(57)【要約】  本発明の開示は、観察光学器械に関する。一実施形態では、本発明の開示は、組込型表示システムを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、本発明の開示は、光学系の第１の焦点面の中に投影される画像を発生させるための組込型表示システムを有する観察光学器械に関する。【選択図】図２
2020506434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系を一端に有する本体と、
前記本体の他端での接眼レンズ系、及び前記対物レンズ系及び接眼レンズ系間に位置付けられたエレクタレンズ系であって、該エレクタレンズ系、該対物レンズ系、及び該接眼レンズ系が、第１の焦点面と第２の焦点面を有する第１の光学系を形成する前記エレクタレンズ系を備えた可動エレクタチューブであって、該可動エレクタチューブと協働して移動する該第１の焦点面での第１のレチクルを備えた前記可動エレクタチューブと、
前記第１の焦点面と前記対物レンズアセンブリの間に位置付けられたビーム結合器と、
画像を発生させるための能動ディスプレイ及び該能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、該能動ディスプレイからの該画像と前記対物レンズ系からの前記ターゲット画像とが前記第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される前記ビーム結合器に該能動ディスプレイからの該発生画像を向ける反射材料とを備えた第２の光学系と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項２】
前記能動ディスプレイからの前記発生画像は、前記エレクタチューブの前記移動に結び付けられないことを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項３】
前記発生画像は、デジタルレチクルであることを特徴とする請求項２に記載の観察光学器械。
【請求項４】
前記ビーム結合器は、前記対物レンズアセンブリから５から２５ｍｍに位置付けられることを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項５】
前記ビーム結合器と前記対物レンズアセンブリの間に位置付けられたフォーカスセルを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項６】
前記フォーカスセルを視差調節ノブに接続するロッドを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の観察光学器械。
【請求項７】
前記ロッドは、長さが２５から３３ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の観察光学器械。
【請求項８】
レンズ系が、５レンズ系であることを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項９】
前記レンズ系は、２つのレンズを備えた内側レンズセルと３つのレンズを備えた外側レンズセルとを有することを特徴とする請求項８に記載の観察光学器械。
【請求項１０】
前記能動ディスプレイは、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、及び量子ドットディスプレイから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項１１】
前記能動ディスプレイによって発生される前記画像は、テキスト、英数字、グラフィック、記号、ビデオ映像、アイコン、能動ターゲットレチクル、距離測定値、風情報、ＧＰＳ及び方位計情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、外部センサ情報、温度、圧力、湿度、実時間弾道解、及び飛翔中曳光弾検出及び追跡を通した次の銃弾弾道補正から構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項１２】
前記反射材料は、ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項１３】
前記ミラーは、前記能動ディスプレイの放出光に対して約４０°から約５０°傾斜していることを特徴とする請求項１２に記載の観察光学器械。
【請求項１４】
前記能動ディスプレイに結合され、デジタル画像を発生させるために１又は２以上のディスプレイ要素を選択的に給電するように構成されたコントローラを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項１５】
前記本体の上面部分に結合されたレーザ距離計を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の観察光学器械。
【請求項１６】
観察光学器械であって、
（ａ）主チューブと、
（ｂ）主チューブの第１の端部に結合されて外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、
（ｃ）前記主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、該主チューブ、対物レンズ系、及び接眼レンズ系が少なくとも第１の焦点面を定めるように構成され、ターレット調節に関連して移動する該第１の焦点面での第１のレチクルを備えた前記接眼レンズ系と、
（ｄ）前記対物レンズアセンブリと前記第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と、
（ｅ）画像を発生させて該画像を前記ビーム結合器に向けるための能動ディスプレイと、
を含み、
前記発生画像と前記ターゲット画像は、前記第１の焦点面の中に結合される、
ことを特徴とする観察光学器械。
【請求項１７】
前記画像を前記ビーム結合器に向けるための反射材料を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の観察光学器械。
【請求項１８】
前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の観察光学器械。
【請求項１９】
前記ビーム結合器は、前記対物レンズアセンブリから５から２５ｍｍに位置付けられることを特徴とする請求項１６に記載の観察光学器械。
【請求項２０】
前記能動ディスプレイからの前記発生画像は、ターレット調節による影響を受けないことを特徴とする請求項１６に記載の観察光学器械。
【請求項２１】
外界シーンの観察光軸に沿った画像を発生させるための光学系及びビーム結合器を備えた主本体と、
（ｉｉ）前記主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び該発生画像と前記光学系の第１の焦点面での前記外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために該発生画像を前記ビーム結合器に向けるための反射材料を有する台座と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項２２】
前記ビーム結合器は、前記主本体の対物レンズアセンブリと前記観察光軸に沿って位置決めされて離間した第１の焦点面との間に位置付けられることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項２３】
前記ビーム結合器は、観察光学器械の仰角ノブのほぼ下に位置付けられることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項２４】
前記ビーム結合器は、観察光学器械の接眼レンズアセンブリと比較して対物レンズアセンブリにより近く位置付けられることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項２５】
前記反射材料は、傾けられたミラーであることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項２６】
前記ミラーは、前記ディスプレイの放出光に対して約４０°から約５０°傾けられることを特徴とする請求項２５に記載の観察光学器械。
【請求項２７】
前記ミラーは、前記ディスプレイの放出光に対して約４５°に傾けられることを特徴とする請求項２５に記載の観察光学器械。
【請求項２８】
前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系であって、内側レンズセルと外側レンズセルとを有する前記レンズ系を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項２９】
前記台座の一端が、前記主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、該台座の他端が、該主本体の前記対物レンズアセンブリの近くに取り付けられることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項３０】
前記台座は、前記主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項２１に記載の観察光学器械。
【請求項３１】
（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、該ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）該対物レンズ系と該第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主本体と、
（ｉ）画像を発生する能動ディスプレイ及び該能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）該能動ディスプレイからの該画像と前記対物レンズ系からの前記ターゲット画像とが前記第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される前記ビーム結合器に該能動ディスプレイからの該発生画像を向けるミラーとを備えた第２の光学系を有する前記主本体に結合する台座と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項３２】
前記台座の一端が、前記主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、該台座の他端が、該主本体の前記対物レンズアセンブリの近くに取り付けられることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３３】
前記台座は、前記主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３４】
前記レンズ系は、五レンズ系であることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３５】
前記五レンズ系の最初のレンズが、前記能動ディスプレイの２ｍｍ以内に位置付けられることを特徴とする請求項３４に記載の観察光学器械。
【請求項３６】
前記能動ディスプレイは、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、及び量子ドットディスプレイから構成される群から選択されることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３７】
前記能動ディスプレイによって発生される前記画像は、テキスト、英数字、グラフィック、記号、ビデオ映像、アイコン、能動ターゲットレチクル、距離測定値、風情報、ＧＰＳ及び方位計情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、外部センサ情報、温度、圧力、湿度、実時間弾道解、及び飛翔中曳光弾検出及び追跡を通した次の銃弾弾道補正から構成される群から選択されることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３８】
前記ビーム結合器は、前記対物レンズアセンブリから５から２５ｍｍに位置付けられることを特徴とする請求項３１に記載の観察光学器械。
【請求項３９】
観察光学器械であって、
外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、
前記主本体の底部分に結合する台座であって、画像を発生させるための能動ディスプレイを備えたキャビティを有する前記台座と、
を含み、
前記発生画像は、前記光学系の第１の焦点面で前記外界シーンの画像の中に結合される、
ことを特徴とする観察光学器械。
【請求項４０】
前記台座は、前記主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項３９に記載の観察光学器械。
【請求項４１】
第１の焦点面と対物レンズ系の間のビーム結合器と、該ビーム結合器と該対物レンズ系の間に位置決めされたフォーカスセルと、該第１の焦点面上に重ね合わされる画像を発生させるための能動ディスプレイとを有する光学系と、
前記能動ディスプレイに結合され、前記画像を発生させるために１又は２以上のディスプレイ要素を選択的に給電するように構成されたコントローラと、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項４２】
前記フォーカスセルを視差調節ノブに接続するロッドを更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の観察光学器械。
【請求項４３】
前記ロッドの一端が、前記視差調節ノブ内のカム溝と相互作用するカムピンを有することを特徴とする請求項４２に記載の観察光学器械。
【請求項４４】
前記ロッドは、長さが２５ｍｍから３３ｍｍであることを特徴とする請求項４２に記載の観察光学器械。
【請求項４５】
前記ロッドは、長さが３０ｍｍであることを特徴とする請求項４２に記載の観察光学器械。
【請求項４６】
前記フォーカスセルは、従来の観察光学器械内のフォーカスセルの場所と比較して前記対物レンズアセンブリに２５ｍｍから３３ｍｍだけより近く位置付けられることを特徴とする請求項４１に記載の観察光学器械。
【請求項４７】
前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の観察光学器械。
【請求項４８】
第１の端部に結合されて外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と第２の端部に結合された接眼レンズ系とを有する主本体であって、該主本体、対物レンズ系、及び接眼レンズ系が、少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される前記主本体と、
前記対物レンズアセンブリと前記第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と、
前記ビーム結合器と前記対物レンズアセンブリの間に位置決めされたフォーカスセルと、
前記フォーカスセルを視差調節ノブに結合するロッドと、
画像を発生させるための能動ディスプレイ、及び該発生画像を前記ビーム結合器に向けるための反射面であって、該発生画像とターゲット画像とを前記第１の焦点面上にフォーカスさせることができる前記反射面と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項４９】
前記ロッドは、長さが２８から３５ｍｍであることを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５０】
前記能動ディスプレイ及び前記反射面は、前記主本体の底部分に結合する台座に位置付けられることを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５１】
前記台座の一端が、前記主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、該台座の他端が、該主本体の前記対物レンズアセンブリの近くに取り付けられることを特徴とする請求項５０に記載の観察光学器械。
【請求項５２】
前記台座は、前記主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項５０に記載の観察光学器械。
【請求項５３】
前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５４】
前記レンズ系は、２つのレンズを備えた内側レンズセルと３つのレンズを有する外側レンズセルとで構成されることを特徴とする請求項５３に記載の観察光学器械。
【請求項５５】
前記反射面は、ミラーであることを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５６】
前記能動ディスプレイは、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、及び量子ドットディスプレイから構成される群から選択されることを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５７】
前記能動ディスプレイによって発生される前記画像は、テキスト、英数字、グラフィック、記号、ビデオ映像、アイコン、能動ターゲットレチクル、距離測定値、風情報、ＧＰＳ及び方位計情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、外部センサ情報、温度、圧力、湿度、実時間弾道解、及び飛翔中曳光弾検出及び追跡を通した次の銃弾弾道補正から構成される群から選択されることを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５８】
前記ロッドの一端が、視差調節ノブ内のカム溝と相互作用するカムピンを有することを特徴とする請求項４８に記載の観察光学器械。
【請求項５９】
主チューブと、
前記主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、
前記主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系と、
前記対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と、
前記ビーム結合器と前記対物レンズアセンブリの間に位置決めされたフォーカスセルと、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項６０】
前記フォーカスセルを視差調節ノブに接続するロッドを更に含むことを特徴とする請求項５９に記載の観察光学器械。
【請求項６１】
（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、該ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する光学系と、（ｉｉ）ビーム結合器とを有する主本体と、
画像を発生させるための能動ディスプレイと、該能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、該能動ディスプレイからの該画像と前記対物レンズ系からの前記ターゲット画像とが前記第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される前記ビーム結合器に該能動ディスプレイからの該画像を向ける反射材料とを収容するキャビティと有する前記主本体の底部分に結合する台座であって、１又は２以上の電源のための区画を更に有する前記台座と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項６２】
前記ビーム結合器は、前記主本体の前記対物レンズ系と前記第１の焦点面の間に位置付けられることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項６３】
前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項６４】
前記レンズ系は、３つの単レンズと１つの複レンズとを有する５レンズ系であることを特徴とする請求項６３に記載の観察光学器械。
【請求項６５】
前記能動ディスプレイに結合され、前記画像を発生させるために１又は２以上のディスプレイ要素を選択的に給電するように構成されたコントローラを更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項６６】
前記１又は２以上の電源は、１又は２以上のバッテリであることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項６７】
前記１又は２以上のバッテリは、ＣＲ１２３バッテリであることを特徴とする請求項６６に記載の観察光学器械。
【請求項６８】
前記台座の一端が、前記主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、該台座の他端が、該主本体の前記対物レンズアセンブリの近くに取り付けられることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項６９】
前記台座は、前記主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項７０】
前記能動ディスプレイは、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、及び量子ドットディスプレイから構成される群から選択されることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項７１】
前記能動ディスプレイによって発生される前記画像は、テキスト、英数字、グラフィック、記号、ビデオ映像、アイコン、能動ターゲットレチクル、距離測定値、風情報、ＧＰＳ及び方位計情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、外部センサ情報、温度、圧力、湿度、実時間弾道解、及び飛翔中曳光弾検出及び追跡を通した次の銃弾弾道補正から構成される群から選択されることを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項７２】
前記ビーム結合器と前記対物レンズ系の間に位置決めされたフォーカスセルを更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の観察光学器械。
【請求項７３】
前記主本体の上面部分に結合されたレーザ距離計を更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の観察光学器械。
【請求項７４】
主チューブの第１の端部に結合されて外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、該主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、該主チューブ、対物レンズ系、及び接眼レンズ系が少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される前記接眼レンズ系とを有する主本体と、該対物レンズアセンブリと該第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と、
画像を発生させて該画像を前記ビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、該発生画像と前記ターゲット画像とが前記第１の焦点面の中に結合される前記能動ディスプレイを有し、１又は２以上の電源のための区画を更に有する台座と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項７５】
前記１又は２以上の電源は、１又は２以上のバッテリであることを特徴とする請求項７４に記載の観察光学器械。
【請求項７６】
前記１又は２以上のバッテリは、ＣＲ１２３バッテリであることを特徴とする請求項７５に記載の観察光学器械。
【請求項７７】
単一ガスケットが、前記電源のための前記区画及び前記台座を前記主本体に対して密封するのに使用されることを特徴とする請求項７４に記載の観察光学器械。
【請求項７８】
前記ビーム結合器は、前記対物レンズアセンブリから５から２５ｍｍに位置付けられることを特徴とする請求項７４に記載の観察光学器械。
【請求項７９】
（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系を備えた主本体と、
（ｉｉ）前記主本体に結合された台座であって、画像を発生させて該画像を前記光学系の第１の焦点面の中に向けるための能動ディスプレイと１又は２以上の電源のための区画とを有する前記台座と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項８０】
前記１又は２以上の電源は、ＣＲ１２３バッテリであることを特徴とする請求項７９に記載の観察光学器械。
【請求項８１】
（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、該ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、該ターゲット画像を観察するための接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）ビーム結合器と、（ｉｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイ及び該能動ディスプレイからの該発生画像を該ビーム結合器に向ける反射材料を備えた第２の光学系であって、該能動ディスプレイからの該画像と該対物レンズ系からの該ターゲット画像とが該第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される前記第２の光学系と、（ｉｖ）（ａ）該能動ディスプレイを該反射材料に対して移動する段階、（ｂ）該反射材料を該能動ディスプレイに対して移動する段階、（ｃ）該反射材料を該ビーム結合器に対して移動する段階、（ｄ）該ビーム結合器を該反射材料に対して移動する段階、及び（ｅ）該エレクタレンズ系を該ビーム結合器に対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを有する本体、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項８２】
前記ビーム結合器は、前記第１の焦点面と前記対物レンズ系の間に位置付けられることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項８３】
前記能動ディスプレイを前記反射材料に対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項８４】
前記反射材料を前記能動ディスプレイに対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項８５】
前記第２の光学系は、前記本体の底部分に結合する台座に位置付けられることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項８６】
前記台座の一端が、主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、該台座の他端が、該主本体の前記対物レンズアセンブリの近くに取り付けられることを特徴とする請求項８５に記載の観察光学器械。
【請求項８７】
前記台座は、主本体の長さの４０％から６５％であることを特徴とする請求項８５に記載の観察光学器械。
【請求項８８】
フォーカスセルが、前記ビーム結合器と前記対物レンズ系の間に位置付けられることを特徴とする請求項８２に記載の観察光学器械。
【請求項８９】
前記能動ディスプレイは、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、及び量子ドットディスプレイから構成される群から選択されることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項９０】
前記能動ディスプレイによって発生される前記画像は、テキスト、英数字、グラフィック、記号、ビデオ映像、アイコン、能動ターゲットレチクル、距離測定値、風情報、ＧＰＳ及び方位計情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、外部センサ情報、温度、圧力、湿度、実時間弾道解、及び飛翔中曳光弾検出及び追跡を通した次の銃弾弾道補正から構成される群から選択されることを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項９１】
前記第２の光学系は、前記能動ディスプレイからの光を集光するためのレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項９２】
前記レンズ系は、内側レンズセルと、外側レンズセルと、該内側及び外側レンズセル間に位置付けられたバネとを含むことを特徴とする請求項８１に記載の観察光学器械。
【請求項９３】
（ａ）主チューブと、
（ｂ）前記主チューブの第１の端部に結合されて外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、
（ｃ）前記主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、該主チューブ、対物レンズ系、及び接眼レンズ系が少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される前記接眼レンズ系と、
（ｄ）前記対物レンズアセンブリと前記第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と、
（ｅ）画像を発生させるための能動ディスプレイ、及び該能動ディスプレイからの該画像を前記ビーム結合器に向ける反射材料であって、該能動ディスプレイからの該画像と前記対物レンズ系からの前記ターゲット画像とが前記第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される前記反射材料と、
（ｆ）（ｉ）前記能動ディスプレイを前記反射材料に対して移動する段階、又は（ｉｉ）該反射材料を該能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための調節機構と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項９４】
前記能動ディスプレイを前記反射材料に対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項９３に記載の観察光学器械。
【請求項９５】
前記反射材料を前記能動ディスプレイに対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項９３に記載の観察光学器械。
【請求項９６】
フォーカスセルが、前記ビーム結合器と前記対物レンズ系の間に位置付けられることを特徴とする請求項９３に記載の観察光学器械。
【請求項９７】
第１の焦点面を定めるように構成された光学系と、
画像を発生させるための能動ディスプレイ、及び該画像を前記第１の焦点面に向けるための反射材料と、
（ａ）前記能動ディスプレイを前記反射材料に対して移動する段階、及び（ｂ）該反射材料を該能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構と、
を含むことを特徴とする観察光学器械。
【請求項９８】
前記能動ディスプレイを前記反射材料に対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項９７に記載の観察光学器械。
【請求項９９】
前記反射材料を前記能動ディスプレイに対して移動するための前記調節機構は、位置決めネジ又は楔であることを特徴とする請求項９７に記載の観察光学器械。
【請求項１００】
