反射サイト

反射照準器またはリフレックスサイトは、ユーザーが部分的に反射するガラス要素を通して、照準点の照明された投影または視野に重ねられた他の画像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、レンズまたは曲面鏡（照明付き}レチクルなど）の焦点にあるものはすべて、視聴者の前に無限遠に座っているように見えるという単純な光学原理に基づいて機能します。反射照準器は、レンズによって作成された画像を傾斜したガラス板で反射させるか、視聴者が反射器を通して見ている間にレチ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り、視聴者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。レチクルは無限遠にあるため、視聴者の目の位置に関係なく、照準器が取り付けられているデバイスと一直線に保たれ、単純な照準装置に見られる視差やその他の照準エラーのほとんどが除去されます。

1900 年の発明以来、反射照​​準器はさまざまな兵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、現在でも多くの種類の現代のヘッドアップ 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、対空砲照準器、対戦車砲照準器、およびオペレーターが広い視野で高速で移動する標的と交戦する必要があり、照準器自体が機能するのに十分な電力を供給できるその他の役割など、他の種類の (通常は大型の) 兵器にも使用されています。第二次世界大戦後、小火器での照準器の限定的な使用がありましたが、1970 年代後半にレッド ドット サイトが発明されたことで、広く使用されるようになりました。この照準器は、照明源として赤色発光ダイオード(LED) を使用しており、非常に長い照明実行時間を備えた耐久性と信頼性のある照準器となっています。

反射照準器の他の用途としては、測量機器の照準器、光学望遠鏡の照準補助装置、カメラのファインダーなどがあります。

反射照準器は、焦点に発光または反射オーバーレイ画像またはレチクルを備えたレンズまたは画像形成曲面ミラーを使用して、そのレチクルの仮想画像を生成する光学コリメータを作成することによって機能します。画像は、何らかの角度付き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ミラー自体で反射され、観察者（ビームスプリッターまたはミラーを通して見る）は、無限遠までの距離で焦点が合った照準器の視野に重ねられたコリメート光学系の焦点の画像を見ることになります。光学コリメータは、ほぼ平行なコリメート光で構成されるレチクル画像を生成するため、その画像を構成する光は、理論上、照準器が位置合わせされている装置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チクル画像は、光学窓の後ろの照準器によって生成された円筒形のコリメート光の体積内で、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、無限遠より近い距離にある対象物の場合、光学窓の端を視準すると、観察者が端にある平行光束を視準しているため、レチクルが対象物に対して動く可能性があることも意味します。デバイスの光軸に対して垂直な目の動きにより、レチクル像は、コリメート光学系によって作成された円筒状の光柱内の目の位置と正確に関係して動きます。^{[3] [4]}

一般的なタイプ（航空機の照準器などの用途で使用される）では、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、少なくとも 2 つの光学部品、つまりレンズとビーム スプリッター/ガラス プレートが必要なため、かさばる傾向があります。レチクル コリメート光学系は光路に対して 90° に配置されてい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 レチクルのイメージのフォーカスと結合の両方のタスクを実行する角度に設定された半銀メッキまたはダイクロイック曲面コリメート 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。レチクルを、ミラーの焦点にある曲面ミラーと観察者の間に配置することもできます。レチクル自体は目に近すぎて焦点が合いませんが、曲面ミラーにより、観察者に無限遠にあるレチクルのイメージが提示されます。このタイプは1932年にオランダの光学技術者リューウェ・ファン・アルバダによって発明され、 ^{[5]もともとはカメラのファインダーとして使用され、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。米国のM9およびM9A1「バズーカ」には、D7161556折りたたみ式の「反射照準器アセンブリ」が搭載されていました。^[6]

反射照準器の視野部分には屈折光学素子は使用されず、ビームスプリッターまたは曲面ミラーで反射された投影レチクルがユーザーの目に直接当たるだけです。これにより、アイアンサイトなどの単純な機械式照準器とは対照的に、使用に相当の経験とスキルを必要としないという決定的な特徴があります。反射照準器には、光学望遠鏡をベースにした照準器の視野とアイレリーフの問題もありません。設計上の制約に応じて、その視野はユーザーの裸眼の視野となり、焦点を合わせない平行光の性質により、光学望遠鏡のようなアイレリーフの制約がありません。反射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チクルを視認できるようにすることで望遠鏡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限られるという問題が再び発生します。^[4]反射照準器の主な欠点は、機能させるためにレチクルを照らす何らかの方法が必要なことです。周囲光で照らされる照準線は暗い場所では使いにくく、電気照明付きの照準器はシステムが故障すると完全に機能しなくなります。^[7]

