CN103339463A

CN103339463A - 瞄准系统

Info

Publication number: CN103339463A
Application number: CN2011800633066A
Authority: CN
Inventors: 约翰·W·马修斯; 约翰·麦克瑞克德; 马克·布切克; 马克·斯夸尔
Original assignee: Surefire LLC
Current assignee: Surefire LLC
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-10-02
Also published as: HK1209820A1; EP2633257A2; WO2012058453A2; WO2012058453A3; US20120106170A1; CN104567543A; US9057583B2; CN104567543B

Abstract

本发明提供一种瞄准系统，可以多种不同方式选择性地使用所述瞄准系统。在一个实例中，所述瞄准系统可定位在步枪上以提供步枪瞄准系统。在此实例中，所述瞄准系统可实质上远离用户的眼睛而定位在步枪枪管上。有利的是，此实施方案可允许用户有效地将所述步枪瞄准而不使情景意识折衷。在另一实例中，所述瞄准系统可用于提供望远镜瞄准器，其中标线(例如，点、十字瞄准线、标记或其它适当形状)叠加在从相机显示的图像(例如，缩放或非缩放图像)上。在另一实例中，所述瞄准系统可用于提供其中停用所述瞄准系统的相机及/或显示器的堵塞式瞄准器。因此，标线可显示在不透明背景上。

Description

瞄准系统

相关申请案的交叉参考

本专利申请案为2010年10月28日申请的第12/914,597号美国专利申请案的部分接续案，所述专利申请案以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及瞄准装置且更特定来说涉及产生光束的瞄准系统，所述光束进入用户的眼睛以产生用于将轻武器或其它装置瞄准的发光标线，例如点或标记。

背景技术

已研发出各种类型的瞄准装置以使得轻武器(例如，手枪、步枪、散弹枪及冲锋枪)的用户能够将这些武器瞄准。相对于简易性、耐用性、尺寸、重量、成本、精度、不同环境光照水平中的可用性、使用速度、情景意识的维持及通过实弹射击及空弹射击练习培养反应性射击技能及精度射击技能的效力来说，这些装置中的每一者具有其自身的优势及劣势。此类瞄准装置的实例包含：敞形瞄准器、望远镜瞄准器、激光瞄准器、“反射式”或“红点”瞄准器、夜视瞄准器及热或熔融夜/视热瞄准器。

与常规瞄准装置相关联的一个突出问题是用户所体验到的情景意识的损失。举例来说，当使用常规瞄准装置瞄准武器或其它装置时，用户常常被迫集中于对应于所要目标或最接近所述目标的区域的窄视场。遗憾的是，此窄视场可致使所述用户失去情景意识。具体来说，所述用户可能察觉不到在目标区域之外发生的其它事件。在战斗情形中，此类事件可包含敌人的行动或敌对环境条件的存在。因此，当使用将所述用户仅限于窄视场的瞄准装置时，所述用户被可置于高危境地。

与常规瞄准装置相关联的另一问题是缺少灵活性。举例来说，用户可能习惯于使用某些类型的瞄准装置，例如望远镜瞄准器或反射式瞄准器。然而，许多现有瞄准装置仅允许用户使用单一的瞄准方法。此外，如果用户希望改变瞄准方法(例如，在不同条件下使用不同类型的瞄准器)，那么用户以一种类型的瞄准装置代替另一种类型的瞄准装置是麻烦且不实际的，尤其在紧张情形或战斗情形中。因此，用户常常被迫使其技能适应于使用特定的可用类型的瞄准装置，而不是瞄准装置适应所述用户。因此，需要改善的瞄准装置。

发明内容

根据本文中描述的各种实施例，提供可以各种不同方式选择性地使用的瞄准系统(例如，也称为瞄准系统(aiming system))。举例来说，可将所述瞄准系统定位在步枪上以提供步枪瞄准系统。在一个实施例中，所述瞄准系统可定位在步枪枪管上且实质上与所述步枪枪管平行。当以此方式定位时，所述瞄准系统可实质上远离用户的眼睛而定位。有利的是，此实施方案可允许用户有效地瞄准所述步枪而不阻碍用户的周边视觉且不使情景意识折衷。

在一个实施例中，可以相机及显示器来实施瞄准系统以用于向用户提供视频图像。所述图像可连续地流向所述显示器及/或其它目的地以提供目标场景的动态成像。可将所述图像与红点或其它类型的标线(例如，一个或一个以上点、十字瞄准线、菱形、v形图案、标记或其它适当形状)一起提供给用户以辅助所述用户将步枪或其它适当装置瞄准。举例来说，所述瞄准系统可用于提供反射式瞄准器，其中红点叠加在从相机显示的图像上。作为另一实例，所述瞄准系统可用于提供准直器瞄准器(也称为盲瞄准器或堵塞式瞄准器)，在所述准直器瞄准器中，可选择性地停用瞄准系统的相机及/或显示器。因此，红点可显示在不透明背景上。

在一个实施例中，例如，瞄准系统可使用相机及/或处理块的光学缩放及/或数字缩放特征(例如，望远镜缩放特征)在显示器上提供缩放图像。因此，用户可根据需要放大目标场景的图像。通过组合此类缩放能力与反射式瞄准器特征，可代替单独的红点瞄准器及缩放瞄准器装置而使用单个瞄准系统。因此，可减少用户操作的装置的数目。

在一个实施例中，瞄准系统包含：适于捕获目标场景的图像的相机；及投射器，其包括：显示器，其适于呈现所述图像；光束组合器，其适于将所述所呈现的图像传递给所述瞄准系统的用户；及光源，其适于将标线投射到所述光束组合器，其中所述光束组合器适于将所述标线反射到所述用户。

在一个实施例中，操作瞄准系统的方法包含：使用相机捕获目标场景的图像；在显示器上选择性地呈现所述图像；通过光束组合器将所述所呈现的图像中的任一者传递给所述瞄准系统的用户；将标线从光源投射到所述光束组合器；及将所述标线从所述光束组合器反射到所述用户。

在一个实施例中，瞄准系统包含用于捕获目标场景的图像的构件；用于呈现所述图像的构件；用于将所述所呈现的图像传递给所述瞄准系统的用户的构件；用于投射标线的构件；及用于将所述标线反射到所述用户的构件。

在一个实施例中，瞄准系统包含物镜光学器件，其适于从场景接收光；棱镜，其适于从所述物镜光学器件接收所述场景光以再次倒置所述场景光；光源，其适于将额外光投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光上以供用户观察；快门，其适于经调整以允许所述用户选择性地将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器；及目镜，其适于使所述额外光准直以将所述标线及所述场景光提供给所述用户的眼睛。

在一个实施例中，操作瞄准系统的方法包含在物镜光学器件处从场景接收光；通过棱镜从所述物镜光学器件传递所述场景光以再次倒置所述场景光；将额外光从光源投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光上以供用户观察；以目镜使所述额外光准直以将所述标线及所述场景光提供给所述用户的眼睛；及调整快门以允许所述用户选择性地将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器。

在一个实施例中，对准瞄准系统的方法包含将第一及第二望远镜定位在所述瞄准系统的第一及第二末端上，其中所述第一望远镜经定位以观察所述瞄准系统的物镜光学器件，其中所述第二望远镜经定位以观察所述瞄准系统的目镜；将光从所述瞄准系统的光源投射到所述瞄准系统的棱镜中；将所述光从所述棱镜传递到所述瞄准系统的所述第一及第二末端；对准所述棱镜的位置直到来自所述第一末端的所述光实质上与所述第一望远镜对准；及对准所述瞄准系统的目镜的位置直到来自所述第二末端的所述光实质上与所述第二望远镜对准。

在一个实施例中，瞄准系统包含：光学系统，其具有光轴且适于从场景接收光；电子显示器，其适于将图像提供给所述光学系统；且其中所述光学系统适于沿着所述光轴传递所述场景光及所述图像以将所述图像叠加在所述场景上以供所述瞄准系统的用户观察。

在一个实施例中，操作瞄准系统的方法包含在具有光轴的光学系统处从场景接收光；将图像从电子显示器提供到所述光学系统；及通过所述光学系统且沿着所述光轴传递所述场景光及所述图像以将所述图案叠加在所述场景上以供所述瞄准系统的用户观察。

有利的是，本文中进一步描述的各种实施例可提供使用及操作瞄准系统方面的灵活性。举例来说，如特定应用中可能需要，熟悉反射式瞄准器或堵塞式瞄准器的用户可配置所述瞄准系统以仿真反射式或堵塞式瞄准器的操作。

本发明的范围由权利要求书界定，所述权利要求书以引用的方式并入此部分中。通过考虑一个或一个以上实施例的以下详细描述，所属领域的技术人员将获得对本发明的实施例的更完整理解并且认识到其额外优势。将参考首先将简要描述的所附图表。

附图说明

图1A到1C说明根据本发明的各种实施例的包含安装在步枪上的集成相机的瞄准系统的若干视图。

图2A到2C说明根据本发明的各种实施例的包含安装在步枪上的投射器及相机的瞄准系统的若干视图。

图3说明根据本发明的实施例的包含安装在步枪上的具有光束分离立方体的投射器及相机的瞄准系统。

图4说明根据本发明的实施例的目标场景。

图5A说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供反射式瞄准器的图4的目标场景的缩小视图。

图5B说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供反射式瞄准器的图4的目标场景的放大视图。

图6说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供堵塞式瞄准器的图4的目标场景的视图。

图7A说明根据本发明的实施例的图1A到1C的瞄准系统的透视图。

图7B到7C说明展示根据本发明的各种实施例的可用于以实质上平坦的光束组合器实施图1A到1C的瞄准系统的内部特征的若干视图。

图8A到8B说明展示根据本发明的各种实施例的可用于以实质上抛物形的光束组合器实施图1A到1C的瞄准系统的内部特征的若干视图。

图8C到8D说明根据本发明的各种实施例的图8A到8B中展示的平面波发生器的若干视图。

图9A说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统的投射器的透视图。

图9B到9C说明展示根据本发明的各种实施例的图2A到2C的瞄准系统的投射器的内部特征的若干视图。

图10A说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统的相机的透视图。

图10B到10C说明展示根据本发明的各种实施例的图2A到2C的瞄准系统的相机的内部特征的若干视图。

图11说明根据本发明的实施例的图3的瞄准系统的光束分离立方体及相关联组件。

图12A到12J说明根据本发明的各种实施例的瞄准系统1200的视图。

图13A说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供具有目标场景的图像、由显示器提供的额外图像及由光源提供的标线的望远镜瞄准器的图4的目标场景的视图。

图13B说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供具有由显示器提供的图像及由光源提供的标线的望远镜瞄准器的图4的目标场景的视图。

图13C说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统提供具有由显示器提供的图像及由光源提供的标线的堵塞式瞄准器的图4的目标场景的视图。