２つのレンズを備えた内側レンズセルと３つのレンズを備えた外側レンズセルとを有する前記能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を更に含むことを特徴とする請求項９７に記載の観察光学器械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、米国非仮特許出願であり、かつ引用によってその全てが全体的に本明細書に組み込まれている２０１７年２月６日出願の米国仮特許出願第６２／４５５，２７４号、２０１７年３月２日出願の米国仮特許出願第６２／４６６，１５０号、２０１７年４月１３日出願の米国仮特許出願第６２／４８５，１２９号、及び２０１８年１月１２日出願の米国仮特許出願第６２／６１６，７９９号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明の開示は、組込型表示システムを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、観察光学器械は、画像を発生してそれを光学系の第１の焦点面の中に投影する能動表示システムを有する。更に別の実施形態では、観察光学器械は、主本体と主本体に結合された台座とを有する。
【背景技術】
【０００３】
ライフルスコープは、優に一世紀を超えて使用されており、これらのデバイスの品質及び特徴は、長年にわたって有意に改善されてきたが、それらの設計、製造、及び用途に使用されるコア構成要素（及びこれらの構成要素の制約）は、依然として１００年前と今日殆ど同じである。ライフルスコープは、照準特徴部又はレチクルに一致する焦点面上に射手から遠距離にあるシーンの拡大又は非拡大画像を発生させる。レチクルは、ガラス面の上にパターンで堆積されたワイヤ又は材料から構成され、それは、それが取り付けられたライフルの軌道に対応する照準基準として使用される。レチクルはまた、射手が距離判断を行って異なる距離での弾丸逸脱を補償するのを支援するために含められた特定の特徴部を有する場合がある。
【０００４】
ターゲットに対するレチクル位置に関して調節を加えて弾丸逸脱を補償するためにターレットも使用される。これは、困難な長距離射撃を行うために経験豊かな熟練射手の手で使用することができる非常に発達した信頼性の高いシステムである。レーザ距離計（ＬＲＦ）及び弾道コンピュータの支援と細部に対する細心の注意とにより、経験豊かな射手は、火器に必要な機械的調節を加えること及び／又はレチクルパターン上の正しい保持を実行することにより、彼らの火器の最大有効距離でターゲットを常に撃つことができる。
【０００５】
このシステムは十分に機能するが、システムに改善を加える要望は常に存在する。特に、長距離ターゲットを撃つことに関わる複雑さを軽減する要望が存在する。長距離ターゲットを有効に撃つためには射撃毎に大量の情報が必要とされ、射手は、この情報を処理して正しい判断及び計算を実時間で行うことができなければならない。ライフルスコープに加えて、正確な打撃ゾーンを保証するために他のツールが射手によって必要とされる。例えば、射撃を実行する前に光学器械が水平であることを保証するためにライフルスコープの外部に装着された気泡水準器が必要である。これは、射手が彼の水平を検査するために彼の頭を光学器械の瞳から除けることを必要とする。
【０００６】
ターゲット距離を測定して弾丸軌道を計算するためにレーザ距離計及び弾道コンピュータも必要である。これは、ここでもまた、射手が外部デバイスに注意を向け、次に、必要な調節を加える時のデータを格納することを必要とする。兵器装着式レーザ距離計が使用される場合に、射手は、光学器械の照準点がＬＲＦの照準点に正確に対応することを保証するために特別の注意を払う必要がある。
【０００７】
これに加えて、ライフルスコープの使用に対して見過ごせない点は、これらが昼光時間中にのみ有用であることである。夜が暗くなり始めた状態で、ライフルスコープの前で兵器に熱視野デバイス及び／又は夜間視野デバイスを取り付けなければならない。これらのデバイスは、その波長又は低い強度に起因して人間の目に可視ではない他の形態の放射線を捕捉する。これらのデバイスは、次に、シーンの画像を再現する又はそれを増幅し、シーンをライフルスコープの対物レンズ系の中に再結像する。弱光条件に対して有効かつ必要であるが、これらのデバイスはまた、重くて大きい。
【０００８】
熱撮像デバイスの特別な場合では、熱シーンは、赤外線光学器械を通じて特殊熱センサの上に結像される。画像は、次に、マイクロディスプレイ上に再現され、マイクロディスプレイは、次に、可視光学系を有するライフルスコープの対物レンズ系の中に再結像される。これを達成するのに必要な２つの別々の光学系は、かなり大きく、重く、かつ高価なデバイスをもたらす。
【０００９】
技術が進歩する時に、射手に課せられる重い処理要件を軽減するための何らかのレベルのシステム統合に対する必要性が存在する。この統合はまた、複数のデバイスを参照しなければならず、かつ計算及び調節を行わなければならない時の従来的にかなり長い「交戦までの時間」を低減するのに必要である。そして最後に、弱光条件でのライフルスコープの有効な使用に必要な追加デバイスのサイズ及び重量は、より統合されたソリューションを用いて低減することができる。
【００１０】
以前のデバイスは、様々な程度の成功と共にこれらの問題の一部に異なる方法で対処しようと試行してきた。しかし、以前の全ての試みは、光学器械の第２の焦点面にそれらのソリューションを実施したものである。これは、ライフルスコープ内の第２の焦点面が単一倍率設定でのみシーンの画像に十分に相関するので非常に不利である。照準点の場所は、同じくターレット調節における１つの場所でのみ正確である。この深刻な制約に起因して、システムの残りにおける変数を追跡して照準点を相応に調節する追加の電子機器が必要である。他のシステムは、疑似無限距離の点を選択させる代わりに一般的な粗に離間した間隔での特徴部の照明を通して近似的な照準点ソリューションを提供する。より弱いシステムは、ターゲットまでの距離又は現在の気象条件のような基本情報を表示することができるのみである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
すなわち、光学系の第１の焦点面の中に情報を投影することができる観察光学器械に対する必要性が依然として存在する。本明細書に開示する装置、システム、及び方法は、これらの欠点の全てに革新的な様式で対処する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態では、主チューブと、主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系とを含む観察光学器械を提供する。主チューブ、対物レンズ系、及び接眼レンズ系は、少なくとも１つの焦点面を定めるように協働的に構成される。観察光学器械は、対物レンズ系と第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器を更に含む。観察光学器械は、能動ディスプレイを含む組込型表示システムを更に含み、能動ディスプレイは、デジタル画像を発生してそれをビーム結合器に投影し、従って、デジタル画像と対物レンズ系からのターゲット画像とは、第１の焦点面で結合することができる。
【００１３】
一実施形態では、本発明の開示は、ターゲットからの画像を第１の焦点面にフォーカスさせる（以下で「ＦＦＰターゲット画像」と呼ぶ）対物レンズ系、それに続くＦＦＰターゲット画像を反転させて第２の焦点面にフォーカスさせる（以下で「ＳＦＰターゲット画像」と呼ぶ）エレクタレンズ系、対物レンズ系とＦＦＰターゲット画像の間に置かれたビーム結合器、ＳＦＰターゲット画像をそれが人間の目によって観察することができるように平行化する接眼レンズ系からなる第１の光学系と、第２の光学系とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、第２の光学系は、画像を発生させるための能動ディスプレイと能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系とを有する。デジタルディスプレイからの画像は、デジタル画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面で結合されて同時に観察することができるようにビーム結合器に向けられる。
【００１４】
一実施形態では、本発明の開示は、外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、画像を発生させるための及び発生画像と主本体の第１の焦点面での外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察に対して発生画像を誘導するための組込型表示システムを備えて主本体に結合された台座とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、台座は、主本体から分離可能である。一実施形態では、台座は、主本体の底部分に結合する。更に別の実施形態では、台座は、組込型表示システムを閉じ込めるキャビティを有する。別の実施形態では、キャビティはまた、１又は２以上の電源のための区画を有することができる。
【００１５】
一実施形態では、本発明の開示は、外界シーンの画像を観察するための直接観察光学器械を有する本体と組込型表示システムを有する台座とを有する観察光学器械に関し、組込型表示システムは、能動ディスプレイを用いて画像を発生させて発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために画像を誘導する。
【００１６】
一実施形態では、本発明の開示は、ターゲットからの画像を第１の焦点面にフォーカスさせる（以下では「ＦＦＰターゲット画像」と呼ぶ）対物レンズ系、対物レンズ系とＦＦＰターゲット画像の間に置かれたビーム結合器、それに続くＦＦＰターゲット画像を反転させてそれを第２の焦点面にフォーカスさせる（以下では「ＳＦＰターゲット画像」と呼ぶ）エレクタレンズ系、及び最後にＳＦＰターゲット画像をそれが人間の目によって観察することができるように平行化する接眼レンズ系からなる主光学系を有する本体と、画像を発生させるための及び発生画像と本体の第１の焦点面での外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察に対して発生画像を誘導するための組込型表示システムを備えたキャビティを有して本体の底部分に結合された台座とを有する観察光学器械に関する。
【００１７】
別の実施形態では、本発明の開示は、外界シーンを観察するための光学系を有する本体と、画像を発生させるための能動ディスプレイを有する台座とを有する観察光学器械に関し、発生画像は、光学系の第１の焦点面で外界シーンの画像の中に結合される。
【００１８】
別の実施形態では、本発明の開示は、外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、画像を発生させるための能動ディスプレイを有するキャビティを備えて主本体の底部分に結合された台座とを有する観察光学器械に関し、発生画像は、光学系の第１の焦点面で外界シーンの画像の中に結合される。
【００１９】
一実施形態では、本発明の開示は、外界画像を観察するための第１の光学系とハウジング内に装着されたデジタルディスプレイからなる第２の光学系とを備えた本体を有する観察光学器械に関し、ハウジングは、第１の光学系と平行であり、第２の光学系の画像は、光学器械の第１の焦点面で第１の光学系の画像の中に結合される。一実施形態では、第２の光学系は、能動ディスプレイを含む。更に別の実施形態では、第２の光学系は、能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を含む。
【００２０】
一実施形態では、本発明の開示は、外界画像を観察するための第１の光学系を備えた主本体と、画像を発生させるための組込型表示システムを備えて主本体に結合されたハウジングとを有する観察光学器械に関し、組込型表示システムの画像は、光学器械の第１の焦点面で第１の光学系の画像の中に結合される。
【００２１】
一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイと、集光器光学器械と、限定ではないがミラーを含む反射面又は材料とを含む。一実施形態では、能動ディスプレイは、能動ターゲットレチクル、補正された照準点、距離測定値、及び風情報を含む限定ではないがテキスト、英数字、グラフィック、記号、及び／又はビデオ映像、アイコンなどを含む画像を発生させることができる。
【００２２】
一実施形態では、本発明の開示は、（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、ターゲット画像を観察するための接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）ビーム結合器と、（ｉｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイと能動ディスプレイからの発生画像をビーム結合器に向ける反射材料とを備えた第２の光学系とを有する本体と、（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階、（ｃ）反射材料をビーム結合器に対して移動する段階、（ｄ）ビーム結合器を反射材料に対して移動する段階、及び（ｅ）エレクタレンズ系をビーム結合器に対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを含む観察光学器械に関し、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像は、第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される。
【００２３】
一実施形態では、本発明の開示は、（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合されて外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブ、対物レンズ系、及び接眼レンズ系が少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置決めされたビーム結合器と（ｅ）能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される画像を発生させるための能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料と、（ｆ）（ｉ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階又は（ｉｉ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための調節機構とを含む観察光学器械に関する。
【００２４】
一実施形態では、本発明の開示は、第１の焦点面を定めるように構成された光学器械と、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び画像を第１の焦点面に向けるための反射材料と、（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階及び（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを含む観察光学器械に関する。
【００２５】
一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイからの光を集光するための集光器光学器械又はレンズ系を有する。ディスプレイからの光は、限定ではないがミラーを含む反射面又は材料に向けられ、かつ反射面から観察光学器械の主チューブアセンブリ内のビーム結合器に向けられ、ディスプレイの画像が形成され、これは、光学系の第１の焦点面と一致する。このディスプレイの画像は、シーン（ターゲット）から到着する画像と結合され、かつ従来のワイヤ又はガラスエッチドレチクルの「下」にあるように知覚される。
【００２６】
一実施形態では、本発明の開示は、観察光学器械の主本体に結合されたハウジングに関し、ハウジングは、第１の焦点面上のディスプレイの画像がエレクタチューブの移動に結び付かないように、主本体の第１の焦点面の中に注入することができる画像を発生させるためのディスプレイを収容する。
【００２７】
一実施形態では、能動ディスプレイは、観察スコープの光軸に対して実質的に平行である方向に光を放出するように構成される。
【００２８】
一実施形態では、能動ディスプレイは、観察スコープの光軸に対して実質的に垂直である方向に光を放出するように構成される。
【００２９】
一実施形態では、ミラーは、ディスプレイの放出光に対して約４５°の角度に向けられる。
【００３０】
一実施形態では、ディスプレイとミラーは、観察光学器械主本体の共通の側に位置付けられる。
【００３１】
一実施形態では、ディスプレイとミラーは、観察光学器械主本体の両側に位置付けられる。
【００３２】
一実施形態では、ディスプレイとミラーは、観察光学器械主本体に結合された台座の共通の側に位置付けられる。
【００３３】
一実施形態では、ディスプレイとミラーは、観察光学器械主本体に結合された台座の両側に位置付けられる。
【００３４】
一実施形態では、ミラーは、観察光学器械主本体に結合された台座の対物側に位置付けられる。
【００３５】
一実施形態では、能動ディスプレイは、観察光学器械主本体に結合された台座の接眼レンズ側に位置付けられる。
【００３６】
一実施形態では、本明細書に開示する方法及び装置は、エンドユーザが昼間視覚シーンからのデジタルオーバーレイを容易に識別することを可能にする。
【００３７】
一実施形態では、本発明の開示は、スコープを通して注視する時にユーザに対して可視であるアナログレチクル及びデジタルレチクルの両方を有する観察光学器械に関する。
【００３８】
一実施形態では、観察光学器械は、火器と併用される。一実施形態では、観察光学器械は、ライフルスコープである。一実施形態では、ライフルスコープは、弾道計算機能を有する外部レーザ距離計と併用することができる。一実施形態では、ライフルスコープは、火器に剛的に装着され、レーザ距離計は、火器又はライフルスコープのいずれかに装着される。
【００３９】
一実施形態では、本発明の開示は、外界シーンを観察するための第１の光学観察系を備えた主本体と画像を発生させるための組込型表示システムを有する台座とを有するライフルスコープであって、台座が主本体の底部分に結合され、更に、発生画像と外界シーンの画像とが光学系の第１の焦点面で結合される上記ライフルスコープと、ターゲットまでの距離を測定するレーザ距離計と、このターゲットに当てるための弾道を計算する構成要素とを含む照準システムに関する。一実施形態では、組込型表示システムは、計算された情報とライフル弾の打撃の点に対応する正しい照準点とをデジタル表示することができ、デジタル表示された照準点と外界シーンは、ライフルスコープの第１の焦点面で重ね合わせられて表示される。
【００４０】
一実施形態では、本発明の開示は、外界シーンを観察するための第１の光学観察系を備えた主本体と画像を発生させるための組込型表示システムを有する台座とを有するライフルスコープを含む照準システムに関し、台座は、主本体の底部分に結合され、更に、発生画像と外界シーンの画像とは、光学系の第１の焦点面で結合され、ターゲットまでの距離を測定するレーザ距離計とこのターゲットに当てるための弾道を計算する構成要素とは、ライフルスコープの主本体に位置付けられる。
【００４１】
一実施形態では、本発明の開示は、第１の焦点面の前方で必要なプリズムレンズ（ビーム結合器）を組み込むための空間を与える視差調節レンズ（フォーカスセル）の遠隔場所を可能にする視差調節システムを観察光学器械の主本体に有する観察光学器械に関する。
【００４２】
一実施形態では、本発明の開示は、第１の焦点面レチクル上に投影されたデジタル画像をスケーリングする内部倍率追跡デバイスを備えたライフルスコープに関する。
【００４３】
別の実施形態では、本発明の開示は、第１の焦点面上に投影されたデジタル画像を倍率の変更によってスケーリングする倍率追跡デバイスに関する。
【００４４】
一実施形態では、本発明の開示は、最大垂直補償のための能動レチクルライフル光学器械内のディスプレイの方位のための方法及び装置に関する。
【００４５】
別の実施形態では、本明細書に開示する本方法及び装置は、拡大画像を放出することを担うデバイスを具体的に向けることによってライフルスコープ内の能動レチクルの垂直調節の最大範囲を可能にする。
【００４６】
別の実施形態では、本発明の開示は、マイクロディスプレイの垂直軸と小型、単純、かつ正確である観察光学器械の光学系内のレチクルの垂直軸との傾斜を位置合わせする方法に関する。
【００４７】
一実施形態では、本明細書に開示する本方法及び装置は、処理デジタル画像の昼間可視視覚への滑らかな結合を可能にする。
【００４８】
一実施形態では、本発明の開示は、軸線方向を向くデータポート又は通信ポートを利用して第１の焦点面（ＦＦＰ）内に組み込まれ、それによって最小の物理的トップダウンプロファイルを維持する能動ディスプレイに関する。
【００４９】
本明細書に開示する装置及び方法の利点は、ターゲットシーンの直接観察を維持しながら多数の高度なターゲット機能を利用することができることである。
【００５０】
本明細書に開示する装置及び方法の利点は、組込型表示システムからの発生画像が、第１の焦点面の前でターゲットからの外界画像と結合され、次に、第１の焦点面の上にフォーカスされ、従って、ターゲット画像と組込型表示システムからの発生画像とは互いに対して決して移動しないことである。
【００５１】
本明細書に開示する装置及び方法の利点は、光学系の第１の焦点面の中への能動ディスプレイからの発生画像の注入が、発生画像がターレット調節又はエレクタ系の位置のいずれの変化によっても影響を受けないことを可能にすることである。
【００５２】
本明細書に開示する装置及び方法の利点は、能動ディスプレイの発生画像を第１の焦点面の上に重ねることにより、仮に電子機器が故障した又は電源が使い果たされた場合に、ユーザが照準目的で従来のガラスエッチドレチクルを使用することができることである。これは、本明細書に開示する装置及び方法が提供する重要な安全装備である。
【００５３】
本明細書に開示する装置及び方法の利点は、組込型表示システムからの発生画像を第１の焦点面上に表示することにより、電子照準点の場所がライフルスコープの現在の倍率設定又はいずれの他の調節とも関係なくターゲットに対して正確なままに留まることである。
【００５４】
本明細書に説明する一実施形態の特徴、構成要素、段階、又は態様は、限定なく他の実施形態の特徴、構成要素、段階、又は態様と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１Ａ】ライフルスコープの部品を描く概略図である。
【図１Ｂ】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の追加の部品及び構成要素を描く概略図である。
【図１Ｃ】本発明の開示の一実施形態による光学器械本体内の可動光学要素示す図１Ｂの観察光学器械の断面図である。
【図１Ｄ】本発明の開示の一実施形態による視差調節ノブを描く観察光学器械の概略図である。
【図１Ｅ】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の光学要素内のエレクタ系の概略図である。
【図２】本発明の開示の一実施形態による主本体と主本体に結合された台座とを有するライフルスコープの側面図である。
【図３】本発明の開示の一実施形態による対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器を有する主本体を備えた観察光学器械の断面図である。
【図４】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の長手方向分割主本体を表す代表的な概略図である。
【図５Ａ】視差調節ノブ上のカム溝内に収まるカムピンと共に従来の視差調節ノブの代表的な概略図である。
【図５Ｂ】フォーカスセルの態様を視差ノブに接続するカムピンを示す従来の視差調節ノブの代表的な概略図である。
【図５Ｃ】視差調節システムの代表的な概略図であり、視差調節に向けて使用することができる接続ロッドを示し、本発明の開示の一実施形態に従ってビーム結合器（プリズムレンズ）に対する空間が第１の焦点面の前方に置かれることを可能にするためにフォーカスセル（視差レンズ）が移動された図である。
【図５Ｄ】本発明の開示の一実施形態による視差調節ノブアセンブリのカム溝内に収まるカムピンを有する接続ロッドの一端を示す視差調節システムの代表的な概略図である。
【図５Ｅ】本発明の開示の一実施形態により一端がフォーカスセルに接続されてロッドの他端がカムピンに接続された接続ロッドを有する視差調節システムの代表的な概略図である。
【図５Ｆ】本発明の開示の一実施形態により一端がフォーカスセルに接続されてロッドの他端が視差ノブ上のカム溝内に収まるカムピンに接続された接続ロッドを有する視差調節システムの代表的な概略図である。
【図６】本発明の開示の一実施形態による電位差計ワイパーを有する外側エレクタスリーブを示す代表的な概略図である。
【図７】本発明の開示の一実施形態によるライフルスコープの主本体上への膜電位差計の配置を示す代表的な概略図である。
【図８】本発明の開示の一実施形態によりライフルスコープの主本体上に設置された電位差計ワイパーと膜電位差計とを有する外側エレクタスリーブを示す代表的な概略図である。
【図９】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の様々な構成要素のブロック図である。
【図１０】本発明の開示の一実施形態による主本体と台座とを有するライフルスコープの上面図である。
【図１１】本発明の開示の一実施形態による主本体と台座とを有するライフルスコープの一部分の側面図である。
【図１２】本発明の開示の一実施形態によるガラスエッチドレチクルを有する主本体と組込型表示システムを有する台座とを有するライフルスコープの概略切り欠き側面図である。
【図１３】本発明の開示の一実施形態による組込型表示システムの側面切り欠き図を示す代表的な概略図である。
【図１４】本発明の開示の一実施形態により台座が主本体の少なくとも一部分に結合された観察光学器械の主本体と組込型表示システムを有する台座との概略切り欠き側面図である。
【図１５】本発明の開示の一実施形態によりデジタルディスプレイを観察光学器械の主本体の光学系の第１の焦点面の上に結像するための組込型表示システムの代表的な図である。
【図１６】本発明の開示の一実施形態により能動ディスプレイが観察光学器械の主本体の接眼レンズアセンブリと比較して対物レンズアセンブリに最も近い台座の一部分に位置付けられた観察光学器械の主本体と組込型表示システムを有する台座との概略図である。
【図１７】本発明の開示の一実施形態により能動ディスプレイが観察光学器械の主本体の対物レンズアセンブリと比較して接眼レンズアセンブリに最も近い台座の一部分に位置付けられた観察光学器械の主本体と組込型表示システムを有する台座との概略図である。
【図１８】本発明の開示の一実施形態によるマイクロディスプレイのアスペクト比を示す代表的な概略図である。
【図１９】本発明の開示の一実施形態による５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイを有する組込型表示システムを描く図である。
【図２０】本発明の開示の一実施形態により５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイを用いて表示することができる例示的画像の概略図である。
【図２１】本発明の開示の一実施形態によるＡＭＯＬＥＤデジタルディスプレイを有する組込型表示システムを描く図である。
【図２２】本発明の開示の一実施形態によるＡＭＯＬＥＤデジタルディスプレイを用いて表示することができる例示的画像の概略図である。
【図２３】本発明の開示の一実施形態により能動ディスプレイと内側及び外側レンズセルを有する光学系とを示す切り欠き側面図の代表的な概略図である。
【図２４】本発明の開示の一実施形態により観察光学器械内に設置された集光器光学系を有する組込型表示システムの切り欠き側面図である。
【図２５】本発明の開示の一実施形態により能動ディスプレイと、内側セル及び外側セルを有する集光器光学系と、ミラーと、能動ディスプレイの傾斜を調節するためのネジとを有する組込型表示システムの代表的な概略上面図である。
【図２６】本発明の開示の一実施形態により能動ディスプレイと、内側セル及び外側セルを有する集光器光学系と、ミラーと、能動ディスプレイの傾斜を調節するためのネジとを有する組込型表示システムの代表的な後部切り欠き図である。
【図２７】本発明の開示の一実施形態によりマイクロディスプレイと、内側及び外側レンズセルと、内側及び外側セル間に位置付けられたバネとを示す代表的な切り欠き側面図である。
【図２８】本発明の開示の一実施形態により内側レンズセルの位置を調節して視差誤差を排除するのに使用することができる面を示す組込型表示システムの代表的な図である。
【図２９】本発明の開示の一実施形態によりマイクロディスプレイと、光学系と、観察光学器械内に設置された傾斜調節機能を備えたミラーとを有する組込型表示システムの代表的な切り欠き側面図である。
【図３０】本発明の開示の一実施形態によりライフルスコープの主本体に結合することができる台座内のバッテリ区画の代表的な概略左側面図である。
【図３１】本発明の開示の一実施形態によりライフルスコープの主本体に結合することができる台座内の組み込みバッテリ区画の代表的な概略左側面図である。
【図３２】本発明の開示の一実施形態によりライフルスコープの主本体に結合することができる台座内の組み込みバッテリ区画の代表的な概略上面図である。
【図３３】本発明の開示の一実施形態によりパイカタイニーマウントに結合するのに使用することができるバッテリ区画を有する台座の代表的な概略側面図である。
【図３４】本発明の開示の一実施形態により台座のバッテリ区画に結合された片持ちパイカタイニーマウントの代表的な概略前面図である。
【図３５】本発明の開示の一実施形態により台座のバッテリ区画に結合された片持ちパイカタイニーマウントの代表的な概略上面図である。
【図３６】本発明の開示の一実施形態により主本体と軸線方向向きデータ／通信接続部を有する台座とを有するライフルスコープの代表的な概略側面図である。
【図３７】本発明の開示の一実施形態により主本体と、熱撮像ユニットと通信するための１又は２以上の接続インタフェースを有する台座とを有するライフルスコープの代表的な概略図である。
【図３８】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の背面左側面図である。
【図３９】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の背面右側面図である。
【図４０】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の背面右側面図である。
【図４１】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の前面左側面図である。
【図４２】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の前面右側面図である。
【図４３】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の左側面図である。
【図４４】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の右側面図である。
【図４５】本発明の開示の一実施形態によるライフルスコープの一実施形態の右側面図である。
【図４６】本発明の開示の一実施形態によるライフルスコープの一実施形態の上面側面図である。
【図４７】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の右側面図である。
【図４８】本発明の開示の一実施形態によりレーザ距離計を備えたライフルスコープの一実施形態の上面側面図である。
