(57)【要約】要約課題対物レンズを合成樹脂で作成すると共に対象物が動いたとしても容易に照準を合わせることができるドットサイトに使用する対物レンズ及びその対物レンズを使用するドットサイトを提供する。解決手段光を透過する合成樹脂製のレンズと、前記合成樹脂製のレンズにおける観測者側またはその反対側に配置した反射面と、を有し、前記反射面は、光源から照射された光を反射し観測者に目標となる点を擬似的に表現するために以下の式１及び、（１）で表される曲面を有する対物レンズ。（式1）2019030912.tif 000008（１）−０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８、円錐係数ｋ＝−１である。選択図            図１
2019030912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する合成樹脂製のレンズと、
前記合成樹脂製のレンズにおける観測者側またはその反対側に配置した反射面と、を有し、
前記反射面は、光源から照射された光を反射し観測者に目標となる点を擬似的に表現するために以下の式１及び、（１）で表される曲面を有する対物レンズ。
（式1）
2019030912.tif 000007
（１）−０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８、円錐係数ｋ＝−１である。
【請求項２】
光照射するための光源と、
前記請求項１記載の対物レンズと、を有するドットサイト。
【請求項３】
前記反射面は、受けた光の一部を反射するハーフミラーである請求項２記載のドットサイト。
【請求項４】
前記対物レンズは等倍である請求項２または３記載のドットサイト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拳銃、小銃等の銃器あるいはそれらの模擬銃、およびカメラ等の撮影機器に装着する光学照準器としてのドットサイトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドットサイトとは、いわゆる照準器のことであり、対物レンズにて光源を反射すると共に、その光源からの光をその対物レンズで反射した光点とその対物レンズを通してみる目的物との位置を合わせることで照準を合わせるというものである。このドットサイトでは使用者がどの角度からレンズを覗いても光点を対象物に合わせれば照準が合うという特徴があり、目的物が動いたとしても迅速に照準を合わせられるというものである。【０００３】
そこで、特許４５８５５３２号公報にドットサイトが記載されている。しかしながらこのドットサイトの外部ハウジングは両端面が透明なガラスで密閉されて構成されているものの、たとえば電動ガンなどで使用するいわゆるＢＢ弾が当たると破損してしまうという問題がある。また、衝撃を受けることによっても破損してしまうという場合がある。このような問題を解決するものとして、外部ハウジングをガラス製ではなく合成樹脂製とし、さらに、対物レンズについても合成樹脂製とすることが好ましいがこれに関してはすでに開示されている。【０００４】
たとえば、特開２０１６−１４３０００号公報においてその明細書の記載から、光学素子のうちの一種であるレンズを透明樹脂材料で製造することが提案されている。このように対物レンズを合成樹脂で作成すれば、ＢＢ弾が当たったとしても割れにくいレンズを作成することができると共に一定の衝撃にも耐えることができるというものである。【０００５】
上記公報において、その光学素子である対物レンズは、例えば放物面形状もしくは放物面に近似した凹面状の反射面１４ａを有し、と記載されている。そこで、その光学素子のうちの一種である対物レンズを、合成樹脂を素材として製造し、それを使用したドットサイトを作成したところ、対物レンズを見る使用者の視線を動かすと、反射した光源が、動くということが明らかとなった。【０００６】
すなわち上記のとおり、ドットサイトでは一度その反射した光源と対象物を一致させて照準を合わせた後は、その反射した光源から視線を外しても、ドットサイトと、対象物との位置関係が変わらなければ照準が合うという特徴があるというものである。【０００７】