图14说明根据本发明的实施例的可与瞄准系统一起使用的若干组件的框图。

图15说明根据本发明的实施例的经历对准的瞄准系统的框图。

图16说明根据本发明的实施例的用于对准瞄准系统的过程。

通过参考以下详细描述最佳地理解本发明的实施例及其优势。应了解，相同的参考数字用于识别在一个或一个以上图式中说明的相同元件。

具体实施方式

图1A到1C说明根据本发明的各种实施例的包含安装在步枪190上的集成相机的瞄准系统100的若干视图。当安装在步枪190上时，瞄准系统100可用作步枪瞄准系统。举例来说，在一个实施例中，步枪190可为M4突击步枪，如图1A到1C中展示。

在一个实施例中，瞄准系统100可使用导轨夹持安装装置197安装在导轨195(例如，皮卡汀尼(Picatinny)导轨)上。在一个实施例中，导轨夹持安装装置197可实施为标题为“导轨夹持安装装置(RAIL CLAMP MOUNT)”的第7,712,242号美国专利中阐述的导轨夹持安装装置，所述专利以引用的方式全部并入本文中。虽然瞄准系统100在图1A到1C中说明为安装在步枪190的顶部上，但也预期其它安装配置。举例来说，在另一实施例中，瞄准系统100可使用适当安装装置及/或导轨结构(例如，标准军事导轨结构或其它导轨结构)安装在步枪190的左侧或右侧上。

在各种实施例中，瞄准系统100可以集成相机或投射器实施。在此方面，来自目标场景的光可进入瞄准系统100的末端104且可由相机捕获及/或以其它方式经处理以向瞄准系统100的显示器提供图像。所述图像可在显示器上呈现(例如，显示)且从瞄准系统100的末端102朝向用户105选择性地投射(例如，在一个实施例中通过对应于当操作瞄准系统100时用户的眼睛的近似放置的眼睛来说明)。在各种实施例中，此类图像可为由(例如)瞄准系统100的相机及/或处理块的光学缩放及/或数字缩放特征提供的目标场景的缩放图像。

瞄准系统100也可朝向用户105投射红点或其它类型的标线。举例来说，在一个实施例中，瞄准系统100可投射红光以提供叠加在由瞄准系统100显示的图像上的红点。瞄准系统100可经实施使得红点相对于由瞄准系统100的显示器提供的图像的位置可用于将步枪190瞄准。

有利的是，如用户105可能需要，瞄准系统100可选择性地用作反射式瞄准器及/或堵塞式瞄准器。举例来说，可将呈现在瞄准系统100的显示器上的图像与红点一起朝向用户105投射以允许瞄准系统100作为反射式瞄准器而起作用。作为另一实例，可在没有由瞄准系统100的相机捕获的图像的情况下朝向用户105投射红点以允许瞄准系统100作为堵塞式瞄准器而起作用。

如图1A到1C中所展示，用户105的眼睛可实质上接近步枪190的末端192而定位(例如，接近常规后瞄准器的典型位置)，而瞄准系统100接近步枪190的末端194而安装(例如，接近步枪190的枪管196)。此配置允许用户105在不使用户的周边视觉或情景意识折衷的情况下使用瞄准系统100。在此方面，当使用瞄准系统100时，用户105通过可选择的目镜199实质上向下观察步枪190的枪管196，所述目镜199可(例如)安装在导轨191(例如，皮卡汀尼导轨)上以允许用户105的眼睛方便地与瞄准系统100的末端102对准而定位。与常规望远镜或常规瞄准系统相对比，瞄准系统100远离可选择的目镜199而接近步枪190的末端194而安装。

因此，当瞄准系统100用于提供反射式瞄准器或堵塞式瞄准器时，瞄准系统100的远安装允许用户105保持情景意识。此外，如果用户105在操作瞄准系统100时(例如，当将瞄准系统100用作堵塞式瞄准器时，或(若需要)当将瞄准系统100用作反射式瞄准器时)保持两只眼睛都睁开，那么用户的眼睛中的一者可接收目标区域的实质上无遮断视图。因此，用户105更可能察觉周边事件及/或其它活动。举例来说，此类事件及/或活动可出现在用户的周边视觉中。特定来说，当将瞄准系统100用作反射式瞄准器时，瞄准系统100的远安装允许用户105保持不限于瞄准系统100提供的图像的视场。

也如图1A到1C中展示，一个或一个以上用户控制装置198可安装在步枪190上。举例来说，用户控制装置198展示为安装在步枪190的手枪式握把的前表面上。然而，也预期其它位置，包含(例如)手枪式握把的其它表面及/或步枪190的其它表面。

图2A到C说明根据本发明的各种实施例的包含安装在步枪190上的投射器210及相机220的瞄准系统200的若干视图。在一个实施例中，可使用一个或一个以上导轨夹持安装装置197将投射器210及相机220中的每一者安装在步枪190上。

将了解，可以与瞄准系统100类似的方式来实施瞄准系统200。在此方面，可在图2A到2C中展示的实施例中实施相对于图1A到1C描述的各种特征。

然而，与可以集成的相机及投射器来实施的图1A到1C的瞄准系统100相对比，图2A到2C的瞄准系统200包含彼此分离的投射器210及相机220。在此方面，来自目标场景的光可进入相机220的一者或一者以上的末端204且可由相机220的一者或一者以上捕获且/或以其它方式经处理以提供图像。所述图像可通过连接装置230从相机220传递到投射器210。所述图像可由投射器210接收且/或进一步处理且接着从投射器210的末端202朝向用户105投射。

有利的是，使用两个相机220可允许来自两个相机220的图像被投射器210使用。举例来说，在一个实施例中，可通过组合来自相机220的图像来提供宽图像。在另一实施例中，来自两个相机220的图像可用于使用本文中描述的光学器件及/或处理块中的任一者来对相机220进行视差校正(例如，测距)及/或聚焦。

图3说明根据本发明的实施例的包含安装在步枪190上的具有光束分离立方体的投射器310及相机320的瞄准系统300。虽然在图3中展示单个相机320，但可以与图2B到2C中展示的相机220类似的方式将一个或一个以上额外相机320定位在步枪190的远侧上。在一个实施例中，可使用一个或一个以上导轨夹持安装装置197将投射器310及相机320中的每一者安装在步枪190上。

将了解，可以与瞄准系统100及/或瞄准系统200类似的方式实施瞄准系统300。在此方面，可在图3中展示的实施例中实施相对于图1A到1C及图2A到2C描述的各种特征，且可以相机220的方式实施相机320。

在本文中描述的各种实施例中，可提供光束组合器以将图像及/或实质上不透明的背景与一个或一个以上红点组合，使得所述红点叠加在此类图像及/或背景上。可以任何所要方式实施此类光束组合器，例如，实质上平坦的、实质上抛物形的及/或二向色镜、反射器、分束器及/或其它适当实施方案。

除可用于实施瞄准系统100及/或200(本文中描述)的实质上平坦的或实质上抛物形的光束组合器之外，可使用提供在投射器310内的光束分离立方体来进一步实施图3的瞄准系统300。可使用导轨夹持安装装置197将投射器310安装在导轨195上。在一个实施例中，可如本文中相对于图11进一步描述而实施投射器310的光束分离立方体。

来自目标场景的光可进入相机320的一者或一者以上的末端304且可由相机320的一者或一者以上捕获且/或以其它方式经处理以提供图像。所述图像可通过连接装置330从相机320传递到投射器310的光束分离立方体。所述图像可由投射器310接收且/或进一步处理且接着从投射器310的末端302朝向用户105投射。根据本文中描述的用于各种瞄准系统的技术中的任一者，投射器310也可将红点从末端302朝向用户105投射。

虽然已描述使用分离相机320的瞄准系统300，但也预期光束分离立方体可用于具有集成相机的瞄准系统(例如，瞄准系统100)中。

图4到6说明根据本发明的各种实施例的由用户105在操作瞄准系统100、200、300、700(本文中描述)或800(本文中描述)中的任一者时察觉到的若干视图。举例来说，图4说明根据本发明的实施例的目标场景410。举例来说，目标场景410可表示如由用户105的肉眼察觉到的(例如，在没有瞄准系统100/200/300/700/800的辅助的情况下)所要的目标区域的视图。如图4中所展示，目标场景410包含目标420，出于实例的目的，所述目标420为用户105希望使用步枪190来攻击的目标。

图5A及5B分别说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统100/200/300/700/800来提供反射式瞄准器的图4的目标场景410的缩小(例如，没有放大)视图及放大(例如，经放大)视图。在图5A及5B中，目标场景410的图像由瞄准系统100/200/300/700/800的显示器提供，展示为具有由瞄准系统100/200/300/700/800叠加到目标场景410上的红点430。在此方面，瞄准系统100/200/300/700/800的一个或一个以上相机将目标场景410的图像提供给瞄准系统100/200/300/700/800的显示器(例如，具有或不具有本文中描述的可选择处理)。将了解，目标场景410在图5A中以缩小方式展示且目标场景410在图5B中以放大方式展示(例如，由于瞄准系统100/200/300/700/800的光学及/或数字缩放特征的原因)。

图6说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统100/200/300/700/800提供堵塞式瞄准器的图4的目标场景410的视图。在此实例中，已停用(例如，通过调整用户控制装置160)瞄准系统100/200/300/700/800的一个或一个以上相机及/或显示器。因此，瞄准系统100/200/300/700/800的显示器不提供目标场景410的图像。而是，瞄准系统100/200/300/700/800向用户105提供黑色或不透明背景440。然而，瞄准系统100/200/300/700/800继续向用户105投射红点430，使得红点430叠加在背景440上，如用户105以图6中展示的方式观察到。

在一个实施例中，当瞄准系统100/200/300/700/800用作堵塞式瞄准器时，用户105可使用两只眼睛来观察目标场景410。在此方面，用户105的第一只眼睛可以图6中展示的方式观察瞄准系统100/200/300/700/800，其中红点430叠加在背景440上。同样在此实施例中，用户105的第二只眼睛可以图4中展示的方式观察目标场景410。具体来说，用户105的第二只眼睛可观察到包含目标420的目标场景410的相对无阻碍视图。

因此，因为用户105以第一只眼睛观察对应于图6的视图且以第二只眼睛观察对应于图4的视图，所以即使当用户105将瞄准系统100/200/300/700/800用作堵塞瞄准器时，用户105也可有效地察觉到对应于图5A的组合视图。即，用户105可察觉到对应于图4及图6彼此叠加的组合视图。因此，与上文描述的反射式瞄准器实施例类似，用户105也可根据需要使用堵塞式瞄准器实施例调整步枪190的对准以将红点430定位在目标420上以使步枪190瞄准目标420。在一个实施例中，与反射式瞄准器实施例相比，当用于堵塞式瞄准器实施例中时，红点430可更明亮。

在一个实施例中，瞄准系统100/200/300/700/800可包含可检测步枪190的击发机构的操作(例如，击锤的落下)的检测器，例如，加速度计、音频检测器及/或任何其它合适装置(例如，酌情由本文中或其它地方描述的处理块中的任一者提供)。如果启动检测器，那么当用户拉动步枪190的扳机时，所述检测器将检测击发机构的操作并且在步枪190被击发(例如，在空单射击或实弹射击操作中)的瞬间致使某个反馈(例如，可视的、可闻的、可触觉的或其它类型的指示)被输出到用户。举例来说，在一个实施例中，例如加速度计等传感器可响应于击发机构的操作而向瞄准系统100/200/300/700/800的微控制器(例如，酌情由本文中或其它地方描述的处理块中的任一者提供)提供一个或一个以上信号。响应于所述一个或一个以上信号，所述微处理器可致使瞄准系统100/200/300/700/800的适当组件提供反馈。