【図４９】本発明の開示の一実施形態によりデジタルディスプレイが導波管内に結合され、かつ予め決められた焦点面の上に光をフォーカスさせる第２のホログラムから送り出されるホログラフィック導波管設定の代表的な概略図である。
【図５０】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の代替構成の代表的な概略図である。
【図５１】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の代替構成の代表的な概略図である。
【図５２】本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の代替構成の代表的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
ここで本明細書に開示する装置及び方法を本発明の開示の実施形態を示す添付図面を参照してより完全に以下に説明する。しかし、本明細書に開示する装置は、多くの異なる形態に具現化することができ、本明細書に示す実施形態に限定されると解釈すべきではない。限定されるのではなく、これらの実施形態は、本発明の開示が万全のものになり、本発明の開示の範囲を当業者に完全に伝えることになるように提供するものである。
【００５７】
特徴及び／又は機能のセットは、独立型兵器照準器、前方装着又は後方装着式クリップ留め兵器照準器、及び登録された配備光学兵器照準器の他の組み替えの関連内で容易に適応させることができることは当業者によって認められるであろう。更に、特徴及び機能の様々な組合せは、あらゆるタイプの既存の固定又は可変兵器照準器を換装するためにアドオンモジュール内に組み込むことができることは当業者によって認められるであろう。
【００５８】
要素又は層が別の要素又は層「上」である、それに「接続」される、又はそれに「結合」されると記す場合に、当該要素又は層は、他方の要素又は層の直接に上にある、直接に接続される、又は直接に結合される場合があることは理解されるであろう。これに代えて、介在する要素又は層が存在する場合がる。それとは対照的に、要素が別の要素又は層の「直接に上」にある、それに「直接に接続」される、又はそれに「直接に結合」されると記す場合に、介在する要素又は層は存在しない。
【００５９】
本明細書を通じて類似の番号は類似の要素を指す。本明細書に使用する場合に「及び／又は」という用語は、関連する列記項目のうちの１又は２以上のいずれか又は全ての組合せを含む。
【００６０】
本明細書では様々な要素、構成要素、領域、及び／又はセクションを説明するために第１、第２のような用語を使用するが、これらの要素、構成要素、領域、及び／又はセクションをこれらの用語によって限定すべきではないことは認められるであろう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、又はセクションを別の要素、構成要素、領域、又はセクションから区別するためにのみ使用するものである。従って、本発明の開示から逸脱することなく下記で解説する第１の要素、構成要素、領域、又はセクションを第２の要素、構成要素、領域、又はセクションと表現することができる。
【００６１】
本明細書では、図に示す１つの要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を説明するのに説明のしやすさの目的で「下」、「下方」、「下側」、「上方」、及び「上側」などのような空間相対性を表す用語を使用する場合がある。これらの空間相対性を表す用語は、使用時のデバイスの様々な向き又は図に描く向き以外の向きを包含するように意図したものであることは認められるであろう。例えば、図のデバイスが反転された場合に、他の要素又は特徴の「下方」又は「下」にあると説明する要素は、これらの他の要素又は特徴の「上方」に向けられることになる。従って、「下方」という例示的な用語は、上方と下方の両方の向きを包含することができる。デバイスは、他に向けることができ（９０°回転又は他の向き）、本明細書に使用する空間相対性記述子は、相応に解釈することができる。
【００６２】
全ての特許、特許出願、及び非特許文献引用は、その全体が本明細書に組み込まれている。
【００６３】
Ｉ．定義
本発明の開示での数値範囲は近似であり、従って、別途示さない限り範囲外の値を含むことができる。数値範囲は、いずれかの下限値といずれかの上限値の間に少なくとも２単位の分離幅が存在するという前提で下限値から上限値までのこれらの値を含む全ての値を１単位の増分で含む。一例として、例えば、分子量、粘性のような組成特性、物性、又は他の特性が１００から１，０００までである場合に、それは、１００、１０１、１０２のような全ての個々の値、及び１００から１４４まで、１５５から１７０まで、１９７から２００までのような部分的範囲を明示的に列挙するように意図している。１よりも小さい値又は１よりも大きい端数（例えば、１．１、１．５のような）を含む範囲では、１単位は、相応に０．０００１、０．００１、０．０１、又は０．１であると考えられる。１０よりも小さい１桁の数字（例えば、１から５まで）を含む範囲では、１単位は、一般的に０．１であると考えられる。これらは、具体的に意図するものの例に過ぎず、列挙する最低値と最高値の間の数値の全ての可能な組合せを本発明の開示において明記すると考えられたい。本発明の開示の範囲では取りわけデバイスのユーザからターゲットまでの距離に関する数値範囲を提供する。
【００６４】
本明細書において「Ａ及び／又はＢ」のような表現に対して使用する「及び／又は」という用語は、ＡとＢの両方、Ａ又はＢ、Ａ（のみ）、及びＢ（のみ）を含むように意図している。同様に、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」のような表現に対して使用する「及び／又は」という用語は、Ａ及びＢ及びＣ、Ａ又はＢ又はＣ、Ａ又はＣ、Ａ又はＢ、Ｂ又はＣ、Ａ及びＣ、Ａ及びＢ、Ｂ及びＣ、Ａ（のみ）、Ｂ（のみ）、並びにＣ（のみ）を含むように意図している。
【００６５】
本明細書に使用する場合に「能動ディスプレイ」は、画像生成ピクセル変調を含む。一実施形態では、能動ディスプレイは発光能動ディスプレイである。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むがこれらに限定されない発光能動ディスプレイは、特徴として画像発生源及び光源を有し、従って、外部光源を必要としない。それにより、優れたコントラスト及び色空間が得られながらもシステムサイズ及び電力消費量が最小にされる。ＯＬＥＤは、電圧に接続された時に点灯する（電荷担体が注入状態になり、輝度が主として順電流に比例する）極薄有機半導電層から構成される。主要層は、アノードとカソードの間に挿入されたいくつかの有機材料（例えば、各々が数ナノメートルの厚みを有する電荷搬送層、遮断層、及び発光層）を連続して含む。「能動ディスプレイ」という用語と「マイクロディスプレイ」という用語は交換可能に使用される。
【００６６】
本明細書に使用する場合に「エレクタスリーブ」は、エレクタチューブ及び／又はカムチューブ内のスロットに係合するか又は類似の目的に寄与するエレクタレンズマウントからの突出部である。エレクタスリーブは、マウントと一体的又は取外し可能なものとすることができる。
【００６７】
本明細書に使用する場合に「エレクタチューブ」は、エレクタレンズマウントを受け入れるための開口部を有するあらゆる構造又はデバイスである。
【００６８】
本明細書に使用する場合に「火器」は、多くの場合に爆発力の作用によって推進される１又は２以上の放出体を打ち出す銃砲兵器である携帯銃である。本明細書に使用する場合に「火器」という用語は、拳銃、長銃、ライフル、散弾銃、カービン銃、自動兵器、半自動兵器、機関銃、軽機関銃、自動ライフル、及び突撃ライフルを含む。
【００６９】
本明細書に使用する場合に「組込型表示システム」は、画像を発生させるためのシステムを指す。一実施形態では、組込型表示システムは能動ディスプレイを含む。一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイと集光器光学器械とを含む。更に別の実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイと、集光器光学器械と、反射面とを含む。
【００７０】
一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイを用いてデジタル画像を発生させ、このデジタル画像と外界シーンの画像との同時観察のためにデジタル画像を光学系の第１の焦点面の中に向けるために使用することができる。本明細書に使用する場合に「照準システム」は、個人が火器又は他の器具を視準することを助ける１又は２以上の光学デバイス及び他のシステムを指す。
【００７１】
本明細書に使用する場合に「観察光学器械」という用語は、ターゲットを選択、識別、又はモニタするために射手又は観的手によって使用される装置を指す。「観察光学器械」は、ターゲットの目視観察、又は例えば赤外線（ＩＲ）撮像、紫外（ＵＶ）撮像、レーダー撮像、熱撮像、マイクロ波撮像、又は磁気撮像、Ｘ線、ガンマ線、同位元素放射線、及び粒子放射線を含む放射線、暗視、超音波、音パルス、ソナー、地震振動、磁気共鳴を含む振動の感知器、重力感知器、電波を含むブロードキャスト周波数、テレビジョン感知器及びセルラー感知器、又はターゲットの他の画像に頼る場合がある。「観察光学器械」デバイスによって射手に提示されるターゲットの画像は、未修正とするか又は例えば拡大、増幅、減算、重複、フィルタリング、安定化、テンプレート整合、又は他の手段によって改善されたものとすることができる。「観察光学器械」によって選択、識別、又はモニタされるターゲットは、射手の視線の範囲にあるか又は射手の視界から外れる場合があり、又は射手の視線は、ターゲット取得デバイスがフォーカスターゲット画像を射手に提示する間に遮蔽される場合がある。「観察光学器械」によって得られるターゲット画像は、例えば、アナログ又はデジタルであり、例えば、ビデオ、物理的なケーブル又はワイヤ、ＩＲ、電波、セルラー接続、レーザパルス、光、８０２．１１ｂ、又は他の無線送信により、例えば、ｈｔｍｌ、ＳＭＬ、ＳＯＡＰ、Ｘ．２５、ＳＮＡのようなプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、シリアル、ＵＳＢ、又は他の適切な画像分散法を用いて１又は２以上の射手及び観的手のネットワーク内で共有、格納、保存、又は送信することができる。「観察光学器械」という用語は、「光学照準器」と交換可能に使用される。
【００７２】
本明細書に使用する場合に「外界シーン」という用語は、ターゲットを含むがこれに限定されない現実世界のシーンを指す。
【００７３】
本明細書に使用する場合に「射手」という用語は、射撃を行うオペレータ又は射撃を行うオペレータと協働して射撃を観察する個人のいずれかに適用される。
【００７４】
ＩＩ．観察光学器械
図１Ａは、観察光学器械の代表例であるライフルスコープの従来設計を示している。図１Ｂは、本発明の開示の複数の実施形態による例示的観察光学器械１０を示している。具体的には、図１Ｂはライフルスコープを示している。より具体的には、ライフルスコープ１０は、可動光学要素１５を封入する本体３８を有する。本体３８は、その前部４０にあるより大きい開口部からその後部４２にあるより小さい開口部に先細である細長チューブである。ライフルスコープ本体の後部には接眼レンズ５６が取り付けられ、スコープ本体の前部には対物レンズ５４が取り付けられる。可動光学要素の中心軸は、ライフルスコープの光軸４４を定める。
【００７５】
仰角ターレット１２及び偏流ターレット４８は、本体３８の中心部分の外側に多くの場合に見られる２つのダイヤルである。これらのターレットは、その周囲１１上にしるし２０によって区分的にマーク付けされ、打撃変化の点に関して可動光学要素の仰角及び偏流を調節するのに使用される。これらのダイヤルは、ターレット本体５０から突出する。これらのターレットは、仰角ターレット回転軸４６が偏流ターレット回転軸５２に対して垂直であるように配置される。
【００７６】
図１Ｃは、光学系１４の基本構成要素と可動光学要素１５とを有する図１Ｂのターゲットデバイスの断面図を示している。図１Ｃに示すように、光学系１４は、対物レンズ系１６と、エレクタ系２５と、接眼レンズ系１８とを含む。図１Ｃは、本体３８を有するライフルスコープを示すが、光学系１４は、他のタイプのターゲットデバイスにおいて使用することもできる。エレクタ系２５は、可動光学要素１５内に含めることができる。図１Ｃでは、可動光学要素１５は、集光器２２、並びに第１の焦点面レチクル５５及び第２の焦点面レチクル５７を更に含む。使用時に、ターレットアセンブリ２８及びターレットネジ２９の調節は、可動光学要素１５の調節をもたらす。
【００７７】
可動光学要素１５は、ターレットアセンブリ２８を１又は２以上のクリックで回転させることによって調節される。ターレットが回転されると、ターレットネジ２９は、スコープの内外に移動し、それによってエレクタチューブが押送される。エレクタチューブは、ターレットネジが調節される時にターレットネジがそれ自体の底面に接するようにエレクタチューブを位置付けるようにバネによって付勢される。エレクタチューブは、全体画像のより小さい視像を提供する。エレクタチューブが調節されると、レチクルの位置が画像に対して修正される。
【００７８】
レチクルは、スコープを通る光軸又は視線に対して垂直関係でスコープ本体内に装着された円形の平面又は平坦な透明のパネル又はディスクであり、対物レンズ要素５４とエレクタレンズ要素との間で、一般的に本体内の光学器械の前側焦点面と考えられる場所に配置される。一実施形態では、レチクルは、中心点で直交するか又は垂直に交差する中心垂直細線と中心水平細線とを含む微細エッチングされた線又は細線のしるしを含む。
【００７９】
一実施形態では、図１Ｄに示すように、観察光学器械は、視差調節ノブ７０又はフォーカスノブを有することができる。視差は、ターゲット画像の光学平面がレチクル画像の光学平面と共通平面ではない時に発生する。２つの光学平面の間のオフセットの結果として、レチクルは、射手がレチクルの中心の周りで眼を移動した時にターゲットに対して移動するように見える場合がある。この視差誤差は、射撃からの打撃の点にシフトをもたらす場合がある。観察光学器械の視差調節は、ターゲット画像とレチクル画像とを同じ光学平面に示すように光学器械を調節することを可能にすることによって射手が異なる距離での光学誤差を排除することを可能にする。視差補償は、レチクルのフォーカス及び画像のフォーカスのいずれも変化させず、これらのフォーカスが同じ平面を共有する（一致する）ようにこれら２つの物体がフォーカス状態にある平面を単純に移動するだけである。
【００８０】
図１Ｄに示すように、観察光学器械は、回転可能な視差調節ノブ７０に装着されたサイドホイールを有することができる。サイドホイールのより大きい直径は、距離マーカのようなマーカを付加するためのより大きい空間を与え、使用時に射手が回転させて読み取るのがより容易である。サイドホイールのより大きい直径は、測距マーカの精度及び分解能を高めるように機能する。
【００８１】
図１Ｅは、光学系１４の拡大図を断面に示し、光線が光学系１４を通ってどのように進行するかを示している。光学系１４は、集光器２２のような追加の光学構成要素を有することができ、当業技術では対物レンズ系１６、エレクタ系２５、及び接眼レンズ系１８のようなある一定の構成要素自体が複数の構成要素又はレンズを有することができることは公知である。
【００８２】
一実施形態では、観察光学器械は、視差調節を提供するための１又は２以上の調節可能レンズを有するフォーカスセルを有することができる。一実施形態では、１又は２以上の調節可能レンズは、１又は２以上の視差レンズである。
【００８３】
一実施形態では、接眼レンズと対物レンズの間にフォーカスレンズが位置付けられる。フォーカスレンズと対物レンズの間の相対距離は、視差調節を提供するために調節可能である。更に、接眼レンズとフォーカスレンズの間にエレクタレンズが位置付けられる。エレクタレンズと対物レンズの間の相対距離は、倍率調節を提供するために調節可能である。
【００８４】
ＩＩＩ．能動ディスプレイを備えた観察光学器械
一実施形態では、本発明は、デジタル画像を発生させてデジタル画像を観察光学器械の第１の焦点面の中に投影する能動ディスプレイを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、本発明の開示は、観察光学器械を覗く時にユーザに対して可視であるアナログレチクルと、デジタルレチクルを含むがこれに限定されないデジタル画像とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、観察光学器械は、弾道計算機能を有する外部レーザ距離計と併用することができる。
【００８５】
一実施形態では、観察光学器械は、アナログレチクル又はガラスエッチドレチクルが協働するように装着された可動エレクタチューブを有する。一実施形態では、デジタルに注入されるレチクルは、エレクタチューブと協働しない。従って、デジタルレチクルは、ターレット又はエレクタチューブの位置に関係なく正確である。
【００８６】
一実施形態では、本発明の開示は、第１の焦点面上のデジタルディスプレイ画像がエレクタチューブの移動に結び付けられないように観察光学器械の第１の焦点面の中に注入することができるデジタルディスプレイを使用する観察光学器械に関する。一実施形態では、この表示は、ライフルスコープのエレクタチューブ／ターレットの位置に関係なくユーザに正確な弾道照準保持点を与えることができる。
【００８７】
一実施形態では、本発明の開示は、観察光学器械のエレクタチューブの位置及び／又はターレット位置に依存しない照準点を有する観察光学器械に関する。一実施形態では、弾道的に決定された照準点がエレクタユニットの視野を超えた場合に、この照準点を視野内に入れるようにターレットダイヤルを回すことができる。
【００８８】
一実施形態では、観察光学器械は、ターゲットからの画像を第１の焦点面にフォーカスさせる（以下で「ＦＦＰターゲット画像」と呼ぶ）対物レンズ系、それに続くＦＦＰターゲット画像を反転させて第２の焦点面にフォーカスさせる（以下で「ＳＦＰターゲット画像」と呼ぶ）エレクタレンズ系、対物レンズ系とＦＦＰターゲット画像の間に置かれたビーム結合器、ＳＦＰターゲット画像を人間の目によって観察することができるようにＳＦＰターゲット画像を平行化する接眼レンズ系から構成される主光学系と、第２の光学系とを有する。
【００８９】
一実施形態では、第２の光学系は、能動ディスプレイと、能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系とを有する。デジタルディスプレイからの画像は、デジタルディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とを第１の焦点面で結合して同時に観察することができるようにビーム結合器に向けられる。一実施形態では、第２の光学系は、限定ではないがミラーを含む反射材料を有することができる。
【００９０】
以上の説明を参照して、デジタルディスプレイは、主光学系内の対物レンズ系と第１の焦点面の間に注入され、次に、第１の焦点面上にフォーカスされる。第１の焦点面では、デジタルディスプレイからのデジタル画像とエレクタレンズ系に取り付けられたアナログ／ガラスエッチドレチクルの両方が同じ平面を共有する。しかし、アナログレチクルは可動エレクタレンズ系に接続され、それに対してデジタルディスプレイからの画像は接続されない。従って、エレクタレンズ系が移動された場合に、アナログレチクルは移動することになるが、デジタル画像は不動のままに留まることになる。
【００９１】
一実施形態では、観察光学器械は、火器に剛的に装着することができる。別の実施形態では、火器又は観察光学器械のいずれかにもレーザ距離計を装着することができる。レーザ距離計は、ターゲットまでの距離を測定し、このターゲットに当てるための弾道を計算し、正しい照準点をライフル弾の打撃の点と共に表示することができるようにこれらの情報を能動ディスプレイ内に供給する。
【００９２】
レーザ距離計は観察光学器械に剛的に取り付けられ、その照準点は移動しないので、デジタル画像が不動のままに留まるのは重要である。それにより、デジタルレーザ指定子が初期設定のレーザと対応し、その後にエレクタレンズ系がどのように移動されたとしてもこれら２つが常に位置合わせ状態に留まるようにデジタルディスプレイをデジタル調節することが可能になる。
【００９３】
これに加えて、火器の銃砲が観察光学器械に剛的に取り付けられ、従って、銃砲の照準点が、デジタルディスプレイに対して変化しない。それにより、デジタル照準点が初期設定中に初期の「照準」距離において火器の銃砲と対応し、その後にこれら２つが常に位置合わせ状態に留まるようにデジタルディスプレイをデジタル調節することが可能になる。
【００９４】
初期照準距離とは異なる距離で射撃を行う必要がもたらされた場合に、レーザ距離計がこの距離を測定し、次に、弾道計算を行って新しい照準点の場所を決定することができる。この新しい照準点の場所は、常に初期照準距離と相対的であり、従って、ライフルスコープは、デジタルディスプレイ照準点を新しい照準点に対応するように調節するだけでよい。
【００９５】
このシステムの副次的な利益は、デジタル照準点が不動のものであるので、ユーザが、予め決められたマークを規則正しい間隔で有するレチクルを用いてエレクタチューブ位置を調節するターレットの精度を観察光学器械上で簡単に試すことができることである。エレクタチューブが移動すると、ターレット上のダイヤルを回す調節がデジタル照準点とエレクタレンズ系に取り付けられたレチクルとの間で測定される移動量に整合するか否かを確認するためにレチクルを不動のデジタル照準点に対して測定することができる。
【００９６】
ＩＶ．台座を備えた観察光学器械
一実施形態では、本発明の開示は、第２のハウジングに結合された第１のハウジングを有するライフルスコープを含むがそれに限定されない観察光学器械に関する。一実施形態では、第１のハウジングは主本体である。更に別の実施形態では、第２のハウジングは台座である。
【００９７】
一実施形態では、本発明の開示は、主本体と主本体に結合された台座とを有するライフルスコープに関する。一実施形態では、台座は主本体から分離可能である。一実施形態では、台座は、主本体の底の一部分に取り付けられる。一実施形態では、主本体と台座とを封入するためにガスケットが使用される。
【００９８】
一実施形態では、本発明の開示は、外界シーンの画像を発生させるための光学系を有する主本体と、主本体に結合され、デジタル画像を発生させ、画像を光学系の第１の焦点面の中に誘導し、それによってデジタル画像と外界シーンの画像との同時観察を可能にする組込型表示システムを有する台座とを有するライフルスコープに関する。
【００９９】
別の実施形態では、本発明の開示は、外界シーンの画像を発生させるための光学系を有する主本体と、主本体に結合され、画像を発生させ、画像を光学系の第１の焦点面の中に誘導し、スコープ本体の接眼レンズ系を覗いた時に発生画像と外界シーンの画像との同時観察を可能にするための能動ディスプレイを有する組込型表示システムを有する台座とを有するライフルスコープに関する。
【０１００】
代表的な実施形態では、図２は、主本体２１０と台座２２０とを有するライフルスコープ２００の側面図を示している。一実施形態では、台座２２０は主本体２１０から分離可能である。台座２２０は、倍率リング２１２に近いスコープ本体の一端に、かつ対物レンズアセンブリ２１４に近いスコープ本体の他端に取り付ける。一実施形態では、主本体２１０と台座２２０とは同じ材料で製造される。別の実施形態では、スコープ本体と台座とは異なる材料で製造される。
【０１０１】
一実施形態では、台座２２０は、主本体のエレクタチューブの長さに近い長さのものである。
【０１０２】
一実施形態では、台座は、実時間弾道解、飛翔中の曳光弾の検出及び追跡による次の銃弾の弾道補正、組み込み高性能慣性センサを用いた兵器指向角の追跡、高度な弾道ターゲット及び補正に向けた詳細な指向角比較、ターゲットの場所特定及び選択、気圧、湿度、及び温度、デバイスが処理し、照準中に観察することができる後続射撃不能防止及び状況認識のデータ、長距離での好ましい弾道落下補正のためのスコープ視野よりも大きいレチクルターゲット補正、兵器、銃弾、及び環境の特徴付けデータを含むがこれらに限定されない状況情報、地理情報、及び弾道情報を生成して観察光学器械の第１の焦点面の中に表示することができる組込型表示システムを有する。
【０１０３】
一実施形態では、観察光学器械は、１又は２以上のマイクロプロセッサ、１又は２以上のプロセッサ、完全組み込み弾道コンピュータ、組み込み近赤外線レーザ距離計、観察光学器械と一体化され、完全座標でのターゲットの場所特定及び選択の機能を有するＧＰＳ及びデジタル方位計、観察光学器械と一体化され、気圧、湿度、及び温度のデータを弾道計算の中に自動的に組み込む機能を有する気圧、湿度、及び温度に関するセンサ、ゼロ電力の停止モードを含む全ての条件下の従来の観察光学器械の機能、センサ、環境、及び状況認識のデータの通信のための有線及び無線のインタフェース、パーソナルネットワークノード（ＰＮＮ）及び軍人のための無線波形（ＳＲＷ）のようなデジタルインタフェースに対応する機能、上方傾斜及び下方傾斜した射撃の向きに対して可能な弾道補正に関する組み込み傾斜感知機能、組み込み撮像センサ、ターゲットシーン画像フレームを取得及び処理する機能、自動方式でコールドボア射撃／ホットボア射撃の補正を適用するために放出時間履歴を記録する機能、角度から直線へのサイズ変換を有する内蔵バックアップ光学距離推定機能である機能及び／又は構成要素のうちの１又は２以上を有する。
【０１０４】
一実施形態では、観察光学器械は、１又は２以上のデバイスと無線通信することができる。別の実施形態では、観察光学器械は、１又は２以上のデバイスと物理的ケーブルを通して通信することができる。
【０１０５】
Ａ．主本体
一実施形態では、主本体は、前部にあるより大きい開口部から後部にあるより小さい開口部に縮径する細長チューブの形状のものであり、細長チューブの後部には接眼レンズが取り付けられ、細長チューブの前部には対物レンズが取り付けられる。一実施形態では、第１のハウジングは、ライフルスコープの主本体である。
【０１０６】
一実施形態では、主本体は、観察光軸５４（図１Ｂ）に沿って位置合わせすることができ、一直線の列にすることができる観察入力端部と観察出力端部を有する。物体又はターゲットは、観察入力端部を通過し、直接観察観察光学器械に沿って観察出力端部からユーザの目が直接覗視することができる。主本体は、観察入力端部に対物レンズ又は対物レンズアセンブリを含むことができる。観察光軸Ａに沿って第１の焦点面レチクルを配置し、対物レンズアセンブリから離間させることができる。
【０１０７】
一実施形態では、観察光軸Ａに沿って写真又は画像の反転レンズアセンブリを配置し、第１の焦点面レチクルから後方に離間させることができる。画像を反転させるために、主本体内の対物レンズと接眼レンズの間に画像正像化システムを有するエレクタチューブが位置付けられる。それによって地上観察のために画像に正しい向きが与えられる。画像正像化システムは、通常はエレクタチューブ内に含まれる。
【０１０８】
反転レンズアセンブリ又は画像正像化システムは、互いに離間した１又は２以上のレンズを含むことができる。エレクタ画像系は、画像のフォーカスを調節するために自体の光軸に沿って可動なフォーカスレンズ、及びターゲットがその実距離よりも近くに見えるように画像を後側焦点面で光学的に拡大するために自体の光軸に沿って可動な拡大レンズのような１又は２以上の可動光学要素を含むことができる。一般的に、エレクタアセンブリは、フォーカスレンズと、拡大レンズの１又は２以上のスケーリングレンズ要素の両方の協働移動を駆動し、エレクタアセンブリが遠距離ターゲットのフォーカス正像を後側焦点面に発生させる連続可変倍率範囲を与えるために機械的、電気機械的、又は電気光学的なシステムを含む。
【０１０９】
可変倍率は、エレクタチューブ内でエレクタレンズの位置を互いに対する関係で調節するための機構を設けることによって達成することができる。一般的に、これは、エレクタチューブの周りに密に装着されるカムの使用によって行われる。各エレクタレンズ（又はレンズ群）は、エレクタチューブ内で摺動するエレクタレンズマウント内に装着される。エレクタレンズの向きを維持するために、エレクタレンズマウントに取り付けられたエレクタスリーブがエレクタチューブの本体内の直線スロット内で摺動する。エレクタスリーブは、カムチューブ内で傾斜した又は湾曲したスロットにも係合する。カムチューブを回すことにより、エレクタレンズマウントはガイドチューブ内で長さ方向に移動して倍率を変化させる。各エレクタレンズは、独自のスロットをカムチューブ内に有することになり、これらのスロットの構成は、カムチューブが回される時の倍率変化の量と速度とを決定する。
【０１１０】
観察光軸Ａに沿って第２の焦点面で開口を配置し、写真反転アセンブリから後方に離間させることができる。観察光軸Ａに沿って接眼レンズアセンブリを配置し、第２の焦点面での開口から後方に接眼レンズ系の場所で離間させることができる。接眼レンズアセンブリは、互いに離間した１又は２以上のレンズを含むことができる。一部の実施形態では、観察光軸Ａ及び直接観察光学器械は折り返すことができる。
【０１１１】
一実施形態では、主本体はビーム結合器を有する。一実施形態では、ビーム結合器は、図１Ｂに示すように観察光軸４４上に配置し、それに光学的に結合することができる。一実施形態では、ビーム結合器は、観察光学器械レチクルの近くに配置することができる。別の実施形態では、ビーム結合器は、第１の焦点面の観察光学器械レチクルの近くに配置することができる。
【０１１２】
一実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられる。
【０１１３】
更に別の実施形態では、主本体は、接眼レンズアセンブリの近くに位置付けられないビーム結合器を有する。一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリの下に位置付けられない。
【０１１４】
一実施形態では、主本体は、観察光学器械の主チューブ内の接眼レンズアセンブリと比較してより対物レンズアセンブリの近くに位置付けられたビーム結合器を有する。
【０１１５】
図３は、主本体２１０と台座２２０とを有するライフルスコープ３００の切り欠き側面図を示している。図示のように、ライフルスコープ３００は、対物レンズアセンブリ３１０と、ビーム結合器３２０と、第１の焦点面３３０と、第２の焦点面３５０と、接眼レンズアセンブリ３６０とを有する。ビーム結合器３２０は、対物レンズアセンブリ３１０と第１の焦点面３３０の間に位置付けられる。
【０１１６】
一実施形態では、観察光学器械４００は、台座２２０内の関連のレンズ及び回路の組立てを可能にするために長手方向分割主本体２１０を有することができる。図４は、ライフルスコープ４００の長手方向分割主チューブ２１０の代表例である。図４は、長手方向分割主チューブの分割線４１０を示している。主本体２１０の底面内の裂け目４２０は、組込型表示システムを有する台座２２０の結合を可能にする。
【０１１７】
一実施形態では、主本体の底面は長手方向の裂け目を有する。一実施形態では、長手方向の裂け目は、主本体に結合する台座の長さに近い長さのものである。
【０１１８】
１．ビーム結合器
一実施形態では、観察光学器械の主本体はビーム結合器を有する。一実施形態では、ビーム結合器は、１又は２以上のプリズムレンズである（プリズムレンズはビーム結合器を構成する）。別の実施形態では、ライフルスコープの主本体は、組込型表示システムからの発生画像をライフルスコープの観察光軸に沿う観察光学器械からの発生画像と結合するビーム結合器を有する。一実施形態では、組込型表示システムは、主本体とは別々のものであり、明確に異なる本体内に位置付けられる。一実施形態では、組込型表示システムは、第１のハウジング又は主本体に結合する台座に存在する。一実施形態では、組込型表示システムは、第１のハウジング又は主本体に結合する台座のキャビティに存在する。
【０１１９】
