(57)【要約】【課題】特に反射モードでの球面収差の改善を図ることにより、照準精度の向上を可能とするドットサイトを提供することを目的とする。【解決手段】ドットサイトにおいて、正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズ１１の物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず偏芯させ、負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズ１２の物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず逆方向に偏芯させており、正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズ１１の物体側とは反対側の面と、負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズ１２の物体側の面は、ともに貼り合せ面１３として互いに貼り合せられ、全体として物体に対して凸面を向けた屈折力が実質的に零の貼り合せレンズとするとともに、貼り合せ面１３に半透過的反射膜又は波長選択的反射膜が形成され、貼り合せレンズが、光軸に対して傾斜し周辺厚がほぼ一定とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、該物体に対して凸面を向けた正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと、前記正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと同一材料で、かつ、前記物体に対して凸面を向けた負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと、光源と、を備えるドットサイトであって、
前記正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの前記物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず偏芯させ、前記負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの前記物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず逆方向に偏芯させており、
前記正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの前記物体側とは反対側の面と、前記負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの前記物体側の面は、ともに貼り合せ面として互いに貼り合せられ、全体として前記物体に対して凸面を向けた屈折力が実質的に零の貼り合せレンズとするとともに、前記貼り合せ面に半透過的反射膜又は波長選択的反射膜が形成され、
前記貼り合せレンズが、光軸に対して傾斜し周辺厚がほぼ一定であり、
前記光源が、前記貼り合せ面と前記負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの前記物体側とは反対側の屈折面とからなる反射屈折光学系の光軸上の焦点位置に配置されていることを特徴とするドットサイト。
【請求項２】
筒状の円形鏡筒に前記貼り合せレンズを取り付けたことを特徴とする、請求項１に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、ドットサイトに関し、特に銃等に取り付けて使用するドットサイトであって、照準のためのＬＥＤなどの点光源を内蔵するドットサイトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、点光源を内蔵したドットサイトが知られている。例えば、ドットサイトの一端部に二重レンズを備え、二重レンズ間に赤色光反射膜を塗布した構成が特許文献１に示されている。
このドットサイトでは、二重レンズにより、物体側からの透過光と点光源からの反射光をドットサイトの観察眼に送り、物体と弾着点を示す点像を重ねて観察し、照準を行うことになる。
【０００３】
一般に、こうした二重レンズを有するドットサイトでは、筒型の外装を持つハウジングが用いられ、筒型と相似の円形形状をした球面メニスカスレンズを２枚貼り合せ、その貼り合せ面に反射膜を形成し反射面とした貼り合せレンズが使用されていることが多い。そこで、以下二重レンズを貼り合せレンズと呼ぶこととする。
貼り合せレンズに用いられる２枚の球面メニスカスレンズは、両面が球面であり、それぞれの光軸を中心とした回転対称レンズである。そして、貼り合せレンズの周辺厚は中心からの距離に対してどの部分も同じ周辺厚をする非偏芯レンズで構成されている。
【０００４】