提供到用户105的反馈可呈任何所要的形式。在一个实施例中，所述反馈可呈红点430亮度增加的形式。在此方面，在短暂的时间周期内，红点430可通过光源(例如，本文中描述的光源240、351、740及/或852)的适当操作而对用户105暂时性地显得较明亮。当在空弹射击或实弹射击应用中操作瞄准系统100/200/300/700/800时，此操作可向用户105提供有帮助的视觉反馈。

在另一实施例中，所述反馈可呈红点430闪光的形式。因此，用户的大脑在扳机被拉动的瞬间记录下红点430相对于目标场景410的位置。这允许用户在步枪190击发(例如，在实弹射击应用中)或原本将击发(例如，在空弹射击应用中)的瞬间观察步枪190瞄准何处。

在另一实施例中，所述反馈可呈红点430在步枪190击发(例如，在实弹射击应用中)或原本将击发(例如，在空弹射击应用中)的瞬间短暂地改变颜色的形式。所属领域的一般技术人员将理解可使用各个各样的音频、视觉或可触觉指示物来在武器被击发的瞬间提示用户。在一个实施例中，在击发的瞬间，关于相对于目标的位置、定向、移动及瞄准点的数据可由定位在步枪190上、提供为瞄准系统100/200/300/700/800的一部分的传感器收集，及/或在目标场景410中。接着，可分析此数据以确定空弹射击或实弹射击的精度。

在一个实施例中，用户105可在使用堵塞式瞄准器与使用反射式瞄准器之间切换。举例来说，用户105可将瞄准系统100/200/300/700/800用作堵塞式瞄准器以初步将步枪190瞄准。此后，用户105可切换瞄准系统100/200/300/700/800以将其用作反射式瞄准器(例如，通过操作用户控制装置160、198、260、760及/或860)且接着使用瞄准系统100/200/300/700/800投射的图像来进一步将步枪190瞄准。

图7A说明根据本发明的实施例的图1A到1C的瞄准系统100的透视图。如图7A中所展示，瞄准系统100包含用户控制装置160，所述用户控制装置160可用于根据本文中描述的各种技术操作瞄准系统100。瞄准系统100还包含盖150，所述盖150可选择性地经移除(例如，由用户105)以插入及/或更换电源(例如，电池)。此外，瞄准系统100包含输入端口155，所述输入端口155可用于接收来自外部相机(例如，相机220及/或相机320中的一者或一者以上)的图像(例如，视频图像及/或静止图像)，除瞄准系统100的集成相机提供的图像之外或作为对瞄准系统100的集成相机提供的图像的代替，瞄准系统100也可使用来自外部相机的图像。

下文相对于图7B到7C及图8A到8E进一步论述瞄准系统100的若干实施例的额外实施方案细节。

举例来说，图7B及7C说明展示根据本发明的各种实施例的使用实质上平坦的光束组合器的瞄准系统100的特定实施方案(标记为700)的内部特征的侧视图及透视图。如图7B及7C中所展示，瞄准系统700包含用于从目标场景(例如，目标场景410)捕获图像的相机710且还包含图像/红点投射组件720(例如，投射器)。现参考相机710，来自目标场景410的光进入瞄准系统700的末端704处的窗705。所接收的光穿过光学器件712(例如，用于特定波长的聚焦、准直及/或缩放光学器件)且由相机传感器714接收(由箭头716指示)。举例来说，在一个实施例中，光学器件712可用于提供光学缩放特征以用于向相机传感器714提供目标场景410的缩放特征。相机传感器714可捕获所接收的光以有效地捕获目标场景410的图像(例如，缩放或非缩放图像)。

可使用各种类型的相机传感器714。在一个实施例中，相机传感器714可实施为能够捕获所要波长的一个或一个以上电荷耦合装置(CCD)及/或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。举例来说，可使用能够捕获约0.85微米到1微米的范围中的波长的适当相机传感器714来捕获红外图像(例如，以促进夜视应用)。有利的是，可使用意欲用于可见光捕获的也捕获红外波长的适当传感器(例如，可不需要单独的可见光传感器及红外线传感器)来降低与相机传感器714相关联的成本。

在另一实施例中，相机传感器714可实施为高分辨率传感器。因此，当将瞄准系统700用作反射式瞄准器时，对由相机传感器714捕获的图像执行的数字缩放操作可提供充分的分辨率以有效地将步枪190瞄准。

可使用各种类型的相机710。举例来说，在一个实施例中，相机710可捕获可见光的图像。在其它实施例中，如在特定应用中可能适当的，相机710可实施为红外相机、热相机、高光谱相机及/或另一种类型的相机。因此，可捕获红外图像、热图像及/或任何所要光谱的其它类型的图像。

如在特定应用中可能需要，相机710可实施有额外特征。举例来说，在一个实施例中，相机710可实施为可聚焦相机以选择性地聚焦所捕获的图像(例如，通过经由适当致动器或以其它方式选择性地调整光学器件712)。

虽然在图7B到7C中说明单个相机710，但可使用任何所要数目的相机710。举例来说，在一个实施例中，用户105可选择一个或一个以上集成及/或非集成相机来捕获不同类型的图像。举例来说，输入端口755可用于接收来自一个或一个以上外部相机的图像，除由相机710提供的图像之外或作为对由相机710提供的图像的代替，也可使用所述来自一个或一个以上外部相机的图像，如相对于输入端口155类似地论述。

可选择地，瞄准系统700可包含处理块715以用于以任何所要方式使用适当硬件及/或软件调整由相机710捕获的图像。举例来说，在一个实施例中，处理块715可调整相机710捕获的图像以补偿不同的目标距离、环境条件及/或其它因素。在另一实施例中，处理块715可对所捕获的图像执行数字缩放操作以向显示器724提供缩放图像。

现参考图像/红点投射组件720，瞄准系统700包含显示器724，所述显示器724可选择性地显示从相机710、处理块715及/或输入端口755接收的图像(例如，直接从相机710接收、通过处理块715从相机710接收及/或从一个或一个以上外部相机接收)。可使用不同类型的显示器724。举例来说，在各种实施例中，如在特定应用中可能适当的，显示器724可实施为液晶显示器(LCD)、数字光处理(DLP)显示器(例如，其可在某些实施例中提供比常规LCD实施方案更明亮的图像)、有机发光二极管(OLED)显示器、等离子体显示器、阴极射线管(CRT)显示器或另一种类型的显示器。在一个实施例中，可使用(例如)可从德州仪器公司购得的任何适当数字镜装置(DMD)来实施显示器724。举例来说，此DMD装置(例如，微镜阵列)可由光源照亮且可根据本文中进一步描述的图11的显示器350及光源351来实施。

在一个实施例中，显示器724可以小形状因数来实施以促进瞄准系统700的方便定尺寸以用于在步枪190上定位。举例来说，在一个实施例中，显示器724可提供约一英寸见方的显示表面。然而，在各种实施例中可使用任何所要的显示表面尺寸。

由显示器724呈现的图像可实质上在箭头726的方向上通过实质上平坦的光束组合器730(也称为分束器)投射。虽然在图7B到7C中展示实质上平坦的光束组合器730，但也预期其它实施例。举例来说，在一个实施例中，光束组合器730可由光束分离立方体(例如，本文中进一步描述的图11的光束分离立方体340)来替代。

在各种实施例中，光束组合器730可实施为可传递从显示器724接收(例如，当图像呈现在显示器724上时)的光的透明或半透明光束组合器。在各种实施例中，光束组合器730的表面732可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从显示器724接收的所要带宽的光。在一个实施例中，光束组合器730可以一种或一种以上聚碳酸酯材料来实施。穿过光束组合器730的光也穿过光学器件722(例如，准直光学器件)及瞄准系统700的末端702处的窗703。光学器件722可操作以使穿过光束组合器730的光准直。因此，当观察瞄准系统700的末端702时，用户105可观察到相机710捕获的图像。

瞄准系统700也包含光源740，所述光源740可用于(例如)朝向光束组合器730投射红光以提供红点430。可使用各种类型的装置来实施光源740，例如发光二极管(LED)、激光二极管(例如，经配置以用于非激光操作)及/或其它适当装置。如本文中进一步描述，在其它实施例中可使用其它技术以提供红点430(例如，不使用光源740)。

光束组合器730可致使光实质上在箭头745的方向上被反射。在各种实施例中，光束组合器730的表面734可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从光源740接收的所要带宽的光。来自源740的反射离开光束组合器730的光也穿过光学器件722及窗703。光学器件722可操作以将来自光源740的光准直为可由用户105观察的红点430。

有利的是，当用户的眼睛适当地与瞄准系统700的末端702及窗703对准时，红点430可保持对用户105可见。相反，当用户的眼睛不如此对准时，红点430可不保持对用户105可见。因此，用户105可使用瞄准系统700知晓当在潜在目标上观察到红点430时所述潜在目标被适当瞄准。

用户105可察觉到红点430叠加于显示器724提供的图像上(例如，如图5A及5B中展示)。可实施瞄准系统700使得红点430相对于显示器724提供的图像的位置可用于将步枪190瞄准，从而提供反射式瞄准器。

瞄准系统700也包含用户控制装置760(例如，所述用户控制装置760可用于实施瞄准系统100的用户控制装置160)。用户控制装置760可用于调整瞄准系统700的操作。举例来说，在一个实施例中，用户控制装置760可用于选择性地停用相机710及/或显示器724。在此情形中，显示器724可仅向用户105提供黑色或不透明背景(例如，空白图像)。用户105可继续接收如由光束组合器730反射的来自光源740的光。因此，瞄准系统700可用于提供堵塞式瞄准器，其中由光源740提供的红点430叠加在显示器724的黑色或不透明背景上(例如，如图6中所展示)。

在各种实施例中，如在特定应用中可能需要，用户控制装置760可用于执行其它操作，例如，打开或关闭光源740及/或瞄准系统700、调整相机710的缩放及/或聚焦、选择一个或一个以上相机710以捕获图像、调整由处理块715提供的图像处理及/或其它操作。

瞄准系统700也包含电源750(例如，电池或其它适当电源)，所述电源750可通过移除盖150选择性地插入及/或更换。

作为另一实例，图8A及8B说明展示根据本发明的各种实施例的使用实质上抛物形的光束组合器的瞄准系统100的特定实施方案(标记为800)的内部特征的侧视图及透视图。如图8A及8B中所展示，瞄准系统800包含用于从目标场景(例如，目标场景410)捕获图像的相机810且还包含图像/红点投射组件820(例如，投射器)。将了解，瞄准系统800还包含末端802/804、窗803/805、处理块815、电源850、输入端口855及用户控制装置860，其可以与瞄准系统700的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。

比较瞄准系统800与瞄准系统700，将了解，相机810的配置可实施有光学器件812，所述光学器件812以与本文中描述的相机710的对应组件类似的方式传递由相机传感器814接收的光(由箭头816指示)。也将了解，图像/红点投射组件820的配置与图像/红点投射组件720的配置不同。特定来说，图像/红点投射组件820包含平面波发生器850，所述平面波发生器850包含定位在光学器件822与窗803之间的光源852及实质上抛物形的光束组合器854。