一実施形態では、組込型表示システムからの発生画像と、ライフルスコープの主本体内でその中にある第１の焦点面の前に位置付けられた外部画像を観察するため光学系からの画像とがビーム結合器を用いて結合され、次に、この結合画像が、発生画像と観察画像とが互いに対して移動しないように第１の焦点面上にフォーカスされる。結合画像が第１の焦点面上にフォーカスされることで、組込型表示システムによって生成された照準基準が、可動エレクタ系への調節に関係なく正確になる。
【０１２０】
一実施形態では、ビーム結合器は、表示光軸に沿って組込型表示システムに位置合わせされて、ライフルスコープの主本体の観察光学器械の観察光軸に沿って配置することができ、それによって組み込みディスプレイからの画像を観察光学器械の視野と重ね合わせ方式で結合するために観察光軸上に向けることが可能になる。
【０１２１】
別の実施形態では、ビーム結合器と組込型表示システムとは同じハウジングに存在する。一実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから約２５ｍｍの場所に存在する。
【０１２２】
一実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから約５ｍｍの距離に存在する。一実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから１ｍｍから５ｍｍ、又は５ｍｍから１０ｍｍ、又は５ｍｍから１５ｍｍ、又は５ｍｍから２０ｍｍ、又は５ｍｍから３０ｍｍ、又は５ｍｍから４０ｍｍ、又は５から５０ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２３】
更に別の実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから１ｍｍから４ｍｍ、又は１ｍｍから３ｍｍ、又は１ｍｍから２ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２４】
一実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから少なくとも３ｍｍ、少なくとも５ｍｍ、少なくとも１０ｍｍ、及び少なくとも２０ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。更に別の実施形態では、ビーム結合器は、対物レンズアセンブリから３ｍｍから１０ｍｍの距離に配置される。
【０１２５】
別の実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから約１５０ｍｍの距離に存在する。一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから１００ｍｍから２００ｍｍ、又は１２５ｍｍから２００ｍｍ、又は１５０ｍｍから２００ｍｍ、又は１７５ｍｍから２００ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２６】
一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから１００ｍｍから１７５ｍｍ、又は１００ｍｍから１５０ｍｍ、又は１００ｍｍから１２５ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２７】
一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから１３５ｍｍから１６５ｍｍ、又は１３５ｍｍから１６０ｍｍ、又は１３５ｍｍから１５５ｍｍ、又は１３５ｍｍから１５０ｍｍ、又は１３５ｍｍから１４５ｍｍ、又は１３５ｍｍから１４０ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２８】
一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから１４０ｍｍから１６５ｍｍ、又は１４５ｍｍから１６５ｍｍ、又は１５０ｍｍから１６５ｍｍ、又は１５５ｍｍから１６５ｍｍ、又は１６０ｍｍから１６５ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１２９】
一実施形態では、ビーム結合器は、接眼レンズアセンブリから少なくとも１４０ｍｍ、又は少なくとも１４５ｍｍ、又は少なくとも１５０ｍｍ、又は少なくとも１５５ｍｍを含むがこれらに限定されない距離に配置される。
【０１３０】
更に別の実施形態では、主本体は、スコープ本体の外側中央部分の上で仰角ターレットの下に位置付けられたビーム結合器を有する。
【０１３１】
一実施形態では、ビーム結合器は、組込型表示システムからの出力又は能動ディスプレイ出力の少なくとも一部分を反射して接眼レンズにある観察者の目に至る観察軸上に経路変更し、同時に直接観察光学器械経路に対して良好な透過性の見通し品質を与える部分的に反射性を有するコーティング又は面を有することができる。
【０１３２】
一実施形態では、ビーム結合器は、部分反射コーティングを有する光学ガラス材料又は光学プラスチック材料のような光学材料で製造された立方体とすることができる。コーティングは、均一で無彩色の反射コーティングとすることができ、又は接眼レンズでの透過特性と反射特性の両方を最適化するように偏光性、スペクトル選択性、又はパターン付きのコーティングを用いて適応させることができる。コーティングの偏光及び／又は色は、能動ディスプレイに整合させることができる。この整合は、直接観察光学器械透過経路に対する最小限の影響しか伴わずにディスプレイ光路の反射率及び効率を最適化することができる。
【０１３３】
ビーム結合器を立方体として示すが、一部の実施形態では、ビーム結合器は、組込型表示システム及び観察光軸Ａに沿う直接観察光学器械に対して様々な観察光路長を有することができる。一部の実施形態では、ビーム結合器は、板形態とすることができ、光軸Ａを横断する肉薄反射／透過板を直接観察光学器械経路に挿入することができる。
【０１３４】
一実施形態では、ビーム結合器の位置は、視差誤差を含むがこれに限定されないいずれの誤差も排除するために反射材料に対して調節することができる。ビーム結合器の位置は、ネジシステム、楔システム、又はいずれかの他の適切な機構を用いて調節することができる。
【０１３５】
一実施形態では、ビーム結合器の位置は、視差誤差を含むがこれに限定されないいずれの誤差も排除するためにエレクタチューブに対して調節することができる。
【０１３６】
２．視差システム
一実施形態では、主本体は、視差調節システムを有する。一実施形態では、視差調節システムは、フォーカスセルを視差調節要素に接続するデバイスを使用する。
【０１３７】
一実施形態では、本明細書に開示する観察光学器械は、従来のフォーカスセルと比較してより対物端部の近くに位置付けられたフォーカスセルと、従来フォーカスセルによって占有されていた空間内に位置付けられたビーム結合器とを有する主本体を有する。一実施形態では、接続要素がフォーカスセルを視差調節要素に接続する。
【０１３８】
図５Ａ及び図５Ｂに示す典型的なライフルスコープでは、視差ノブ５１０がフォーカスセルに視差ノブ内のカム溝５３０内に掛かる単純な交差ピン５２０を通して接続され、ノブの回転運動がフォーカスセル内の直線運動に変換される。しかし、本明細書に開示する一部の実施形態では、フォーカスセルは対物側に向けてシフトされ、従って、フォーカスセルを視差調節要素に接続するのに接続デバイスが必要である。
【０１３９】
視差調節システムは、能動ディスプレイの画像と観察光学器械の主本体内のレチクルの間の視差誤差を排除又は低減することができる。本明細書に開示する視差調節システムは、観察光学器械が、光学系の第１の焦点面（ＦＦＰ）内に視差誤差を伴わずに組み込まれたデジタルディスプレイ画像と外界シーンの画像とを有することを可能にする。
【０１４０】
別の実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較してより対物側の近くに位置付けられる。一実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較して約５ｍｍから約５０ｍｍだけ対物レンズ系に近い方にシフトされる。一実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較して少なくとも２０ｍｍだけ対物レンズ系に近い方にシフトされる。一実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較して少なくとも１０ｍｍだけ対物レンズ系に近い方にシフトされる。更に別の実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較して５０ｍｍを上回って対物側に近い方にシフトされることはない。一実施形態では、フォーカスセルは、Ｖｏｒｔｅｘ  Ｄｉａｍｏｎｄｂａｃｋライフルスコープ、Ｖｏｒｔｅｘ  Ｖｉｐｅｒライフルスコープ、Ｖｏｒｔｅｘ  Ｃｒｏｓｓｆｉｒｅライフルスコープ、Ｖｏｒｔｅｘ  Ｒａｚｏｒライフルスコープ内のフォーカスセルの場所と比較して３０ｍｍだけ対物レンズアセンブリに近い方にシフトされる。
【０１４１】
一実施形態では、フォーカスセルは、従来のライフルスコープのフォーカスセルと比較して１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０ｍｍを含むがこれらに限定されない長さだけ観察光学器械の対物側に近い方にシフトされる。
【０１４２】
一実施形態では、デバイスが、シフトされたフォーカスセルを調節ノブに接続する。一実施形態では、このデバイスは、フォーカスセル内に位置付けられた視差調節レンズの遠隔場所を可能にする。一実施形態では、この機械的デバイスは、プッシュロッド、ロッド、シャフトである。
【０１４３】
一実施形態では、ロッドは、長さが約５ｍｍから約５０ｍｍのものである。一実施形態では、ロッドは、長さが少なくとも２０ｍｍのものである。一実施形態では、ロッドは、長さが少なくとも１０ｍｍのものである。更に別の実施形態では、ロッドは、長さが５０ｍｍよりも大きくないものである。
【０１４４】
一実施形態では、ロッドは、長さが１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０ｍｍのものである。
【０１４５】
図５Ｃ〜図５Ｆは、本発明の開示の一実施形態による観察光学器械の主チューブ２１０内の視差調節システムの代表的な概略図である。図５Ｃに示すように、ロッド又はシャフトのようなデバイス５３０が、観察光学器械の対物端部に近い方に移動されたフォーカスセル（視差レンズ）５３５を視差調節ノブアセンブリ内の視差カム軌道ピン５４０に接続する。視差レンズの場所シフトは、プリズムレンズに対して必要な空間を第１の焦点面の前に与える。接続ロッドの一端はフォーカスセルに結合され、他端はカムピンに結合される。
【０１４６】
図５Ｄは、視差レンズを有するフォーカスセル５３５を視差調節アセンブリ５５０のカム軌道５４５内に掛かる視差カム軌道ピン５４０に接続するデバイス５３０を示している。一実施形態では、視差調節アセンブリ５５０は、カムピンを移動して視差レンズを調節する回転可能要素を有する。
【０１４７】
図５Ｅに示すように、観察光学器械の主本体内にビーム結合器（プリズムレンズ）に対する空間を与えるために、フォーカスシェルが対物レンズアセンブリに近い方にシフトされる。従って、フォーカスセルを視差ノブアセンブリに接続するための機構が必要である。接続デバイス５３０が、フォーカスセルを視差ノブアセンブリ５６０のカム溝内に掛かるカムピン５４０に接続する。
【０１４８】
図５Ｆに示すように、カムピン５４０は、視差ノブアセンブリ５６０のカム溝５４５内にも要し、視差ノブアセンブリによるフォーカスセルの調節を可能にする。
【０１４９】
一実施形態では、視差レンズを有する主本体内でシフトされたフォーカスセルは、ビーム結合器を対物レンズ系の第１の焦点面の前に組み込むための空間を与える。
【０１５０】
一実施形態では、本明細書に開示するライフルスコープの主本体内のビーム結合器は、従来のライフルスコープ内で一般的にフォーカスセルが装着される空間内に位置付けられる。
【０１５１】
一実施形態では、本発明の開示は、（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズ系とビーム結合器の間に位置付けられたフォーカスセルであって、ビーム結合器がフォーカスセルと第１の焦点面レチクルの間に置かれる上記フォーカスセルと、（ｅ）フォーカスセルを視差調節要素に接続するロッドとを含む観察光学器械に関する。一実施形態では、ロッドは、フォーカスセルを視差調節要素のカムピンに接続する。一部の実施形態では、視差調節要素はノブを有する。
【０１５２】
３．倍率追跡システム
レチクルが第１の焦点面にある場合に、レチクルは、エレクタ系の前にあり、従って、拡大画像を発生するレンズ位置変化と比例して変化する。エレクタ系は、接眼本体の近くのライフルスコープの外側部分の上に位置付けられた倍率リングを用いて位置を変化させる。一般的に、倍率リングは、ネジによって外側エレクタスリーブに接続され、倍率リングが回転された時にそれと共に外側エレクタスリーブが回転し、それによってカム溝が、エレクタ系内に位置付けられたズームレンズの位置を変化させる。デジタル画像を第１の焦点面上に投影する時にデジタル画像を使用可能にするためには、この画像をレチクルのスケーリングによってスケーリングしなければならない。
【０１５３】
一実施形態では、図６に示すように、外側エレクタスリーブ６２０の外径上に電位差計ワイパー６１０が位置付けられる。電位差計ワイパーは、ライフルスコープの主本体２１０の内径上に位置付けられた膜電位差計７１０に接触する（図７を参照されたい）。
【０１５４】
図８に示すように、一実施形態では、電位差計ワイパー６１０は、膜電位差計７１０との接触を維持することを保証するために２つの接触点を有する板バネである。板バネは、外側エレクタスリーブ６２０と内側エレクタチューブの間に位置付けられる。電位差計ワイパー６１０は、ライフルスコープの内径上で倍率リングスロットネジ８２０の反対にある内壁上に位置付けられる。電位差計ワイパー６１０は、スコープチューブの内面に接着剤を用いて固定される。
【０１５５】
一実施形態では、電位差計ワイパーは、外側エレクタスリーブの外径上に完全に平坦に横たわる機能を有する。一実施形態では、電位差計ワイパーは、外側エレクタスリーブ上に内側から配置される。
【０１５６】
一実施形態では、電位差計ワイパーは、図８の倍率リング８１０上には配置されない。
【０１５７】
本明細書に開示する倍率追跡システムは内側に位置付けられ、いずれの部分も環境に露出されず、それによっていくつかの利点がもたらされる。第１に、システムは内側にあり、その結果、ワイパー／エレクタ系を環境から保護するのにいずれのシールも必要とされない。第２に、倍率追跡システムは、エレクタ系がライフルスコープ内に位置付けられた時に完成する。それにより、異物が倍率リングの外面上のネジ孔を通ってシステムに進入する可能性が排除される。
【０１５８】
４．追加構成要素
一実施形態では、観察光学器械は、ライフルスコープと一体的なボタン又は外側に取り付けられたボタンによって制御することができる。
【０１５９】
一実施形態では、観察光学器械の主本体は、カメラシステムを有することができる。
【０１６０】
一実施形態では、観察光学器械の主本体は、１又は２以上の計算システムを有することができる。下記で説明する組込型表示システムは、計算システムと通信しているか又は他に関連することができる。一部の実施形態では、計算システムは、観察光学器械の第１のハウジング又は本体内に封入することができる。一部の実施形態では、計算システムは、観察光学器械の外側部分に結合することができる。
【０１６１】
図９は、本発明の開示の実施形態による観察光学器械の様々な電子構成要素のブロック図である。バッテリ９０２が、計算システム又は制御モジュール９０４及び能動ディスプレイ９０６に電力を供給することができる。一実施形態では、計算システム９０４は、ユーザインタフェース９０８と、データ入力デバイス９１４と、プロセッサ９１０と、メモリ９１６と、１又は２以上のセンサ９１２とを制限なく含むことができる。
【０１６２】
一実施形態では、ユーザインタフェース９０８は、ボタン、キー、ノブ、タッチ画面、ディスプレイ、スピーカ、マイクロフォンのような複数の入力デバイス及び／又は出力デバイスを含むことができる。例えば、ボタンのようなユーザインタフェースの一部の構成要素は、例えば、風データ、表示強度データ、レチクル強度データ、弾道プロファイルデータ、弾道係数データ、砲口初速データ、１次零点規正データ、ライフルスコープシステムの静的条件、ＧＰＳ座標データ、方位計座標データ、砲腔軸から観察光軸までの高さデータのようなデータを手動入力するのに使用することができる。これらのデータは、プロセッサが受信してメモリ内に保存することができる。データは、プロセッサがアルゴリズム内で又はアルゴリズムを実行するのに使用することができる。
【０１６３】
データ入力デバイス９１４は、有線又は無線の通信デバイスを含むことができ、及び／又は例えばＵＳＢポート、ミニＵＳＢポート、メモリカードスロット（例えば、マイクロＳＤスロット）、ＮＦＣ送受信機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送受信機、ファイヤワイヤ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）送受信機、Ｗｉ−Ｆｉ送受信機、８０２．６デバイス、及びセルラー通信デバイスなどのようなあらゆるタイプのデータ伝達技術を含むことができる。データ入力デバイスという用語を使用するが、そのようなデバイスは、双方向通信に対して使用することができ、データ出力も可能にすることに注意しなければならない。
【０１６４】
一実施形態では、プロセッサ９１０は、入力を受信してアルゴリズム及び／又は処理を実行することができる当業技術で公知のあらゆるタイプのプロセッサとすることができ、１又は２以上の汎用プロセッサ、及び／又は１又は２以上の専用プロセッサ（デジタル信号処理チップ、及び／又はグラフィック高速化チップなどのような）を制限なく含むことができる。プロセッサは、ライフルスコープの作動において様々な処理、アルゴリズム、及び／又は方法を制御するのに使用することができる。プロセッサは、表示システム及び／又はレチクルの作動を制御することができる。プロセッサは、ユーザインタフェース、データ入力、メモリ、センサ、調節可能構成要素の位置に関する位置符号器（例えば、垂直調節ノブ、偏流調節ノブ、又は視差ダイヤル）、及び／又は他のソースからの入力を受信することができる。
【０１６５】
一実施形態では、メモリ９１６は、プログラム可能なもの及び／又はフラッシュ更新可能なものなどとすることができるランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）及び／又は読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）のようなあらゆるタイプのデジタルデータストレージを含むことができる。他の実施形態では、メモリは、例えば、ディスクドライブ、ドライブアレイ、光学ストレージデバイス、又は固体ストレージデバイスを含む外部接続デバイスからのメモリを含むことができる。一部の実施形態では、メモリは、例えば、弾丸が所与の距離にわたって落下する量及び／又は弾丸の水平偏向を補正するのに使用することができるデータを含む弾道情報を格納するように構成することができる。
【０１６６】
データは、別のデバイスから入力され（例えば、プロセッサは、コンピュータ、ラップトップ、ＧＰＳデバイス、距離計、タブレット、又はスマート電話のような別のデバイスから入力することができるデータをデータ入力デバイスを通して受信することができる）、メモリに格納することができる。そのようなデータは、例えば、較正データ、回転データ及び／又は直線データと射撃到達距離値とを相互参照する弾道プロファイルルックアップテーブル、ライフルデータ、放出体データ、ユーザデータなどを含むことができる。
【０１６７】
センサ９１２は、ライフルスコープの使用に関する様々な環境条件又は環境特性のうちのいずれかを感知するのに使用することができる。例えば、センサは、大気条件（湿度、温度、気圧のような）、傾き、ライフル傾斜、及び／又はライフルの照準方向（方位計の方向）を感知することができる。あらゆる個数のセンサを含めることができる。センサデータは、プロセッサが記録し、メモリ内に保存し、及び／又は観察光学器械の作動のための命令の処理に対して使用することができる。
【０１６８】
制御モジュール９０４は、作業メモリ９１６に置くことができるソフトウエア要素を含むことができる。ソフトウエア要素は、オペレーティングシステム及び／又は１又は２以上のアプリケーションプログラムのような他のコードを含むことができる。
【０１６９】
一実施形態では、カメラは、制御モジュールと通信することができる。
【０１７０】
Ｂ．第２のハウジング
一実施形態では、第２のハウジングは第１のハウジングに結合され、組込型表示システムを含む。一実施形態では、第２のハウジングは、観察光学器械の主本体の一部分に結合された台座である。一実施形態では、台座は、観察光学器械の主本体から分離可能である。
【０１７１】
一実施形態では、第２のハウジングは、画像安定化デバイスではない。一実施形態では、組込型表示システムを有する台座の長さは、台座が結合されたライフルスコープの主本体の長さの３５％から７０％である。更に別の実施形態では、組込型表示システムを有する台座は、台座が結合されたライフルスコープの主本体の長さの４０％から６５％の長さのものである。更に別の実施形態では、組込型表示システムを有する台座は、台座が結合されたライフルスコープの主本体の長さの６５％よりも大きくない長さのものである。
【０１７２】
一実施形態では、ライフルスコープの主本体は、組込型表示システムを有する台座の長さの約２．５×の長さのものである。更に別の実施形態では、主本体は、組込型表示システムを有する台座の長さの１．５×から２．５×の長さのものである。更に別の実施形態では、主本体は、組込型表示システムを有する台座の長さの少なくとも１．５×の長さのものである。
【０１７３】
図２に示すように、台座２２０は、ライフルスコープのスコープ主本体２１０にボルト止めすることができ、完全に封入され、組み込まれたシステムが形成される。台座２２０は、次に、従来のライフルスコープリングを必要とせずに火器に直接取り付けることができる。
【０１７４】
図１０は、主本体２１０と台座２２０とを有するライフルスコープ２００の上面図を示している。図１０は、台座２２０が、いずれの位置でもライフルスコープを膨らませない又はライフルスコープに従来のライフルスコープとの釣り合いを失わせないことを例証している。主本体と台座とを有する本明細書に開示するライフルスコープは、従来の流線形ライフルスコープ設計を維持する。
【０１７５】
図１１は、ライフルスコープの主本体２１０に取り付けられた台座２２０を示している。台座２２０は、主本体２１０の外縁に位置合わせされ、それと正確に重なっている。
【０１７６】
一実施形態では、図２に示すように、組込型表示システムを有する台座は、ライフルスコープの主本体２１０の底面に結合され、台座の一端は、主本体２１０の倍率選択リング又は倍率リング２１２の周りに結合され、台座の他端は主本体の対物レンズアセンブリ２１４の始端の周りに結合する。一実施形態では、台座２２０は、ネジ付きファスナ、ネジなしの一体的及び非一体的な設置特徴部及び反動伝達特徴部、及び弾性シールによって主本体２１０に結合される。
【０１７７】
一実施形態では、台座には、デジタルディスプレイを発生させるのに必要な構成要素を実施することができ、台座は、次に、ライフルスコープのスコープ主本体にボルト止めすることができ、完全に封入され、組み込まれたシステムが形成される。
【０１７８】
一実施形態では、主本体と主本体に結合された台座とを有する観察光学器械は、従来のライフルスコープリングを必要とせずに火器に結合することができる。一実施形態では、観察光学器械は、主本体と、主本体に結合され、装着レールを有する底面を有する台座とを有する。
【０１７９】
一実施形態では、観察光学器械の台座は、望ましい火器、機器、又はデバイスに装着するための装着レールを含むことができ、光学器械の仰角位置を調節するための仰角調節ドラムを含む調節機構を有することができる。一般的に、左右の調節に向けて更に横方向調節機構が位置付けられる。調節機構は、保護キャップで覆うことができる。
【０１８０】
一実施形態では、台座の上面は、観察光学器械の底面に結合され、台座の底面は装着レールを有する。一実施形態では、台座の上面は、観察光学器械の主本体の底面内の横方向の裂け目に結合する。
【０１８１】
一実施形態では、台座は、能動ディスプレイを用いて画像を発生させ、発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のためにこれらの画像を表示光軸に沿って向けるための組込型表示システムを含み、発生画像は、観察光学器械の主本体の第１の焦点面の中に注入される。
【０１８２】
１．組込型表示システム
一実施形態では、第２のハウジングは組込型表示システムを含む。別の実施形態では、台座が組込型表示システムを含む。更に別の実施形態では、組込型表示システムを有する台座はライフルスコープの主本体に結合される。更に別の実施形態では、台座は、ライフルスコープの主本体の底の一部分に結合される。
【０１８３】
一実施形態では、台座は、能動ディスプレイと、集光器光学器械と、限定ではないがミラーを含む反射材料とを含む組込型表示システムを有する。一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイに集光器光学器械が続き、それにミラーのような反射材料が続く構造を有する。
【０１８４】
図１２は、観察光学器械の主本体に結合する台座２２０の上面切り欠き図を示している。台座２２０は、マイクロディスプレイ１２１０と、集光器光学器械１２２０と、ミラー１２３０とを有する組込型表示システムを含む。一実施形態では、ミラー１２３０は、あらゆる適切な角度で配置することができる。
【０１８５】
図１３は、マイクロディスプレイ１２１０と、集光器光学器械１２２０と、ミラー１２３０とを有する組込型表示システムを有する台座２２０の切り欠き側面図を示している。主本体２１０は、ミラー１２３０の上方に位置付けられたビーム結合器３２０を有する。
【０１８６】
図１４は、主本体２１０と分離可能台座２２０とを有するライフルスコープの切り欠き側面図を示している。台座２２０は、マイクロディスプレイ１２１０と、集光器光学器械１２２０と、ミラー１２３０とを含む。ミラー１２３０は、約４５度で配置される。スコープ主本体２１０は、傾斜したミラー１２３０のほぼ上方に位置付けられたビーム結合器３２０を有する。ビーム結合器３２０は、スコープ主本体２１０の仰角調節ノブ１４１０のほぼ下方に位置付けられる。能動ディスプレイ１２１０は、台座２２０が観察光学器械の主本体２１０に結合される時に台座内で接眼レンズアセンブリ側１４２０に位置付けられる。
【０１８７】
図１５に示すように、マイクロディスプレイ１２１０によって発生された画像は、第１の焦点面１５１０内でこれらのデジタル画像を観察者が光学器械を通して観察しているシーンの画像上に同時に重ねる又はオーバーレイするために、表示光軸Ａからミラー１２３０を通して主本体２１０内のビーム結合器３２０に通すことによって観察光軸Ａ上に経路変更することができる。ビーム結合器３２０は、第１の焦点面１５１０の前に配置され、結合画像は、第１の焦点面上にフォーカスされ、表示画像と観察画像とは互いに対して移動しない。これは、画像を第２の焦点面の中に注入するデバイスと比較して主な進歩である。
【０１８８】
一実施形態では、図１６に示すように、台座がライフルスコープの主本体に結合された時に、能動ディスプレイ１２１０は、ライフルスコープの主本体の接眼レンズアセンブリと比較して対物レンズアセンブリ１６１０に最も近い台座の一部分に位置付けられる。ライフルスコープの主本体は、アナログレチクル１６１０を有する。
【０１８９】
図１７は、ビーム結合器３２０を有する主本体２１０と、主本体に結合されて組込型表示システムを有する台座２２０とを有するライフルスコープ２００を示している。図１７に示すように、台座がライフルスコープの主本体に結合された時に、能動ディスプレイ１２１０は、ライフルスコープの主本体の対物レンズアセンブリと比較して接眼レンズアセンブリに最も近い台座の一部分に位置付けられる。組込型表示システムからの画像を第１の焦点面の上に重ねることにより、ユーザは、照準目的で従来のガラスエッチドレチクル１６１０を依然として使用することもできる。
【０１９０】
一実施形態では、組込型表示システムは、発生画像を能動ディスプレイから表示光軸Ａに沿って向けることができる。発生画像は、発生画像を観察者が主本体の光学器械を通して観察しているシーンの画像上に同時に重ねるか又はオーバーレイするために、表示光軸Ａから台座内のミラーへ、更にライフルスコープの主本体内のビーム結合器に向けることができ、結合画像は、次に、主本体の光学系の第１の焦点面上に注入又はフォーカスされる。
【０１９１】
一実施形態では、台座内の能動ディスプレイからの発生画像は、ライフルスコープの主本体の第１の焦点面上にフォーカスされ、それによってディスプレイ発生画像が外部装着付属品との位置合わせを維持することが可能になる。
【０１９２】
一実施形態では、台座内の能動ディスプレイからの発生画像は、ライフルスコープの主本体の第１の焦点面上にフォーカスされ、従って、発生画像はエレクタチューブの移動に結び付けられない。発生画像は、エレクタチューブの移動に依存しない。
【０１９３】
一実施形態では、能動マイクロディスプレイからの光は、光学レンズ群によって集光される。ディスプレイからの光は、ライフルスコープの主チューブアセンブリ内のビーム結合器に反射され、ライフルスコープの第１の焦点面と一致する表示画像が形成される。この表示画像は、シーン（ターゲット）から到着する画像と結合され、従来のワイヤレチクル又はガラスエッチドレチクルの「下」にあるように知覚される。一実施形態では、依然として利用される「従来」のレチクルは、シーン画像と表示画像の両方を遮蔽する。ディスプレイの輝度が十分な輝度レベルまで高められた場合に、ＯＬＥＤディスプレイの画像は、シーン画像を飽和させることになり、シーンを遮蔽するように見えることにもなる。
【０１９４】
更に別の実施形態では、台座内の組込型表示システムは、発生画像を表示光軸「Ｂ」に沿ってライフルスコープ内の観察光軸Ａ上に向けることができる。これらの画像は、台座内のミラー又は類似の反射材料を用いて表示光軸Ｂから主本体内のビーム結合器へ、更に主本体内の観察光軸Ａ上に経路変更することができ、それによって発生画像を観察者が主本体の光学器械を通して観察しているシーンの画像上に同時に重ねるか又はオーバーレイすることが可能になる。台座内の能動ディスプレイからの発生画像は、ミラーに向けて誘導され、ミラーは、これらの画像をビーム結合器に反射する。
【０１９５】
一実施形態では、表示光軸「Ｂ」と観察光軸「Ａ」は実質的に平行であるが、他の実施形態は、必要に応じて別様に向けることができる。
【０１９６】
Ａ．能動ディスプレイ
一実施形態では、組込型表示システムは能動ディスプレイを有する。一実施形態では、能動ディスプレイは、マイクロコントローラ又はコンピュータによって制御される。一実施形態では、能動ディスプレイは、能動ディスプレイにビデオ信号を出力するために組込型グラフィックコントローラを有するマイクロコントローラによって制御される。一実施形態では、情報を観察光学器械内に無線で又はケーブルポートを通じた物理的接続によって送ることができる。更に別の実施形態では、多くの入力ソースをマイクロコントローラに入力して能動ディスプレイ上に表示することができる。
【０１９７】
一実施形態では、能動ディスプレイは、マイクロディスプレイ、透過性能動マトリックスＬＣＤディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ｆｅ−インクディスプレイ、プラズマディスプレイ、セグメントディスプレイ、電界発光ディスプレイ、面伝導電子放出ディスプレイ、量子ドットディスプレイを含むがこれらに限定されない反射性、透過性、又は発光性のマイクロディスプレイとすることができる。
【０１９８】
