(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測者の眼の前で第１の方向に位置し、観測者に直接的に可視光を伝搬する結合器と、
第１の方向に平行な第２の方向から赤外光を受光する対物レンズとを有し、
該第１と第２の方向により第１の平面が定義され、
前記対物レンズで受光した赤外光を前記結合器に案内する光学案内手段を有し、該光学案内手段は単一の第２の平面内にあり、該第２の平面は前記第１の平面に対し９０°と異なる角度を成し、
前記光学案内手段は受光した赤外光から増強された可視像を形成する手段と、転送対物レンズと、装置内の転送対物レンズの数ｎに依存するｎ個のミラーと、接眼レンズとをふくみ、
前記第１の方向は前記第２の平面と第１の点で交差し、前記第２の方向は前記第２の平面と第２の点で交差し、該第１の点と第２の点を結合する線は前記第１の方向に直交し、
前記結合器が増強された像を前記第１の方向に沿って観測者の眼に向かって反射する、ことを特徴とする、観測者の眼の前に置かれる夜間視認光学装置。
【請求項２】
前記案内手段の平面が第１及び第２の方向に対してほぼ垂直である請求項１に記載の夜間視認光学装置。
【請求項３】
前記案内手段の平面が第１及び第２の方向に対して９０°以上の角度をなす請求項１に記載の夜間視認光学装置。
【請求項４】
前記案内手段の平面が第１及び第２の方向に対して１１０°の角度をなす請求項３に記載の夜間視認光学装置。
【請求項５】
ミラーの数ｎが偶数である請求項１に記載の夜間視認光学装置。
【請求項６】
前記案内手段におけるミラーの数は４個である請求項１に記載の夜間視認光学装置。
【請求項７】
前記対物レンズから生じる赤外光を増強された可視像を形成するための手段に反射する光学系手段を具備した請求項１に記載の夜間視認光学装置。
【請求項８】
請求項１に記載の、観察者の各眼に対する１つの装置が２つからなり、両眼の間の距離を調節する手段を含むことを特徴とする夜間視認ゴーグル。
【請求項９】
両眼の間の距離を調節する手段が前記案内手段の面に含まれる線に沿って各装置を平行に移動する請求項８に記載の夜間視認ゴーグル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は夜間使用可能で、可視像を増強させる装置から発生する第２の像を可視像上に重畳するコンパクトな夜間視認光学装置に関する。特にこの種の装置は例えば昼夜間に渡ってシーン（ｓｃｅｎｅｓ）を観察可能である、航空機やヘリコプターのパイロットのヘルメットのバイザーの後ろに設ける、又は兵士が装着するゴーグルを製造することに適応可能である。
【０００２】
【従来の技術】
この種のゴーグルは例えばＰＣＴ特許出願ＰＣＴ  ＷＯ  ８９／０４００８に開示されている。パイロットの各眼に対して、このゴーグルはパイロットに直接に可視できる光に関する光学回路と、夜間のシーンから発生する赤外光を増強し、かつパイロットの眼に増強した赤外光を可視の光に変換するために使用される増強回路と、これらの回路を結合しかつこれらの回路が作成した２つの像をパイロットの眼に導くための光学結合器とを含んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の装置の第１の問題点は、この種の装備ではパイロットにとって重く、またバイザーをゴーグルに装着するための空間を作るために、パイロットの顔から明確に離れた特別なヘルメットを使用することが必要となり、装置が大型となる点であり、パイロットが脱出するときにヘルメットとゴーグルの両方がこれらの問題を生じてしまう。他の問題点としては夜間の光度増強が不十分であることである。
本発明の目的は改良した光学効率を有する軽量かつ小型な夜間視認光学装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、
観測者の眼の前で第１の方向に位置し、観測者に直接的に可視光を伝搬する結合器と、
第１の方向に平行な第２の方向から赤外光を受光する対物レンズとを有し、
該第１と第２の方向により第１の平面が定義され、
前記対物レンズで受光した赤外光を前記結合器に案内する光学案内手段を有し、該光学案内手段は単一の第２の平面内にあり、該第２の平面は前記第１の平面に対し９０°と異なる角度を成し、
前記光学案内手段は受光した赤外光から増強された可視像を形成する手段と、転送対物レンズと、装置内の転送対物レンズの数ｎに依存するｎ個のミラーと、接眼レンズとをふくみ、
前記第１の方向は前記第２の平面と第１の点で交差し、前記第２の方向は前記第２の平面と第２の点で交差し、該第１の点と第２の点を結合する線は前記第１の方向に直交し、