こうした球面メニスカスレンズを２枚貼り合せた非偏芯レンズの例を図７に示す。ここで、非偏芯レンズ３１及び３２はそれぞれ同種材料だが異なる焦点距離を有する球面メニスカスレンズであり、それぞれは異なる屈折力を有する球面メニスカスレンズである。そして、貼り合せ面を同じ曲率半径にして貼り合せることによる貼り合せレンズとしての屈折力は実質的に零（言い換えれば焦点距離が無限大）としている。中心部から周辺部に亘ってほぼ厚さが同じになっているため、この貼り合せレンズを通して物体側の風景はそのまま肉眼で見た状態と同じに見えるようになっている。
【０００５】
図８は上記の貼り合せレンズを透過した光線による光軸と垂直な方向の横球面収差（以下、横収差という）を示すが、６５６ｎｍ（Ｃ線）、５８８ｎｍ（ｄ線）及び４８６ｎｍ（Ｆ線）の３波長に対するものである。
なお、図８の横軸はレンズの入射光高さを示し、縦軸は物体側からレンズ面に入射する光束のうち、２つの方向Ｐｙ、Ｐｘの位置を通る各光線が光軸に垂直な像面上の理想像点からのズレ量を横収差Ｄｙ、Ｄｘとして示しており、０（ゼロ）が最小である。
この透過光による横収差は全体に小さく、縦軸の収差量最大スケールを１００ａｒｃ−ｓｅｃとしている。
【０００６】
このように、貼り合せレンズを傾斜して使用する場合には、貼り合せレンズを透過する光線の位置に関して肉厚差（光路長差）が全く同じにならないことにより発生する不可避の収差である。この貼り合せレンズ及びそれを透過する光線からなる透過屈折光学系、すなわち透過モードにおいては、傾斜角が小さい範囲では収差量は比較的小さい。接眼側の近くにある観察眼３７では殆ど視認できないレベルであることから、従来のドットサイトでレンズとして採用されている所以である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５３８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、こうした球面メニスカスレンズを２枚貼り合せた非偏芯レンズでは、上述のように透過モードでの球面収差が比較的小さいものの、貼り合せ面３３に反射膜を有する球面メニスカスレンズ３２及び貼り合せ面３３により反射する光線からなる反射屈折光学系、すなわち反射モードでは、以下に示すように球面収差が大きくなる。
【０００９】
図９はこの非偏芯レンズ３２の貼り合せ面３３に点光源３５であるＬＥＤの波長帯を反射するミラーコートが施されており、ＬＥＤ光はこの面により接眼側に反射される。なお、非偏芯レンズ３１は反射効果に寄与していないため図示していない。
【００１０】
図１０及び図１１は、図９に示す反射モードの球面収差を横収差表示で示すが、波長６５６ｎｍの赤色光に対するものである。
図１０において、Ｐｙ方向の横収差は全範囲において、図８の横収差と同様に良い収差を示すが、Ｐｘ方向の横収差はかなり大きくなっている。一方、図１１は、図９に示すＬＥＤ光３５の位置を調整することにより横収差の改善を図ったものである。これによると、Ｐｘ方向の横収差は全範囲において改善しているものの、Ｐｙ方向の横収差が逆に大きくなっている。
なお、反射モードにおける横収差は全体に大きく、縦軸の収差量最大スケールを１０００ａｒｃ−ｓｅｃとしている。これは、透過モードである図８の１００ａｒｃ−ｓｅｃに比べ１桁大きい。
このように、ＬＥＤ反射光による反射モードにおいて、球面収差のＰｘ方向とＰｙ方向の横収差をともに小さく抑えることが困難であった。この理由としては、レンズ３２に斜めに入射する光束は、レンズ３２の接眼側の面３２ａ〜レンズ３２の物体側の面３３（反射面）〜レンズ３２の接眼側の面３２ａという経路を通過するため、その通過するレンズの厚さがレンズの中心部を通過する光束と周辺を通過する光束の経路（光路長）が異なることによるものと考えられ、更にレンズ３２が傾斜するほどその球面収差量（光路長差）は大きくなる傾向がある。
【００１１】
以上、述べたように、球面レンズを２枚貼り合せた非偏芯レンズでは、透過モードの球面収差は比較的小さいものの、反射モードでの球面収差が大きかった。そのため、物体側からの透過光と点光源からの反射光をドットサイトの観察眼に送り、物体と弾着点を示す点像を重ねて観察するに際し、正確な照準を行うことが困難であるという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、特に反射モードでの球面収差の改善を図ることにより、照準精度の向上を可能とする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】
【００１３】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、物体側から順に、該物体に対して凸面を向けた正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと、正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと同種材料で、かつ、物体に対して凸面を向けた負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズと、光源と、を備えるドットサイトであって、正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず偏芯させ、負