一実施形態では、ＬＥＤアレイはマイクロピクセル化ＬＥＤアレイであり、ＬＥＤ要素は、一般的に、７５μｍよりも小さいピクセルサイズを有するマイクロピクセル化ＬＥＤ（本明細書ではマイクロＬＥＤ又はμＬＥＤとも呼ぶ）である。一部の実施形態では、ＬＥＤ要素の各々は、約８μｍから約２５μｍの範囲にわたるピクセルサイズと、約１０μｍから約３０μｍの範囲にわたるピクセルピッチ（マイクロＬＥＤアレイ上で垂直と水平の両方に）とを有することができる。一実施形態では、マイクロＬＥＤ要素は、約１４μｍの均一なピクセルサイズを有し（例えば、全てのマイクロＬＥＤ要素が小さい公差しか伴わない同じサイズをものである）、マイクロＬＥＤアレイ内で約２５μｍの均一なピクセルピッチで配置される。一部の実施形態では、ＬＥＤ要素の各々は、２５μｍ又はそれよりも小さいピクセルサイズと、約３０μｍ又はそれよりも小さいピクセルピッチとを有することができる。
【０１９９】
一部の実施形態では、マイクロＬＥＤは、無機物とし、窒化ガリウム発光ダイオード（ＧａＮ  ＬＥＤ）に基づくとすることができる。マイクロＬＥＤアレイ（格子又は他のアレイに配置された多くのμＬＥＤを含む）は、外部切換又はフィルタリングシステムに基づかない高密度発光マイクロディスプレイをもたらすことができる。一部の実施形態では、ＧａＮ系マイクロＬＥＤアレイを透明なサファイア基板上に成長させる、接合する、又は他に形成することができる。
【０２００】
一実施形態では、サファイア基板は、マイクロＬＥＤの内部量子効率及び光取り出し効率を高める（すなわち、マイクロＬＥＤの面からより多くの光を取り出す）ためにテクスチャ加工、エッチング、又は他にパターン化される。他の実施形態では、マイクロＬＥＤを接合する前に基板を被覆してＧａＮ系マイクロＬＥＤ及びマイクロＬＥＤアレイの光効率及び出力電力を更に改善するために、パターン付きサファイア基板上に銀ナノ粒子を堆積／分散させることができる。
【０２０１】
一実施形態では、能動ディスプレイは、単色とすることができ、又はフルカラーを提供することができ、一部の実施形態ではマルチカラーを提供することができる。一実施形態では、他の適切な設計又はタイプのディスプレイを使用することができる。能動ディスプレイは、電子機器によって駆動することができる。一実施形態では、電子機器は、表示機能を提供することができ、又はそのような機能をこの回路と通信している別のデバイスから受け入れることができる。
【０２０２】
一実施形態では、能動ディスプレイは、能動ディスプレイを光で照明するためのＬＥＤバックライトのようなバックライトの照明又は光源、デバイス、装置、又は部材を含むバックライトアセンブリを有するバックライト／ディスプレイのアセンブリ、モジュール、又は配置の一部とすることができる。一部の実施形態では、バックライト光源は、大面積ＬＥＤとすることができ、第１のレンズ又は組み込みレンズを含むことができ、第１のレンズは、発生光を集光して第２の照明レンズ又はコンデンサーレンズに誘導し、第２のレンズは、この光を集光し、集中化して表示光軸Ｂに沿って良好な空間均一性及び角度均一性を伴って能動ディスプレイ上に向ける。バックライトアセンブリ及び能動ディスプレイは、低電力でありながら、光学器械を通る非常に高輝度の現実世界視像と同時に観察される画像に十分な高輝度を与えることができる。
【０２０３】
バックライト色は、いずれかの単色であるように選択することができ、又はフルカラーマイクロディスプレイをサポートするために白色とすることができる。バックライトの性能を最適化するために他の光源、導波管、拡散器、マイクロ光学器械、偏光子、複屈折構成要素、光学コーティング、及び反射器のような他のバックライト設計要素を含めることができ、これらの要素は、能動ディスプレイの全体サイズ要件、並びに輝度、電力、及びコントラストの要望に適合する。
【０２０４】
図１６及び図１７は、主本体に結合する台座内の組込型表示システムの代表例を示し、ディスプレイ、光学系、及びミラーを示している。組み込みシステムは、その上方に示す観察光学器械の主本体に収容された光学系と共に機能する。
【０２０５】
使用することができるマイクロディスプレイの代表例は、ＭＤＰ０１（シリーズ）ＤＰＹＭ、ＭＤＰ０２、及びＭＤＰ０５を含むＭｉｃｒｏｏｌｅｄと、ＳＶＧＡのようなＥｍａｇｉｎと、ピクセルピッチが９．９ｘ９．９ミクロン及び７．８ｘ７．８ミクロンのマイクロディスプレイと、Ｋｏｐｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって生産されているもののようなＬｉｇｈｔｎｉｎｇ  Ｏｌｅｄ  Ｍｉｃｒｏｄｉｓｐｌａｙとを含むがこれらに限定されない。ＶｕｅＲｅａｌ及びＬｕｍｉｏｄｅによって生産されているものを含むがこれらに限定されないマイクロＬＥＤディスプレイを使用することができる。
【０２０６】
一実施形態では、能動ディスプレイと協働する電子機器は、表示記号を生成し、表示のための出力をフォーマット設定する機能を含み、更にバッテリ情報、電力調節回路、ビデオインタフェース、シリアルインタフェース、及び制御機能を含むことができる。表示重ね合わせユニットの更に別の又は異なる機能のための他の特徴を含めることができる。電子機器は、表示機能を提供することができ、又はそのような機能をこの回路と通信している別のデバイスから受信することができる。
【０２０７】
一実施形態では、能動ディスプレイは、状況認識に向けて光学器械を通して捉えられる観察画像と共に接眼レンズを通して観察するための能動ターゲットレチクル、距離測定値及び風情報、ＧＰＳ及び方位計の情報、火器傾き情報、ターゲット発見、認識及び識別（ＩＤ）情報、及び／又は外部センサの情報（センサのビデオ及びグラフィック）又は画像を含むテキスト、英数字、グラフィック、記号、及び／又はビデオ映像、アイコンなどを含むがこれらに限定されない画像を発生させることができる。直接観察光学器械は、エッチドレチクルと砲口照準器とを含み又は保持し、高い分解能を保有することができる。
【０２０８】
一実施形態では、能動ディスプレイの利用は、プログラム可能な電子照準点を視野内のいずれかの場所に表示することを可能にする。この場所は、ユーザが決定することができる（超音速弾と亜音速弾の両方を放出し、従って、２つの異なる軌道及び「ゼロ」を有するライフルの場合と同じく）、又は弾道計算器から受信した情報に基づいて計算することができる。それにより、長距離射撃に向けて射撃間隔毎に更新されることになる「落下補償」された照準点が与えられることになる。
【０２０９】
一実施形態では、能動ディスプレイは、最大垂直補償をもたらすように向けることができる。一実施形態では、能動ディスプレイは、その幅よりも大きい高さを有するように配置される。
【０２１０】
一実施形態では、能動ディスプレイは、図１８に示すように向けられ、それによってライフルスコープ内で能動レチクルの垂直調節１８１０の範囲の最大化が可能になる。垂直調節の最大化は、より長い距離でのシナリオの弾道補償を可能にすることで有利である。
【０２１１】
一実施形態では、組込型表示システムは、能動ディスプレイと電子通信しているプロセッサを更に含む。
【０２１２】
別の実施形態では、組込型表示システムは、メモリ、少なくとも１つのセンサ、及び／又はプロセッサと電子通信している電子通信デバイスを含むことができる。
【０２１３】
測距のための使用方法
一実施形態では、能動ディスプレイは、レーザ距離計から得られた距離測定値を表示することができる。一実施形態では、ＬＲＦは観察光学器械に結合することができる。一実施形態では、ＬＲＦは、ライフルスコープの外側スコープ本体に直接に結合される。別の実施形態では、ＬＲＦの一部分がライフルスコープのスコープ本体の外側部分に直接に結合される。
【０２１４】
一実施形態では、ＬＲＦは、ライフルスコープの外側スコープ本体に間接的に結合される。一部の実施形態では、ＬＲＦの一部分が、ライフルスコープのスコープ本体の外側部分に間接的に結合される。
【０２１５】
更に別の実施形態では、ＬＲＦは、ライフルスコープに結合されず、ライフルスコープと有線又は無線のいずれかを通して通信する。
【０２１６】
一般作動では、ＬＲＦは、投影光学器械を通してシーン内に投影されるレーザ光パルスを供給する。このレーザ光は物体を照明し、レーザ光の一部分がＬＲＦに向けて反射して戻される。デバイスに戻る反射レーザ光の部分は、受光光学系によって取り込まれ、検出器に向けられる。デバイスは、レーザ光パルスが送出された時に開始して帰還レーザ光が検出された時に停止するタイマーを含む。デバイスの計算器部分が、レーザ光パルスの送出から帰還反射レーザ光の検出までの持続時間を用いて物体までの距離を計算する。
【０２１７】
一実施形態では、距離計算値は能動ディスプレイに送信され、発生画像（距離の測定値又は計算値）を観察者が観察光学器械を通して観察しているシーンの画像上に同時に重ねるか又はオーバーレイするために、これらの画像（距離の測定値又は計算値）は、ミラー及びビーム結合器を用いて表示光軸「Ｂ」から観察光軸Ａ上に経路変更される。
【０２１８】
偏流距離バー
別の実施形態では、能動ディスプレイは、偏流距離を発生させることができる。一実施形態では、ユーザが、風値の範囲を供給することができ、ソフトウエアが、偏流データ、例えば、偏流距離変化バーを発生させることができる。一実施形態では、偏流データは能動ディスプレイに送信され、発生画像、例えば、偏流距離変化バーを観察者が観察光学器械を通して観察しているシーンの画像上に同時に重ねるか又はオーバーレイするために、これらの画像（偏流距離変化バー）は、ミラー及びビーム結合器を用いて表示光軸「Ｂ」から観察光軸「Ａ」上に経路変更される。
【０２１９】
一実施形態では、偏流データは、最低風持続点から最大風持続点までを含む。
【０２２０】
一実施形態では、偏流データは、能動ディスプレイに送信され、能動ディスプレイは、適切な風持続時にデジタルレチクルを視野内に発生させることができる。
【０２２１】
心理的合図のための表示色
一実施形態では、能動ディスプレイは、超過レベルの情報を即解フォーマットでユーザに伝達するために彩色表示を発生させることができる。一実施形態では、能動ディスプレイは、放出への準備程度を示すための一連の色分けされた記号を発生させることができる。
【０２２２】
一実施形態では、能動ディスプレイは、ターゲットシーン内で物体を色分けするために一連の色分けされた記号を発生させることができる。一実施形態では、能動ディスプレイは、友軍を敵軍から色分けすることができる。別の実施形態では、能動ディスプレイは、当該のターゲットを色分けすることができる。
【０２２３】
一実施形態では、能動ディスプレイは、偏流調節ステータスを示すための一連の色分けされた記号を発生させることができる。一実施形態では、赤いドットは、偏流調節が完了していないことを示すことができ、それに対して緑の記号は、偏流調節が完了したことを示すことができる。
【０２２４】
別の実施形態では、能動ディスプレイは、色付きの照準点を発生させることができる。一実施形態では、偏流、距離、及び仰角を含むがこれらに限定されない適正な調節が実施されなかった場合に照準点は赤色になる。別の実施形態では、全てではなく一部の調節が完了している場合に、照準点は黄色になる。更に別の実施形態では、全ての必要な射撃調節が完了し、照準点が完全に補償されている場合に照準点は緑色になる。
【０２２５】
更に別の実施形態では、照準点の調節に関する類似のステータス情報を伝達するために記号の点滅と定常状態とを利用することができる。
【０２２６】
更に別の実施形態では、能動ディスプレイは、ステータスを示すために彩色状態で示されるテキストを発生させることができる。一実施形態では、赤いテキストは、入力においてパラメータが入力又は計算されていないことを示すことができ、テキストに対する緑色は、入力又は計算されたパラメータを示している。
【０２２７】
測距での打撃ゾーンのためのマーカ
一実施形態では、能動ディスプレイは、ユーザが放出体の打撃ゾーンを迅速に取り囲む又は包囲することを可能にするために円、正方形、又は他の形状を発生させることができる。
【０２２８】
ホールドオーバー推定及び補償
別の実施形態では、能動ディスプレイは、移動するターゲットが補償された照準点を移動の方向及び速度に関するユーザ入力に基づいて発生させることができる。例えば、ユーザは、毎時５マイルの左への移動速度を入力することができる。この移動速度は、風と移動とが同じ方向にある場合は偏流値に加算され、風と移動とが反対方向にある場合は偏流値から減算されることになる。これに関して、照準点及び／又は偏流値バーがディスプレイ上にプロットされている場合に、照準点は、ユーザが、移動を補償するために移動するターゲットの前に照準点を配置しなければならないのではなく、照準点ドットを望ましい打撃ゾーン上に配置して射撃を行うことを可能にするための適正なホールドオーバー量を含むことになる。
【０２２９】
カメラ及び遠隔表示操作を通じたチーム軍事行動
一実施形態では、能動ディスプレイは、ネットワークインタフェースとの併用で更に別のレベルの高度な軍事行動及び使用を可能にする。一実施形態では、複数の射手のレチクル画像をネットワーク上で観察することができる。各射手のレチクルカメラ画像が１又は２以上のコンソール上に示され、ネットワーク処理及びネットワークインタフェースは、これまで個々のライフルスコープでは利用可能ではなかった集団レベルの連携、訓練、及び協力を可能にする。
【０２３０】
訓練及び指導
訓練又は指導シナリオでは、指導者が、各射手が各自のレチクルをそれぞれのターゲット上にどの程度位置合わせされているかを確認することができる。レチクル位置合わせを実際に確認することができることにより、指導者又はトレーナーは、次に、調節及び再配置に関する指示を音声指示によって与えることができる（例えば、無線で又は直接に）。
【０２３１】
別の実施形態では、指導者のコンソールには、マウス又はジョイスティックのようなポインティング手段を設けることができ、関連の制御データが、このコンソールからネットワーク上でライフルの組込型表示システムに伝達される。この時に、この指導者のマウス又はジョイスティックは、各射手のスコープのディスプレイ内で追加のドット又はポインタを制御し、それによって指導者が、どのターゲットを使用すべきか、どの距離マーカバーを使用すべきか、及びターゲットに対してレチクルを何処に配置するかを射手に視野的に示すことが可能になる。一実施形態では、指導者が各射手に個別化した指示を与えることができるように、各射手に、各自の指導者のドットを提供することができる。
【０２３２】
発射連携
別の実施形態では、能動ディスプレイを複数の射手から構成された射撃チームの連携及び実施に対して使用することができる。一実施形態では、チームの司令官が指導者のコンソールを操作し、指導者のドットを用いてレチクル配置の変更を通信する等を行いながらターゲットを各射手に割り当てるのを助ける。
【０２３３】
遠隔精査及び承認のためのスナップショット
別の実施形態では、能動ディスプレイ及びネットワーク処理は、制御手段が与えられた射手が、自分のレチクル視像の「スナップショット」を撮影することを可能にすることができる。ユーザのレチクル視像のこのスナップショットは、問題のターゲットの画像を含むことができる。司令官又は指導者は、画像を受信すると、それを精査して射撃実行を承認又は否認する。例えば、指導シナリオでは、ユーザは、狩猟することが合法な（年齢、種属、性別のような）動物であると自分が思う動物のスナップショットを撮影することができる。指導者は、それに同意した場合に射手のレチクル内で指導者のドットを配置するか又は移動することによってそのことを示すことができる。
【０２３４】
ターゲットのバイオメトリック分類
別の実施形態では、レチクル画像のスナップショットは、顔認識システムのようなバイオメトリック認識処理及び／又は分類処理によって受信される。バイオメトリック認識処理及び／又は分類処理は、表示制御論理部内に組み込むなどで銃に内蔵することができ、又はネットワーク上で相互接続されて銃から離れたものとすることができる。認識処理及び／又は分類処理の結果は、それをネットワーク上で制御論理部に送信し、表示を適切に更新することによってレチクル内に提供することができる。
【０２３５】
並列画像表示
別の実施形態では、ネットワーク上で組込型表示システムに画像がダウンロードされ、レチクル内にターゲットの観察画像と同時に表示される。ダウンロード画像は、現在観察中のターゲットと、射手が撮影するように指示されたもの又は撮影しようと望むものと類似の以前に撮影したターゲットの画像又は写真とのユーザによる並列比較を行うために使用することができる。例えば、雌ジカの季節中に、新人射手にレチクルでの参照に向けて雌ジカの画像を提供することができ、この画像をスコープを通して観察している実際の動物と実時間で比較することができる。軍事用途又は法執行用途では、捜索中の敵又は逃亡者の画像をスコープを通して観察中の人物の顔との狙撃手による実時間比較に向けてレチクル内に表示することができる。
【０２３６】
能動ディスプレイの代表例
ａ．５３０−５７０ｎｍ
一実施形態では、本発明の開示は、５３０−５７０ｎｍのマイクロディスプレイを使用する組込型表示システムに関する。
【０２３７】
図１９は、５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイ１９１０を有する組込型表示システムを示している。
【０２３８】
図２０は、５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイ１９１０を用いて表示することができる例示的画像２０２０の概略図である。図２０に示すように、ガラスエッチドレチクル２０１０を本明細書に開示する装置及びシステムと併用することができる。これらの画像は例に過ぎず、能動ディスプレイを用いて表示することができる情報の量又はタイプを限定するものと解釈すべきではない。
【０２３９】
別の実施形態では、５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイ１９１０の組み込みは、人間の目の感度に起因していずれの他のカラーディスプレイよりも比較的高い効果を可能にする。それにより、同じ放射輝度まで赤色又は青色のディスプレイに給電するのと比較して小量の電力消費が可能になる。
【０２４０】
更に別の実施形態では、５３０ｎｍ−５７０ｎｍデジタルディスプレイ１９１０の組み込みは、昼間照準器内に環境光によって達成される背景からデジタルオーバーレイを識別するより高い機能をエンドユーザに与える。
【０２４１】
ｂ．ＡＭＯＬＥＤ
一実施形態では、本発明の開示は、ＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイを含む組込型表示システムに関する。
【０２４２】
図２１は、ＡＭＯＬＥＤデジタルディスプレイ２１１０を有する組込型表示システムを示している。
【０２４３】
図２２は、ＡＭＯＬＥＤデジタルディスプレイを用いて表示することができる例示的画像２２１０の概略図である。図２２に示すように、ガラスエッチドレチクル２０１０を本明細書に開示する装置及びシステムと併用することができる。これらの画像は例に過ぎず、能動ディスプレイを用いて表示することができる情報の量又はタイプを限定するものと解釈すべきではない。
【０２４４】
一実施形態では、ＡＭＯＬＥＤ２１１０が発生させる画像は、第１の焦点面の中に組み込まれる／結像される／フォーカスされる。一実施形態では、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ２１１０の使用は、ライフルスコープ内に表示されるデータ内で高いコントラスト及びより高いい複雑さを可能にする。
【０２４５】
一実施形態では、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ２１１０の組み込みは、照明される個々のピクセルの選択を可能にし、複雑なデータ構成をライフルスコープ内に容易に表示するための機能を与える。
【０２４６】
別の実施形態では、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ２１１０の組み込みは、システムでの背面照明への要望の低さに起因してライフルスコープ内での小さい軽量パッケージサイズを可能にする。
【０２４７】
別の実施形態では、組込型表示システムは、バックライトディスプレイアセンブリを必要としない。
【０２４８】
更に別の実施形態では、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ２１１０の組み込みは、個々のピクセルへの電力使用を最適化する機能がここでは利用可能であるので、低い電力消費を可能にする。
【０２４９】
一実施形態では、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ２１１０の組み込みは、スコープ内の鮮明な「注意喚起」様式表示を可能にするコントラスト比を与える。コントラスト比は、各浮遊特徴部を個々にターゲットにし、ピクセルの周りの低い光彩なしに表すことを可能にする。
【０２５０】
Ｂ．集光器レンズ系
一実施形態では、組込型表示システムは、レンズ自体とレンズが装着されるレンズセル本体とを含む１又は２以上のレンズセルの一部として光学レンズの使用に基づく光学系を有する。一実施形態では、レンズセルは、ほぼ円筒形又は円盤形の高精度形成本体を含む。この本体は、より大きい光学系の光軸との位置合わせ状態でレンズを装着するための中心開口を有する。セル本体は、レンズセルが内部に装着された時により大きい系に対する光軸と最終的に位置合わせすることになる独自の位置合わせ軸を有すると言うことができる。更に、レンズセルは、レンズに対する「ホルダ」として機能し、レンズをより大きい光学系にかつその中に装着することを可能にする機構として機能し、（最終的に）この系によりかつその目的に対してレンズを操作することを可能にするための手段として機能する。
【０２５１】
一実施形態では、組込型表示システムは、レンズ系とも呼ぶ集光器レンズ系を含む。一実施形態では、集光器レンズ系は、内側レンズセル及び外側レンズセルを含む。
【０２５２】
図２３は、内側レンズセル２３１５と外側レンズセル２３２０とを有する集光器レンズ系２３１０の代表例である。一実施形態では、外側レンズセル２３２０は少なくとも１つのレンズを含み、内側レンズセル２３１５は少なくとも１つのレンズを含む。一実施形態では、内側レンズセル２３１５は、外側レンズセル２３２０の内面上で回転する。図２３に示すように、能動ディスプレイ１２１０は、内側レンズセル２３１５の後部にある平坦な機械加工面に結合される。一実施形態では、能動ディスプレイ１２１０は、内側レンズセル２３１５に直接に結合することができる。更に別の実施形態では、能動ディスプレイ１２１０は、内側レンズセル２３１５に間接的に結合することができる。
【０２５３】
本明細書に開示する集光器光学系の１つの利点は、マイクロディスプレイマウントに結合された内側レンズセルがマイクロディスプレイの垂直軸を配置するための堅固な回転機械軸を与えることである。
【０２５４】
図２４は、観察光学器械の主本体に結合され、組込型表示システムの一部として集光器光学系２３１０を有する台座２２０の代表的な図である。図２４には、主本体をビーム結合器３２０と観察光学器械レチクル２４２０とによって示している。
【０２５５】
外側レンズセル２３２０は、主本体内の観察光学器械に対する定位置に固定され、それに対して内側レンズセル２３１５は、外側レンズセル２３２０内で回転浮遊することが許される。レンズセルの回転軸の下方に位置する内側レンズセル２３１５の面２４１０に対して圧力を掛けることにより、能動ディスプレイ１２１０の垂直軸を観察光学器械のレチクル１６１０の垂直軸に位置合わせすることができる。
【０２５６】
図２５は、能動ディスプレイの垂直軸とレチクルの垂直軸との傾斜を位置合わせするための一実施形態の代表的な図である。図２５に示すように、対向する位置決めネジ２５０５をレンズセルの回転軸の下方に位置する内側レンズセル２３１５の面に対して締結することができる。位置決めネジ２５０５は、マイクロディスプレイ１２１０の垂直軸と観察光学器械の主本体内の光学系内のレチクルの垂直軸とを位置合わせするのに使用することができる。内側レンズセル２３１５の回転は、位置決めネジ２５０５を内側レンズセル２３１５の下面に対して剛的に締結し、それによってマイクロディスプレイ１２１０の垂直軸を定位置に回転ロックすることによって保持することができる。
【０２５７】
図２６は、マイクロディスプレイ１２１０又は能動ディスプレイの傾斜調節機構を有する集光器レンズ系２３００の代表的な後部切り欠き図である。マイクロディスプレイが、ビーム結合器又は導波路の使用によって観察光学器械の光学系内に注入される時に、レチクルの垂直軸と注入されるマイクロ表示画像の垂直軸の間の傾斜誤差を排除するために追加の補償方法が必要である。位置決めネジ２５０５は、レンズセルの回転軸の下方に位置する内側レンズセル２３１５の面に対して締結し、それによってマイクロディスプレイ１２１０の垂直軸と観察光学器械の主本体内の光学系内のレチクルの垂直軸とを位置合わせすることができる。
【０２５８】
図２７は、マイクロディスプレイと観察光学器械の主本体内の光学系内のレチクルの間の視差を排除する方法及び装置の代表的な図である。外側レンズセル２３２０は、図２７の右手側に少なくとも１つのレンズを含み、内側レンズセル２３１５は、図２７の左手側に少なくとも１つのレンズを含む。内側レンズセル２３１５は、外側レンズセル２３２０の内面上で光軸に沿って摺動する。内側レンズセル２３１５にはマイクロディスプレイ１２１０が結合される。外側レンズセル２３２０と内側レンズセル２３１５の間には、押圧力下にない時にセルを分離させるためのバネ２７１０が位置付けられる。
【０２５９】
図２８は、集光器光学系２３００を有し、観察光学器械の主本体に結合された台座の代表的な図である。図２８には、主本体をビーム結合器３２０と観察光学器械レチクル２８１０とによって示している。
【０２６０】
外側レンズセル２３２０は、観察光学器械に対する定位置に固定され、内側レンズセル２３１５は、外側レンズセル２３２０内で浮遊することが許される。内側レンズセル／能動ディスプレイマウントの後部に対して力を掛けるネジ又は楔２８１０を用いて内側レンズセル２３１５を前方に付勢することにより、マイクロ表示画像の焦点面が観察光学器械の主本体内の観察光学器械レチクルと同じ平面上に位置するように画像の軸線方向位置が変更される。従って、マイクロディスプレイとレチクルの間の視差が排除される。
【０２６１】
内側レンズセルの位置は、ネジ又は楔を外向きに押圧するバネの作用によって定位置に保たれる。能動ディスプレイとレチクルの間の視差を能動ディスプレイから集光される光の量を変更することなく、更にシステムの画像品質を劣化させることなく排除することができる。
【０２６２】
内側及び外側レンズセルの間のバネの使用及び内側レンズセル／マイクロディスプレイの後部に対する力の使用を実施することにより、マイクロディスプレイから最大量の光を集光することができ、高速、簡単、かつ正確な調節方法がもたらされる。
【０２６３】
一実施形態では、レンズ系は、２又は３以上のレンズを含むことができる。更に別の実施形態では、レンズ系は、３、４、５、６、７、８、９、１０、又は１０よりも多いレンズを含むことができる。レンズは、ＬａＣｒｏｉｘ  Ｏｐｔｉｃｓ（ｗｗｗ．ｌａｃｒｏｉｘｏｐｔｉｃｓ．ｃｏｍ）及びＤｉｖｅｒｓｅ  Ｏｐｔｉｃｓ（ｗｗｗ．ｄｉｖｅｒｓｅｏｐｔｉｃｓ．ｃｏｍ）を含むがこれらに限定されない様々な製造販売者から利用可能である。
【０２６４】
一実施形態では、レンズ系は五（５）レンズ系から構成される。一実施形態では、五レンズ系は５つの単レンズから構成される。別の実施形態では、五レンズ系は、２つの複レンズと１つの単レンズとで構成される。更に別の実施形態では、五レンズ系は、３つの単レンズと１つの複レンズとで構成される。一実施形態では、少なくとも１つのプラスチック非球面が第１の要素として使用される。
【０２６５】
一実施形態では、レンズ系は、能動ディスプレイに最も近い非球面単レンズ、それに続く単レンズ、それに続く複レンズ、それに続く最後の単レンズという順序を有する五レンズ系である。
【０２６６】
一実施形態では、レンズ系は、能動ディスプレイに近いレンズ１が、１１ｍｍの直径及び９．３ｍｍの厚みを有し、レンズ２が、９ｍｍの直径及び１．９ｍｍの厚みを有し、複レンズが、１３．５ｍｍの直径及び２．１ｍｍの厚みを有する一方のレンズ（レンズ３）と１３．５ｍｍの直径及び４．１ｍｍの厚みを有する他方のレンズ（レンズ４）とを有し、レンズ５が、１３．５ｍｍの直径及び３．３ｍｍの厚みを有する構成を有する五レンズ系である。
【０２６７】
一実施形態では、１つのレンズから次のレンズの間の空隙は約１ｍｍから約２０ｍｍの範囲にわたる。一実施形態では、１つのレンズから次のレンズの間の空隙は約５ｍｍから約２０ｍｍの範囲にわたる。一実施形態では、１つのレンズから次のレンズの間の空隙は約１０ｍｍから約２０ｍｍの範囲にわたる。
【０２６８】
一実施形態では、能動ディスプレイと最初のレンズの間の距離は、ディスプレイから最大量の光を集光するために最小にされる。一実施形態では、能動ディスプレイと最初のレンズの間の距離は２ｍｍよりも小さい。別の実施形態では、能動ディスプレイと最初のレンズの間の距離は、１．８ｍｍ未満、１．５ｍｍ未満、１．３ｍｍ未満、１．１ｍｍ未満、０．９ｍｍ未満、０．７ｍｍ未満、０．５ｍｍ、及び０．３ｍｍ未満から構成される群から選択される。
【０２６９】
一実施形態では、五レンズ系は、内側セル及び外側セルに含まれる。一実施形態では、内側セルは、ディスプレイが着座する場所の反対端から非球面を内側レンズセルの中に設置し、次に、９ｍｍ単レンズとすることができるレンズ２を設置し、次に、これら両方のレンズを定位置に保持するロックリングを設置することによって構成される。
【０２７０】
一実施形態では、外側レンズセルは、１３．５ｍｍ単レンズとすることができるレンズ５をセルのディスプレイ端部から外側レンズセル内に挿入し、次に、スペーサを挿入し、次に、レンズ３及び４とすることができる複レンズを挿入し、次に、ロックリングを挿入することによって構成される。
【０２７１】
一実施形態では、内側セル内のレンズ２と外側セル内のレンズ３の間の間隔は、内側レンズセルが外側レンズセルの内径に沿って軸線方向に移動する時に変更される。この変更はディスプレイの画像の焦点面をシフトさせ、投影表示画像と観察光学器械の主本体内の受動レチクルの間の視差をゼロにするのに使用される。
【０２７２】
一実施形態では、主本体内の光学系の第１の焦点面上への表示画像のフォーカスは、外側レンズセルに対する内側レンズセルの位置を変化させることによって達成される５レンズ系のレンズ２とレンズ３の間の空隙を変更する段階によって達成される。
【０２７３】
一実施形態では、一連のレンズを保持する一体機械的構造であるレンズ鏡筒内にレンズアセンブリを互いに組み立てることができる。このレンズ鏡筒は、レンズを互いに対して軸線方向及び半径方向に配置し、レンズアセンブリと、レンズアセンブリが一部を構成する系とを相互接続するための手段を与えるために使用される。レンズ要素は、鏡筒壁の内径又はＩＤによって半径方向に配置される。レンズ要素の外径又はＯＤは、鏡筒壁のＩＤに装着するように研磨される。レンズ要素の軸線方向配置は、組み立て中にレンズ座部を切断することによって達成される。次に、エポキシ、保持リング等によってレンズ要素を座部の上に拘束することができる。
【０２７４】
Ｃ．反射材料
一実施形態では、組込型表示システムは、反射材料１２３０を含む。一実施形態では、反射材料１２３０はミラーである。一実施形態では、組込型表示システムは、１又は２以上のミラーを含む。一実施形態では、組込型表示システムは、２、３、４、又は５以上のミラーを含む。
【０２７５】
一実施形態では、ミラーは、ディスプレイの放出光に対して３０°から６０°、又は３０°から５５°、３０°から５０°、又は３０°から４５°、又は３０°から４０°、又は３０°から３５°の角度で位置決めされる。
【０２７６】
一実施形態では、ミラーは、ディスプレイの放出光に対して３０°から６０°、又は３５°から６０°、４０°から６０°、又は４５°から６０°、又は５０°から６０°、又は５５°から６０°の角度で位置決めされる。
【０２７７】
一実施形態では、ミラーは、少なくとも４０°の角度で位置決めされる。一実施形態では、ディスプレイの放出光に対して４５°の角度で位置決めされる。
【０２７８】