反射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造者のハワード・グラブが特許番号12108で考案しました。^{[8] [9]}グラブは、望遠照準器の限られた視野、見かけ上の標的速度、視差エラー、アイストップに目を当て続ける危険性を回避しながら、使いにくい鉄製の照準器のより良い代替品として「大小の兵器用の照準器」を考案しました。1901年のロイヤルダブリン協会の科学論文集で、彼はこ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から銃の軸方向に発射し、射線に合わせて調整して光線が物体に当たった場所に弾丸が当たるようにする配置を思いつくことは可能だろう。この配置は、当然ながら明白な理由から同様に実行不可能だが、光線が我々の目的に必要な条件を備えていることを示すために例示されている。

さて、本論文の主題である視覚は、物体に実際の光点や像を投影するのではなく、光学用語で虚像と呼ばれるものを物体に投影することによって同様の結果を達成します。

発明後すぐに、この照準器は鉄製の照準器の代わりとして適しており、測量や測定機器にも使用できることが注目された。^[11]反射照準器は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た。第二次世界大戦までに、反射照準器は航空機以外にも、対空砲、艦砲、対戦車兵器、その他、照準器の簡便性と素早い目標捕捉特性を必要とする多くの兵器に使用されていた。1930年代から第二次世界大戦にかけての開発を通じて、この照準器はいくつかの用途で「反射照準器」という略語で呼ばれるようになった。^{[14] [15]}

反射照準器は改良された照準器として発明され、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に使用される場合、反射照準器は単純なアイアンサイト（一直線に並ぶ必要がある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）よりも改良されていると考えられています。^[16]アイアンサイトを使用するには、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のターゲットの中心に保つ必要があり、命中するには3つの焦点面すべてを一直線に合わせる必要があるため、使用者にかなりの経験とスキルが必要です。 ^{[17] [18]}反射照準器の単一の視差のない仮想像がターゲットに焦点を合わせると、この照準の問題がなくなり、下手な射手、中級者、熟練者のいずれの射手にも役立ちます。

照準器によって生成される視準像は無限遠でのみ視差がなくなるため、有限距離にあるあらゆる標的に対して、照準器の誤差円は視準光学系の直径に等しい。照準器の後ろの目の位置と標的の近さに応じて、これによりいくらかの照準誤差が生じる。^[3]遠距離にあるより大きな標的の場合（照準器は拡大せず、標的を素早く捕捉するため）、この照準誤差は取るに足らないものと考えられる。^[4]近距離の標的を狙う小火器では、レチクルを光学窓の中央に保つ（光軸に沿って照準する）ことでこれを補正する。^[19]小火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もある。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（目標距離 25～50 ヤード（23～46 メートル）付近）では視差が最小になる。[ ^3]

標準的な望遠照準器と比較すると、反射照準器は目から任意の距離（設計されたアイレリーフは不要）で保持でき、ターゲットまたはレチクルの画像を歪ませることなく、ほぼ任意の角度で保持できます。これらは両目を開けた状態で使用されることが多く（脳は、利き目から来る照明されたレチクル画像をもう一方の目の遮られてい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完全な視野を得ることができます。反射照準器はアイレリーフに依存しないため、理論的には武器の機械的に便利な取り付け位置であればどこにでも配置できます。

戦闘機で反射照準器が使用された最初の記録は1918年のものである。ベルリンの光学会社Optische Anstalt Oigeeは、グラブの特許に基づいて、Oigee反射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。両方とも45度の角度のガラス製ビームスプリッターと電気照明を使用し、飛行機の機関銃の照準に使用された。1つのバージョンは、複葉機のアルバトロスD.Vaと三葉機のフォッカーDr.1戦闘機の運用試験に使用された。^[13]第一次世界大戦後、このサイトにはいくらかの関心が寄せられたが、反射照準器は一般に、1930年代まで戦闘機や爆撃機に広く採用されることはなく、最初はフランスで、その後ほとんどの他の主要空軍で採用された。^[20]これらの照準器は戦闘機の照準だけでなく、航空機の防御銃や爆撃照準器でも使用された。