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの物体側の面と反対側の面の光軸とは一致せず逆方向に偏芯させており、正の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの物体側とは反対側の面と、負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの物体側の面は、ともに貼り合せ面として互いに貼り合せられ、全体として物体に対して凸面を向けた屈折力が実質的に零の貼り合せレンズとするとともに、貼り合せ面に半透過的反射膜又は波長選択的反射膜が形成され、貼り合せレンズが、光軸に対して傾斜し周辺厚がほぼ一定であり、光源が、貼り合せ面と負の屈折力を有する円形形状の球面メニスカスレンズの物体側とは反対側の屈折面とからなる反射屈折光学系の光軸上の焦点位置に配置されていることを特徴とするドットサイトである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれは、レンズを透過する物体像の収差を劣化させることなく、ＬＥＤ光を反射する照準点像の球面収差を従来の反射レンズの球面収差より改良することが可能となる。即ち、従来のような円形の非偏芯球面レンズの貼り合せによる周辺視の視差状態を改良し、照準精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるドットサイトの透過屈折光学系の水平断面図である。
【図２】図１に示すドットサイトの透過屈折光学系における球面収差の横収差表示図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるドットサイトの反射屈折光学系の水平断面図である。
【図４】図３に示すドットサイトの反射屈折光学系における球面収差の横収差表示図である。
【図５】図３に示すドットサイトの反射屈折光学系において、ＬＥＤ光とレンズの間隔を調整した場合の球面収差の横収差表示図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるドットサイトの光学系の水平断面図である。
【図７】従来のドットサイトの透過屈折光学系の水平断面図である。
【図８】図７に示すドットサイトの透過屈折光学系における球面収差の横収差表示図である。
【図９】従来のドットサイトの反射屈折光学系の水平断面図である。
【図１０】図９に示すドットサイトの反射屈折光学系における球面収差の横収差表示図である。
【図１１】図９に示すドットサイトの反射屈折光学系において、ＬＥＤ光とレンズの間隔を調整した場合の球面収差の横収差表示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜図５を参照して、第１の実施形態のドットサイトについて説明する。
図１は、図７で示した従来の２枚の非偏芯球面レンズの曲率半径とサイズが同じである偏芯球面メニスカスレンズからなる貼り合せレンズの水平断面図である。
球面メニスカスレンズ１１、１２は、それぞれ同種材料であり、曲率半径も図７の球面メニスカスレンズ３１、３２と全く同じであり、それぞれほぼ同等の屈折力を有するレンズである。また、球面メニスカスレンズ１１は物体に対して凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであり、一方、球面メニスカスレンズ１２は物体に対して凸面を向けた負の屈折力を有するレンズである。
更に、貼り合せ面の球面に対して、球面メニスカスレンズ１１の物体側の面１１ａと球面レンズ１２の接眼側の面１２ａを水平断面方向に傾斜して周辺の厚さが異なる偏芯レンズになっており、かつ、球面メニスカスレンズ１１と球面メニスカスレンズ１２の偏芯の量は貼り合せ面が同じ曲率半径で貼り合せることにより、貼り合せレンズとしての周辺厚がほぼ同じになるようになっている。
以上の構成によりこの本実施形態の偏芯球面レンズは貼り合せレンズとしての焦点距離はほぼ∞（逆数の屈折力が実質的に零）に近くなるようなっているため、従来のドットサイトの貼り合せレンズと同様に物体側の風景はそのまま肉眼で見た状態と同じに見えるようになっている。
【００１７】
図２は光軸と垂直な方向の横球面収差である横収差を示すが、６５６ｎｍ（Ｃ線）、５８８ｎｍ（ｄ線）及び４８６ｎｍ（Ｆ線）の３波長に対するものである。
なお、図２の横軸はレンズの入射光高さを示し、縦軸は物体側からレンズ面に入射する光束のうち、２つの方向Ｐｙ、Ｐｘの位置を通る各光線が光軸に垂直な像面上の理想像点からのズレ量を横収差Ｄｙ、Ｄｘとして示しており、０（ゼロ）が最小である。
この透過光による収差は小さいため、縦軸の収差量最大スケールを反射モードの横収差と同じにすると、ほとんどゼロに近くなってしまうため、反射モードの１／１０の１００ａｒｃ−ｓｅｃとしている。
図２の場合におけるレンズデータを表１に示す。
【００１８】
【表１】
2018063384.tif 000003
【００１９】
図３において、球面メニスカスレンズ１２の面の物体側の面１３に主にＬＥＤの波長帯のみを反射するミラーコートが施されており、ＬＥＤ光はこの面で接眼側に反射される。なお、球面メニスカスレンズ１１の接眼側の面にＬＥＤ光反射コートされている場合は除いて、球面メニスカスレンズ１１は反射に寄与していないため図示していない。