一実施形態では、図２９に示すように、垂直軸に沿ったミラー２９１０の傾斜をネジ又は類似の機構を用いて調節することができる。ミラー２９１０の台座又は後部に対してネジを回し込むことにより、マイクロディスプレイの画像がビーム結合器内に反射される際の角度を変更することができる。この角度変更は、観察光学器械の主本体内の光学系の観察光学器械レチクル２９３０での焦点面の傾斜を相応に変更する。この調節を用いて、マイクロディスプレイとレチクルの間の垂直軸に沿う視差誤差を排除することができる。
【０２７９】
一実施形態では、ミラーは、１又は２以上のネジを用いて台座に締結される。一実施形態では、ミラーは、エポキシ、樹脂、接着剤、又はその組合せのような化合物を用いて台座に締結される。
【０２８０】
一実施形態では、視差誤差を含むがこれに限定されないいずれの誤差も排除するために、ビーム結合器に対するミラーの位置を調節することができる。
【０２８１】
一実施形態では、視差誤差を含むがこれに限定されないいずれの誤差も排除するために、能動ディスプレイに対するミラーの位置を調節することができる。
【０２８２】
２．電力システム
一実施形態では、観察光学器械の主本体に結合する台座は電力システムを有する。別の実施形態では、観察光学器械の台座はキャビティを有する。観察光学器械の主本体に結合する台座内にバッテリキャビティを組み込むことができる。
【０２８３】
図３０は、バッテリ区画３００５を有し、ライフルスコープ３０００の主本体２１０に結合される台座２２０の代表的な概略図である。図３０及び図３１に示すように、バッテリキャビティ３００５は、ＣＲ１２３バッテリを含むがこれに限定されないバッテリを入れるために台座の各側部から延びる。ＣＲ１２３バッテリは、より小さいバッテリ又はコイン様式のバッテリと比較して高い電力容量を有し、かつ放電する。
【０２８４】
一実施形態では、バッテリを環境から保護するのにバッテリキャップしか必要とされないように、バッテリキャビティ３００５は台座２２０と一体的である。追加の密封を必要としない。
【０２８５】
一実施形態では、バッテリキャビティ３００５は、台座２２０内で接眼レンズアセンブリと比較して観察光学器械の主本体２１０の対物レンズアセンブリ３０１０により近く位置付けられる。
【０２８６】
図３２は、台座２２０内に組み込まれたバッテリ区画３００５の代表的な図である。一実施形態では、キャビティ３００５は、バッテリの正極側が最初に挿入され、バッテリキャビティの底部分にある機械的ストップがバッテリの不正な設置及び作動を防止するように設計される。
【０２８７】
一実施形態では、組み込みバッテリキャビティ３００５は、台座２２０がライフルスコープの主本体２１０に対して使用するものと同じガスケットを使用することができる。それによってより信頼性の高い密封が施され、別々のバッテリキャビティが必要とされないことで機械的デバイスが省かれる。第２に、バッテリキャビティは台座内に組み込まれるので、バッテリキャビティを固定する機械的デバイスが存在しない。それにより、バッテリ区画を固定するためのいずれの機械的相互接続部に対する必要性も低減される。バッテリキャビティの機械的ロッキングの必要はないので、この組み込みバッテリ区画は、従来のバッテリ区画に関わる破損点を低減する。
【０２８８】
組み込みバッテリ区画は、ユーザの邪魔になるいずれの障害も排除する。組み込みバッテリ区画は、従来の観察光学器械に見られる調節具及びノブの邪魔にならない観察光学器械の下に位置付けられる。組み込みバッテリキャビティは、より大きいバッテリを含むのに必要な空間を可能にすることで有意な進歩である。
【０２８９】
一実施形態では、観察光学器械は、バッテリ消耗を最小にし、バッテリ寿命を最大に延ばす方式で構成することができる。例えば、レーザ距離計を有する観察光学器械は、オペレータがボタン又はスイッチを押下した時に作動される。距離計指定子が画面上に表示される。観察光学器械を零点規正する時に初期較正段階を通して外部距離計の出力レーザが指定子と一致することになる。外部距離計がオペレータによって作動されると、観察光学器械に無線で又は通信ポートを通して情報が送られ、情報が受信され、それを表示する必要があることがデバイスに信号通知される。
【０２９０】
観察光学器械が起動され、外部デバイスからデータ受信されなかった場合に、観察光学器械は、ユーザ設定時間の後に断電されることになる。外部デバイスから受信した情報を表示した後に、断電タイマーが開始され、更に別のボタン押下が記録されたかった場合にデバイスを断電することになる。
【０２９１】
外部デバイスから更に別の情報が受信された場合に、画面から前の情報が消去され、更新された情報が表示されることになり、断電タイマーが開始されることになる。このサイクルは、オペレータが選択した回数だけ続けることができる。
【０２９２】
情報が画面上に表示される時間中に画面上に傾斜インジケータが表示される。このインジケータは、マイクロコントローラと時間間隔で通信する加速度計からの更新を受ける。マイクロコントローラが休止モードにある時に、観察光学器械上の一体ボタンが、ガラスエッチドレチクルを照明するＬＥＤの輝度を制御することになる。観察光学器械が作動中である時に、これらのＬＥＤの制御は保留され、画面の輝度は、対応するボタン押下中に修正されることになる。
【０２９３】
３．パイカタイニーマウント
一実施形態では、本発明の開示は、主本体と、バッテリ区画及びそれに結合することができるパイカタイニーマウントを有する台座とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、取外し可能パイカタイニーマウントは、ライフルスコープの主本体に結合された台座内に組み込まれた突出バッテリ区画に取り付けられる。
【０２９４】
図３３〜図３５は、主本体２１０と、主本体２１０に結合され、パイカタイニーマウント３３０５に取り付けることができるバッテリ区画３００５を有する台座２２０とを有するライフルスコープの代表的な概略図である。一実施形態では、パイカタイニーマウント３３０５は、バッテリ区画３００５に位置合わせされ、ファスナを用いて固定される。
【０２９５】
台座２２０のバッテリ区画３００５にマウント３３０５を取り付けることにより、台座２２０は、バッテリに対するキャビティ３００５を生成するのに必要とされる材料を利用する。それによって台座からのいずれの追加材料に対する必要性も排除され、それによって観察光学器械が軽量でそれ程侵食を受けないものになる。
【０２９６】
一実施形態では、マウントは、ライフルスコープを調節するユーザの機能を侵害しないようにターレット及び視差ノブの対物レンズ系に向くように位置付けられる。更に、上部リングは取外し可能であり、レーザ距離計のような付属デバイスの容易な取り付けを可能にする。本明細書に開示するパイカタイニーマウントを利用することにより、組み込み台座がライフルスコープを固定することでリングの上部からの追加の構造的支持が必要とされない。
【０２９７】
一実施形態では、マウントは、ライフルスコープの対物レンズ系に向けて前方に延びる片持ちパイカタイニーレールを組み込んでいる。それによって兵器が装着されたレーザ距離計がライフルスコープのベルの上に直接着座することが可能になる。この方式のマウントは、小さい打撃シフト及び測距デバイスの高い精度を可能にする。このマウントは、測距デバイスが望ましいターゲットを取得することに影響を及ぼす可能性がある変数が少ないことで打撃シフトの可能性を低減する。
【０２９８】
４．データポート
一実施形態では、本発明の開示は、主本体と、画像を発生させ、主本体の第１の焦点面で発生画像をシーン画像内に組み合わせるための能動マイクロディスプレイを有する台座とを有し、台座が、遠隔制御スイッチ及びレーザ距離計を含むがこれらに限定されない追加デバイスとインタフェースで接続するための軸線方向を向くデータポートを有する観察光学器械に関する。
【０２９９】
図３６は、主本体２１０と、軸線方向を向くデータポート３６０５を有する台座２２０とを有するライフルスコープ３６００の代表的な概略図である。一実施形態では、観察光学器械は、軸線方向を向く１つのデータポートを有することができる。別の実施形態では、観察光学器械は、軸線方向を向く２又は３以上のデータポートを有することができる。
【０３００】
軸線方向を向くデータポート３６０５を利用することにより、全体的な観察光学器械のトップダウンプロファイルが最小にされ、それにより、装着されたシステム及びその接続部のロバスト性が高められる。
【０３０１】
５．外部ビデオソース
一実施形態では、台座内の能動ディスプレイは、熱撮像システム及び暗視システムを含むがこれらに限定されないクリップ式デバイスの光学列又は光学系として使用することができる。
【０３０２】
熱撮像システムは、人間の目が一般的に捕捉することができない電磁スペクトルの様々な波を撮像してユーザに伝達することを可能にする。従来の熱撮像兵器照準器は、シーンが見える赤外線光学系、及びライフルスコープの前の画像を再現するためのマイクロディスプレイとレンズとで構成される可視波長光学系という互いに対にされた２つのシステムから構成される。同様に、「暗視」システムとして公知のものを生成する触媒光子増強の事例もある。しかし、クリップ式デバイスは、一般的に、ライフルスコープの主本体の前にあるライフルレールに取り付けられる。この構成は、スコープによって一般的に結像される環境光の全てを遮蔽し、デジタル画像の使用しか許さない。従来の画像に切り換えて戻すためには、ユーザは、システムをレールから取り外さなければならない。この取り外しは、照準器が変更される度に行われる位置合わせ構成に起因して打撃シフトをもたらす場合がある。これらのクリップ式ユニットは、その中にあるデジタルディスプレイの背後での接眼レンズ／結像系に対する必要性に起因して大きいものである傾向も有する。従来システムでは、可視スペクトル出力を含むあらゆるライブビデオは、完全にデジタル画像になる。
【０３０３】
図３７は、主本体２１０と、能動ディスプレイ１２１０と熱撮像ユニット３７０５の光学系として使用することができる集光器光学器械１２２０とを有する台座２２０とを有するライフルスコープ３７００の代表的な概略図である。能動ディスプレイ１２１０は、画像を発生させ、この画像は、それを従来の昼間光学器械内に組み込むためにビーム結合器を用いてスコープの主本体の第１の焦点面上にフォーカスされる。デジタルディスプレイの組み込みは、ユーザがデジタル画像を環境昼間光学器械上に重ねることを可能にする。本明細書に開示するデジタルディスプレイを使用すると、環境昼間光学器械を観察するためにクリップ式ユニットを観察光学器械の前方から取り外さなくてもよい。代わりに、デジタルディスプレイを必要に応じて起動及び停止することができる。
【０３０４】
デジタルディスプレイの組み込みは、昼間可視光学器械とデジタル光学器械の間で切り換えを行う時にゼロ画像シフトを可能にする。システムは完全に組み込まれているので、デジタル光学器械が起動される度に零点規正する必要性はない。システムは、結合器光学系の位置合わせに起因して同期状態にある。
【０３０５】
一実施形態では、デジタルディスプレイの組み込みは、一般的にクリップ式ユニットの後半分になる光学列を構成する。観察光学器械の台座内には既にマイクロディスプレイが存在するので、熱照準器は、赤外線光学器械しか必要としないことになり、熱センサによって達成される画像は、観察光学器械の台座内に既に組み込みされた能動ディスプレイに送信することができる。このようにして熱照準器又はＮＶ照準器を組み込むことにより、熱／ＮＶデバイスは、市場にある現在の兵器照準器よりもかなり短く軽量なものになる。この組み込みにより、光学列の半分は、次に、観察光学器械の主本体に結合する台座内に直接組み込まれるので、小型軽量のシステムの設計が可能になる。後部光学系又はディスプレイは、感知デバイスを含むクリップ式ユニット内に組み込む必要はない。
【０３０６】
これに加えて、熱光学器械がライフルスコープ対物レンズ系を遮蔽しないように熱兵器照準器がライフルスコープの側部に対して離して装着される場合に、ユーザが観察することになる可視画像の上に熱画像をオーバーレイすることが可能になる。これは、人間、動物、又は他の点では中立の昼光シーンにおいて際立つ熱特徴を有するいずれかを強調表示することができるという利点を有することになる。
【０３０７】
一実施形態では、本明細書に開示するデジタルディスプレイの組み込みは、昼間可視照準器の中断なく観察光学器械の焦点面の中にライブビデオを有するという利点を生じる。
【０３０８】
一実施形態では、デジタルディスプレイの組み込みは、ライブ熱撮像表示のような撮像オーバーレイの滑らかな組み込み及びハイパースペクトル重ね合わせシステムを可能にする。この可視画像は、ここでは別のデジタルディスプレイではなくアナログである。
【０３０９】
一実施形態では、本明細書に開示するデジタルディスプレイの組み込みは、デジタルシステム上で電力が突然消耗した場合であっても続行する画像供給という利点を生じる。従来のデジタル出力システムの場合はそうはいかないと考えられる真のアナログ画像の取得が依然として可能になる。
【０３１０】
一実施形態では、デジタルディスプレイの組み込みは、複数のタイプの撮像システムを観察光学器械の前方から距離を置いて装着することを可能にする。熱撮像システムは、観察光学器械の底部又は側部に位置合わせされ、画像を観察光学器械の主本体内の焦点面上に依然として直接供給することができる。
【０３１１】
６．ＥＭＩ透過性窓
一実施形態では、観察光学器械の主本体、台座、又は主本体と台座の両方は、無線通信に使用される電磁波に対して透過性を有する材料で密封された窓を有することができる。透過性材料は、プラスチック、樹脂、又はエポキシを含むがこれらに限定されない。
【０３１２】
一実施形態では、窓は、ＥＭ波が観察光学器械の金属本体からの低い相互作用しか伴わずに通信デバイスから伝播することを可能にする。それにより、データを送信することができる速度が増大する。更に、それによって信号損失が低減することに起因して、無線通信デバイスが低めの電力レベルで作動することが可能になる。
【０３１３】
ＩＩＩ．追加のセンサ／デバイス
別の実施形態では、本発明の開示は、主本体と、組込型表示システム及び１又は２以上のセンサを有する台座とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、センサは、全地球測位システム、加速度計、磁力計、ＭＥＭＳ速度センサ、傾斜センサ、レーザ距離計を含むがこれらに限定されない。
【０３１４】
Ａ．指向角、ターゲット場所、及び通信
一実施形態では、観察光学器械は、慣性空間での兵器指向角を決定するための慣性ＭＥＭＳ速度センサを有することができる。例示的製品は、Ｓｙｓｔｒｏｎ  Ｄｏｎｎｅｒ製のＬＣＧ−５０及びＳｉｌｉｃｏｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ製のＳｉＲＲＳ０１である。別の実施形態では、観察光学器械の絶対傾斜角を決定し、一般的な移動又は発射事象に起因する兵器の加速を追跡するために加速度計を埋め込み電子機器内に組み込むことができる。
【０３１５】
ターゲッティングをサポートするために、様々な実施形態において、観察光学器械は、ＧＰＳ及び／又はデジタル方位計を有することができる。一実施形態では、ＧＰＳ及び／又はデジタル方位計は、観察光学器械内に例えば基板レベルモジュールとして組み込むことができる。別の実施形態では、ＧＰＳ及び／又はデジタル方位計は、観察光学器械と通信する別々のデバイスに関連付けることができる。
【０３１６】
いくつかの製造業者は、ＧＰＳ及びデジタル方位計の機能に向けて小さい形状因子のものであり、低電力消費特性を有する既製モジュールのカスタム品を提供している。これらのデバイスは、埋め込み構成要素内に組み込まれるように設計されている。例えば、Ｏｃｅａｎ  Ｓｅｒｖｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙは、０．５度の精度を有し、３０ｍａよりも小さい電力消費を有し、３／４平方’’よりも小さいＯＳ４０００−Ｔ方位計を製造している。ＧＰＳデバイスの例は、１６ｍｍ×１６ｍｍのものであり、２メートルの精度を与える表面実装パッケージで利用可能なＤｅＬｏｒｍｅ  ＧＰＳ２０５８−１０モジュールである。
【０３１７】
一実施形態では、観察光学器械は、ＢＡＥパーソナルネットワークノード及び最先端のＳＲＷ無線のようなシステムにインタフェースで接続するように設計された有線機能及び無線機能のうちの一方又は両方を提供するデータインタフェースを有することができる。これらのインタフェースは、距離データ、センサデータ、及び他の戦術的な（例えば、味方攻撃防止検出器、環境センサの）データのような様々な通信の機能を提供する。この独特の機能は、様々な実施形態において環境情報、ターゲット情報、及び状況認識情報を取得して当該の団体に通信するのに使用される。一般的に、様々な実施形態は、兵士が様々な受動的及び能動的なソースからのデータを迅速に取得、再取得、処理し、別途弾道放出の解にまとめ上げ、それによって射手の有効性を高めることを可能にするように設計される。
【０３１８】
別の実施形態では、センサは、異なるターゲットの実時間位置データを観察光学器械の主本体の第１の焦点面上に発生させるために能動ディスプレイに情報を提供する。別の実施形態では、センサは、組込型表示システムと通信する外部デバイスの一部である。
【０３１９】
これらのセンサを観察光学器械内、観察光学器械に剛的に接続された外部デバイス上、又は観察光学器械が装着された兵器上に使用することにより、観察光学器械の正確な位置、並びに観察光学器械が向けられている正確な方向を取得することができ、外部ターゲットを観察光学器械の位置及び照準方向との関係で外部ターゲットを計算することができる。
【０３２０】
ユーザが観察光学器械を方々に移動するか又はターゲットが観察光学器械に対して移動する時に、ターゲットの位置は、組込型表示システムと通信するセンサによって絶え間なく実時間で更新されることになり、従って、観察光学器械を通して観察することにより、ユーザは、自分達が注視している場所に対してターゲットが何処にあるかを確認することができることになる。
【０３２１】
この方式は、特定のターゲット場所を互いに通信し合おうと試みている人員を様々な場所に有する可能性がある軍事用途において高い有用性を有する。例えば、近接航空支援（ＣＡＳ）では、パイロットが航空機を航行させている場合があり、地上部隊が、航空機がターゲット上に爆弾を投下することに依存する場合がある。多くの場合に、地上部隊がターゲットの正確な場所を航空機に伝えるのは困難である。ターゲット情報を地上部隊と航空機の間で伝える処理は、多くの場合に「ターゲットに至るまで語り続ける（ｔａｌｋｉｎｇ  ｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｔａｒｇｅｔ）」と呼ばれ、地上部隊又は航空機がそれらの視野内で捉えているもの、例えば、どのような目印がターゲットの近くで視認可能であるかなどを通信する段階を含む。
【０３２２】
多くの場合に、この処理はかなりの時間を消費し、空中からと地上とでは多くの場合に物事が異なって見えることで混乱をもたらす場合がある。航空機がターゲットを誤ると、味方部隊の上に爆弾を投下する可能性があるので、各部隊が全て同じターゲットを注視していることを確信することが重要である。
【０３２３】
場所センサ及び位置センサが組込型表示システムの能動レチクルディスプレイと通信することを可能にすることにより、これらの問題が解決される。観察光学器械のユーザは、自分達のスコープ内でターゲットを選択することができ、スコープは、それ自体のＧＰＳ場所、それ自体が向いている正確な方向、及びターゲットまでの距離を知り、ターゲットの正確なＧＰＳ座標を計算することができる。この情報は、全ての味方部隊が接続したＬｉｎｋ１６のようなユニバーサルシステム内に供給することができる。ここで航空機は、そのディスプレイをただ注視するだけでよく、別の部隊が新しいターゲットを選択するや否やそれが自分達の地図上に表示される。
【０３２４】
それによってターゲットを探し出すのがかなり迅速になり、両方の部隊が同じターゲットを注視していることの確認がかなり容易になる。ターゲット場所を決定することへの精度は非常に重要であり、従って、能動ディスプレイ発生画像は、観察光学器械の主本体の第１の焦点面の中に表示する必要がある。能動ディスプレイからの発生画像が観察光学器械の第２の焦点面の中に入れられる場合に、ターゲット場所は、観察光学器械レチクルが「零点規正」場所にある場合にしか正確にはならない。観察光学器械のユーザが、例えば、長距離ターゲットを射撃するためにターレット上のいずれかのダイヤルを回した場合に、ディスプレイ内のターゲット情報の全てがターレットにおいてダイヤルが回された量だけずれて正確ではなくなる。
【０３２５】
これを第１の焦点面の中に注入される能動表示画像と共に使用することにより、表示されるデータは、レチクル位置に加えられるいずれの調節にも依存せず、自動的に補償される。これは、視野内のターゲットデータが常に正確であることを意味する。
【０３２６】
Ｂ．環境センサ
一実施形態では、観察光学器械は、弾道補正目的で環境データを収集して使用するように設計された１又は２以上の気圧センサ、湿度センサ、及び／又は温度センサを有することができる。これらのセンサは、観察光学器械内への組み込みに適する小型構成で利用可能である。小型、低電力、防水性の気圧センサの例は、Ｉｎｔｅｒｓｅｍａ製のＭＳ５５４０である。この構成要素は、６．２ｍｍ×６．４ｍｍの寸法を有する。
【０３２７】
一実施形態では、センサは、観察光学器械の主チューブ又は観察光学器械の台座に結合することができる。
【０３２８】
Ｃ．上方傾斜及び下方傾斜
一実施形態では、観察光学器械は、垂直に対するスコープの傾斜角を測定するのに使用することができるｚ軸加速度計を有することができる。この傾斜角は、ターゲット選択時に弾道解の中に組み込むことができる。ターゲットが選択されると、システムは、デジタルレチクル又は補正された照準点が正しく表示されるように実際の上方傾斜又は下方傾斜を弾道解の中に自動的に組み込んでこの解を観察光学器械の第１の焦点面の中に表示することができる。それにより、上方傾斜又は下方傾斜した長距離射撃において非常に高速で有効な照準手段を与えることができる。
【０３２９】
ＩＶ．表示システム及びレーザ距離計を備えた観察光学器械
一実施形態では、本発明の開示は、主本体と組込型表示システム及びレーザ距離計を有する台座とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、レーザ距離計は観察光学器械に結合される。別の実施形態では、レーザ距離計は、観察光学器械とは独立したものであり、無線又はケーブルを通じたそのいずれかで観察光学器械と通信する。
【０３３０】
一実施形態では、レーザ距離計は、ターゲットまでの距離を決定するのに使用することができる。様々な実施形態では、レーザは、隠密行動に向けて近ＩＲで伝送する。近赤外線（ＮＩＲ）で作動するレーザ距離計デバイスに使用される典型的な波長は９０５ｎｍである。
【０３３１】
一実施形態では、観察光学器械の距離要件及び目の安全性要件を満たす特定のレーザ電力及びスペクトル特性が選択される。距離計は、例示的に１５００メートル、２５００メートル、又は観察光学器械と併用することが意図される火器又は兵器に関連付けられたあらゆる有効距離までの正確な測定値を発生させるほど十分な電力のものである。一部の実施形態では、距離計の操作に向けて、単一ボタンコントローラは、測距定を行う又は実行することに特化される。
【０３３２】
一実施形態では、ターゲットまでの距離は、この距離の画像を発生させ、ターゲットシーンを観察する時に観察光学器械の第１の焦点面の上にターゲットまでの距離重ねる能動ディスプレイに通信することができる。
【０３３３】
一実施形態では、観察光学器械は、弾道計算機機能を有するコンピュータデバイスを有する。一実施形態では、観察光学器械の主本体は、弾道計算機機能を有するコンピュータデバイスを有する。
【０３３４】
一実施形態では、レーザ距離計を用いて照準距離を測定し、放出体弾道を計算し、補正された照準点を組込型表示システム内の能動ディスプレイに通信することができ、次に、能動ディスプレイは、補正された照準点の画像を可動エレクタレンズ系に取り付けられたレチクルを有する観察光学器械の第１の焦点面の上に重ねる。
【０３３５】
重要な点として、能動ディスプレイ発生画像は、第１の焦点面の前方でターゲットからの画像と結合され、その後に第１の焦点面上にフォーカスされるので、ターゲット画像と表示画像とは互いに対して決して移動しない。従って、デジタルディスプレイによって生成されるあらゆる照準基準は、可動エレクタ系がどのように調節されるかに関係なく常に正確なものになる。
【０３３６】
外部レーザ距離計が距離情報をライフルスコープに供給すると、正しいターゲットにレーザを正確に当てるためにＬＲＦが視野内で何処に照準しているかをユーザが知るために、デジタルディスプレイによって照準基準又はレーザ指定子を発生させることが必要になる。デジタルディスプレイ画像とライフルスコープの主本体内の対物レンズ系のターゲット画像とは、互いに対して移動しない。従って、デジタルレーザ指定子は、可動エレクタレンズ系を移動するためにターレットがどのように調節されたに関わらず、ＬＲＦレーザ照準点の正しい場所をユーザに正確に示すことになる。
【０３３７】
他方、デジタルディスプレイ画像が第１の焦点面の背後のいずれかの場所で光学器械内に組み込まれる場合に、ターレットが調節され、エレクタレンズ系が移動／傾斜された時に、デジタルディスプレイの画像は、ターゲット画像に対して移動することになり、デジタルＬＲＦ指定子は、実際のレーザ照準点に対して移動することになる。それにより、ユーザがダイヤルを回していずれかの仰角調節又は偏流調節をターレットに加え、更にユーザがデジタルレチクルを実際のレーザ照準点に位置合わせされた時にターレットが設定された元の位置にダイヤルを回して戻すのを忘れた場合に、不正な測距が引き起こされる場合がある。
【０３３８】
これに加えて、従来のライフルスコープがライフルに対して零点規正された時に、ユーザは、一般的に、「零点規正」距離に１００ヤードを乗じたものを多くの場合に選択することになり、それが、ライフルスコープレチクルをライフル放出体の打撃の点に位置合わせするのに使用される。通常、レチクルを放出体の打撃の点に位置合わせするためのこの位置合わせは、ライフルスコープのターレット、従って、エレクタレンズ系の傾斜角を調節することによって達成される。ライフルスコープの初期「零点規正」が設定された後に、ターレットは、ユーザが、異なる距離にあるターゲットを補償するために、又は放出体の打撃の点が初期「零点規正」位置から変化する可能性がある場所に影響を及ぼす偏流変数を変更するために、ライフルスコープレチクル位置に更に調節を加えることを可能にする。
【０３３９】
デジタルディスプレイが第１の焦点面の背後でライフルスコープシステム内に組み込まれる場合に、照準点への弾道計算補正率は、ユーザが初期「零点規正」からターレットにいずれかの調節を加えた場合に不正になる可能性を有することになる。例えば、ターゲットに当てるために補正が１０ミリラジアンの仰角調節を必要とすると弾道計算機が決定した場合に、デジタルディスプレイは、十字線の中心の１０ミリラジアン下方に照準点を配置することになる。しかし、ユーザが初期「零点規正」位置から仰角ターレットのダイヤルを５ミリラジアン回した場合に、デジタル照準点は、実際には初期「零点規正」の１５ミリラジアン下方に照準していることになる。
【０３４０】
デジタルディスプレイをライフルスコープの主本体の光学系の第１の焦点面の中に注入することにより、デジタルディスプレイが、ターレット調節又はエレクタ系の位置のいずれの変化によっても全く影響を受けないことが可能になる。これは、上述の例では、デジタル照準点が、合計で１０ミリラジアンの正しい弾道落下に対して実際にはレチクルの中心の５ミリラジアン下方にしか出現しないことになることを意味する（ユーザは、既に仰角ターレットのダイヤルを初期「零点規正」位置から５ミリラジアン回してしまっている）。要するに、デジタルディスプレイ画像を主本体の光学系の第１の焦点面の中に注入することにより、デジタルディスプレイ画像は、ターレット位置、従って、エレクタレンズ系の移動／傾斜のいずれの変化にも全く依存しなくなり、必要とされる精度が与えられる。
【０３４１】
一実施形態では、レーザ距離計の機能は、得られたデータに基づいて動的に定められる弾道解を供給する。ターゲットまでの距離は、次の射撃に対する弾道補正を決定するのに使用する最良の点を計測軌道経路に沿って決定するように曳光弾軌道を処理する時に内蔵コンピュータを使用することができる。
【０３４２】
一実施形態では、レーザ距離計は、スコープ内に組み込まれ、かつ専用出射レーザ伝送ポートを有する。一実施形態では、この専用レーザ軸の光路は、主対物レンズによって遮蔽されないように本体のコーナに配置される。入射する反射レーザ信号に対する検出経路は、スコープの主対物レンズ系を通るものであり、光は、近ＩＲビームスプリッターによって光検出器に向けられる。この配置は、測定値のＳＮ比を高めるために主対物レンズの比較的大きい開口を利用する。
【０３４３】
図３８から図４４は、光学系を有する主本体３８１０と、それに結合され、組込型表示システムを有する台座３８２０とを有し、レーザ距離計３８３０が主本体３８１０の上に結合された観察光学器械３８００の写真を提供している。観察光学器械３８００は、外部ソースとの通信に向けて２つの補助ポート３８０５を有することができる。観察光学器械３８００は、台座３８２０内のバッテリキャビティ３００５に対するバッテリキャップの外面に結合するパイカタイニーマウント３３０５を有することができる。
【０３４４】
図４５から図４６は、光学系を有する主本体４５１０と、それに結合され、組込型表示システムを有する台座４５２０とを有し、レーザ距離計４５３０が主本体４５１０の上に結合された観察光学器械４５００の写真を提供している。観察光学器械４５００は、レーザ距離計４５３０との通信に向けて単一補助ポート４５３５を有することができる。
【０３４５】
図４７及び図４８は、光学系を有する主本体４７１０と、それに結合され、組込型表示システムを有する台座４７２０とを有する観察光学器械４７００の写真を提供している。ある一定の実施形態では、観察光学器械４７００は、パイカタイニーマウント４７３０を有することができる。ある一定の実施形態では、観察光学器械は、補助ポート４７３５を有することができる。
【０３４６】
Ｖ．追加の実施形態
１．デジタル零点規正
一実施形態では、本発明の開示は、位置合わせ目的及び零点規正目的でデジタルレチクルを使用する方法に関する。一実施形態では、観察光学器械は、物理的レチクルとデジタルレチクルとを有し、物理的レチクルはエレクタ系に接続される。ユーザは、レチクルの中心が打撃の点と一致するようにターレットを用いてレチクル及びエレクタ系を移動することによって物理的レチクルを「零点規正」する。
【０３４７】
物理的レチクルが零点規正された後に、デジタルレチクルも零点規正しなければならない。デジタルレチクルは、定位置に固定された能動ディスプレイ又はデジタルディスプレイによって形成されるので、デジタルレチクルを零点規正するか又は位置合わせする唯一の手法は、デジタル手段を使用することによるものである。デジタルレチクルの中心が物理的レチクルの中心と一致するように、デジタルレチクル位置をユーザが移動することができる。
【０３４８】
別の実施形態では、デジタル零点規正は、レーザ指定子と併用することができる。外部レーザ距離計と併用される場合に、観察光学器械のレーザ指定子は、レーザ距離計が向いている方向に位置合わせされなければならない。殆どの外部レーザ距離計は、可視レーザと赤外線レーザとを有する。赤外線レーザは、実際に距離を測定するレーザである。可視レーザは、起動及び停止することができ、赤外線レーザのターゲットと一致している。可視レーザは、レーザが照準している場所をユーザが確認することを可能にする。可視レーザが起動されると、ユーザは、レーザ指定子を可視レーザの照準点と一致するようにデジタル調節することができる。次に、可視レーザを停止することができ、ユーザは、レーザ指定子を観察光学器械ディスプレイ内に用いてレーザ距離計の正確な照準を保証することができる。
【０３４９】
２．ホログラフィック導波管
