JP2023502440A

JP2023502440A - 温度安定化ホログラフィック照準器

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Publication number: JP2023502440A
Application number: JP2022529437A
Authority: JP
Inventors: ヒース、アンソニー; マクミレン、ディアナ・ケイ; ブラウン、スティーヴン; ホートン、ジョン
Original assignee: Eotech LLC
Current assignee: Eotech LLC
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: CA3155581A1; US11391904B2; EP4042091A4; WO2021141671A1; KR20220102624A; US20210157086A1; US11709333B2; EP4042091A1; JP7355938B2; US20220334340A1

Abstract

ホログラフィック照準器は、光学構成要素を受け入れるための複数の受容部を有するユニット式光学構成要素キャリアを含む。コリメート光学部品は第１の受容部の表面に当接する。ミラーは第２の受容部の表面に当接する。カラーは第３の受容部内に位置決めされ、レーザダイオードはカラー内に位置決めされる。カラーの第１の部分は第３の受容部の第１の部分に固定され、カラーの第２の部分は第３の受容部に対して自由に膨張及び収縮する。レーザダイオードは、第２の部分に近接してカラーに固定され、第２の部分の膨張及び収縮に伴って第３の受容部に対して自由に移動する。レーザダイオード、ミラー、及びコリメート光学部品は、光路を形成するために互いに位置決めされる。カラーは、温度の変化に応答して膨張及び収縮し、温度の変化に応答して膨張及び収縮するユニット式光学構成要素キャリアを補償する。

Description

遠方にある物体を識別し、焦点を合わせることは、照準器の使用によって容易にすることができる。照準器は、例えば、弓、ライフル、ショットガン、拳銃、搭載型機関銃、及び擲弾発射機などの小型武器で採用することができ、操作者が標的を見つけ、焦点を維持することを支援し得る。

照準器は、多くの異なる形態で、様々な特徴を利用して開発されてきた。例えば、操作者が物体の位置を特定し、焦点を合わせることを支援し得るホログラムを操作者に提示する照準器が開発されてきた。

本明細書に開示されるのは、温度安定化ホログラフィック照準器である。ホログラフィック照準器は、光学構成要素を受け入れるように構成された複数の受容部を有するユニット式光学構成要素キャリアを含み得る。コリメート光学部品は、第１の受容部に位置決めされてもよい。ミラーは、第２の受容部に位置決めされてもよい。カラーは、第３の受容部に位置決めされてもよく、レーザダイオードは、カラー内に位置決めされてもよい。ミラーは、レーザダイオードに対向して位置決めされてもよい。カラーの第１の部分は、第３の受容部の第１の部分に対して固定されてもよく、カラーの第２の部分は、第３の受容部に対して自由に動いてもよい、例えば拡張及び収縮してもよい。レーザダイオードは、第２の部分に近接してカラーに固定され、第２の部分の膨張及び収縮に伴って第３の受容部に対して自由に動いてもよい。レーザダイオード、ミラー、及びコリメート光学部品は、レーザダイオードからミラーまで、及びミラーからコリメート光学部品までの光路を形成するように、互いに位置決めされてもよい。光路の長さは、温度の変化に応答して実質的に一定のままであり得る。カラーは、温度の変化に応答して膨張及び収縮して、温度の変化に応答して膨張及び収縮するユニット式光学構成要素キャリアを補償し得る。例えば、ユニット式光学構成要素キャリアは、温度の上昇に応答して膨張し、第１の受容部をミラーから遠ざけ得る。カラーは、温度の上昇に応答して膨張し、カラーの第２の部分及びレーザダイオードをミラーの方に移動し得る。ユニット式光学構成要素キャリアは、温度の低下に応答して収縮し、第１の受容部をミラーに向かって移動し得る。カラーは、温度の低下に応答して収縮し、カラーの第２の部分及びレーザダイオードをミラーから遠ざけ得る。カラーとユニット式光学構成要素キャリアの熱膨張係数は異なっていてもよく、カラーの長さは、温度変化中に光路の長さが実質的に一定のままであるようにサイズが決められてもよい。

この概要は、本明細書中「発明を実施するための形態」においてさらに記載される概念の一部を簡略化した形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求された主題の重要な特徴又は必須の特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求された主題の範囲を限定するために使用されることを意図していない。他の特徴は本明細書に記載されている。