【００２０】
図４は、図３の反射モードの球面収差の横収差表示図であり、使用する赤色ＬＥＤに近い波長６５６ｎｍ（Ｃ線）に対するものである。これによると、本実施形態の偏芯球面メニスカスレンズ１２による反射モードの横収差は、図１０及び図１１に比較し、Ｐｘ方向及びＰｙ方向ともにかなり小さな球面収差になることがわかる。
一方、図５は、図３に示すＬＥＤ光１５とレンズ１２の間隔をさらに調整したものである。これによると、図４に比較し、Ｐｘ方向はやや大きくなるもののＰｙ方向はやや小さくなり、全体としてバランスのとれた横収差となっている。
球面メニスカスレンズ１２に斜めに入射する光束は図９の場合と同様に、メニスカスレンズ１２に斜めに入射する光束は、メニスカスレンズ１２の接眼側の面１２ａ〜メニスカスレンズ１２の物体側の面１３（反射面）〜メニスカスレンズ１２の接眼側の面１２ａという経路を通過するが、本実施形態のように第２面を第１面に対して偏芯傾斜することにより、レンズ面の異なる点を通過する光線の光路長差（即ち球面収差）を小さくできることを示している。
図４、図５の場合におけるレンズデータを、それぞれ表２、表３に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
以上のように、本実施形態の偏芯球面レンズの貼り合せレンズを採用することにより、ＬＥＤの反射光の輝点（ドット）が光軸中心部とレンズ両端の周辺部によるズレを小さくすることができる。それにより、物体側からの透過光と点光源からの反射光をドットサイトの観察眼に送り、物体と弾着点を示す点像を重ねて観察するに際し、正確な照準が可能となる。
【００２４】
本実施形態のレンズデータとの比較として、従来例でのレンズデータを示す。透過モードである図８の場合におけるレンズデータを表４に示す。また、反射モードである図１０、図１１の場合におけるレンズデータを、それぞれ表５、表６に示す。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
【表５】
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【００２７】
【表６】
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【００２８】
図６を参照して、第２の実施形態のドットサイトについて説明する。
図６に示すように、第１の実施形態のドットサイトと同様に、正の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズ２１と負の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズ２２を貼り合せた貼り合せレンズを有し、点光源２５から発せられたＬＥＤ光が貼り合せ面２３の反射膜により反射される。
そして、貼り合せレンズと点光源２５が、接眼レンズ２６とともに筒状の円形鏡筒２８に取り付けられている。さらに、貼り合せレンズの保護などを目的としてカバーレンズ２４を設けても良い。
本実施形態のドットサイトを銃などに取り付けて使用することにより、正確な照準が可能となる。
【００２９】
なお、第１及び第２の実施形態のドットサイトに用いる円形形状の偏芯球面メニスカスレンズの材質として、光透過性に優れたガラス又はプラスチックが用いられるが、ガラスが剛性に優れ光学精度などの点で好ましい。
例えば、仕上げ寸法に近い形状でガラス成形し、表面を軽く研磨加工することにより偏芯球面メニスカスレンズが得られる。レンズの外形が円形であり、両面が球面であることも加工上有利で好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
１１、２１：正の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズ３１：正の屈折力を有する円形形状の非偏芯球面メニスカスレンズ
１１ａ、２１ａ：正の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズの物体側の面
３１ａ：正の屈折力を有する円形形状の非偏芯球面メニスカスレンズの物体側の面
１２、２２：負の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズ
３２：負の屈折力を有する円形形状の非偏芯球面メニスカスレンズ
１２ａ、２２ａ：負の屈折力を有する円形形状の偏芯球面メニスカスレンズの接眼側の面
３２ａ：負の屈折力を有する円形形状の非偏芯球面メニスカスレンズの接眼側の面
１３、２３、３３：貼り合せ面
２４：カバーレンズ
１５、２５、３５：点光源（ＬＥＤ）
１６、２６、３６：接眼レンズ
１７、２７、３７：観察眼
２８：筒状の円形鏡筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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