 도 2에서의 시차(d)와 다른 시차(d')를 갖게 된다.

이는 상기 광원부(130)와 광학렌즈부(140) 사이 거리의 변화에 의해 달라진 것이며, 상기 시차(d, d')가 서로 달라졌음에도, 상기 도 3의 시차(d') 간격 또한 각각 동일한 간격을 가지는 것을 볼 수 있다.

또한, 도 3에서 관측자에게 관측되는 발광패턴의 크기는 상기 시차(d')에 대응하여 상기 도 2에서의 발광패턴 크기보다 상대적으로 축소된 크기로 관측될 수 있다.

즉, 상기 상하조절부(121)를 통해 경통(120)의 높낮이가 상하로 조절되도록 하여, 상기 광원부(130)로부터 발광되는 빛의 발광패턴 크기를 사용자의 의도대로 자유롭게 가변시킬 수 있으면서도, 수평을 이루는 안정적인 시차는 유지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 광원부로부터 발광된 빛이 평행광선으로 변환되도록 하고, 변환된 평행광선이 수직으로 반사되어 나란히 수평을 이루도록 함으로써, 시차 발생을 감소시키고, 이에 따라 목표물에 대해 보다 효율적이고 안정적인 조준을 달성할 수 있게 된다.

또한, 볼록렌즈를 이용한 광학렌즈부 및 일정한 경사각을 갖는 반사부의 용이한 구조를 통해 생산성의 향상을 기대할 수 있으며, 반사부가 광원부의 빛이 갖는 발광파장에만 반응하도록 구성하여 비교적 정확한 조준을 수행할 수 있다.

나아가, 광원부를 내장한 경통의 높낮이가 상하로 조절되도록 하여 광원부로부터 출사되는 빛의 크기를 자유롭게 가변시킬 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 광학식 조준경 110 : 하우징
111 : 보조렌즈부 120 : 경통
121 : 상하조절부 130 : 광원부
131 : 투명 전극 132 : 본딩 전극
133 : 전극 배선 140 : 광학렌즈부
150 : 반사부

Claims (5)

1. 하우징(110);
   상기 하우징(110)에 설치한 경통(120);
   광원부(130)에 의해 연출되는 발광패턴의 크기를 확대하거나 또는 축소되도록 상기 경통(120)의 높낮이를 상하로 조절하는 상하조절부(121);
   상기 경통(120)의 내측에 반도체층의 표면에 투명 전극으로 이루어진 다수의 단위자들(131)이 임의의 발광패턴을 연출하도록 배치되고, 상기 반도체층 표면과 오믹 접촉하지 않은 본딩 전극(132) 및 전극 배선(133)이 상기 단위자(131)들과 각각 연결되어 선택적으로 공급되는 전류에 의해 상기 단위자(131)들이 임의의 발광패턴을 연출하도록 일정 파장범위의 빛을 발광하는 마이크로 신호 LED로 이루어진 광원부(130);
   상기 광원부(130)와 일정거리 이격 설치되고, 상기 광원부(130)로부터 발광된 빛을 평행광선으로 변환하여 출력하는 광학렌즈부(140); 및
   상기 광원부(130)에서 발광되는 일정 파장범위의 빛을 반사하는 광학 코팅층(151)을 구비하고, 상기 광학렌즈부(140)에서 출력되는 평행광선 중에서 상기 광원부(130)에서 발광되는 일정 파장범위의 빛을 관측자의 눈방향으로 반사하는 반사부(150)를 포함하는 광학식 조준경.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학렌즈부(140)는 볼록렌즈, 콜리메이터 렌즈(collimator lens), 비구면 렌즈, 자유곡면 렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학식 조준경.
   
5. 삭제

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