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反射式照準器または反射式照準器は、部分的に反射するガラス要素を通して、視野に重ねて照準点または何らかの画像（照準器が取り付けられているデバイスをターゲットに合わせるのに役立つ）を見ることができる光学照準器です。[ 1 ] [ 2 ]これらの照準器は、レンズまたは曲面ミラーの焦点にあるもの（照明付きレティクルなど）は、見る人の目の前に無限遠にあるように見えるという単純な光学原理に基づいて動作します。反射式照準器は、レンズによって生成された画像を傾斜したガラス板で反射させるか、見る人が反射器を通して見ている間にレティクルを画像化するほぼ透明な曲面ガラス反射器を使用することによって、見る人が無限遠の画像と視野を同時に見ることができるように、何らかの形の「反射器」を使用します。レティクル像は無限遠にあるため、照準器を取り付けた装置と常に一直線上に並び、見る人の目の位置に関係なく、単純な照準器に見られる視差やその他の照準誤差のほとんどが解消されます。
1900年の発明以来、反射式照準器は様々な武器の照準器として使われるようになりました。戦闘機に使用され、第一次世界大戦では限定的に使用され、第二次世界大戦では広く使用され、現在でも多くのタイプの最新のヘッドアップディスプレイの基本コンポーネントとして使用されています。また、対空砲の照準器、対戦車砲の照準器など、他の種類の（通常は大型の）武器にも使用されてきました。これは、広い視野で高速移動する目標をオペレーターが攻撃する必要があり、照準器自体に十分な電力を供給できるあらゆる役割に使用されます。第二次世界大戦後、小型武器でこの照準器が限定的に使用されたこともありましたが、1970年代後半にレッドドットサイトが発明されると、この照準器は広く使用されるようになりました。この照準器は、光源として赤色発光ダイオード（LED）を使用しているため、耐久性があり信頼性が高く、非常に長い点灯時間を実現しています。
反射式照準器は、焦点に発光または反射するオーバーレイ画像（レティクル）を備えたレンズまたは結像曲面鏡を使用し、そのレティクルの仮想像を生成する光学コリメータを作成することで機能します。この像は、角度のついたビームスプリッター、または部分的に銀メッキされたコリメート曲面鏡自体で反射され、観察者（ビームスプリッターまたは鏡を通して見る）は、コリメート光学系の焦点にある像が、照準器の視野内に重ね合わされ、無限遠まで焦点が合った状態で見えるようになります。光学コリメータは、ほぼ平行な光であるコリメート光で構成されるレティクル像を生成するため、その像を構成する光は、理論的には、照準器または銃身の軸と完全に平行であり、つまり無限遠で視差はありません。コリメートされたレティクル像は、光学窓の後ろにある照準器によって生成されるコリメート光の円筒状の体積内のどの目の位置でも見ることができます。[ 2 ]しかし、これはまた、無限遠よりも近いターゲットの場合、光学窓の端に向かって照準を合わせると、観察者が端で平行な光束を照準しているため、レチクルがターゲットに対して移動する可能性があることを意味します。デバイスの光軸に垂直な眼球運動は、コリメート光学系によって生成された円筒状の光柱内の眼の位置と正確に関係してレチクル像を移動させます。[ 3 ] [ 4 ]
一般的なタイプ（航空機の銃照準器などの用途で使用される）は、コリメートレンズとビームスプリッターを使用します。このタイプは、レンズとビームスプリッター/ガラス板という少なくとも2つの光学部品が必要なため、かさばる傾向があります。レティクルのコリメート光学系は光路に対して90°の位置にあるため、照明が難しく、通常は追加の電気照明、集光レンズなどが必要になります。よりコンパクトなタイプでは、レンズ/ビームスプリッター構成を、オフセットレティクルの像を焦点合わせして合成する両方のタスクを実行する角度で設定された、ハーフシルバーまたはダイクロイックの湾曲コリメートミラーに置き換えます。このタイプは、小火器で使用されるレッドドットタイプとして最もよく見られます。レティクルをビューアーと湾曲ミラーの間のミラーの焦点に配置することもできます。レティクル自体は目に近すぎて焦点が合いませんが、湾曲ミラーによってビューアーには無限遠にレティクルの像が提示されます。このタイプは、1932年にオランダの光学エンジニア、リューウェ・ファン・アルバダによって発明され、[ 5 ]元々はカメラのファインダーとして、また第二次世界大戦のバズーカの照準器としても使用されました。アメリカのM9およびM9A1「バズーカ」には、D7161556折りたたみ式「反射照準アセンブリ」が採用されていました。[ 6 ]