航空機の照準器としての反射照準器には、多くの利点があります。パイロット/砲手は、2 点式機械照準器の場合のように、視線を正確に合わせるために頭の位置を決める必要はなく、頭の位置は、主にコリメータ レンズの直径によって決まるコリメータの光学系によって決まる位置だけに制限されます。特にコリメータ ライトがオフになっているときは、照準器が全体の視界を妨げることはありません。両目を同時に使用して照準を合わせることができます。

反射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、他の情報を視野に取り込むことが可能になった。 ^[21] 1939年にイギリスで最初のジャイロ照準器が開発された。これ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る反射照準器で、武器の実際の「照準」より遅れて調整された照準レチクルを表示し、照準器が適切な量だけターゲットを旋回させて効果的な打撃を与えることを可能にした。^[21]

第二次世界大戦後、反射照準器の設計が進歩し、パイロットにより多くの情報を提供するようになり、最終的にはヘッドアップディスプレイ（HUD）へと進化しました。^[22]照明付きレチクルは最終的に、視準光学系の焦点にあるビデオスクリーンに置き換えられました。このビデオスクリーンには、照準点と、先導コンピューターとレーダーからの情報だけでなく、さまざまな航空機インジケーター（人工水平線、コンパス、高度計、対気速度計など）も表示され、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が容易になりました。

銃に反射照準器を取り付けるというアイデアは、1900年の発明以来存在していた。^[10]第二次世界大戦後すぐに、ライフルや散弾銃用のモデルが登場した。その中には、湾曲した半反射鏡を使用して周囲光で照らされたレチクルを反射するNydar 散弾銃用照準器^{(1945 ) [23]}や、電池式の照明付きレチクルを備えた Giese 電動照準器 (1947) ^[25]などがある。後継のタイプには、Qwik-Point (1970) や Thompson Insta-Sight がある。どちらも、周囲光を使用するビームスプリッタータイプの反射照準器で、Insta-Sight では緑色の十字線が照らされ、Qwik-Point では赤いプラスチック棒の「ライトパイプ」が赤い照準スポットレチクルを生成した。^[26]

1970年代半ばから後半にかけて、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、ユーザーに照準点として単純な明るい赤い点を提供するタイプです。^{[27]このサイトの一般的な構成は、焦点に赤色}発光ダイオード（LED）を備えたコンパクトな曲面ミラーリフレクター設計です。レチクルとして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。レチクルの後ろに光を焦点を合わせるために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色スペクトルのみを反射し、他のほとんどの光を通過させることができます。また、LED自体はソリッドステートで電力消費が非常に少ないため、電池駆動のサイトを数百時間、さらには数万時間動作させることができます。

軍用銃器用の反射照準器（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った。米国下院軍事委員会は、1975年にM16ライフルに反射照準器を使用することの適切性について言及していたが^[28]、米軍が反射照準器を広く導入したのは、2000年代初頭のエイムポイントCompM2レッドドットサイト（「M68近接戦闘用光学機器」と呼ばれる）までだった。

多くのレチクル照明とパターンのオプションが利用可能です。銃器の反射照準器で使用される一般的な光源には、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た場合に視認できるように特別に設計されています。照準器のレチクルの色は、ほとんどの背景で視認できるように赤または琥珀色であることが多いです。一部の照準器は、代わりにシェブロンまたは三角形のパターンを使用して、正確な照準と距離の推定を支援します。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 レチクルを使用する照準器は、ほとんどの場合、分角で測定されます。これは、「分角」または「モア」と呼ばれることもあります。モアは、帝国単位または米国慣用単位を使用する射手にとって便利な測定単位です。1 モアは、100 ヤード (91 メートル) の距離で約 1 インチ (25 ミリメートル)に相当し、弾道計算に使用するのに便利な単位です。5 モア (1.5ミリラジアン) のドットは、ほとんどのターゲットを遮らないほど小さく、適切な「照準画像」をすばや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、伝統的に大きいドットが好まれ、7、10、15、さらには 20 モア (2、3、4.5、または 6 ミル) が使用されてきました。これらは、多くの場合、水平線や垂直線と組み合わせて、レベルの基準を提供します。

ほとんどの照準器には、照準線の明るさをアクティブまたはパッシブに調整する機能があり、射手がさまざまな照明条件に適応するのに役立ちます。非常に暗い照準線は、暗い場所での 夜間視力の低下を防ぐのに役立ち、明るい照準線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。^[29]