由显示器824(例如，以显示器724的方式实施)呈现的图像可实质上在箭头826的方向上且通过光学器件822(例如，准直光学器件)、通过光束组合器854且通过瞄准系统800的末端802处的窗803投射。在各种实施例中，光束组合器854可实施为可传递从显示器824接收(例如，当图像呈现在显示器824上时)的光的透明或半透明光束组合器。在一个实施例中，光束组合器854可以一种或一种以上聚碳酸酯材料来实施。在各种实施例中，光束组合器854的表面890可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从显示器824接收的所要带宽的光。光学器件822可操作以使从显示器824接收的光准直。因此，当观察瞄准系统800的末端802时，用户105可观察到相机810捕获的图像。

瞄准系统800也包含光源852，所述光源852可用于(例如)朝向光束组合器854投射红光，所述光束组合器854聚焦且使所述光反射通过窗803以提供红点430。各种类型的装置可用于实施光源852，例如，本文中相对于光源740描述的类型的装置。

在各种实施例中，光束组合器854的表面856可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从光源852接收的所要带宽的光。光束组合器854可操作以将来自光源852的光准直为可由用户105观察的红点430。因此，当观察瞄准系统800的末端802时，用户105可观察到红点430。与瞄准系统700类似，用户105可使用瞄准系统800知晓当在潜在目标上观察到红点430时所述潜在目标被适当瞄准。

图8C及8D分别说明根据本发明的实施例的平面波发生器850的侧视图及透视图。光857可在宽覆盖区域中由光源852以各种角度朝向光束组合器854发射。光857可由光束组合器854反射为如由光轨迹(例如，射线轨迹)858识别的平面波，从而提供用户105可观察到的红点430。

用户105可察觉到红点430叠加在由显示器824提供的图像上(例如，如图5A及5B中所展示)。可实施瞄准系统800使得红点430相对于由显示器824提供的图像的位置可用于将步枪190瞄准，从而提供反射式瞄准器。与瞄准系统700类似，瞄准系统800也可用于(例如)响应于用户控制装置860而通过选择性地停用相机810及/或显示器824来提供堵塞式瞄准器。

图9A说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统200的投射器210的透视图。除本文中先前描述的各种特征之外，图9A进一步说明用户控制装置260，所述用户控制装置260可用于根据本文中相对于用户控制装置160、760及860描述的各种技术来操作投射器210。投射器210也包含可以相对于盖150及输入端口155类似地描述的方式来使用的盖250(例如，在图9A中的投射器210的远侧)及输入端口255。

图9B及9C说明展示根据本发明的各种实施例的投射器210的内部特征的侧视图及透视图。如图9B及9C中所展示，投射器210包含末端202、窗203、处理块215、光学器件222、显示器224、显示器224发射的光(由箭头226指示)、实质上平坦的光束组合器230、表面232、表面234、光源240、来自显示器224及光源240的组合图像(由箭头245指示)、电源250、输入端口255及用户控制装置260，其可以与瞄准系统700及/或800的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。

因此，投射器210可用于朝向用户105投射红点430(例如，由光源240提供)。在一个实施例中，红点430可叠加在也朝向用户105投射的图像(例如，通过一个或一个以上连接装置230及/或输入端口255接收的图像)上以提供反射式瞄准器。在另一实施例中，可在没有此类图像的情况下投射红点430以提供堵塞式瞄准器。

图10A说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统200的相机220的透视图。除本文中先前描述的各种特征之外，图10A进一步说明盖270(例如，可以相对于盖150及250类似地描述的方式使用的盖270)及输出端口275(其可接纳一个或一个以上连接装置230以将图像从相机220传递到投射器210)。在各种实施例中，相机220可经实施以支持本文中描述的相机710的任何所要特征。

图10B及10C说明展示根据本发明的各种实施例的相机220的内部特征的侧视图及透视图。如图10B及10C中所展示，相机220包含末端204、窗205、光学器件212、相机传感器214、传递到相机传感器214的传入光(由箭头216指示)、处理块217及电源251，其可以与瞄准系统700及/或800的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。图10B及10C进一步说明可如相对于图10A描述而实施的输出端口275。因此，相机220可用于捕获待被提供到投射器210(例如，通过输出端口275及一个或一个以上连接装置230)的图像以提供反射式瞄准器。

图11说明根据本发明的实施例的图3的瞄准系统300的光束分离立方体340及相关联组件。显示器350(例如，以显示器724及/或824的方式实施)可通过(例如)一个或一个以上输出端口275及连接装置330从一个或一个以上相机320接收图像。

在显示器350实施为DLP显示器的一个实施例中，一个或一个以上光源355(例如，在一个实施例中为例如红色、绿色及蓝色LED等多个LED)可用于照亮显示器350的微镜(例如，在一个实施例中为微镜阵列)。举例来说，在此实施例中，可使用一个或一个以上显示器芯片(例如，德州仪器公司LDP1700(480×320显示器芯片)或德州仪器DLP5500(1024×768显示器芯片))来实施图11的显示器350及/或各种其它组件。显示器350及光源355可以任何所要方式彼此相对定位以促进光源355对微镜的照亮。举例来说，在一个实施例中，由光源355提供的光穿过透镜357、反射离开镜子358(例如，在一个实施例中为二向色光束组合器)、穿过透镜359(例如，在一个实施例中为蝇眼透镜)且反射离开镜子361到显示器350的微镜上。

显示器350的微镜可以由所述微镜的定向确定的图案反射光以从显示器350投射图像。在此方面，可响应于从一个或一个以上相机320接收的图像来调整微镜的定向。也可使用各种类型的装置来实施显示器350(例如，液晶显示器、有机及/或无机发光二极管(LED)显示器或其它类型的装置)的小图像源。

另一光源351可用于提供红点430。在此方面，光源351可用于(例如)朝向二向色光束组合器353投射红光，所述二向色光束组合器353使所述光反射朝向光学器件352(例如，红点430)。可使用各种类型的装置(例如，本文中相对于光源740及852描述的类型的装置)来实施光源351。

由显示器350提供的图像穿过二向色光束组合器353到达光学器件352(例如，光束形成光学器件)。由显示器350提供的图像及由光源351提供的红点430穿过光学器件352且由镜子354(例如，折叠镜)反射到光束分离立方体340中。所述图像及红点430穿过可选择的偏振器356、光束组合器364及可选择的偏振旋转器362。所述图像及红点430接着由图像准直光学器件及镜子360反射回到光束组合器364，如箭头370(例如，平面波)所指示，所述光束组合器364通过末端302将所述图像及红点430反射出以供用户105观察。

鉴于本发明，将了解，本文中阐述的各种特征向瞄准系统提供显著改善。特定来说，通过在步枪190的枪管下端实质上远离用户105定位瞄准系统100、200、300、700及/或800，与常规瞄准系统相比，用户105可体验改善的情景意识。此外，如在特定应用中可能需要，用户105可选择性地配置瞄准系统100以将其用作反射式瞄准器或堵塞式瞄准器。

虽然图像/红点投射组件820及光束分离立方体340已被描述为用于产生平面波，但预期在适当的情况下可使用其它组件及/或技术来产生平面波。

虽然本文中已描述实施为红点的标线，但在不同实施例中不同类型的光源、光束组合器、视频处理器及/或其它技术可用于在显示器350、724或824的平面中提供不同颜色(例如，红色、绿色或其它颜色)及/或形状(例如，一个或一个以上点、十字瞄准线、菱形、v形图案、标记或其它适当形状)的标线。举例来说，在一个实施例中，标线可由光源351、740或852提供。在另一实施例中，标线可由相机220、320、710或810中的一者或一者以上提供(例如，包含由此相机捕获的图像中)。在另一实施例中，标线可由处理块715或815的软件及/或硬件提供(例如，添加到由相机220、320、710或810中的一者或一者以上捕获的图像)。在另一实施例中，标线可由显示器350、724或824提供(例如，通过显示包含标线的图像)。在另一实施例中，标线可提供在窗203、205、703、705、803或805上。

图12A到12J说明根据本发明的各种实施例的瞄准系统1200的视图。特定来说，图12A说明瞄准系统1200的透视图。图12B说明瞄准系统1200的侧视图。图12C、12D、12E及12F说明围绕光轴1222在箭头1290的方向从图12B中展示的视图分别旋转约20度、45度、70度及90度的瞄准系统1200的侧视图。图12G、12H、12I及12J说明围绕光轴1222在箭头1292的方向上从图12B中展示的视图分别旋转约20度、45度、70度及90度的瞄准系统1200的侧视图。因此，将了解，图12F及12J分别有效地提供瞄准系统1200的俯视图及仰视图。还将了解，出于清楚说明的目的，从其它图式中的一些省略各种图式中展示的结构及注释中的一些。

瞄准系统1200可选择性地经配置而以各种不同的模式操作，包含(例如)堵塞式瞄准器模式、望远镜瞄准器模式或提供具有或不具有标线的热图像、红外图像、微光图像或其它图像的模式。瞄准系统1200也可经实施以同时提供不同模式的特征。在适当的情况下，瞄准系统1200或本文中描述的其它瞄准系统的各种特征中的任一者可彼此组合以提供经配置以提供所要特征的瞄准系统。

在各种实施例中，除本文中描述的各种瞄准系统之外或作为对本文中描述的各种瞄准系统的代替，还可根据本文中描述的各种技术实施瞄准系统1200。举例来说，在一个实施例中，如在可能适当的情况下，瞄准系统1200可代替本文中描述的各种瞄准系统及/或相机而经修改以实质上远离用户105而安装在步枪190的导轨195上(图1A中展示)。在另一实施例中，瞄准系统1200可代替目镜199或最接近目镜199且实质上比瞄准系统100更接近用户105而安装在步枪190的导轨191上。在一个实施例中，瞄准系统1200可以为方位角及仰角提供角分法(MOA)调整(例如，1/4MOA增量或其它MOA增量)的方式安装在导轨191或导轨195上。

在各种实施例中，瞄准系统1200可相对于枪炮(例如，步枪190)对准以将所述枪炮瞄准。有利的是，当如此对准时瞄准系统1200可选择性地用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器，且当在操作的望远镜模式与堵塞式模式之间切换时不需要进一步的对准。举例来说，棱镜1224及光源1230(本文中进一步描述)可维持在相对于物镜光学器件1214(本文中进一步描述)的固定位置中。在此情形下，由光源1230提供的标线可相对于从场景提供的光1201(本文中进一步描述)保持固定。在一个实施例中，可对准瞄准系统1200而在近程精确地将枪炮瞄准，同时标线叠加在来自场景的光1201上以用作望远镜瞄准器。因为棱镜1224及光源1230保持固定，所以当光1201被阻碍时(例如，通过本文中进一步描述的快门1280及/或快门1282)时，可继续精确地将所述枪炮瞄准而不需要调整棱镜1224的定向，同时仅标线保持可由用户观察以用作堵塞式瞄准器。将相对于本文中的图15到16进一步论述各种对准技术。