前記結合器が増強された像を前記第１の方向に沿って観測者の眼に向かって反射する、観測者の眼の前に置かれる夜間視認光学装置にある。
【０００５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、全図において同じ参照符号は同じ構成要素を示すものとする。
【０００６】
図１（ａ）は本発明に係る夜間視認光学装置のＸＯＺ面における正面図であり、図１（ｂ）はＸＯＺ面に対して垂直であるＺＯＹ面における側面図であり、図２は同じ装置のＸＯＺ面とＺＯＹ面に対して垂直であるＸＯＹ面における平面図である。
【０００７】
図１（ａ）の装置全体を示す参照符号１１のこの装置は観測者（パイロット）の両眼の１つの眼に対応し、例えば図で左眼であり、図面の平面の前で図１（ａ）の点Ｂの前に位置し、Ｏで印された眼に対応する。
【０００８】
観測する夜間のシーンから生じる赤外光２２、すなわち波長が０．７〜１μｍ内のスペクトルレンジの光はカメラ用型の対物レンズＯＩＬによって受光される。この対物レンズＯＩＬは無限遠、又は有限の距離のシーンを形成するように設計され、あるいは焦点調整があるならば増強装置ＩＬの入力面１（対物レンズＯＩＬの焦点面に一致する増強装置ＩＬの面１）上で光増強管のような増強装置を用いて受光した赤外光を変換する。対物レンズＯＩＬは好ましくはＯＺ軸に平行でパイロットの眼の上に配置させる。赤外光２２及びこの赤外光の増強装置によって得られた可視光は実線で表される。ＯＹ軸に沿って本発明に係る装置によって受光され、装置Ｐ（点Ａ）によってＯＸ軸方向に沿ったＸＯＺ面で反射され、例えば対物レンズＯＩＬの大きさが小さくなるようにミラー又は好ましくは反射プリズムが使用される。
【０００９】
光学回路はＸＯＺ面での増強器ＩＬから出力された光を観測者の眼の前に配置された結合器ＭＥ（点Ｂ）に導く。この結合器ＭＥはまず観測者の眼に向かってＯＹ軸方向に増強された赤外光２２を反射させる。またＯＹ軸方向に沿って無限遠でのシーンから生じる可視光３３（破線で示す）を通過させる。結合器ＭＥは共通面（図示せず）が半透ミラー、すなわちダイクロイックミラー又はホログラフィクミラーを形成し、２つの結合した直角プリズムから構成される。
【００１０】
光学案内回路は例えば眼に増強された像をもたらすための光学的軌跡が長いという事実から必要な３つの部分ＯＴ１，ＯＴ２，ＯＴ３からなる転送対物レンズＯＴと、結合器ＭＥの前に配置されて増強するために受光した像を転送するための接眼レンズＯＣと、入射方向から９０°で反射させるように配置された４つのミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から形成される。
【００１１】
観測者の眼Ｏは第１にＯＹ軸方向に平行な可視光３３を直接に受光し、第２にＸＯＺ面に配置された光学回路で増強され変換された後ＯＹ軸方向に平行な赤外光２２を受光する。
【００１２】
この実施例では、増強されて変換された光を案内するための回路は入射角のＯＹ軸方向に垂直なＸＯＺ面に平行な面に配置される。
【００１３】
図３は本発明に係る装置の他の実施例を示し、案内回路が平面の中に配置され、ＯＹ軸方向にもはや垂直でなく、ＯＹ軸方向で９０°以上、例えば１１０°の角度αをなす。
【００１４】
この実施例の効果はパイロットのヘルメットのバイザーの下に設けられるゴーグルとして設計したとき、パイロットの顔の形により類似させることができ、装置の小型化が図れることである。
【００１５】
図４は転送対物レンズを含む本発明に係る装置の一部を示す図である。
【００１６】
同図は光増強器ＩＬを示し、多種のレンズは転送対物レンズの多種の部分ＯＴ１，ＯＴ２，ＯＴ３から作られる。これらのレンズは光増強器ＩＬの出光面２に形成されるが転送対物レンズの対物焦平面に一致する面２は第２の面３に伝搬され、対物レンズの焦点面は接眼レンズＯＣの対物焦点面に一致しているように定義され、かつ配置される。
【００１７】
この実施例において、転送対物レンズの第１の部分ＯＴ１は２つのレンズＬ１とＬ２から構成される。軸ＯＸに沿ってレンズＬ２から生じる光は軸ＯＺに沿ってミラーＭ１によって反射され、対物レンズの第２の部分ＯＴ２で３つのレンズＬ３，Ｌ４，Ｌ５の第１のグループに入射され、そして同じ部分で２つのレンズＬ６，Ｌ７に入射される。ミラーＭ２はＯＸ軸方向でレンズＬ７からの出力光を反射し、転送対物レンズの最後の部分ＯＴ３を形成する３つのレンズＬ８，Ｌ９，Ｌ１０のグループを入射される。ミラーＭ３はミラーＭ４にＯＺ軸方向でレンズＬ１０からの出力光を反射し、接眼レンズ及び結合器ＭＥにＯＹ軸方向に沿って反射される。本実施例において、焦平面３はミラーＭ３及びＭ４の間に配置される。