反射式照準器の視認部分は屈折光学素子を使用せず、ビームスプリッターまたは湾曲ミラーで反射されたレティクルをそのままユーザーの目に投影するだけです。このため、アイアンサイトなどの単純な機械式照準器とは異なり、使用にかなりの経験やスキルを必要としないという特徴があります。また、反射式照準器は、光学望遠鏡に基づく照準器のような視野やアイレリーフの問題もありません。設計上の制約にもよりますが、その視野はユーザーの肉眼の視野であり、焦点合わせを行わない平行光であるため、光学望遠鏡のアイレリーフの制約を受けません。反射式照準器は望遠鏡と組み合わせることができ、通常は望遠鏡を照準器の真後ろに配置して投影されたレティクルを見ることで望遠照準器を作成しますが、これにより視野が狭くアイレリーフが制限されるという問題が再び発生します。[ 4 ]反射式照準器の主な欠点は、機能するためにレティクルを照らす何らかの方法が必要であることです。周囲の光で照らされるレティクルは暗い場所では使いにくく、電気照明式の照準器はシステムが故障すると完全に機能しなくなる。[ 7 ]
反射式照準器のアイデアは、1900 年にアイルランドの光学設計者で望遠鏡製作者のハワード・グラブが特許番号 12108 で考案しました。[ 8 ] [ 9 ]グラブは、望遠鏡式照準器の限られた視野、より大きな見かけ上の標的速度、視差誤差、アイストップに目を当て続ける危険性を回避しつつ、使いにくいアイアン サイトのより良い代替品として、彼の「大小の兵器用の銃照準器」を考案しました。1901 年の王立ダブリン協会の科学トランザクションで、彼は自分の発明を次のように説明しています。[ 10 ]
サーチライトのような細い光線を銃の軸の方向に発射し、射線に合うように調整することで、光線が物体に当たった場所に弾丸が命中するようにする装置を考案することは可能であろう。もちろん、この装置は明白な理由から同様に非現実的であるが、光線が我々の目的に必要な条件を満たしていることを示す例として挙げたものである。
さて、本論文の主題となる視覚法は、対象物に実際の光点や像を投影するのではなく、光学用語でいうところの仮想像を投影することによって、同様の結果を得る。
反射式照準器は発明後すぐに、アイアンサイトの優れた代替品となり、測量や計測機器にも使用できることが注目されました。[ 11 ]反射式照準器は1918年にドイツの戦闘機で初めて使用され[ 12 ] [ 13 ]、1930年代にはあらゆる種類の戦闘機や爆撃機に広く採用されました。第二次世界大戦までには、反射式照準器は航空機以外にも、対空砲、艦砲、対戦車兵器など、照準器の簡便性と迅速な目標捕捉特性を必要とする多くの種類の兵器で使用されていました。1930年代から第二次世界大戦にかけての開発を通じて、この照準器は一部の用途で「反射式照準器」という略称でも呼ばれていました。[ 14 ] [ 15 ]
反射式照準器は改良された銃の照準器として発明され、その発明以来、多くの種類の武器に採用されてきました。さまざまな種類の銃で使用する場合、反射式照準器は単純なアイアンサイト（位置合わせが必要な2つの間隔を空けた金属製の照準点で構成される照準器）よりも優れていると考えられています。[ 16 ]アイアンサイトでは、適切な目の位置を維持し、フロントサイトのみに焦点を合わせ、それを（焦点の合っていない）リアサイトの中心に保ちながら、全体をさまざまな距離にあるターゲットの中心に保つ必要があり、命中させるためには3つの焦点面すべてを合わせる必要があるため、使用者にはかなりの経験とスキルが求められます。 [ 17 ] [ 18 ]反射式照準器の単一の視差のない仮想像はターゲットと焦点が合っており、この照準の問題を解消し、下手な射手、平均的な射手、熟練した射手すべてに役立ちます。