しかしながら、この合成樹脂製の対物レンズを使用したドットサイトでは、その反射した光源から視線を外すと、対象物と、その反射した光源と、がずれてしまい、結果的に照準を対象物に合わせることができないという問題が生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４５８５５３２号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、対物レンズを合成樹脂で作成すると共に対象物から視線を外したとしても、容易に照準を合わせることができるドットサイトに使用することができる対物レンズ及びその対物レンズを使用したドットサイトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者はドットサイトにおいて反射面を有する対物レンズを合成樹脂で作成したが、前述のとおりこの対物レンズは、ＢＢ弾が当たっても破損しにくいものであるものの、視線を動かした際に照準がずれるという問題が生じた。この現象に関する調査の結果、照準がずれる原因は球面収差によって生じることを見出した。【００１１】
光学レンズにおいて非球面形状を表す式１を使用する場合、非球面形状の光学レンズにおいて球面収差を補正するためには特定の条件を満足する必要がある。すなわち−０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８、円錐係数ｋ＝−１という条件の下で非球面形状を表す一般的な式１を使用し合成樹脂の反射面を有する対物レンズ及びその対物レンズを使用したドットサイトを発明するに至った。【００１２】
そこで、第１観点における対物レンズは、光を透過する合成樹脂製のレンズと、合成樹脂製のレンズにおける観測者側またはその反対側に配置した反射面と、を有し、反射面は、光源から照射された光を反射し観測者に目標となる点を擬似的に表現するために以下の式１及び、（１）で表されるというものである。【００１３】
（式1）
2019030912.tif 000003
【００１４】
（１）−０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８、円錐係数ｋ＝−１である。【００１５】
また、第２観点のドットサイトは、光照射するための光源と、第１観点の対物レンズと、を有するというものである。【００１６】
第３観点におけるドットサイトは、第２観点において、前記反射面は、受けた光の一部を反射するハーフミラーである。【００１７】
第４観点におけるドットサイトは、第２観点または第３観点において、前記対物レンズは等倍であるというものである。すなわち、前記対物レンズはこれを透過して遠方を観察する際には対物レンズを用いずに観測した場合と比較して光学倍率が同一であるというものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、対物レンズを合成樹脂で作成すると共に対象物が動いたとしても容易に照準を合わせることができるその対物レンズと、その対物レンズを使用したドットサイトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ａは、ドットサイトの正面斜視図である。Ｂは、ドットサイトの背面斜視図である。
【図２】反射面の形状を特定する曲線の概念図である。
【図３】曲面を有するドットサイトの側面概念図である。
【図４】曲面を有するドットサイトの平面概念図である。
【図５】Ａは、第２ドットサイトの正面斜視図である。Ｂは、第２ドットサイトの背面斜視図である。
【図６】曲面を有する第２ドットサイトの側面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施例におけるドットサイト１０について説明する。このドットサイト１０は、光源２０から照射され、反射面３０に投影された照準マーク（レチクル）を対象物ｆに合わせることによって照準を合わせることができる照準器であり、銃などに装着し照準あわせを迅速に行うために使用される。光源２０は、スイッチ２１を入れることで、バッテリー２５からの電気によって点燈する。従って、その光源２０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が好ましく、光源２０からの光を反射面３０によって反射する。この場合いわゆる赤色の光を発する光源２０を使用することでレッドドットサイトと呼ばれることがある。
【００２１】