例示的な実施形態に関する前述の概要及び以下の追加記載は、添付の例示的な図面と併せて読むと、より深く理解され得る。開示されたシステム及び実装の潜在的な実施形態は、描かれているものに限定されないことが理解される。さらに、図中の同様の参照数字は、同様の要素を示す。

例示的な組み立てられたホログラフィック照準器の斜視図を描いている。例示的な組み立てられたホログラフィック照準器の斜視図を描いている。例示的な組み立てられたホログラフィック照準器の斜視図を描いている。例示的な組み立てられたホログラフィック照準器の斜視図を描いている。例示的なホログラフィック照準器の分解図である。部分的に組み立てられた例示的なホログラフィック照準器の斜視図である。例示的なベースに取り付けられた例示的な光学シャーシの斜視図である。例示的な光学シャーシの一部の詳細図である。例示的なベースに取り付けられた例示的な光学シャーシの斜視図である。例示的なベースに取り付けられ、光学構成要素が取り付けられている例示的な光学シャーシの斜視図である。例示的なベースに取り付けられ、光学構成要素が分解された、例示的な光学シャーシの斜視図である。光学構成要素が取り付けられた例示的な光学シャーシの斜視図である。光学構成要素が分解された、例示的な光学シャーシの斜視図である。例示的なベースに取り付けられ、光学構成要素が取り付けられた例示的な光学シャーシの断面図である。光学構成要素が取り付けられた例示的な光学シャーシの断面図である。

ホログラフィック照準器は、操作者に提示するためのホログラムを作成するために、一連の光学構成要素を採用し得る。例えば、ホログラフィック照準器は、光ビームを生成するレーザダイオードと、光ビームを偏向させるミラーと、偏向した光ビームを受け、コリメートした光を反射するコリメート光学部品と、コリメートした光を受け、画像により記録された画像ホログラムに向けて光を反射し、これにより画像が照準器の操作者に表示される格子とを採用し得る。ホログラフィック照準器の動作は、光学構成要素が、互いに、距離及び向きを含めて意図された位置にあることを必要とする。光学構成要素の１つの意図された位置からの非常に小さな変動でさえ、照準器の動作に悪影響を及ぼす可能性がある。

ホログラフィック照準器は、光学構成要素をホログラフィック照準器内の構造物に固定することによって、光学構成要素を互いに相対的に位置決めし得る。例えば、例えばコリメート光学部品及びホログラム画像などの光学構成要素は、ホログラフィック照準器のハウジングの内部に固定されてもよい。ミラーは、照準器ハウジングが取り付けられるベースから延びる台座上に配置されてもよい。格子は、照準器ハウジングに対して相対的に回転するように構成された可動プレートに固定されてもよい。光学構成要素は、それら自体が互いに相対的に移動可能であり得る異なる構成要素に取り付けられているため、制御された製造環境であっても、光学構成要素を意図した位置に配置することは困難な場合がある。さらに、光学構成要素が取り付けられた構造物のいずれかが動くと、光学構成要素は意図した位置から移動し、ホログラムの再構成に劣化が生じる可能性がある。

ホログラフィック照準器は、様々な環境及び様々な温度で使用することができる。ホログラフィック照準器の構成要素は、温度の変化に応答して膨張及び／又は収縮し得る。例えば、温度の低下に応答して、ホログラフィック照準器のハウジング及びベースは、サイズを収縮又は縮小し得る。同様に、温度の上昇に応答して、ハウジング及びベースは、サイズを膨張又は拡張し得る。光学構成要素がハウジング及びベースに固定されているホログラフィック照準器において、ハウジング及びベースの膨張及び収縮は、固定された光学構成要素の意図された相対位置からの移動又は変位をもたらし得る。光学構成要素の移動又は変位は、照準器によって作成されるホログラムの品質を低下させるおそれがある。