照準器によって生成される平行光画像は無限遠でのみ真に視差がないため、照準器は有限距離にある任意のターゲットに対して、平行光光学系の直径に等しい誤差円を持ちます。照準器の後ろの目の位置とターゲットとの距離によっては、これがいくらかの照準誤差を引き起こします。[ 3 ]遠距離にある大きなターゲットの場合（照準器の非拡大、迅速なターゲット捕捉の性質を考慮すると）、この照準誤差は些細なものとみなされます。[ 4 ]近距離のターゲットを狙う小型武器では、レティクルを光学窓の中央に保つ（光学軸に沿って照準する）ことでこれが補正されます。[ 19 ]小型武器用照準器のメーカーの中には、光学コリメータを有限距離に設定したモデルも製造しているところがあります。これにより、近距離では目の動きによる照準器の視差が光学窓のサイズになり、設定された距離（目標とするターゲット範囲25～50ヤード（23～46メートル）付近）で最小サイズに縮小します。[ 3 ]
標準的な望遠照準器と比較して、反射式照準器は目からの距離を自由に調整でき（アイリリーフは不要）、ほぼあらゆる角度で使用しても、標的やレティクルの像が歪むことはありません。反射式照準器は両目を開けた状態で使用されることが多く（脳は利き目から発せられる照明付きレティクル像を、もう一方の目の遮るもののない視界に自動的に重ね合わせる傾向があるため）、射手は正常な奥行き知覚と広い視野を得ることができます。反射式照準器はアイリリーフに依存しないため、理論的には武器の機械的に都合の良いあらゆる位置に取り付けることができます。
戦闘機に反射式照準器が使用された最古の記録は1918年に遡る。ベルリンの光学会社Optische Anstalt Oigeeは、Grubbの特許に基づいて、Oigee反射式照準器として知られるようになる2つのバージョンを開発した。どちらも45度の角度のガラスビームスプリッターと電気照明を使用し、機体の機関銃の照準に使用された。1つのバージョンは、複葉機Albatros D.Vaと三葉機Fokker Dr.1戦闘機の運用試験で使用された。[ 13 ]この照準器は第一次世界大戦後に関心を集めたが、反射式照準器が戦闘機や爆撃機に広く採用されるようになったのは、1930年代になってからで、最初はフランス、次に他のほとんどの主要空軍によって採用された。[ 20 ]これらの照準器は戦闘機の照準に使用されただけでなく、航空機の防御機関銃や爆撃照準器にも使用された。
航空機の銃座として反射式照準器を用いると、多くの利点が得られます。パイロット／射手は、従来の2点式機械照準器のように、照準線を正確に合わせるために頭の位置を調整する必要がなく、頭の位置はコリメータ内の光学系、主にコリメータレンズの直径によってのみ制限されます。特にコリメータライトを消灯した場合、照準器は全体の視界を妨げません。両眼を同時に用いて照準を合わせることができます。
反射式照準器の光学的な性質により、ジャイロスコープからの入力によって決定される偏向による照準点の修正など、他の情報を視野に入力することが可能になった。 [ 21 ] 1939年、イギリスは、航空機の速度と旋回率に合わせてジャイロスコープで調整された反射式照準器である、これらのジャイロ照準器の最初のものを開発した。これにより、武器の実際の「ボアサイト」より遅れてリード調整された照準レティクルを表示することができ、旋回時にボアサイトがターゲットを適切な量だけリードして効果的な攻撃を行うことができるようになった。[ 21 ]
第二次世界大戦後、反射式照準器の設計が進歩し、パイロットにますます多くの情報を提供するようになったことで、ヘッドアップディスプレイ（HUD）へと進化しました。[ 22 ]照明付きレティクルは最終的にコリメート光学系の焦点にあるビデオスクリーンに置き換えられ、照準点とリードファインディングコンピュータおよびレーダーからの情報だけでなく、さまざまな航空機のインジケーター（人工水平儀、コンパス、高度計、対気速度計など）も提供し、目標の視覚的追跡や着陸時の計器から視覚的方法への移行を容易にしました。
銃に反射式照準器を取り付けるというアイデアは、1900年に発明されて以来存在しています。[ 10 ]第二次世界大戦後まもなく、ライフルやショットガン用のモデルが登場しました。これには、湾曲した半反射ミラーを使用して周囲の照明付きレティクルを反射するナイダーショットガンサイト（1945年）[ 23 ]や、バッテリー駆動の照明付きレティクルを備えたギーゼ電気式銃照準器（1947年）[ 25 ]などがあります。後期のタイプには、クイックポイント（1970年）とトンプソンセンターインスタサイト[ 26 ]があります。どちらも周囲の光を使用するビームスプリッタータイプの反射式照準器で、インスタサイトでは緑色の十字線を照らし、クイックポイントでは赤いプラスチック製の棒「ライトパイプ」が赤い照準スポットレティクルを生成します。 [ 27 ]