现大体上参看图12A到12J，瞄准系统1200包含光源1202、透镜1204、显示器1206、镜子1208及1210、分束器1212、物镜光学器件1214、棱镜1224、光源1230、目镜1258、快门1280及1282及滤光器1284。如在特定实施例中可能需要，可调整各种所说明的组件的位置以满足所要的形状因数、封装约束、光学特性及/或其它因素。

分束器1212、物镜光学器件1214、棱镜1224及目镜1258中的一者或一者以上可用于提供具有光轴1222(例如，也称为路径或光学路径)的光学系统，来自场景(例如，目标场景410或其它场景)的光1201及来自显示器1206的图像1262可沿着所述光轴1222一起传递以供用户(例如用户105)观察。在此方面，用户105可观察叠加在所述场景上的由显示器1206提供的图像1262。

瞄准系统1200可经配置以向用户105提供图像(包含场景的图像)、标线及/或其它视觉信息的各种组合。特定来说，瞄准系统1200可经配置以选择性地组合(例如，叠加或以其它方式合并)来自场景(例如，场景视图)的光1201、由显示器1206提供的图像1262及/或由光源1230提供为光1263的标线(说明为图12B中圆锥体)。举例来说，可通过选择性地操作光源1202、显示器1206、光源1230、快门1280及/或快门1282来实现此类组合。

在各种实施例中，可省略或不使用光源1202、透镜1204、显示器1206、镜子1208及1210及分束器1212中的一者或一者以上。举例来说，在一个此实施例中，光1201在没有图像1262的情况下沿着光轴1222传递。在此情形中，可将光1201与提供为光1263的标线组合以供用户105通过目镜1258观察，以在没有图像1262的情况下将瞄准系统1200用作望远镜瞄准器。在另一此实施例中，可关闭快门1280及/或快门1282以防止光1201穿过棱镜1224。在此情形中，光1201被阻碍而不能由棱镜1224接收，且仅光1263可由用户105通过目镜1258观察，以在没有光1201且没有图像1262的情况下将瞄准系统1200用作堵塞式瞄准器。

在下文的初步描述中，假设快门1280及1282打开以通过其传递光，且光源1202、显示器1206及光源1230都正在操作。将进一步描述其它配置。

瞄准系统1200从场景接收光1201(例如，任何形式的电磁辐射，例如可见光、红外光或其它波长的光)。在一个实施例中，光1201可穿过滤光器1284(例如，外部滤光器、内部滤光器、涂层及/或窗)。在此方面，可提供各种类型的滤光器1284，包含(例如)激光阻碍滤光器、蜂窝式滤光器或其它滤波器。

当快门1280及1282打开时，光1201沿着光轴1222穿过分束器1212及物镜光学器件1214到达棱镜1224。在一个实施例中，物镜光学器件1214可包含可经选择以校正色差的透镜元件1216、1218及1220。

显示器1206可使用任何所要尺寸的显示器来实施且可用于提供图像1262，所述图像1262可选择性地与来自场景的光1201、由光源1230提供的光1263及/或其它视觉信息组合。举例来说，显示器1206可为经配置以通过适当有线及/或无线信号从各种传感器、图像捕获装置(例如，相机及/或其它装置)及/或本文中进一步描述的其它组件接收图像数据的电子显示器。此图像数据可提供在显示器1206上以提供图像1262。

虽然大体上以单数形式提及图像1262，但在各种实施例中，显示器1206可以与本文中相对于图像1262描述相同的方式提供一系列图像。举例来说，显示器1206可提供可间歇地或连续地更新的一系列图像(例如，视频馈送、被更新的信息或其它非静态图像)。

在一个实施例中，显示器1206可实施为具有DMD微镜阵列的DLP显示器，所述DMD微镜阵列可响应于图像数据选择性地布置。在此方面，光源1202可通过路径1203、透镜1204(例如，其在一个实施例中可使光1260准直或在另一实施例中可被省略)及路径1205向显示器1206提供光1260。显示器1206的微镜阵列可以对应于图像数据的图案反射光1260以有效地沿着路径1207投射图像1262。

在一个实施例中，光源1202为单色光源使得图像1262同样为单色的。在另一实施例中，多个光源1202可具备不同波长(例如，在一个实施例中，红色、绿色及蓝色光)。在此情形中，可通过多个透镜1204将多个光源1202(例如，在一个实施例中，激光光源)聚焦在显示器1206上。

也预期其它类型的显示器1206。举例来说，在各种实施例中，如在特定应用中可能适当的，显示器1206可根据本文中描述的任何类型的显示器(例如，LCD显示器、OLED显示器、等离子体显示器、CRT显示器或另一种类型的显示器)实施为一个或一个以上显示器。因此，可根据各种显示器类型不同地配置、不同地定位或省略光源1202。

镜子1208沿着路径1207接收图像1262且沿着路径1209将图像1262反射到镜子1210。镜子1210接收图像1262且沿着路径1211将图像1262反射到分束器1212。

分束器1212接收图像1262且沿着光轴1222将图像1262反射到棱镜1224。在各种实施例中，可使用任何适当尺寸来实施分束器1212。举例来说，虽然分束器1212已说明为具有小于物镜光学器件1214的直径的直径，但可以实质上等于或大于物镜光学器件1214的直径的直径来实施分束器1212。在一个实施例中，分束器1212可包含前侧1213、背侧1215上的及/或嵌入在分束器1212内的一个或一个以上涂层或其它反射性表面，以反射对应于图像1262的所要波长范围(例如，对应于光源1202的波长范围)。在另一实施例中，分束器1212可类似地经配置以反射对应于多个光源1202(如果提供)的波长范围的若干窄波长范围中的光。

鉴于以上内容，将了解，来自场景的光1201及图像1262都沿着光轴1222从分束器1212及物镜光学器件1214传递，如所展示。因此，分束器1212可有效地用作光束组合器以使来自场景的光1201及图像1262彼此叠加且沿着光轴1222将其组合传递到棱镜1224。

可选择图12A到12J中识别的各种路径中的一者或一者以上使得光1201及图像1262彼此焦点对准。举例来说，在一个实施例中，可选择路径1207、1209及1211使得当由分束器1212接收时图像1262可在无穷远处聚焦。在此情形中，如果场景实质上远离瞄准系统1200而定位，那么当由分束器1212接收时光1201可有效地在无穷远处聚焦且因此可与图像1262焦点对准。

当快门1282打开时，棱镜1224沿着光轴1222从分束器1212接收光1201及图像1262的组合。在一个实施例中，棱镜1224可实施为施密特-佩肯棱镜(Schmidt-Pechanprism)，其包含由空气间隙1227分离的斯密特棱镜1226及佩肯棱镜1228。在此配置中，棱镜1224可有效地使光1201(例如，包含再次倒置光1201以补偿由光学系统的其它组件引起的倒置)及图像1262旋转约180度。

光1201及图像1262反射离开棱镜1224的表面1235、1239、1232、1243、1296及1297且沿着路径1236、1238、1240、1242及1244传递(见图12B及12F)。棱镜1226具有顶板(roof)1295，所述顶板1295包含交叉以(例如，相交)以界定峰1237的表面1296及1297(见图12B及12F)。在各种实施例中，可在表面1296及1297上提供一个或一个以上相位涂层以随着光1201及图像1262在从路径1236转移到路径1238时反射离开表面1296及1297而防止光1201及图像1262的偶然偏振。光1201及图像1262的组合通过目镜1258沿着路径1244传递，且传递到用户(例如，用户105)上。

目镜1258可包含透镜元件1250、1252及1256。在图12B中，透镜元件1250及1252彼此粘附(例如，胶合)。在各种实施例中，元件1250、1252及1256中的任一者可彼此粘附或彼此分离。在一个实施例中，目镜1258可实施为经配置而以高精度(例如，以约5MOA，且误差小于2MOA)提供平面波的大孔径目镜(例如，具有约1.0英寸的直径)。

由瞄准系统1200提供的光学系统可放大由光1201提供的场景的视场以提供望远镜瞄准器。举例来说，在一个实施例中，光1201可对应于约5度的场景的视场。在此情形中，物镜光学器件1214可具有约174mm的焦距，且目镜1258可具有约29mm的焦距。因此，瞄准系统1200的光学系统可以约6(例如，对应于约174mm的焦距与约29mm的焦距的比率)的倍率有效地放大场景。因此，当由用户105通过目镜1258观察时，约5度的场景的视场可被视为约30度。在另一实施例中，物镜光学器件1214可具有约116mm的焦距且目镜1258可具有约29mm的焦距以通过约4(例如，对应于约116mm的焦距与约29mm的焦距的比率)的倍率有效地放大场景。可在各种实施例中提供其它量及/或类型的放大。举例来说，预期可使用一个或一个以上相机或其它图像捕获装置的数字或光学缩放技术来执行放大以从显示器1206提供缩放图像。

除执行旋转之外，棱镜1224也可用于将标线叠加在光1201及图像1262上。在此方面，棱镜1224可有效地用作光束组合器以将标线与光1201及图像1262组合。举例来说，光源1230可经配置以将光1263(在图12B中说明为圆锥体)投射到棱镜1224中。光1263可与光1201及图像1262一起沿着路径1242传递、与光1201及图像1262一起反射离开表面1243且与光1201及图像1262一起通过目镜1258沿着路径1244传递。

在一个实施例中，棱镜1224的表面1232可部分地或实质上经涂覆(例如，涂覆有铝或适当保护的镀银表面或其它类型表面)以将从路径1240接收的光反射到路径1242。孔隙1231(例如，未涂覆部分)可提供在表面1232上，光源1230可通过所述孔隙1231将光1263投射到棱镜1224中。在一个实施例中，孔隙1231可用于实质上沿着路径1242聚焦或以其它方式瞄准光1263。举例来说，在一个实施例中，孔隙1231可在表面1232处将光1263限定为直径约为40微米，当通过目镜1258(例如，在此实施例中具有29mm的焦距)在无穷共轭处观察时，所述光1263可产生约5MOA程度的可视射线。沿着路径1240提供的光1201及图像1262可反射离开表面1232的涂覆部分且与光1263一起沿着路径1242传递。

在一个实施例中，棱镜1224的表面1243的至少一部分可经涂覆(例如，涂覆有铝或适当保护的镀银表面或其它类型表面)以将从路径1242接收的光反射到路径1244。此涂层可延伸超过路径1242及路径1244的交叉以反射充分量的由光1263提供的圆锥体，而不覆盖整个表面1243以便允许光沿着路径1240通过表面1243传递(发射)。

在一个实施例中，目镜1258可使光1263准直使得光1263实质上表现为叠加在由显示器1206提供的光1201及图像1262提供的场景的视图上的点。光源1230可经实施以在任何所要波长范围内投射光1263。举例来说，在一个实施例中，光源1230可投射可见红光1263以提供叠加在合成图像上的红点标线。也预期光源1230及光1263的其它颜色及波长范围。

可选择性地操作瞄准系统1200的各种组件以向用户105提供不同的图像。举例来说，图13A说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统1200以提供具有图像1310的望远镜瞄准器的图4的目标场景410的视图，所述图像1310包含由光1201提供的目标场景410的视图、由图像1262提供的信息及由光1263提供的标线。在此情形中，快门1280及1282都是打开的，且光源1202、显示器1206及光源1230都正在操作。