• チューブ サイトは、円筒形のチューブに光学系が収められており、標準的な望遠鏡サイトと似ています。多くのチューブ サイトでは、交換可能なフィルター (偏光フィルターやヘイズ低減フィルターなど)、グレア低減サンシェード、便利な保護用の「フリップアップ」レンズ カバーなどのオプションが用意されています。
• オープン サイト(「ミニ リフレックス サイト」や「ミニ レッド ドット」とも呼ばれる) は、リフレクター サイトの唯一の光学要素である光学ウィンドウにハウジングがまったく必要ないことを利用しています。この構成は、レチクルをコリメートするために必要な反射面だけを取り付けたベースで構成されます。オープン サイトはプロファイルが小さいため、通常はチューブ デザインでサポートされているフィルターやその他のアクセサリ オプションに対応していません。

反射照準器は長年にわたり航海用機器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判 カメラや「ポイントアンドシュート」型カメラ、シンプルな使い捨てカメラに使用されていた。^[30]

これらの照準器は、望遠鏡を目的の物体に向けるためのファインダースコープとしても天体望遠鏡で使用されています。多くの市販モデルがありますが、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・クーフェルドによって発明されたテルラッドでした。 ^{[31]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モデルも販売されています。^[32]

反射照準器は、エンターテイメント業界では、ライブシアターなどの制作において「フォロースポット」スポットライトとしても使用されています。Telradのサイトや専用に設計されたスポットドット^[33]などのサイトを使用すると、スポットライトのオペレーターはライトをオンにせずにライトを照準する ことができます。

• コリメータ照準器（コリメート^[34]または「閉塞式照準器」（OEG）とも呼ばれる）^[35]は、光学窓を使わずにレチクルに焦点を合わせる光学コリメータです。見る人は照準器を通して見ることはできず、レチクルの画像のみを見ることができます。照準器をのぞき込むときに両目を開けるか、片目を開けて頭を動かして照準器とターゲットを交互に見るか、または片目で照準器とターゲットを同時に部分的に見るかのいずれかの方法があります。^[36]レチクルは、電気、放射線発光、または受動的な周囲光源によって照らされます。Armson OEGと Normark Corp. のSinglepointは、市販されている周囲光コリメータ照準器の例です。^[37]これらの照準器には、レチクルの背後の高コントラストの黒い背景により、同じレベルの使いやすさを得るためにレチクルに必要な照明が少なくて済むという利点があります。このため、LED などの低消費電力の照明源が普及する前は、小火器には遮蔽型照準器の方が実用的でした。^[要出典]
• ホログラフィック照準器は、反射照準器とレイアウトが似ていますが、投影されたレチクルシステムを使用していません。代わりに、製造時にホログラフィックフィルム上に3次元空間で代表的なレチクルが記録されます。この画像は光学表示ウィンドウの一部です。記録されたホログラムは、照準器に組み込まれた平行レーザーによって照準器に照射されます。光学ウィンドウを傾けたり回転させたりするだけで、照準器の距離と風向を調整できます。 ^[38]

• 射撃管制システム
• コリメータ照準器
• ホログラフィック照準器
• レッドドットサイト
• レッドドット拡大鏡
• プリズム照準器、望遠鏡の一種
• レーザーサイト
• 銃器用語集

• 「グラブ照準器」、米国軍事協会誌、第 37 巻、552 ページ、1905 年
• ハワード・グラブ、ヘンリー・デイビス (1903)、「測量機器用グラブ照準器」、鉱山技術者、第 23 巻、鉱山技術者協会 (英国)
• サー・ハワード・グラブ（1902）、「大型および小型兵器用の新型コリメート望遠鏡照準器」、ロイヤル・ダブリン協会の科学論文集、ロイヤル・ダブリン協会
• John Arne Ingemund Ekstrand の「光学照準器と照準マーク生成手段」、米国特許 3,942,901、1973 年 12 月 7 日出願、2016 年 6 月 24 日時点のオリジナルからアーカイブ、 2011 年5 月 4 日取得

ウィキメディア・コモンズには、反射照準器に関連するメディアがあります。

• 第二次世界大戦時のアメリカ海軍マーク VIII 反射照準器がYouTubeに登場
• 1942 年型日本軍の 98 式反射照準器の動作をYouTubeで確認
• YouTubeのエアソフトガンのレッド ドット サイト
• 第二次世界大戦のマクソンM45機関銃マウントに関する記事と海軍マーク9反射照準器に関するセクション
• 2007 年 5 月～6 月の CBS Interactive Business Network の記事: 赤を見る: 照明付きレチクル サイト