本出願人は、本明細書において、温度安定化されたホログラフィック照準器を開示する。温度の変化は、光学構成要素をそれらの意図された相対位置から変位させない可能性があり、照準器によって作成されるホログラムは質を損うことがないかもしれない。ホログラフィック照準器は、第１の受容部内に位置決めされたコリメート光学部品と、第２の受容部内に位置決めされたミラーと、第３の受容部内に位置決めされたカラーと、カラー内に位置決めされたレーザダイオードとを有するユニット式光学構成要素キャリアを含み得る。ミラーは、レーザダイオードに対向して位置決めされてもよい。カラーの第１の部分は、第３の受容部の第１の部分に対して固定され、カラーの第２の部分は、第３の受容部に対して自由に動くことができる、例えば、長さを膨張及び収縮することができる。レーザダイオードは、第２の部分に近接してカラーに固定され、カラーの膨張及び収縮に伴って第３の受容部に対して自由に移動することができる。カラーは、温度の変化に応答して膨張及び収縮して、温度の変化に応答して膨張及び収縮するユニット式光学構成要素キャリアを補償し得る。例えば、ユニット式光学構成要素キャリアは、温度の上昇に応答して膨張し、第１の受容部をミラーから遠ざけ得る。カラーは、温度の上昇に応答して膨張し、カラーの第２の部分及びレーザダイオードをミラーの方に移動させ得る。ユニット式光学構成要素キャリアは、温度の低下に応答して収縮し、第１の受容部をミラーに向かって移動させ得る。カラーは、温度の低下に応答して収縮し、カラーの第２の部分及びレーザダイオードをミラーから遠ざけ得る。カラーとユニット式光学構成要素キャリアの熱膨張係数は互いに異なっていてもよく、カラーの長さは、温度変化中に光学構成要素間の光路の累積長が実質的に一定のままであるようにサイズが決められてもよい。

図１Ａ及び１Ｂは、例示的なホログラフィック照準器１００の正面図及び背面図をそれぞれ描いている。図１Ｃ及び１Ｄは、例示的なホログラフィック照準器１００の側面図を描いている。ホログラフィック照準器１００は、例えば、銃器などの適切な装置に着脱可能に取り付けられるように適合されてもよい。ホログラフィック照準器１００は、ホログラフィック照準器１００を銃器に固定するために、銃器上の対応する構成要素と着脱可能に係合するように構成されたベース１１０を含み得る。

ホログラフィック照準器１００は、前端部１１２及び後端部１１４を含む。ホログラフィック照準器１００の操作者は、後端部１１４に位置するバックウィンドウ１１６と、前端部１１２に位置する整列したフロントウィンドウ１１８とを通して見ることができる。バックウィンドウ１１６及び整列したフロントウィンドウ１１８を通して操作者に見える領域は、視野と呼ばれることがある。ホログラフィック照準器１００は、バックウィンドウ１１６及びフロントウィンドウ１１８によって画定された視野にホログラフィック画像を課すように適合される。

仰角調整制御部１２０は、ホログラフィック照準器１００のハウジング１２２に形成された開口部を介してアクセス可能であり得る。方位角調整制御部１２４は、ベース１１０に形成された開口部を介してアクセス可能であり得る。操作者は、仰角調整制御部１２０を回して、バックウィンドウ１１６から見たホログラムの垂直位置を調整し得る。操作者は、方位角調整制御部１２４を回して、バックウィンドウ１１６から見たホログラムの水平位置を調整し得る。バッテリーキャップ１２８は、ホログラフィック照準器１００に電力を供給し得るバッテリーを受け入れるように構成された開口部へのアクセスを提供するために、取り外されてもよい。

暗視ボタン１６２及びアップダウンボタン１６４が、ベース１１０に形成されたアパーチャを通して延在し得る。ホログラフィック照準器の操作者は、ホログラフィック照準器１００の動作特性を変更するために、暗視ボタン１６２及び／又はアップダウンボタン１６４を押し下げ得る。例えば、特定のボタン又はボタンの組み合わせを押し下げることによって、ホログラフィック照準器１００は、そのオン／オフ状態を変更し、ホログラムの輝度を変更し、及び／又は通常モードと暗視モードの間で切り替わり得る。

ホログラフィック照準器１００は、フード１７０をさらに含み得る。フード１７０は、ハウジング１２２の一部の上及び周囲に配置されてもよく、ベース１１０に機械的に取り付けられてもよい。フード１７０は、衝撃からハウジング１２２を保護するように構成されてもよい。