光1201由分束器1212接收。光源1202及显示器1206经操作以提供具有信息的图像1262，所述信息在此实施例中说明目标场景410中的目标420的距离信息(例如，由适当测距仪提供)。分束器1212将光1201与图像1262组合且沿着光轴1222将其组合提供到棱镜1224。虽然图像1262在此情形中包含仅位于用户视图的顶部的距离信息，但图像1262可包含任何所要信息或图像内容，且可与由光1201提供的目标场景410的视图的任何部分重叠。

光源1230投射光1263以提供标线(例如，在此情形中为点)。棱镜1224组合光1201、图像1262及光1263以提供用户105可通过目镜1258观察的图像1310(例如，组合或合成图像)。

因此，在图13A中展示的实施例中，瞄准系统1200用作将信息(图像1262)及标线(光1263)叠加在场景(光1201)上的望远镜瞄准器。在另一实施例中，所述标线可提供为图像1262的一部分。在此方面，可关闭光源1230且标线可改为由显示器1206提供。

作为另一实例，图13B说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统1200提供具有图像1318的望远镜瞄准器的图4的目标场景410的视图，所述图像1318包含均由图像1262提供的目标场景410的视图及信息及由光1263提供的标线。在此情形中，快门1280关闭、快门1282打开且光源1202、显示器1206及光源1230都正在操作。

当快门1280关闭时，光1201被阻碍而不能到达瞄准系统1200的光学系统。因此，在此实施例中，仅显示器1206提供的图像1262及光1263提供的标线对用户105可见。

在此情形中，图像1262包含由图像捕获装置(例如，相机(例如，红外相机、热相机、微光相机或其它相机))提供的目标场景410的图像。举例来说，如在特定实施方案中可能需要，瞄准系统1200可经配置以与本文中描述的各种类型的相机中的任一者接合以接收目标场景410或其它位置的图像。此类配置在瞄准系统1200可用于在夜晚、微光或其它可见性被折衷的条件中瞄准目标的情形中可为特别有用的。因此，在图13B中，图像1262以阴影方式出现以模拟红外、热或微光图像。图像1262进一步包含如所描述的距离信息。

因此，显示器1206可有效地提供合成图像1262，所述合成图像1262包含由图像捕获装置提供的具有覆盖(例如，叠加)在其上的进一步信息的场景的图像。图像1262沿着光轴1222通过物镜光学器件1214传递到棱镜1224，在所述棱镜1224处，所述图像1262与光1263组合以提供用户105可通过目镜1258观察的图像1318。

因此，在图13B中展示的实施例中，瞄准系统1200用作提供图像1318的望远镜瞄准器，所述图像1318包含来自显示器1206的图像1262(包含场景图像及距离信息)及由光1263提供的标线。在另一实施例中，标线可提供为图像1262的一部分。在此方面，可关闭光源1230且所有图像1318可由图像1262提供。

作为另一实例，图13C说明根据本发明的实施例的使用瞄准系统1200提供具有图像1320的堵塞式瞄准器的图4的目标场景410的视图，所述图像1320包含由图像1262提供的信息及由光1263提供的标线。在此情形中，关闭快门1280，打开快门1282，且光源1202、显示器1206及光源1230都正在操作。

如所论述，当快门1280关闭时，光1201被阻碍而不能到达瞄准系统1200的光学系统。因此，在此实施例中，仅由显示器1206提供的图像1262及由光1263提供的标线对用户105可见。

图像1262包含如所描述的距离信息。在此实施例中，没有来自相机或其它图像捕获装置的图像信号被提供到显示器1206。因此，图像1262包含在黑色或不透明背景1321上的距离信息。

图像1262沿着光轴1222通过物镜光学器件1214传递到棱镜1224，在所述棱镜1224处，所述图像1262与光1263组合以提供用户105可通过目镜1258观察的图像1322。

因此，在图13C中展示的实施例中，瞄准系统1200用作将图像1262中提供的信息及由光1263提供的标线叠加在背景1321上的堵塞式瞄准器。在另一实施例中，标线可提供为图像1262的一部分。在此方面，可关闭光源1230且所有图像1322可由图像1262提供。

作为另一实例，瞄准系统1200可经操作而以本文中先前描述的图6的方式提供堵塞式瞄准器。在此情形中，快门1280及1282关闭、光源1230正在操作且光源1202及显示器1206关闭。当快门1280及1282关闭时，光1201被阻碍而不能到达瞄准系统1200的光学系统且由显示器1206提供的任何图像1262被阻碍而不能进入棱镜1224。因此，仅由光1263提供的标线将对用户105可见且将以图6中展示的方式表现为标线430。在另一实施例中，可省略或不使用光源1202、棱镜1204、显示器1206、镜子1208及1210及分束器1212中的一者或一者以上以提供相同或类似堵塞式瞄准操作。

虽然两个快门1280及1282已被描述为在打开与关闭位置之间操作且在瞄准系统1200中的特定位置中实施，但可在任何所要位置处提供任何所要数目的快门以选择性地调整用户105观察的图像。举例来说，在一个实施例中，可在图12B中展示的位置处提供快门1280且可省略快门1282。在此情形中，瞄准系统1200仍可经配置以提供图13A到13C中展示的各种类型的视图中的任一者，这是因为对于此类视图，快门1282描述为打开。也预期其它定位、位置及配置。

虽然在图13A到13C中展示呈点形式的标线，但可在各种实施例中提供任何所要形状、尺寸及/或颜色的一个或一个以上标线。举例来说，也预期呈一个或一个以上点、十字瞄准线、菱形、v形图案、标记或其它适当形状的标线。

现参看图14，瞄准系统1200可包含具有定位在其中的各种组件的外壳1298。将了解，仅在图14中以框图形式展示瞄准系统1200的先前论述的组件的子集，且可根据需要在外壳1298的内侧或外侧定位本文中描述的瞄准系统1200的组件中的任一者。

图14也说明可在各种实施例中与瞄准系统1200或本文中描述的其它瞄准系统一起使用的若干组件1401。组件1401、瞄准系统1200的组件及/或一个或一个以上远程装置1434可通过(例如)有线连接装置1402及/或无线连接装置1404彼此接合、通信及/或以其它方式连接。虽然独立于瞄准系统1200而说明组件1401，但如在各种实施方案中可能需要，组件1401中的任一者可提供为瞄准系统1200的一部分(例如，在外壳1298的内侧或外侧)、与瞄准系统1200共同定位及/或独立于瞄准系统1200而提供。远程装置1434(例如，其它瞄准系统1200或其它装置)可与瞄准系统1200及/或组件1401通信，如本文中描述。

组件1401包含电源1410、处理器1412、存储器1414、机器可读媒体1416、相机1418、测距仪1420、传感器1422、用户控制装置1424、天线1426、通信接口1428、致动器1430及其它组件1432。

电源1410可用于为瞄准系统1200或组件1401的各种电组件供电。在一个实施例中，电源1410可通过一个或一个以上可再充电电池或不可再充电电池(例如，3×123A电池、6×AA电池或其它电池)实施。在另一实施例中，电源1410可为非电池电源。

处理器1412可实施为用于执行存储在一个或一个以上存储器1414及/或一个或一个以上机器可读媒体1416中的指令(例如，软件、程序代码、微码或其他指令)以控制瞄准系统1200及/或组件1401的各种组件中的任一者的操作以根据本文中描述的各种技术操作的一个或一个以上处理器(例如，通用处理器、专用处理器、逻辑、可编程逻辑装置(PLD)及/或其它处理器)。

可根据本文中描述的各种类型的相机及装置提供一个或一个以上相机1418及/或其它类型的图像捕获装置。相机1418可用于捕获待被投射或以其它方式由显示器1206显示的场景的图像。在一个实施例中，可将此类图像提供到处理器1412以用于在显示器1206上显示之前进行进一步操纵。处理器1412也可基于由测距仪1420、传感器1422及/或其它装置提供的数据提供关于此类图像的其它信息。

一个或一个以上测距仪1420可用于确定所要目标(例如，图13A到13C中展示的目标420)的距离。可将此距离信息提供到处理器1412以产生待由显示器1206显示的包含距离信息的图像。

在一个实施例中，处理器1412可接收由测距仪1420检测到的距离信息且响应于所述距离信息调整图像1262中提供的标线的位置。在此方面，如所论述，标线可提供为图像1262的一部分。可基于检测到的距离信息调整标线的位置以补偿重力作用，使得用户105可自信地以定位在目标420上的标线瞄准目标420而不需要用户105补偿此类重力作用。

在一个实施例中，测距仪1420可实施为使用单个脉冲或多个脉冲(例如，在一个实施例中以约840Hz脉冲化)以确定距离的激光测距仪。此激光也可用于指向及/或瞄准场景中的关注区域(例如，目标)以向用户105提供用于识别当前目标的视觉反馈。在一个实施例中，此激光可以大于约1.5微米(例如，近红外)的波长实施，使得所述激光对未受协助方不可见，但在用户105观察由显示器1206提供的已由红外相机(例如，相机1418中的一者)捕获且经适当处理的红外图像时对用户105可见。

一个或一个以上传感器1422可用于检测各种条件以提供信息供瞄准系统1200及/或组件1401使用。举例来说，传感器1422可包含一个或一个以上检测器、加速度计(例如，X、Y及Z加速度计)、陀螺仪、温度传感器、空气压力传感器、风传感器、湿度传感器、升降传感器、按压传感器、倾斜传感器、方位(例如，从真北)传感器、热传感器、红外传感器、全球定位系统(GPS)接收器及/或发射器及/或其它传感器。

在各种实施例中，来自一个或一个以上传感器1422的信息可由处理器1412处理且用于确定作为图形1262的一部分向用户105显示的信息。举例来说，在一个实施例中，可作为图像1262的一部分而提供环境条件。在另一实施例中，当提供在图像1262中时传感器信息可由处理器1412用于调整标线的位置(例如，补偿距离及/或偏差)。

在各种实施例中，传感器1422可与一个或一个以上远程装置1434通信(例如，通过天线1426及/或通信接口1428)。在一个实施例中，显示器1206可显示从此类远程装置1434接收的信息，例如，远程装置1434的位置信息。举例来说，在一个实施例中，可将信息(例如，标记(例如，圆形、三角形、正方形或其它标识))提供在图像1262中以指示关注群体(例如，威胁、友党(a friendly party)及/或远程装置1434中的一者)处在场景中(例如，在物镜光学器件1214及/或相机1418中的一者或一者以上的视场内)。在另一实施例中，如果关注群体不在场景中，那么可将信息(例如，箭头或其它标识)提供在图像1262中以指示瞄准系统1200应移动以观察所述关注群体的方向。

可响应于组件1401及/或远程装置1434中的任一者将任何所要信息提供在图像1262中，包含(例如)电源1410的状态、由用户105标记的位置、其它群体的位置、通过天线1426及/或通信接口1428接收的图像及/或消息、文字消息及/或其它信息。在此方面，处理器1412可响应于此信息而产生图像1262且向显示器1206提供图像数据以显示图像1262。