【００１８】
図５、図６、図７及び図８は前述した２つの装置を用いて夜間視認ゴーグルの実施例を示す斜視図、正面図、側面図及び平面図である。これらの図面は２つの結合器ＭＥを示し、パイロットの眼の各々の前に配置され、結合器はＯＹ軸方向に沿ってシーンから生じる可視光を受光し、２つの対物レンズＯＩＬは同様にＯＹ軸方向に沿ってシーンから生じる赤外光をとらえられるように設計されている。本発明に係る装置の各々は外側に突出した増強装置ＩＬをもつ、対物レンズＯＩＬを除いて、ケース１１に内蔵される。またこのゴーグルはパイロットのヘルメットのアセンブリに取りつけるための支持手段４１を含む中央に設けられた機械手段４２を含む。
【００１９】
最後に、ゴーグルはきざみ付ノブ４０のように眼の間の距離を調整するための調整手段を含む。一実施例として、調整手段は図５に示す２つの離れたきざみ付ノブを用いて作られ、アセンブリ１１の１つとして操作される。この選択手段はＯＹ軸方向で角度αをなす平面で移動でき、その結果としてゴーグルの大きさが小さくなる。
【００２０】
図８に示す平面図は図３を元にした実施例である。
付加された像を回転する装置を必要としない夜間のシーンのための大変コンパクトな光学装置を説明した。
【００２１】
周知のシステムでは、第１に対物型光学装置は装置が形成する像を逆転し（１８０°回転）、第２に限られたスペースでの光学装置の多重反射が像の回転を発生させる。これらの多種の回転回路に対し、１つ（又は複数）の像の回転装置を用いることによって補償することは良く知られ、各像の回転装置はねじれた光ファイバの束から形成される。
【００２２】
本発明に係る光学回路は光ファイバの束のこの種の使用を避けるように設計され、その結果光２２と光３３をＯＹ軸方向を含まない単一の面内（この面は必ずしも軸ＯＹに直交しない）でプリズムＰと結合器ＭＥの間に光学回路を保持することによって、そして、この面でｎ個の数のミラーを配置し、ｎは装置に使用される対物レンズの数に対応し、ここに示す実施例では、ミラーの偶数の数が必要であるので２つの対物レンズ（ＯＩＬとＯＴ）が使用される。明らかに、必要な時には転送対物レンズが付加され、ミラーの数は奇数となる。ミラー、転送対物レンズと光増強装置の相対的な位置は交換可能である。唯一の基準は小型化である。各ミラーの反射方向に対しても同様で、入射方向に直交する必要はないが、同じ面内になければならない。
【００２３】
最後に、プリズムＰと結合器ＭＥの間の光学回路の好ましい折曲げにより眼により近く対物レンズＯＩＬを動かすことを可能とし、従って直接的な視認（光３３）と光増強装置からの視認（光２２）の間の視差効果が大きくなることを防ぐことができる。
【００２４】
また光ファイバ束の使用しないことが光学効率の実損失を避けことができ、周知のようにファイバシステムのこの種の透過率は低い（５０％）。しかしながら、透過率は最大減衰が必要とされることで操作上の必要性において大変重要である。またファイバ束の使用を避けることはシステムの全体の重さにおいても重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の一実施例の正面図及び側面図である。
【図２】本発明に係る装置の一実施例の平面図である。
【図３】図２の装置の他の実施例の平面図である。
【図４】図１の実施例における装置の一部を示す図である。
【図５】本発明における夜間視認ゴーグルの一実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明における夜間視認ゴーグルの一実施例を示す正面図である。
【図７】本発明における夜間視認ゴーグルの一実施例を示す側面図である。
【図８】本発明における夜間視認ゴーグルの一実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  入光面
２  出光面
３  焦平面
１１  ケース
２２  赤外光
３３  可視光
４０  きざみ付ノブ
４１  調整手段
４２  機械手段
ＯＩＬ  対物レンズ
ＩＬ  増強装置
ＯＴ  転送対物レンズ
ＯＣ  接眼レンズ
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４  ミラー
【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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