図２は、ホログラフィック照準器１００の分解図を提供する。ハウジング１２２は、ベース１１０に機械的に結合されてもよく、その間に配置されたシール１３０を有していてもよい。ハウジング１２２は、ホログラフィック照準器１００の構成要素を封入する。例えば、ハウジング１２２は、ベース１１０に機械的に結合されてもよい光学シャーシ１３２を封入し得る。光学シャーシ１３２は、ホログラフィック画像を作成するために採用される光学構成要素を受け入れるための複数の受容部を有する剛体を備え得る。例えば、光学シャーシ１３２は、レーザダイオード１３４、ミラー１３６、コリメート光学部品１３８、格子１４０、及び画像ホログラム１４２のそれぞれを受け入れるための受容部を有する本体を備え得る。レーザダイオード１３４は、ミラー１３６に向けられ、ミラー１３６で受け取られる可視光を発生させるように構成されてもよい。ミラー１３６は、レーザダイオード１３４から受け取った光をコリメート光学部品１３８に向けて反射するように構成されてもよい。コリメート光学部品１３８は、ミラー１３６から反射光を受け取り、コリメートされた光を格子１４０に向けるように構成されてもよい。コリメート光学部品１３８は、例えば、透過性又は反射性であり得る。例えば回折格子であり得る格子１４０は、コリメート光学部品１３８からコリメートされた光を受け取り、回折光を画像ホログラム１４２に向かって反射するように構成されてもよい。画像ホログラム１４２は、格子１４０から光を受け取り、ホログラフィック照準器１００の視野で見ることができるホログラム画像を投影するように構成されてもよい。ホログラフィック照準器１００は、リヤウィンドウ１１６によって提示される視野を通して見る操作者にホログラムを表示する。ホログラム画像は、操作者が物体の位置を特定し、標的化することを支援するように構成されてもよい。例えば、ホログラムはレチクルであり得るが、他の画像が採用されてもよい。

ダイオードシューと呼ばれることもあるカラー１４６は、関連する内径を有する内面と、関連する外径を有する外面とを有する円筒形に形成されてもよい。レーザダイオード１３４は、カラー１４６内に位置決めされ、カラー１４６の内面と摩擦嵌合を形成してもよい。リング１４８は、カラー１４６の外面の周りに位置決めされ、カラー１４６の外面と摩擦嵌合を形成してもよい。リング１４８は、光学シャーシ１３２の対応する受容部内に受け入れられる。リングは、光学シャーシ１３２の対応する受容部内に含まれる対向する壁と摩擦嵌合を形成してもよい。レーザダイオード保持プレスが、レーザダイオード１３４、カラー１４６、及びリング１４８を光学シャーシ１３２の対応する受容部内に挿入する間に、カラー１４６に圧力を加えるために使用されてもよい。

ハウジング１２２は、ベース１１０に機械的に結合され得るブリッジ１５２をさらに封入する。ブリッジ１５２は、光学シャーシ１３２の第１の受容部の少なくとも一部が延びる開口部１９０を形成し得る。仰角調整アセンブリ１５４及び方位角調整アセンブリ１５６は、ブリッジ１５２に形成された開口部１５９を通って延びて、光学シャーシ１３２の第１の受容部の一部と係合し得る。仰角調整制御部１２０は、ハウジング１２２に形成された開口部又はアパーチャ１５５を介して仰角調整アセンブリ１５４と係合し得る。ハウジング１２２の開口部又はアパーチャ１５５は、ハウジング１２２による干渉なしに仰角調整制御部１２０が仰角調整アセンブリ１５４と係合することを可能にするように形成されてもよい。ホログラフィック照準器１００の操作者は、仰角調整制御部１２０を回転させてもよく、これにより、仰角調整アセンブリ１５４は、ブリッジ１５２によって形成された開口部１９０内に延びるアセンブリの長さを増加又は減少させて、それにより光学シャーシ１３２の第１の受容部に加えられる力を増加又は減少させることができる。

方位角調整制御部１２４は、ベース１１０に形成された開口部１５７を介して方位角調整アセンブリ１５６と係合する。ベース１１０の開口部１５７は、方位角調整制御部１２４がベース１１０による干渉なしに方位角調整アセンブリ１５６と係合することを可能にするように形成されてもよい。ホログラフィック照準器１００の操作者は、方位角調整制御部１２４を回転させてもよく、これにより、方位角調整アセンブリ１５６は、ブリッジ１５２によって形成された開口部１９０内に延びるアセンブリの長さを増加又は減少させて、それによって光学シャーシ１３２の第１の受容部に加えられる力を増加又は減少させることができる。