举例来说，可通过手枪式握把控制装置、远程垫、电缆连接开关、按钮、旋钮及/或本文中描述的其它类型的用户控制装置来实施一个或一个以上用户控制装置1424。用户控制装置1424可为用于根据本文中相对于其它用户控制装置描述的各种技术及实施方案调整瞄准系统1200的操作的机械控制装置及/或电控制装置。在一个实施例中，用户控制装置1424可用于调整光源1202、显示器1206及/或光源1230的强度(例如，亮度)。用户控制装置1424也可用于手动键入可由处理器1412处理以用于产生图像1262及/或执行瞄准系统1200及/或组件1401的其它操作的信息。

可提供一个或一个以上天线1426及通信接口1428以执行瞄准系统1200的各种组件、组件1401及/或远程装置1434之间的数据通信。举例来说，此类通信可包含射频通信、Bluetooth^TM通信、GPS通信及/或其它通信。

可提供一个或一个以上致动器1430以选择性地操作快门1280及1282。举例来说，在一个实施例中，致动器1430可为经配置以响应于处理器1412及/或用户控制装置1424选择性地打开及/关闭快门1280及1282的电操作致动器。在另一实施例中，致动器1430可为经配置以响应于处理器1412及/或用户控制装置1424选择性地打开及关闭快门1280及1282的机械操作致动器。

如在各种实施例中可能需要，还可提供一个或一个以上其它组件1432以提供其它特征。

可对准瞄准系统1200的各种组件以确保瞄准系统1200被精确瞄准。在此方面，图15说明根据本发明的实施例的经历对准的瞄准系统1200的框图，且图16说明根据本发明的实施例的用于对准瞄准系统1200的过程。举例来说，可作为瞄准系统1200的工厂制造及/或测试过程的一部分来执行相对于图15到16论述的对准操作。

可在瞄准系统1200的任一侧上且沿着光轴1222定位第一及第二望远镜1510及1520(框1610)。望远镜1510可经定位以观察物镜光学器件1214使得透过望远镜1510观察允许操作者(例如，人类或系统)沿着光轴1222观察物镜光学器件1214。望远镜1520可经定位以观察目镜1258使得透过望远镜1520观察允许操作者(例如，人类或系统)沿着光轴1222观察目镜1258。因此，将了解，可以图12B中展示的方式来定向如图15中展示的瞄准系统1200，其中物镜光学器件1214实质上朝向望远镜1510而安置，且目镜1258实质上朝向望远镜1520而安置。

望远镜1510及1520中的每一者可具备定位在由望远镜1510及1520察觉到的视场的精确中心且与光轴1222对准的十字瞄准线或其它适当标线或标记。在一个实施例中，望远镜1510及1520可在无穷远处聚焦。

在框1620及1630期间，光源1230可打开(例如，被启动)以将光1263投射到棱镜1224中，所述棱镜1224将光1263从瞄准系统1200的每一个末端传递到望远镜1510及1520，在望远镜1510及1520处，光1263可被视为点(例如，在一个实施例中为红点)。在框1620中，可调整(例如，在一个实施例中以向左、向右、向上及/或向下移动而不使棱镜1224倾斜或旋转)棱镜1224的位置直到点与望远镜1510的十字瞄准线一致为止(例如，当通过望远镜1510观察时)。因此，在框1620之后，可使棱镜1224及物镜光学器件1214相对于彼此适当对准。

在框1630中，可调整(例如，在一个实施例中以向左、向右、向上及/或向下移动而不使目镜1258倾斜或旋转)目镜1258的位置直到点与望远镜1520的十字瞄准线一致为止(例如，当通过望远镜1520观察时)。因此，在框1630之后，可使目镜1258、棱镜1224及物镜光学器件1214相对于彼此适当对准。

在框1640中，打开显示器1206或以其它方式启动显示器1206以提供图像1262。如所论述，图像1262可包含可用于将瞄准系统1200瞄准的标线，且图像1262可通过瞄准系统1200的各种组件传递以允许通过目镜1258观察图像1262。因此，在此实施例中，图像1262可由望远镜1520观察。

在块1650中，可执行调整直到如由望远镜1520所察觉，图像1262对准为止。在各种实施例中，可通过调整图像1262内的标线的位置及/或调整显示器1206、镜子1208、镜子1210及/或分束器1212的位置直到图像1262的标线与望远镜1520的十字瞄准线及/或光1263提供的点一致方执行此调整。因此，在框1650之后，可对准图像1262以允许图像1262被用于将瞄准系统1200瞄准以用于短距离射击。可根据需要随后调整图像1262中的标线的位置以对准标线以用于长距离射击。

也预期其它实施例。举例来说，在一个实施例中，本文中描述的光学器件中的任一者可包含非球面透镜以校正可能的本文中描述的瞄准系统中的任一者的光学路径中的球面像差。

在适当的情况下，本文中描述的各种瞄准系统中的任一者可用作望远镜瞄准器、反射式瞄准器、反射性瞄准器、堵塞式瞄准器及/或其它类型的瞄准器。

在另一实施例中，根据本文中描述的一个或一个以上实施例的瞄准系统可经配置而以目标设定系统操作以促进武器训练。在此方面，可将一个或一个以上电磁信号源(例如，光源)提供在枪炮及/或兼容目标上以促进信号到所述枪炮及此类兼容目标及/或从所述枪炮及此类兼容目标的发射以检测何时目标已被击中。有利的是，瞄准系统的相机可用于提供如由用户在枪炮以空弹射击及/或实弹射击方式射击时观察到的目标的记录。

在另一实施例中，可出于训练及/或记录目的以有线及/或无线方式将图像从相机发射到其它装置(例如，目标设定系统的组件)。

在又另一实施例中，本文中描述的瞄准系统中的任一者可实施有延伸通过所述瞄准系统的光学路径以在用户105向下观察步枪190的枪管196时向用户105提供目标场景的无遮断视图(例如，无遮断光学路径)而不依赖于相机提供的图像。举例来说，可提供对于用户105进行观察保持可用的无遮断光学路径而不需要移除瞄准系统的任何组件。作为另一实例，本文中描述的瞄准系统的各种组件可经实施以给为用户105提供无遮断光学路径让路(例如，通过手动或电动操作)。

虽然已经参考步枪190描述各种瞄准系统，但将了解，在适当的情况下，此类瞄准系统可与任何类型的枪炮或其它装置一起使用。举例来说，预期此类瞄准系统可与其它类型的枪炮、步枪、武器或设备一起使用，如各种应用可能需要(例如，轻武器、步兵支持武器、防御武器、车辆或其它武器或设备)。也预期其它类型的应用，例如摄影、测量或其它应用。

在适用的情况下，本文中阐述的各种组件可组合成合成组件及/或分离成子组件而不脱离本发明的精神。类似地，在适用的情况下，本文中所描述的各种步骤的次序可改变、组合成合成步骤及/或分离成子步骤以提供本文中描述的特征。

根据本发明的软件(例如，非瞬时程序代码及/或数据)可存储在一个或一个以上非瞬时机器可读媒体上。也预期，可使用一个或一个以上通用或专用计算机、计算机系统、处理器及/或其它适当硬件、网络及/或其它者来实施本文中识别的软件。

上文描述的实施例说明但不限制本发明。还应理解，根据本发明的原理许多修改及变化是可能的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书界定。

Claims

1.一种瞄准系统，其包括：

物镜光学器件，其适于从场景接收光；

棱镜，其适于从所述物镜光学器件接收所述场景光以再次倒置所述场景光；

光源，其适于将额外光投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光上以供用户观察；

快门，其适于经调整以允许所述用户选择性地将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器；及

目镜，其适于使所述额外光准直以向所述用户的眼睛提供所述标线及所述场景光。

2.根据权利要求1所述的瞄准系统，

其中所述快门适于被调整到第一位置以实质上允许所述场景光被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器；且

其中所述快门适于被调整到第二位置以实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

3.根据权利要求1所述的瞄准系统，其中所述标线为可由所述用户观察的红点。

4.根据权利要求1所述的瞄准系统，

其中所述瞄准系统适于被相对于枪炮对准以将所述枪炮瞄准；

其中当如此对准时所述瞄准系统适于被选择性地用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器；且

其中当如此对准时所述棱镜处于相对于光学系统的固定位置中。

5.一种操作瞄准系统的方法，所述方法包括：

在物镜光学器件处从场景接收光；

通过棱镜从所述物镜光学器件传递所述场景光以再次倒置所述场景光；

将额外光从光源投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光上以供用户观察；

以目镜使所述额外光准直以向所述用户的眼睛提供所述标线及所述场景光；及

调整快门以允许所述用户选择性地将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：

将所述快门调整到第一位置以实质上允许所述场景光被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器；及

将所述快门调整到第二位置以实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述标线为可由所述用户观察的红点。

8.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括相对于枪炮对准所述瞄准系统以将所述枪炮瞄准，以允许所述用户选择性地将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器或堵塞式瞄准器而不进一步改变所述瞄准系统的对准且不调整所述棱镜相对于所述光学系统的定向。

9.一种对准瞄准系统的方法，所述方法包括：

将第一及第二望远镜定位在所述瞄准系统的第一及第二末端上，其中所述第一望远镜经定位以观察所述瞄准系统的物镜光学器件，其中所述第二望远镜经定位以观察所述瞄准系统的目镜；

将光从所述瞄准系统的光源投射到所述瞄准系统的棱镜中；

将所述光从所述棱镜传递到所述瞄准系统的所述第一及第二末端；

对准所述棱镜的位置直到来自所述第一末端的所述光实质上与所述第一望远镜对准；及

对准所述瞄准系统的目镜的位置直到来自所述第二末端的所述光实质上与所述第二望远镜对准。

10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

从所述瞄准系统的显示器提供图像，其中所述图像包括标线；

通过所述棱镜及所述目镜将所述图像传递到所述第二望远镜；及

调整如由所述第二望远镜察觉到的所述图像直到所述标线实质上与所述第二望远镜对准。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述调整所述图像包括调整所述瞄准系统的一个或一个以上镜子。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述调整所述图像包括调整所述标线在所述图像中的位置。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述光为实质上被所述第一及第二望远镜中的每一者视为红点的红光。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述棱镜为斯密特-佩肯棱镜。

15.一种瞄准系统，其包括：

光学系统，其具有光轴且适于从场景接收光；

电子显示器，其适于将图像提供到所述光学系统；且

其中所述光学系统适于沿着所述光轴传递所述场景光及所述图像以将所述图像叠加在所述场景上以供所述瞄准系统的用户观察。

16.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述光学系统包括分束器，所述分束器适于：

沿着所述光轴传递所述场景光；

接收所述图像；及

沿着所述光轴反射所述图像。

17.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述显示器为适于接收包括所述图像的信号的数字光处理DLP显示器，所述瞄准系统进一步包括：