合成樹脂製の対物レンズ４０は、反射面３０と光を透過する透過面３５とを有し、それらが一体として配置されている。ここで、反射面３０は、光源から照射された光を反射し観測者に目標となる点を擬似的に表現するために後述する式１で表される曲面ｙを有するものである。また、透過面３５の形状を任意に変更することによって、観測者Ｐが対象物ｆを見たときに、倍率を変更することなく等倍にすることができる。ここで、等倍とは、前記対物レンズはこれを透過して遠方を観察する際には対物レンズを用いずに観測した場合と比較して光学倍率が同一であるというものである。このようにすることによって、観測者Ｐの一方の目で全体を見ると同時に、他方の目でドットサイトを覗き込んでも違和感が無く対象物ｆに対して照準を合わせ易くなる。なお、拡大または縮小することを妨げるものではない。すなわち、後述するように、反射面３０は所定の式１で表された形状を呈すれば、それと一体の透過面３５の形状は、任意に定めることができる。
【００２２】
また、上記反射面３０の形状は、非球面形状であり、以下の式１により現すことができる。これは後述するように反射面３０と、透過面３５とを有する対物レンズ４０を合成樹脂で作成した場合において、照準がずれる原因を長年研究した結果、球面収差が生じていることを補正すれば、そのずれを解消することを発見した。これによりさらに、球面収差を補正するための以下の式１に、所定の条件すなわち曲率であるｃの値は、研究開発の結果  −０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８の範囲が好ましく、また、さらに、円錐係数ｋ＝−１を見出し、それら特定の条件を応用した形状を呈する反射面３０を作成することができた。
【００２３】
（式１）
2019030912.tif 000004
【００２４】
なお、ここでｃは、上述のとおり曲率であり、ドットサイト１０の大きさを考慮すると、光源２０からｆ１までの距離は、１５ミリメートルから６０ミリメートルが好ましい。また、このときのｃの値は、研究開発の結果、−０．０３３≦ 曲率ｃ ≦−０．００８が好ましく、また、一例として、光源２０からｆ１までの距離が２０ミリメートルの場合におけるｃの値、−０．０２５が見出された。また、円錐係数ｋ＝−１を代入する。
【００２５】
ここで、円錐係数ｋ＝−１とした理由は、円錐係数−１で放物面となり、放物面にすることで球面収差が完全に補正されるからである。
上記のとおり、一例としてのｃの値−０．０２５と、円錐係数ｋ＝−１と、をそれぞれ、上記式１に代入すると、
2019030912.tif 000005
【００２６】
となりこれが、後述するように本実施例における非球面の反射面３０の形状を表す式となる。
【００２７】
すなわち、上記式におけるｈに、それぞれ０及び１．００から１０．００までの数値を代入し、それぞれのｚの値を表したものが以下に示す表１である。なお、便宜的に小数点以下第３位は四捨五入している。ここで、Ｓａｇと呼ばれる値は、非球面多項式で表された非球面の頂点を原点として、光軸を横軸としたｚ軸とし、ｈを光軸からの距離とし、それを縦軸としたｚｈ平面上において、ｈに数値を代入した時のｚの値である。
【００２８】
【表１】
2019030912.tif 000006
【００２９】
このように表１にｈを代入して得たｚの値を、ｚｈ平面上にプロットしたものが曲線ｘであり、その曲線ｘを、図２に示したものである。またこの曲線ｘをｚ軸周りに回転させて得た曲面ｙが、反射面３０の形状である。従って、これが式１で表される曲面ｙであり、反射面３０はこの曲面ｙを有するものである。よって、曲面ｙを有する反射面３０を対物レンズ４０に配置することで、これを有するドットサイト１０の球面収差が補正される。
【００３０】
反射面３０は文字通り、光源２０からの光を反射するというものであるが、その光を全反射するというものではなく、受けた光の一部を反射するいわゆるハーフミラー（半透過反射膜）であってもよい。
【００３１】
また、この反射面３０は、必ずしも、半透過反射膜を具備しない場合であっても好ましい。透過面３５を透明な合成樹脂、特に、ポリカーボネートの場合において、その反射率は１５パーセント程度であるので、その透過面３５における観測者側またはその反対側に反射面３０を配置することで、光源２０からの光を反射することができる。その場合においては、透過率は８５パーセントであるから、反射面３０を通して対象物ｆが明瞭に見えることになる。また、上記のとおり、透過面３５における観測者側に反射面３０を配置した場合における光源２０からｆ１までの距離は、ドットサイト１０の大きさを考慮すると、１５ミリメートルから６０ミリメートルが好ましい。