1970年代半ばから後半にかけて、一般的にレッドドットサイトと呼ばれるものが導入されました。これは、照準点としてユーザーに単純な明るい赤い点を提供するタイプのものです。[ 28 ]このサイトの典型的な構成は、焦点に赤いLEDを備えたコンパクトな湾曲ミラー反射設計です 。レティクルとしてLEDを使用することは、サイトの信頼性と一般的な有用性を大幅に向上させる革新です。レティクルの後ろに光を集中させるための他の光学要素は必要ありません。ミラーはダイクロイックコーティングを使用して赤いスペクトルのみを反射し、他のほとんどの光を透過させることができます。また、LED自体は固体であり、非常に少ない電力で動作するため、バッテリー駆動のサイトは何百時間、さらには何万時間も動作することができます。
軍用銃器用の反射式照準器（通常はリフレックスサイトと呼ばれる）が採用されるまでには長い時間がかかりました。米国下院軍事委員会は1975年にはM16ライフルへのリフレックスサイトの使用の適切性について言及していましたが[ 29 ]、米軍が反射式照準器を広く導入したのは2000年代初頭のAimpoint CompM2レッドドットサイト（「M68近接戦闘光学機器」と命名）まで待たなければなりませんでした。
レティクルの照明やパターンには様々な選択肢があります。銃器用反射式照準器によく使われる光源には、電池式ライト、光ファイバー集光器、さらにはトリチウムカプセルなどがあります。一部の照準器は、暗視装置を通して見ても視認できるように特別に設計されています。照準器のレティクルの色は、ほとんどの背景に対して視認性を高めるため、赤や琥珀色であることが多いです。精密な照準や距離推定を容易にするために、シェブロンや三角形のパターンを使用する照準器もあり、また、選択可能なパターンを提供する照準器もあります。
ドットレティクルを使用する照準器は、ほぼ例外なく分角（分角、または「moa」とも呼ばれる）で測定されます。moaは、 100ヤード（91m ）の距離で1インチ（25mm ）に相当するため、ヤード・ポンド法または米国慣用単位を使用する射手にとって便利な単位であり、弾道計算に便利な単位となっています。5 moa（1.5ミリラジアン）のドットは、ほとんどのターゲットを覆い隠さないほど小さく、適切な「照準像」を素早く取得できるほど大きいです。多くの種類のアクションシューティングでは、従来、より大きなドットが好まれてきました。7、10、15、あるいは20 moa（2、3、4.5、または6ミル）が使用されてきました。多くの場合、これらは水平線や垂直線と組み合わせて、水平基準を提供します。
ほとんどの照準器には、レティクルの明るさを調整するためのアクティブまたはパッシブ機能があり、射手がさまざまな照明条件に適応するのに役立ちます。非常に暗いレティクルは、暗い場所での夜間視力の低下を防ぐのに役立ち、明るいレティクルは、直射日光の下でより鮮明に表示されます。
銃器やその他の用途向けに設計された現代の光学式反射照準器は、「チューブ型」と「オープン型」の2つのハウジング構成に分類されます。[ 30 ]
反射式照準器は、長年にわたり航海用航行装置や測量機器に使用されてきた。アルバダ型照準器は、初期の大型カメラ、「ポイントアンドシュート」タイプのカメラ、および単純な使い捨てカメラに使用されていた。[ 31 ]
これらの照準器は、天体望遠鏡のファインダースコープとしても使用され、望遠鏡を目的の天体に向けるのに役立ちます。市販のモデルは多数あり、最初のものは1970年代後半にアマチュア天文家のスティーブ・クフェルドによって発明されたテルラッドです。[ 32 ]現在では、アポジー、セレストロン、フォトン、リゲル、テレビューなどの企業から他の製品も入手可能です。[ 33 ]
反射式照準器は、ライブシアターなどの制作において、 「フォロースポット」スポットライトなどのエンターテイメント業界でも使用されています。テルラッド社が使用するために改良した照準器や、専用に設計されたスポットドット[ 34 ]などにより、スポットライトの操作者はライトを点灯せずに照準を合わせることができます。
銃の照準装置用のグラブ。
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