光源，其适于以额外光照亮所述DLP显示器；且

其中所述DLP显示器适于以对应于所述图像的图案反射所述额外光。

18.根据权利要求15所述的瞄准系统，其进一步包括：

棱镜，其适于传递所述场景光及所述图像；及

光源，其适于将额外光投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光及所述图像上以供所述用户观察。

19.根据权利要求18所述的瞄准系统，其中所述棱镜适于使所述场景光及所述图像旋转。

20.根据权利要求18所述的瞄准系统，其进一步包括快门，所述快门适于实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像及所述标线保持可由所述用户观察，其中所述图像包括所述场景的图像以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器。

21.根据权利要求18所述的瞄准系统，其进一步包括快门，所述快门适于实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像及所述标线保持可由所述用户观察，其中所述图像在没有所述场景的图像的情况下包括信息以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

22.根据权利要求18所述的瞄准系统，其进一步包括快门，所述快门适于实质上防止所述场景光及所述图像被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

23.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述图像包括可由所述用户观察的标线。

24.根据权利要求23所述的瞄准系统，其进一步包括处理器，所述处理器适于响应于一个或一个以上传感器产生所述图像且调整所述标线在所述图像中的位置以补偿距离及/或偏差。

25.根据权利要求23所述的瞄准系统，其进一步包括快门，所述快门适于实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像保持可由所述用户观察。

26.根据权利要求25所述的瞄准系统，其中所述图像包括所述标线及所述场景的图像以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器。

27.根据权利要求25所述的瞄准系统，其中所述图像在没有所述场景的图像的情况下包括所述标线以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

28.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述图像包括从传感器接收的信息。

29.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述图像包括从相机接收的所述场景的红外图像、从相机接收的所述场景的热图像或从相机接收的所述场景的微光图像。

30.根据权利要求15所述的瞄准系统，其进一步包括处理器，所述处理器适于产生所述图像且接收待包含在所述图像中的距离信息，其中所述距离信息由激光测距仪提供，所述激光测距仪适于向所述用户提供所述场景中的关注区域的视觉反馈。

31.根据权利要求15所述的瞄准系统，其中所述瞄准系统适于安装在枪炮上。

32.一种操作瞄准系统的方法，所述方法包括：

在具有光轴的光学系统处从场景接收光；

将图像从电子显示器提供到所述光学系统；及

通过所述光学系统且沿着所述光轴传递所述场景光及所述图像以将所述图像叠加在所述场景上以供所述瞄准系统的用户观察。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述传递所述光包括：

通过所述光学系统的分束器传递所述场景光；

在所述分束器处接收所述图像；及

将所述图像从所述分束器反射到所述光学路径。

34.根据权利要求32所述的方法，其中所述显示器为适于接收包括所述图像的信号的数字光处理DLP显示器，其中所述提供图像包括：

以来自所述瞄准系统的光源的额外光照亮所述DLP显示器；及

以对应于所述图像的图案从所述DLP显示器反射所述额外光。

35.根据权利要求32所述的方法，其进一步包括：

通过棱镜传递所述场景光及所述图像；及

将额外光从光源投射到所述棱镜中以将标线叠加在所述场景光及所述图像上以供所述用户观察。

36.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括使用所述棱镜使所述场景光及所述图像旋转。

37.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括操作快门以实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像及所述标线保持可由所述用户观察，其中所述图像包括所述场景的图像以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器。

38.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括操作快门以实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像及所述标线保持可由所述用户观察，其中所述图像在没有所述场景的图像的情况下包括信息以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

39.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括操作快门以实质上防止所述场景光及所述图像被所述用户观察同时所述标线保持可由所述用户观察以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞瞄准器。

40.根据权利要求32所述的方法，其中所述图像包括可由所述用户观察的标线。

41.根据权利要求40所述的方法，其进一步包括响应于一个或一个以上传感器而调整所述标线在所述图像中的位置以补偿距离及/或偏差。

42.根据权利要求40所述的方法，其进一步包括操作快门以实质上防止所述场景光被所述用户观察同时所述图像保持可由所述用户观察。

43.根据权利要求42所述的方法，其中所述图像包括所述标线及所述场景的图像以允许所述用户将所述瞄准系统用作望远镜瞄准器。

44.根据权利要求42所述的方法，其中所述图像在没有所述场景的图像的情况下包括所述标线以允许所述用户将所述瞄准系统用作堵塞式瞄准器。

45.根据权利要求32所述的方法，其中所述图像包括从传感器接收的信息。

46.根据权利要求32所述的方法，其中所述图像包括从相机接收的所述场景的红外图像、从相机接收的所述场景的热图像或从相机接收的所述场景的微光图像。

47.根据权利要求32所述的方法，其进一步包括接收待包含在所述图像中的距离信息，其中所述距离信息由激光测距仪提供，所述激光测距仪适于向所述用户提供所述场景中的关注区域的视觉反馈。

48.根据权利要求32所述的方法，其中所述瞄准系统适于安装在枪管上。

49.一种瞄准系统，其包括：

相机，其适于捕获目标场景的图像；及

投射器，其包括：

显示器，其适于呈现所述图像；

光束组合器，其适于将所述所呈现的图像传递到所述瞄准系统的用户；及

光源，其适于将标线投射到所述光束组合器，其中所述光束组合器适于将所述标线反射到所述用户。

50.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述显示器适于在不呈现所述图像的情况下提供不透明背景，其中所述光束组合器适于将所述标线叠加在所述不透明背景上以向所述用户提供堵塞式瞄准器。

51.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述光束组合器适于将所述标线叠加在传递到所述用户的所述图像上以向所述用户提供反射式瞄准器。

52.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中：

所述瞄准系统适于响应于用户控制装置而选择性地切换到用作堵塞式瞄准器或反射式瞄准器；

所述显示器适于选择性地在不呈现所述图像的情况下提供不透明背景或呈现所述图像；

所述光束组合器适于将所述标线叠加在所述不透明背景上以用作所述堵塞式瞄准器；且

所述光束组合器适于将所述标线叠加在传递到所述用户的所述图像上以用作所述反射式瞄准器。

53.根据权利要求52所述的瞄准系统，其中当所述瞄准系统切换到用作所述堵塞式瞄准器时，所述投射器适于增加所述标线的亮度。

54.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述瞄准系统适于安装在武器上。

55.根据权利要求54所述的瞄准系统，其中所述武器为步枪。

56.根据权利要求55所述的瞄准系统，其中所述瞄准系统适于实质上远离所述用户而定位在所述步枪的枪管上，使得所述用户在使用所述瞄准系统时维持情景意识。

57.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述相机与所述投射器集成。

58.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述相机为第一相机，所述瞄准系统进一步包括第二相机，所述第二相机适于捕获待由所述显示器呈现且由所述光束组合器传递到所述用户的所述目标场景的额外图像。

59.根据权利要求58所述的瞄准系统，其中所述第一及第二相机与所述投射器分离。

60.根据权利要求59所述的瞄准系统，其中所述第一及第二相机适于安装在武器的实质上相对的侧上。

61.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述相机为可见光相机、红外相机或热相机。

62.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述相机包括适于捕获可见光图像及红外图像的传感器。

63.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述相机包括适于在所述图像由所述相机捕获之前对所述图像执行光学缩放的光学器件。

64.根据权利要求49所述的瞄准系统，其进一步包括适于在所述图像由所述显示器呈现之前对所述图像执行数字缩放的处理块。

65.根据权利要求49所述的瞄准系统，其进一步包括适于使所述标线准直的光学器件。

66.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述标线为红点。

67.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述投射器适于响应于所述用户拉动武器的扳机而增加所述标线的亮度。

68.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述显示器为数字光处理DLP显示器。

69.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述投射器进一步包括光束分离立方体。

70.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述光束组合器为实质上平坦的光束组合器。

71.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中：

所述光束组合器为适于使所述标线准直的实质上抛物形的光束组合器；且

所述光束组合器及所述光源包括平面波发生器。

72.根据权利要求49所述的瞄准系统，其中所述瞄准系统适于提供通过所述瞄准系统的无遮断光学路径以供所述用户进行观察。

73.一种操作瞄准系统的方法，所述方法包括：

使用相机捕获目标场景的图像；

在显示器上选择性地呈现所述图像；

通过光束组合器将所述所呈现的图像中的任一者传递到所述瞄准系统的用户；

将标线从光源投射到所述光束组合器；及

将所述标线从所述光束组合器反射到所述用户。

74.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括：

通过抑制在所述显示器上呈现所述图像来提供不透明背景；及

将所述标线叠加在所述不透明背景上以向所述用户提供堵塞式瞄准器。

75.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括将所述标线叠加在所述图像上以向所述用户提供反射式瞄准器。

76.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括，响应于用户控制装置，选择性地使所述瞄准系统在以下操作之间切换：

通过经由抑制在所述显示器上呈现所述图像而提供不透明背景且将所述标线叠加在所述不透明背景上以向所述用户提供堵塞式瞄准器而用作堵塞式瞄准器；及

通过将所述标线叠加在所述图像上以向所述用户提供反射式瞄准器而用作反射式瞄准器。

77.根据权利要求76所述的方法，其进一步包括当所述瞄准系统切换到用作所述堵塞式瞄准器时增加所述标线的亮度。

78.根据权利要求73所述的方法，其中所述瞄准系统适于安装在武器上。

79.根据权利要求78所述的方法，其中所述武器为步枪。

80.根据权利要求79所述的方法，其中所述瞄准系统适于实质上远离所述用户而定位在所述步枪的枪管上使得所述用户在使用所述瞄准系统时维持情景意识。

81.根据权利要求73所述的方法，其中：

所述瞄准系统包括投射器，所述投射器包括所述显示器、所述光束组合器及所述光源；且

所述相机与所述投射器集成。

82.根据权利要求73所述的方法，其中所述相机为第一相机，所述方法进一步包括：

使用第二相机捕获所述目标场景的额外图像；

在所述显示器上选择性地呈现所述额外图像；及

通过所述光束组合器将所述额外的所呈现的图像中的任一者传递到所述用户。

83.根据权利要求82所述的方法，其中：

所述第一及第二相机与所述投射器分离。

84.根据权利要求83所述的方法，其中所述第一及第二相机适于安装在武器的实质上相对的侧上。

85.根据权利要求73所述的方法，其中所述相机为可见光相机、红外相机或热相机。

86.根据权利要求73所述的方法，其中所述相机包括适于捕获可见光图像及红外图像的传感器。

87.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括在所述图像由所述相机捕获之前对所述图像执行光学缩放。

88.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括在所述显示器上呈现所述图像之前对所述图像执行数字缩放。

89.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括使用光学器件使所述标线准直。

90.根据权利要求73所述的方法，其中所述标线为红点。

91.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括响应于所述用户拉动武器的扳机而增加所述标线的亮度。

92.根据权利要求73所述的方法，其中所述显示器为数字光处理DLP显示器。

93.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括通过光束分离立方体将所述图像及所述标线从所述光束组合器传递到所述用户。

94.根据权利要求73所述的方法，其中所述光束组合器为实质上平坦的光束组合器。

95.根据权利要求73所述的方法，其进一步包括使用所述光束组合器使所述标线准直，其中所述光束组合器为实质上抛物形的光束组合器，且其中所述光束组合器及所述光源包括平面波发生器。

96.根据权利要求73所述的方法，其中所述瞄准系统适于提供通过所述瞄准系统的无遮断光学路径以供所述用户进行观察。