【００３２】
また、反射面３０に反射膜を具備する場合は、たとえば、反射率を２０パーセントに設定すれば透過率は、８０パーセントとなりより確実に光源２０からの光を反射することができる。なお、この反射率は任意に定めることができる。
【００３３】
反射面３０は対物レンズ４０と一体であることが好ましい。また、反射面４０は、観測者Ｐから見て手前側に配置することが好ましい。
【００３４】
ドットサイト１０は、図示しない公知の取り付け部を有し、銃に取り付けることができる。
【００３５】
上記構成のドットサイト１０をたとえば図示しない銃に取り付ける。スイッチ２１を入れることで、バッテリー２５からの電気によって点燈する光源２０からの光点ｌが、上記構成の反射面３０に反射され、その光点が観測者Ｐの目に水平に入る。このとき観測者Ｐには、反射面３０のほぼ中心に、光点ｌが点燈しているように見える。なお、あらかじめ、反射面３０の中心に光源２０からの光点ｌが照射されるように構成していることはいうまでもない。
【００３６】
観測者Ｐは対象物ｆを見据え、反射面３０に投影された光源２０における光点ｌと対象物ｆが一致するようにドットサイト１０を移動する。このように光点ｌと反射面３０に投影された対象物ｆの像ｆ1と、が一致すると、水平に反射された光軸と、対象物ｆから、対物レンズ４０を透過して観測者Ｐの目に入る光軸と一致する（図３参照）。
【００３７】
このとき、銃口の向きはあらかじめ光点と一致するようにそのドットサイト１０が銃に取り付けられているために、観測者Ｐは、引き金を引けば、弾丸が対象物ｆに命中する。このように、非常に遠い所に位置する対象物ｆから赤色光が平行に入射する状況を模擬することができ、観測者Ｐは正確に照準を合わせることができる。
【００３８】
なお、上記のとおり反射面３０の形状が上記のとおり所定の形状であるために、球面収差が補正され、照準のずれが解消される。
【００３９】
他の実施例としては第２ドットサイト１０Ａにおける第２対物レンズ４０Ａの対象物ｆＡの側の面の形状を第２反射面３０Ａとすることもできる。なおドットサイト１０との相違は、この点のみであり他の構成は同様であるので、同一の符号を付しその説明は省略する（図５Ａ、Ｂ参照）。また、図６によれば第２反射面３０Ａの位置を対象物ｆＡの面の側に配置することができる。ここで、観測者ＰＡは対象物ｆＡを見据え、第２反射面３０Ａに投影された光源２０における光点ｌＡと、対象物ｆＡと、が一致するように第２ドットサイト１０Ａを移動する。このように光点ｌＡと第２反射面３０Ａに投影された対象物ｆＡの像ｆ２が一致すると、水平に反射された光軸と、対象物ｆＡから、第２対物レンズ４０Ａを透過して観測者ＰＡの目に入る光軸と一致する。第２対物レンズ４０Ａにおける観測者側とは反対側に第２反射面３０Ａを配置した場合における光源２０からｆ２までの距離は、ドットサイト１０の大きさを考慮すると、１５ミリメートルから６０ミリメートルが好ましい。
【００４０】
このとき、銃口の向きはあらかじめ光点と一致するようにその第２ドットサイト１０Ａが銃に取り付けられているために、観測者ＰＡは、引き金を引けば、弾丸が対象物ｆＡに命中する。このように、非常に遠い所に位置する対象物ｆＡから赤色光が平行に入射する状況を模擬することができ、観測者ＰＡは正確に照準を合わせることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ドットサイト
１０Ａ  第２ドットサイト
２０  光源
２１  スイッチ
２５  バッテリー
３０  反射面
３０Ａ  第２反射面
３５  透過面
４０  対物レンズ
４０Ａ  第２対物レンズ
【図１】
2019030912.tif 000009
【図２】
2019030912.tif 000010
【図３】
2019030912.tif 000011
【図４】
2019030912.tif 000012
【図５】
2019030912.tif 000013
【図６】
2019030912.tif 000014
【国際調査報告】
2019030912.tif 000015
2019030912.tif 000016
2019030912.tif 000017
2019030912.tif 000018