一実施形態では、本発明の開示は、第１の光学系を備えた主本体と、能動ディスプレイ及びホログラフィック導波管を備えた台座とを有する観察光学器械に関する。一実施形態では、ホログラフィック導波管の組み込みは、従来のビーム結合システムのパッケージサイズ及び重量を低減する。ホログラフィック導波管の組み込みは、各光学系の光のより多くの百分率がエンドユーザに届くように全体透過輝度比を高めることができる。
【０３５０】
図４９は、主本体４９１０内の光学系と、能動ディスプレイ１２１０及びホログラフィック導波管システム４９２５を有する台座４９とを有する観察光学器械４９００の代表的な図である。ホログラフィック導波管システム４９２５は、主本体４９１０、並びに台座４９２０を張っている。デジタルディスプレイ又は能動ディスプレイ１２１０は、平行化光学器械４９３０への画像を発生させ、平行化光学器械４９３０は、この画像を入射ホログラム導波管４９２６に送る。画像は、出力ホログラム４９２７を通して導波管を出射し、画像は、光学系４９４０の第１の焦点面４９３０内に注入される。
【０３５１】
一実施形態では、ホログラフィック導波管の組み込みは、ビーム結合器に向けて製造される特殊コーティングでの必要性を低減する。更に、ホログラフィック導波管の組み込みは、ミラー系に対する必要性を打ち砕き、複雑な機械的位置合わせシステムに対する必要性を緩和する。
【０３５２】
ホログラフィック導波管の組み込みは、表示を結像するのに必要とされる複雑な光学系の複製を生成し、複雑な系を全ての系内に入れ込む必要性を排除する。
【０３５３】
ホログラフィック導波管の組み込みは、光学系内に情報を表示するためのＬＣＯＳシステム、ＬＣＤシステム、及びＯＬＥＤシステムの使用を可能にする。このシステムの性質は、その中に使用される様々なタイプのディスプレイとの併用で様々なタイプの照明系を可能にする。
【０３５４】
ホログラフィック導波管の使用は、非静的照明を受けるレチクルの実施を可能にする。レチクルは、画面上の画像が変更される時にのみ変更することができる。ホログラフィック導波管は、従来の照明方法を必要とすることなく昼間光学強度のレチクル系を可能にする。
【０３５５】
ホログラフィック導波管の組み込みは、非静的ホログラフィック照準器を生成する機能をもたらす。出力結合ホログラムは、主光学系によって定められる光を送ることができ、ホログラフィック照準器の照準写真の変更を可能にする。
【０３５６】
ホログラフィック導波管の組み込みは、単色又は多色のいずれの光源とも併用することができる。複合多重ブラッグ格子の使用は、多色照明系の組み込みを可能にする。
【０３５７】
３．弾丸軌道の追跡
長距離射撃に関連付けられた課題のうちの１つは、次の射撃の精度を改善するために適時の補正を行うことができるように初回射撃の精度を決定する機能である。打撃点を決定するのに使用される従来技術は、弾丸の軌跡及び実際の打撃点を検出しようと試みることである。この試みは、多くの長距離射撃において困難である場合がある。狙撃手チームの場合に、直接追撃は、射手に関連データを戻す観的手からのフィードバックも必要とする。このフィードバックは、口頭伝達のみを使用する場合は数秒を要する場合がある。
【０３５８】
一実施形態では、観察光学器械は、弾丸飛翔経路に関する画像フレームを検出し、後にこれらの画像フレームから弾丸軌道を計算することができるコンピュータデバイスにこれらの画像フレームを通信するように適応された撮像センサを有することができる。
【０３５９】
一実施形態では、主本体と組込型表示システムを有する台座とを有する観察光学器械は、弾丸の軌道をそれがターゲット区域を打撃する直前に決定するために内蔵画像処理機能によって曳光弾を検出することを可能にすることができる。一実施形態では、このデータは、弾道コンピュータ内に通信して戻すことができ、それによって２回目の射撃に向けて後続発射解が迅速かつ効率的に達成され、この解を能動ディスプレイに通信することができ、補正された照準点が観察光学器械の主本体の第１の焦点面の中に重ね合わされる。
【０３６０】
コンピュータによる軌道及び打撃点の検出を用いたフィードバックループを自動化し、それが能動ディスプレイに結合され、電子照準点補正を第１の焦点面の中に重ねることにより、正確な２回目の射撃を行うのに必要とされる合計時間が有利に短縮される。この時間短縮は、交戦過程では決定的な点である場合がある。最初の射撃が行われた後に、特に遅延が初回射撃のソニックブームが意図するターゲットに到達する時点を超えて延びる場合に、２回目の射撃を行うのに絶好の機会は急激に狭まる場合がある。
【０３６１】
長距離にわたる弾道に対しては、環境条件及び偏流ドリフトがかなりの影響を有する場合がある。例えば、Ｍ１９３の弾丸は、５００ヤードでの穏やかな１０ｍｐｈの横風において約４フィートドリフトする場合がある。更に、長い距離では、距離及び合計飛翔時間が延びる時に弾丸の速度が低下するので、偏流効果が更に悪化する場合がある。
【０３６２】
様々な曳光弾オプションが利用可能である。従来、標準の曳光弾が、弾丸の飛翔時経路の軌道を確認するために射手によって使用される。曳光弾は、その材料の組成に依存して可視スペクトル又はＩＲスペクトル内の光を放出することができる。ＩＲスペクトルは、射手が暗視装備を使用する時に有効である。これに加えて、一部の曳光弾は、最初に光を低輝度で放出し、次に、銃弾が飛翔経路に沿って進行する時に輝度を上げる。弾丸が飛翔経路を十分に進行するまで曳光弾材料の点火を遅延させるために、銃弾の放出の後のどの時点で曳光弾が明るくなるかをヒューズ要素が制御することができる。ヒューズ遅延は、曳光弾が射手の放出場所を明らかにするリスクを軽減する。
【０３６３】
一実施形態では、組込型表示システムを有する観察光学器械は、曳光弾を用いてターゲット区域を打撃する直前の弾丸の軌道を決定及び／又は表示することができる。一実施形態では、長遅延ヒューズを有し、電磁スペクトルの近ＩＲ領域（７００ｎｍから１０００ｎｍまで）内で発光する隠密曳光弾を使用することができる。近ＩＲ領域内で放出された光は人間の目には不可視であるが、従来のガラス光学器械を使用する撮像センサによって検出することができる。この種の曳光弾は、狙撃手活動に向けて射手の隠密性を維持し、同時に次の射撃の補正要件を正確に決定するための重要な自動弾丸追跡機能を提供することで特に有効なものとすることができる。従って、様々な実施形態は、本明細書に開示する機能を実施するために１又は２以上のタイプの曳光弾と協働するようになっている。
【０３６４】
昼光実施形態での撮像センサは可視光に対しても感度を有するので、弾丸追跡に標準の昼光曳光弾を使用することができる。可視と近ＩＲの両方の場合に、システムは、打撃前の最後の瞬間の弾丸の飛翔を検出することしか必要としないので、曳光弾は、隠密性を高めるために長遅延ヒューズを有することを利用することができる。
【０３６５】
一実施形態では、観察光学器械に関連付けられたカメラは、弾丸の軌道を記録することができ、観察光学器械は、その中に内蔵されたセンサスイートを用いて弾丸の正確な地球位置軌道、並びに打撃点を計算することができる。
【０３６６】
別の実施形態では、観察光学器械は、火器からの反動を補償するためにブレ補正カメラを使用することができる。観察光学器械は、ブレ補正カメラの移動を正確に追跡し、弾丸の地球位置軌道を正確に計算するためにこの移動を補償することになる。この実施形態は、射手が自分自身の軌道を追跡し、いずれの打ち損じもより正確に補償することを可能にすることになる。
【０３６７】
両方の実施形態では、弾丸の地球位置軌道は、次に、視野内に軌道を表示するためにマイクロディスプレイ又はホログラフィック技術を使用する別のライフルスコープ、観的スコープ、又はゴーグルのような使用デバイスに能動ディスプレイを有する他のユーザと共有することができる。
【０３６８】
一実施形態では、弾丸の軌道の追跡は、飛翔中に輝く曳光弾のビデオフレーム画像を取り込む段階を組み込んでいる。代表的な画像フレーム内の弾丸の空間場所が画像処理技術によって抽出され、次に、他のビデオフレームからのデータと相関されて弾丸の軌道が確立される。
【０３６９】
発射事象との相関付けに基づく処理に向けて画像フレームが選択される。銃弾が兵器から発射される時に、様々な実施形態において含まれる内蔵兵器軸加速度計から得られた加速度計データを処理することによって銃口出射時間が容易に決定される。次に、銃口出射時間からの相関窓が開始され、様々な実施形態は、次に、空間内の特定のＸ−Ｙ位置にある曳光弾に関連付けられた小さいピクセルクラスターをビデオ画像内で識別するためにこれらのビデオ画像のフレーム毎の処理を始める。フレーム画像は、Ｘ−Ｙフレーム内で少数の個々のピクセルを送出する弾丸を取り込むように最適化された露光時間を用いて撮影することができる。カメラのフレームレート及び銃口出射時間は既知であるので、各フレーム内の兵器からの弾丸の距離を弾丸の既知の飛翔特性を用いて確立することができる。このデータは、各兵器及び関連の銃弾に関する内蔵テーブル内に含まれるか、又はこれに代えて兵器照準器との戦術ネットワーク通信から受信される。
【０３７０】
ターゲットまでの絶対距離がレーザ測距測定から既知である場合に、軌道内でターゲット距離に対応する点を決定することによってターゲット距離での銃弾の位置を計算することができる。この技術の簡潔さは、測定が飛翔中データから行われ、物理的面への銃弾打撃を拠り所としないことである。計算される位置は、兵器の位置に対する仰角及び方位角に対応することになり、精度を高めるのに必要とされる弾道方位補正を決定するのに使用することができる。この次回射撃弾道補正計算の一部として、様々な実施形態は、慣性指向角データを用いて銃口出射時の銃の慣性指向角と打撃時の指向角の間の相対基準点を計算する。それによってこの計算は、ターゲット距離までの弾丸の飛翔時間にわたって発生した銃のいずれかの角移動を考慮することが可能になる。
【０３７１】
４．追加構成
図５０は、スコープ本体５００５を有し、更にスコープ本体５００５の上に区画又はノッチ５０１０を有するライフルスコープ５０００の代替実施形態を示している。区画５０１０は、能動ディスプレイ５０１５を含む組込型表示システムと集光器光学器械５０２０とを有する。組込型表示システムは、ディスプレイ５０１５及び集光器光学器械５０２０がビーム結合器５０２５と平行であるように向けられる。この実施形態では、ミラーのような反射面を必要としない。
【０３７２】
図５１は、スコープ本体５００５を有し、更にスコープ本体５００５の上に区画又はノッチ５０１０を有する観察光学器械５０００の代替実施形態を示している。区画５０１０は、能動ディスプレイ５１０５を含む組込型表示システムと、集光器光学器械５１１０と、ミラー５１１５とを有する。組込型表示システムは、ディスプレイ５１１５及び集光器光学器械５１１０がビーム結合器５０２５と垂直であるように向けられる。図５１では、能動ディスプレイ５１０５は、観察光学器械の対物レンズ系と比較して接眼レンズ系により近い。
【０３７３】
図５２は、スコープ本体５００５を有し、更にスコープ本体５００５の上に区画又はノッチ５０１０を有する観察光学器械５０００の代替実施形態を示している。区画５０１０は、能動ディスプレイ５１０５を含む組込型表示システムと、集光器光学器械５１１０と、ミラー５１１５とを有する。組込型表示システムは、ディスプレイ５１０５及び集光器光学器械５１１０がビーム結合器５０２５と垂直であるように向けられる。図５２では、能動ディスプレイ５１０５は、観察光学器械の接眼レンズ系と比較して対物レンズ系により近い。
【０３７４】
能動ディスプレイ５１０５からの発生画像は、ミラー５１１５に向けられ、これらの発生画像と観察画像とを同時に重ねるか又はオーバーレイするために、観察者が観察光学器械を通して観察するシーンの画像とスコープ本体５００５内のビーム結合器５０２５を用いて結合することができ、結合された画像は、第１の焦点面の中に注入される。ビーム結合器５０２５は第１の焦点面の前に配置され、結合画像が第１の焦点面上にフォーカスされるので、表示画像と観察画像とは互いに対して移動しない。これは、画像を第２の焦点面の中に注入するデバイスと比較して主な進歩である。
【０３７５】
更に別の代替実施形態では、観察光学器械は、スコープ本体と、能動ディスプレイ及び集光器光学器械を有する分離可能台座とを有し、能動ディスプレイ及び集光器光学器械はビーム結合器と平行である。この実施形態では、ミラーのような反射面を必要としない。台座は、観察光学器械の主本体の底部に結合する。
【０３７６】
能動ディスプレイ５１０５からの発生画像は、これらの発生画像と観察画像とを同時に重ねるか又はオーバーレイするために、観察者が観察光学器械を通して観察するシーンの画像とスコープ本体内のビーム結合器を用いて結合することができ、結合された画像は、第１の焦点面の中に注入される。ビーム結合器は第１の焦点面の前に配置され、結合画像が第１の焦点面上にフォーカスされるので、表示画像と観察画像とは互いに対して移動しない。これは、画像を第２の焦点面の中に注入するデバイスと比較して主な進歩である。
【０３７７】
本明細書に開示する光学照準器及び方法は、兵器、銃、ライフル、レーザターゲットロケータ、距離計のためのもの、その上にあるもの、又はその一部であるもの、又はこれらに対するアドオン付属品としてのものとすることができるディスプレイ、又は観察装置、デバイス、照準器、又はスコープとすることができる。実施形態は、兵器又は装置上に装着することができ、又は手持ち式又はヘルメット装着式とすることができる。
【０３７８】
本明細書に開示する装置及び方法は、以下の段落で更に説明することができる。
【０３７９】
１．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間のビーム結合器とを有する本体と、能動ディスプレイ、及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーであって、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される上記ミラーとを有する第２の光学系とを含む観察光学器械。
【０３８０】
２．第１の焦点面を定めるように構成された光学系と、第１の焦点面上に重ね合わされるデジタル画像を発生させるための能動ディスプレイと、能動ディスプレイに結合され、デジタル画像を発生するように１又は２以上のディスプレイ要素に選択的に給電するように構成されたコントローラとを含む観察光学器械。
【０３８１】
３．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを含む観察光学器械。
【０３８２】
４．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｅ）画像を発生させ、画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイとを含む観察光学器械。
【０３８３】
５．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系とビーム結合器とを有する主本体と、（ｉｉ）本体に結合された台座であって、画像を発生させるための能動ディスプレイと、主本体の第１の焦点面での発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために発生画像をビーム結合器に向けるためのミラーとを有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０３８４】
６．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する本体と、能動ディスプレイ、及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーであって、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される上記ミラーとを有する第２の光学系を有する台座とを含む観察光学器械。
【０３８５】
７．外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び集光器レンズ系を有する台座とを含み、主本体の光学系の第１の焦点面で発生画像が外界シーンの画像の中に結合される観察光学器械。
【０３８６】
８．（ｉ）（ａ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｂ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主チューブと、（ｉｉ）画像を発生させ、画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイを有する台座とを含む観察光学器械。
【０３８７】
９．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、及び接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間のビーム結合器と、（ｉｉｉ）ビーム結合器と対物レンズ系の間のフォーカスセルと、（ｉｖ）フォーカスセルを視差調節アセンブリに結合する接続要素とを有する本体を含む観察光学器械。
【０３８８】
１０．第１の焦点面と対物レンズ系の間のビーム結合器、ビーム結合器と対物レンズ系の間に置かれたフォーカスセル、及び第１の焦点面上に重ね合わされるデジタル画像を発生させるための能動ディスプレイを有する光学系と、能動ディスプレイに結合され、デジタル画像を発生するように１又は２以上のディスプレイ要素に選択的に給電するように構成されたコントローラとを含む観察光学器械。
【０３８９】
１１．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｄ）ビーム結合器と対物レンズアセンブリの間に置かれたフォーカスセルとを含む観察光学器械。
【０３９０】
１２．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｅ）ビーム結合器と対物レンズアセンブリの間に置かれたフォーカスセルと、（ｆ）フォーカスセルを視差調節アセンブリに結合する接続要素とを含む観察光学器械。
【０３９１】
１３．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、ターゲット画像を観察するための接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間のビーム結合器とを有する本体と、（ｉ）能動ディスプレイ、及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料と、（ｉｉｉ）（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階、（ｃ）反射材料をビーム結合器に対して移動する段階、（ｄ）ビーム結合器を反射材料に対して移動する段階、及び（ｅ）エレクタレンズ系をビーム結合器に対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための調節機構とを有する第２の光学系であって、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される上記第２の光学系とを含む観察光学器械。
【０３９２】
１４．第１の焦点面を定めるように構成された光学系と、デジタル画像を発生させるための能動ディスプレイ、及びデジタル画像を第１の焦点面に向けるための反射材料と、（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、及び（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを含む観察光学器械。
【０３９３】
１５．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｅ）能動ディスプレイ、及び能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料と、（ｆ）（ｉ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、（ｉｉ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階、（ｉｉｉ）反射材料をビーム結合器に対して移動する段階、（ｉｖ）ビーム結合器を反射材料に対して移動する段階、（ｖ）エレクタレンズ系をビーム結合器に対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための調節機構とを含み、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される観察光学器械。
【０３９４】
１６．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学器械とビーム結合器とを有する主本体と、（ｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイ及び主本体の第１の焦点面での発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために発生画像をビーム結合器に向けるためのミラーを有し、１又は２以上の電源のための区画を有して主本体に結合された台座とを含む観察光学器械。
【０３９５】
１７．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する本体と、（ｉ）（ａ）能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系、及び（ｂ）能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーを有する第２の光学系と（ｉｉ）１又は２以上の電源のための区画とを有する台座とを含む観察光学器械。
【０３９６】
１８．外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び集光器レンズ系を有する台座とを含み、主本体の光学系の第１の焦点面で発生画像が外界シーンの画像の中に結合され、更に、台座が１又は２以上の電源のための区画を有する観察光学器械。
【０３９７】
１９．（ｉ）（ａ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｂ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成された上記接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主チューブと、（ｉｉ）画像を発生させ、画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイを有し、更に、１又は２以上の電源のための区画を有する台座とを含む観察光学器械。
【０３９８】
２０．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系を有する主本体と、（ｉｉ）主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び電源のための区画を有する台座とを含む観察光学器械。
【０３９９】
２１．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系を有する主本体と、（ｉｉ）主本体に結合され、電源のための区画を有する台座とを含む観察光学器械。
【０４００】
２２．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間のビーム結合器とを有する本体と、能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーとを有し、更に、レンズ系が五レンズ系である第２の光学系とを含む観察光学器械。
【０４０１】
２３．第１の焦点面を定めるように構成された光学系と、第１の焦点面上に重ね合わされるデジタル画像を発生させるための能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するためのレンズ系と、能動ディスプレイに結合され、デジタル画像を発生するように１又は２以上のディスプレイ要素に選択的に給電するように構成されたコントローラとを含み、更に、レンズ系が、２つのレンズを有する内側セルと３つのレンズを有する外側セルとで構成され、外側セルが、内側セルに対して固定される観察光学器械。
【０４０２】
２４．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学器械とビーム結合器とを有する主本体と、（ｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイと、能動ディスプレイからの光を集光するためのレンズ系と、主本体の第１の焦点面での発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために発生画像をビーム結合器に向けるためのミラーとを有して本体に結合された台座とを含み、更に、レンズ系が五レンズ系であり、最初のレンズが、能動ディスプレイから２ｍｍを超えない場所に位置付けられる観察光学器械。
【０４０３】
２５．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する本体と、能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーとを有し、レンズ系が３つの単レンズと１つの複レンズとで構成される五レンズ系である第２の光学系を有する台座とを含む観察光学器械。
【０４０４】
２６．外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び集光器レンズ系を有する台座とを含み、主本体の光学系の第１の焦点面で発生画像が外界シーンの画像の中に結合され、集光器レンズ系が、少なくとも１つのレンズを有する内側セルと、少なくとも１つのレンズを有する外側セルと、内側セルのレンズと外側セルのレンズの間の間隔を調節するための機構とを有する観察光学器械。
【０４０５】
２７．（ｉ）（ａ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｂ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主チューブと、（ｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイと、能動ディスプレイからの光を集光するためのレンズ系と、画像をビーム結合器に向けるためのミラーとを有する台座であって、発生画像とターゲット画像とが主チューブの第１の焦点面の中に結合され、レンズ系が、２つのレンズを有する内側セルと３つのレンズを有する外側セルとを有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０４０６】
２７Ａ．（ａ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系と、光学器械の対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器とを有する主チューブと、（ｂ）デジタル画像を発生させるための組込型表示システムと、（ｃ）弾道関連データを処理し、組込型表示システムにデジタル画像内で照準レチクルを適応させるためのコンピュータデバイスとを含む観察光学器械。
【０４０７】
２８．台座を更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４０８】
２９．組込型表示システムを更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４０９】
３０．組込型表示システムを有する台座を更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１０】
３１．台座が観察光学器械の主本体に結合する先行する又は以下の段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１１】
３２．台座が観察光学器械の主本体の底面に結合する先行する又は以下の段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１２】
３３．組込型表示システムがハウジングに収容される先行する又は以下の段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１３】
３４．  ハウジングが観察光学器械の主本体の上に結合する先行する又は以下の段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１４】
３５．組込型表示システムが能動ディスプレイを有する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１５】
３６．組込型表示システムが、能動ディスプレイと反射材料を有する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１６】
３７．組込型表示システムが、能動ディスプレイと、反射材料と、集光器光学系とを有する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１７】
３８．反射材料がビーム結合器の下方に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１８】
３９．反射材料がビーム結合器の上方に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４１９】
４０．反射材料がビーム結合器と平行である先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２０】
４１．能動ディスプレイ及び反射材料がビーム結合器と平行である先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２１】
４２．反射材料が観察光学器械の対物側に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２２】
４３．反射材料が観察光学器械の接眼レンズ側に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２３】
４４．能動ディスプレイが観察光学器械の対物側に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２４】
４５．  能動ディスプレイが観察光学器械の接眼レンズ側に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２５】
４６．第２の光学系が、観察光学器械の本体に結合された台座に存在する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２６】
４７．ビーム結合器が、主本体の対物レンズアセンブリと観察光軸に沿って位置決めされて離間した第１の焦点面との間に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２７】
４８．ビーム結合器が観察光学器械の仰角ノブのほぼ下に位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２８】
４９．ビーム結合器が、観察光学器械の接眼レンズアセンブリと比較して対物レンズアセンブリにより近く位置付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４２９】
５０．組込型表示システムが、傾斜したミラーを含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３０】
５１．ミラーが、約４０°から約５０°まで傾斜したものである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３１】
５２．ミラーが、約４５°で傾斜したものである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３２】
５３．組込型表示システムが、内側レンズセルと外側レンズセルとを有する集光器光学器械を含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３３】
５４．台座の一端が、主本体の倍率調節リングの近くに取り付けられ、台座の他端が、主本体の対物レンズアセンブリの近くに取り付けられる先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３４】
５５．台座が主本体の長さの４０％から６５％のものである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３５】
５６．フォーカスセルを更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３６】
５７．従来のフォーカスセルの場所と比較して対物側に向けて調節されたフォーカスセルを更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３７】
５８．ビーム結合器を更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３８】
５９．従来のフォーカスセルが位置付けられた場所に位置決めされたビーム結合器を更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４３９】
６０．視差調節アセンブリを更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４０】
６１．観察光学器械の主本体内に接続ロッドを更に含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４１】
６２．接続要素がロッド又はシャフトである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４２】
６３．接続要素が、長さが約５ｍｍから５０ｍｍのものである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４３】
６４．接続要素が、長さが約３０ｍｍのものである先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４４】
６５．視差調節アセンブリが回転可能要素を含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４５】
６６．視差調節アセンブリがノブを含む先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４６】
６７．接続要素がフォーカスセルを視差調節アセンブリに結合する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４７】
６８．接続要素の一端が、フォーカスセルに結合され、接続要素の他端が、視差調節アセンブリのカムピンに結合される先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４８】
６９．視差調節アセンブリがカム溝とカムピンとを有する先行段落のいずれかの観察光学器械。
【０４４９】
７０．能動ディスプレイからの光を集光するためのレンズ系を含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５０】
７１．レンズ系が１又は２以上のレンズセルから構成される本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５１】
７２．レンズ系が内側レンズセルと外側レンズセルとで構成される本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５２】
７３．レンズ系が５レンズ系から構成される本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５３】
７４．レンズ系が、２つのレンズを備えた内側レンズセルと３つのレンズを備えた外側レンズセルとで構成される本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５４】
７５．レンズ系が、最初のレンズが能動ディスプレイの２ｍｍ以内に位置付けられた五レンズ系である本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５５】
７６．レンズ系が五レンズ系からなり、最初のレンズが非球面レンズである本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５６】
７７．レンズ系が、少なくとも１つのレンズを備えた内側レンズセルと少なくとも１つのレンズを備えた外側レンズセルとで構成され、内側セルの少なくとも１つのレンズと外側セルの少なくとも１つのレンズの間の空間を調節するための機構を更に含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５７】
７８．更に外側レンズセルと内側レンズセルの間に１又は２以上のバネが位置付けられる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５８】
７９．レンズ系が単一レンズセルから構成される本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４５９】
８０．調節機構がネジである本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６０】
８１．調節機構が楔である本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６１】
８２．能動ディスプレイの垂直軸を位置合わせするために内側レンズセルの面に対してネジを締め付けることができる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６２】
８３．能動ディスプレイを調節するために内側レンズセルの面に対してネジを締め付けることができる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６３】
８４．電源が１又は２以上のバッテリである本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６４】
８５．電源が１又は２以上のＣＲ１２３バッテリである本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６５】
８６．コンピュータデバイスに場所データを供給し、コンピュータデバイスが受信データの一部又は全てを用いて弾道解を計算するようにするために、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、デジタル方位計、及びレーザ距離計のうちの１又は２以上を更に含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６６】
８７．コンピュータデバイスが、慣性データ、場所データ、環境センサデータ、及び画像データのうちの１又は２以上を受信し、従って、受信データの一部又は全てを用いて弾道解を計算する本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６７】
８８．観察光学器械が、ネットワーク要素（ＮＥ）としてネットワークと通信するように適応され、コンピュータデバイスが、受信データの一部又は全てをネットワークに向けて伝播させる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６８】
８９．第１のユーザ対話に応答して、コンピュータデバイスが、現在観察中の照準レチクルに関連付けられたターゲット関連情報を取り出してメモリに格納する測距モードに入る本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４６９】
９０．第２のユーザ対話に応答して、コンピュータデバイスが、過去に格納したターゲット関連情報をメモリから取り出し、それを用いてターゲットを再取得するようにレチクル映像を適応させる再取得モードに入る本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７０】
９１．ターゲットまでの距離を決定し、決定された距離に応答して照準レチクルを相応に適応させるためのコンピュータデバイスに決定された距離を通信するための距離計を更に含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７１】
９２．距離計がレーザ距離計及び視差距離計の一方を含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７２】
９３．レーザ距離計が近赤外線（ＮＩＲ）距離計を含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７３】
９４．弾丸飛翔経路に関する画像フレームを検出し、画像フレームから弾丸軌道を計算するように作動可能なコンピュータデバイスに画像フレームを通信するように適応された撮像センサを更に含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７４】
９５．撮像センサが、曳光弾に関連付けられたスペクトル領域内の発光を検出するようになっている本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７５】
９６．ユーザ入力に応答して照準レチクルを相応に適応させるコンピュータデバイスにそれぞれのユーザ入力を通信するようになった偏流ノブ及び仰角ノブを更に含む本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７６】
９７．詳細を示すユーザ対話に応答して、コンピュータデバイスが、ターゲット関連情報がメモリから取り出されてターゲットを再取得するように照準レチクル映像を適応させるのに使用される間接発射ターゲッティングモードに入る本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７７】
９８．２次弾薬モードを示すユーザ対話に応答して、コンピュータデバイスが、２次弾薬に関連付けられた弾道特性に応答して照準レチクルを適応させる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７８】
９９．環境データが、気圧データ、湿度データ、及び温度データのうちの１又は２以上を含み、コンピュータデバイスが、環境データの一部又は全てを用いて弾道解を相応に計算する本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４７９】
１００．照準レチクルが光学スコープ視野の外側にある場合に、コンピュータデバイスが、慣性基準情報を利用して表示に向けて模擬照準点基準を発生させる本明細書に列記する段落のいずれかの観察光学器械。
【０４８０】
１０１．観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、観察光学器械の主本体に結合する台座のキャビティ内に位置付けられた組込型表示システムによって発生された画像を同時に観察する段階とを含む観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８１】
１０２．観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、台座のキャビティ内に位置付けられた組込型表示システムによって発生された画像を同時に観察する段階とを含み、シーンの画像と発生画像が光学系の第１の焦点面の中に投影される観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８２】
１０３．対物レンズアセンブリと接眼レンズアセンブリとを有する観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、台座のキャビティ内に位置付けられた組込型表示システムによって発生された画像を同時に観察する段階とを含み、シーンの画像と発生画像が、光学系の第１の焦点面の中に投影され、組込型表示システムが、画像を発生させるための能動ディスプレイと、画像からの光を集光するためのレンズ系と、主本体の対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器内に発生画像を向けるための反射面とを有する観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８３】
１０４．観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、台座のキャビティ内に位置付けられた組込型表示システムによって発生された画像を同時に観察する段階であって、シーンの画像と発生画像が光学系の第１の焦点面の中に投影される上記同時に観察する段階と、接続ロッドによってフォーカスセルに接続された視差ノブを調節することによって視差誤差を排除する段階とを含む観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８４】
１０５．観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、組込型表示システムによって発生された画像を同時に観察する段階であって、シーンの画像と発生画像が光学系の第１の焦点面の中に投影される上記同時に観察する段階と、接続ロッドによってフォーカスセルに接続された視差ノブを調節することによって視差誤差を排除する段階とを含む観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８５】
１０６．観察光学器械の主本体に結合する台座内に位置付けられた能動ディスプレイを用いて画像を発生させる段階と、レンズ系を用いて能動ディスプレイからの光を集光する段階と、発生画像を台座から主本体内のビーム結合器に反射する段階と、発生画像を主本体の第１の焦点面の中に投影する段階とを含む観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８６】
１０７．対物レンズアセンブリと接眼レンズアセンブリとを有する観察光学器械の主本体内に観察光軸に沿って位置決めされた第１の光学系を用いてシーンを観察する段階と、観察光学器械の主本体に結合する台座内に位置付けられた能動ディスプレイを用いて画像を発生させる段階と、レンズ系を用いて能動ディスプレイからの光を集光する段階と、発生画像を台座から主本体内の対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器に反射する段階と、発生画像と結像シーンとを同時に観察することができるように発生画像を主本体の第１の焦点面の中に投影する段階とを含む観察光学器械を用いて観察する方法。
【０４８７】
１０８．（ａ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系とを有し、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される主本体を有する観察光学器械を与える段階と、（ｂ）観察光学器械の主本体に結合する台座内に位置付けられた能動ディスプレイから画像を発生させる段階と、（ｃ）放出光をディスプレイから主本体内の対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に位置付けられたビーム結合器に反射する段階であって、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される上記反射する段階とを含む観察光学器械のユーザに情報を提供する方法。
【０４８８】
１０９．電子機器を用いて能動ディスプレイを制御する段階を含む本明細書に列記する段落のいずれかの方法。
【０４８９】
１１０．能動ディスプレイを用いて能動ターゲットレチクル、補正された照準点、距離及び風の情報、仰角、ＧＰＳ及び方位計の情報、ターゲットＩＤ、外部センサ情報、弾道情報のうちの少なくとも１つに関する画像を提供する段階を含む本明細書に列記する段落のいずれかの方法。
【０４９０】
１１１．完全日照時から曇天暗夜時の範囲にわたる環境条件下で観察することを可能にするように能動ディスプレイ輝度を制御する段階を含む本明細書に列記する段落のいずれかの方法。
【０４９１】
１１２．本体の一端にある外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、他端にある接眼レンズ系と対物レンズ系と接眼レンズ系の間に位置付けられたエレクタレンズ系であって、エレクタレンズ系と対物レンズ系と接眼レンズ系とが、第１の焦点面と第２の焦点面とを有する第１の光学系を形成し、第１の焦点面に、可動エレクタチューブと協働して移動する第１のレチクルが位置する上記エレクタレンズ系を有する可動エレクタチューブと、第１の焦点面と対物レンズアセンブリの間に位置付けられたビーム結合器とを有する本体と、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料とを有する第２の光学系とを含む観察光学器械。
【０４９２】
１１３．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成され、第１の焦点面にターレット調節に関して移動する第１のレチクルが位置する上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｅ）画像を発生させて画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイとを含む観察光学器械。
【０４９３】
１１４．観察光軸に沿って外界シーンの画像を発生させるための光学器械及びビーム結合器を有する主本体と、（ｉｉ）主本体に結合された台座であって、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び主本体の第１の焦点面での発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために発生画像をビーム結合器に向けるためのミラーを有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０４９４】
１１５．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主本体と、主本体に結合された台座であって、（ｉ）画像を発生する能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系と、（ｉｉ）能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向けるミラーとを有する第２の光学系を有する台座とを含む観察光学器械。
【０４９５】
１１６．外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、主本体の底部分に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイを有するキャビティを有する台座とを含み、発生画像が、光学系の第１の焦点面で外界シーンの画像の中に結合される観察光学器械。
【０４９６】
１１７．第１の焦点面と対物レンズ系の間のビーム結合器、ビーム結合器と対物レンズ系の間に置かれたフォーカスセル、及び第１の焦点面上に重ね合わされる画像を発生させるための能動ディスプレイを有する光学系と、能動ディスプレイに結合され、画像を発生するように１又は２以上のディスプレイ要素に選択的に給電するように構成されたコントローラとを含む観察光学器械。
【０４９７】
１１８．主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系、及び主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系を有する主本体と、対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、ビーム結合器と対物レンズアセンブリの間に置かれたフォーカスセルと、フォーカスセルを視差調節アセンブリに結合するロッドと、画像を発生させるための能動ディスプレイ及びデジタル画像をビーム結合器に向けるための反射面であって、発生画像とターゲット画像とを第１の焦点面上にフォーカスさせることを可能にする上記反射面とを含む観察光学器械。
【０４９８】
１１９．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、及び接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）対物レンズ系と第１の焦点面の間のビーム結合器と、（ｉｉｉ）ビーム結合器と対物レンズ系の間のフォーカスセルと、（ｉｖ）フォーカスセルを視差調節アセンブリに結合する接続要素とを有する本体を含む観察光学器械。
【０４９９】
１２０．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合された対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｄ）ビーム結合器と対物レンズアセンブリの間に置かれたフォーカスセルとを含む観察光学器械。
【０５００】
１２１．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面を有する光学系と、（ｉｉ）ビーム結合器とを有する主本体と、主本体の底部分に結合する台座であって、画像を発生させるための能動ディスプレイ、能動ディスプレイからの光を集光するレンズ系を閉じ込めるキャビティと、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料とを有し、更に、１又は２以上の電源のための区画を有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０５０１】
１２２．主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系、及び主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主本体と、画像を発生させて画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイを有し、更に、１又は２以上の電源のための区画を有する台座とを含む観察光学器械。
【０５０２】
１２３．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系を有する主本体と、（ｉｉ）主本体に結合された台座であって、画像を発生させて画像を光学系の第１の焦点面の中に向けるための能動ディスプレイと、１又は２以上の電源のための区画とを有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０５０３】
１２４．（ｉ）外界シーンの画像を発生させるための光学系とビーム結合器とを有する主本体と、（ｉｉ）主本体に結合された台座であって、画像を発生させるための能動ディスプレイと、主本体の第１の焦点面での発生画像と外界シーンの画像との同時重ね合わせ観察のために発生画像をビーム結合器に向けるための反射材料とを有し、１又は２以上の電源のための区画を有する上記台座とを含む観察光学器械。
【０５０４】
１２５．外界シーンを観察するための光学系を備えた主本体と、主本体に結合され、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び集光器レンズ系を有する台座とを含み、主本体の光学系の第１の焦点面で発生画像が外界シーンの画像の中に結合され、更に、台座が１又は２以上の電源のための区画を有する観察光学器械。
【０５０５】
１２６．（ｉ）（ａ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｂ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｃ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器とを有する主チューブと、（ｉｉ）画像を発生させて画像をビーム結合器に向けるための能動ディスプレイであって、発生画像とターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合される上記能動ディスプレイを有し、更に、１又は２以上の電源のための区画を有する台座とを含む観察光学器械。
【０５０６】
１２７．第１の焦点面を定めるように構成された光学系と、画像を発生させるための能動ディスプレイ及び画像を第１の焦点面に向けるための反射材料と、（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、及び（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを含む観察光学器械。
【０５０７】
１２８．（ａ）主チューブと、（ｂ）主チューブの第１の端部に結合され、外界シーンからのターゲット画像をフォーカスさせる対物レンズ系と、（ｃ）主チューブの第２の端部に結合された接眼レンズ系であって、主チューブと対物レンズ系と接眼レンズ系とが少なくとも第１の焦点面を定めるように構成される上記接眼レンズ系と、（ｄ）対物レンズアセンブリと第１の焦点面の間に置かれたビーム結合器と、（ｅ）画像を発生させるための能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの画像をビーム結合器に向ける反射材料であって、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される上記反射材料と、（ｆ）（ｉ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階又は（ｉｉ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための調節機構とを含む観察光学器械。
【０５０８】
１２９．（ｉ）外界シーンからのターゲット画像を第１の焦点面にフォーカスさせる対物レンズ系、ターゲット画像を反転させるエレクタレンズ系、第２の焦点面、ターゲット画像を観察するための接眼レンズ系を有する第１の光学系と、（ｉｉ）ビーム結合器と、（ｉｉｉ）画像を発生させるための能動ディスプレイ及び能動ディスプレイからの発生画像をビーム結合器に向ける反射材料を有する第２の光学系と、（ａ）能動ディスプレイを反射材料に対して移動する段階、（ｂ）反射材料を能動ディスプレイに対して移動する段階、（ｃ）反射材料をビーム結合器に対して移動する段階、（ｄ）ビーム結合器を反射材料に対して移動する段階、（ｅ）エレクタレンズ系をビーム結合器に対して移動する段階のうちの１又は２以上を実施するための１又は２以上の調節機構とを有する本体を含み、能動ディスプレイからの画像と対物レンズ系からのターゲット画像とが、第１の焦点面の中に結合されて同時に観察される観察光学器械。
【０５０９】
組込型表示システムを有する観察光学器械の複数の実施形態を詳細に説明したが、これらの実施形態に対する修正及び変形が可能であり、その全てが本発明の真の精神及び範囲の中に収まることを認めなければならない。従って、以上の説明に関して、本発明の複数の部分に関する最適な寸法関係がサイズ、材料、形状、形態、機能、作動方式、組み立て、及び使用において変形を含むことは当業者には恐らくは容易に明白なことであり、図面に例示して本明細書に説明したものに対する全ての均等な関係が本発明によって包含されるように意図していることは認識されるものとする。従って、上述したものは、本発明の原理を単に例示するものであると考えられる。更に、当業者によって多くの修正及び変形が容易に想起されることになるので、本発明を図示して説明したものと厳密に同じ構造及び作動に限定するように意図しておらず、従って、本発明の範囲に収まる全ての適切な修正及び均等物を使用することができる。
【符号の説明】
【０５１０】
１２  仰角ターレット
５４  対物レンズ
５６  接眼レンズ
２００  ライフルスコープ
２２０  台座
【図１Ａ】
2020506434.tif 000003
【図１Ｂ】
2020506434.tif 000004
【図１Ｃ】
2020506434.tif 000005
【図１Ｄ】
2020506434.tif 000006
【図１Ｅ】
2020506434.tif 000007
【図２】
2020506434.tif 000008
【図３】
2020506434.tif 000009
【図４】
2020506434.tif 000010
【図５Ａ】
2020506434.tif 000011
【図５Ｂ】
2020506434.tif 000012
【図５Ｃ】
2020506434.tif 000013
【図５Ｄ】
2020506434.tif 000014
【図５Ｅ】
2020506434.tif 000015
【図５Ｆ】
2020506434.tif 000016
【図６】
2020506434.tif 000017
【図７】
2020506434.tif 000018
【図８】
2020506434.tif 000019
【図９】
2020506434.tif 000020
【図１０】
2020506434.tif 000021
【図１１】
2020506434.tif 000022
【図１２】
2020506434.tif 000023
【図１３】
2020506434.tif 000024
【図１４】
2020506434.tif 000025
【図１５】
2020506434.tif 000026
【図１６】
2020506434.tif 000027
【図１７】
2020506434.tif 000028
【図１８】
2020506434.tif 000029
【図１９】
2020506434.tif 000030
【図２０】
2020506434.tif 000031
【図２１】
2020506434.tif 000032
【図２２】
2020506434.tif 000033
【図２３】
2020506434.tif 000034
【図２４】
2020506434.tif 000035
【図２５】
2020506434.tif 000036
【図２６】
2020506434.tif 000037
【図２７】
2020506434.tif 000038
【図２８】
2020506434.tif 000039
【図２９】
2020506434.tif 000040
【図３０】
2020506434.tif 000041
【図３１】
2020506434.tif 000042
【図３２】
2020506434.tif 000043
【図３３】
2020506434.tif 000044
【図３４】
2020506434.tif 000045
【図３５】
2020506434.tif 000046
【図３６】
2020506434.tif 000047
【図３７】
2020506434.tif 000048
【図３８】
2020506434.tif 000049
【図３９】
2020506434.tif 000050
【図４０】
2020506434.tif 000051
【図４１】
2020506434.tif 000052
【図４２】
2020506434.tif 000053
【図４３】
2020506434.tif 000054
【図４４】
2020506434.tif 000055
【図４５】
2020506434.tif 000056
【図４６】
2020506434.tif 000057
【図４７】
2020506434.tif 000058
【図４８】
2020506434.tif 000059
【図４９】
2020506434.tif 000060
【図５０】
2020506434.tif 000061
【図５１】
2020506434.tif 000062
【図５２】
2020506434.tif 000063
【国際調査報告】
2020506434.tif 000064
2020506434.tif 000065