ハウジング１２２は、ホログラフィック照準器１００に電力を供給し、制御するように構成された電子部品を含むプリント回路基板アセンブリ１６０をさらに封入し得る。暗視ボタン１６２及びアップダウンボタン１６４は、スペーサ１６６を通って延び、プリント回路基板アセンブリ１６０と係合し得る。暗視ボタン１６２及びアップダウンボタン１６４は、ベース１１０の対応する開口部を通って延び得る。ホログラフィック照準器１００の操作者が暗視ボタン１６２及び／又はアップダウンボタン１６４を押し下げると、ボタンはプリント回路基板アセンブリ１６０とインターフェースしてホログラフィック照準器１００の動作特性を変化させ得る。例えば、特定のボタン又はボタンの組み合わせを押し下げると、プリント回路基板アセンブリ１６０は、オン／オフ状態を変更し、ホログラムの輝度を変更し、及び／又は通常モードと暗視モードの間で切り替わり得る。

図３は、ハウジング１２２、フード１７０、及び他の要素が取り外された状態で部分的に組み立てられた例示的なホログラフィック照準器１００の斜視図を描いている。光学シャーシ１３２は、例えばネジを使用するなどの適切な留め技術を使用して、ベース１１０に機械的に結合されてもよい。レーザダイオード１３４、ミラー１３６、コリメート光学部品１３８、格子１４０、及び画像ホログラム１４２を含む光学構成要素は、光学シャーシ１３２の受容部に受け入れられてもよい。ブリッジ１５２は、例えばネジを使用するなどの適切な留め技術を使用してベース１１０に機械的に結合されてもよい。光学シャーシ１３２の一部は、ブリッジとベース１１０とによって画定される開口部１９０内に延在し得る。仰角調整制御部１２０は、仰角調整アセンブリ１５４とインターフェースして、光学シャーシ１３２の一部に力を加え、それによって光学シャーシ１３２の少なくとも一部の仰角を調整し得る。方位角調整制御部１２４は、方位角調整アセンブリ１５６とインターフェースして、光学シャーシ１３２の一部に力を加え、それによって光学シャーシ１３２の少なくとも一部の水平方向の向きを調整し得る。

図４Ａは、ベース１１０に取り付けられ、光学構成要素が取り外された状態の例示的な光学シャーシ１３２の孤立した斜視図を描いている。図４Ｂは、例示的な光学シャーシ１３２の一部の拡大図を描いている。図５は、ベース１１０に取り付けられた光学シャーシ１３２の逆方向からの斜視図を描いている。光学シャーシ１３２は、取付フランジ２２０と、取付フランジ２２０と一体的に形成され、取付フランジ２２０から上方に延びる支持部材２２２と、支持部材２２２と一体的に形成されたユニット式光学構成要素キャリア２２４とを含み得る。取付フランジ２２０は、例えば、取付フランジ２２０の開口部を通ってベース１１０の対応する受容部内に延びるネジを含み得る適切な方法を用いてベース１１０に固定されてもよい。支持部材２２２及びユニット式光学構成要素キャリア２２４は、取付フランジ２２０によってベース１１０に対して吊り下げられてもよい。

光学シャーシ１３２の支持部材２２２は、ユニット式光学構成要素キャリア２２４が取付フランジ２２０及びベース１１０に対して水平方向及び／又は垂直方向に角度を変えて移動可能であり得るように、柔軟性のある１つ又は複数の部分を含み得る。支持部材２２２は、取付フランジ２２０及びベース１１０に対するユニット式光学構成要素キャリア２２４の位置の調整を可能にし、それによって操作者の視野内に作成されるホログラムの位置の調整を可能にするように、順応性を備え得る。

支持部材２２２は、取付フランジ２２０に対して上方に延び、取付フランジ２２０と一体的に形成された第１の壁２４０を含み得る。支持部材２２２は、第２の壁２４４と、第１の壁２４０及び第２の壁２４４の間に結合された可撓性部材２４６とをさらに含み得る。第２の壁２４４及び可撓性部材２４６は、第１の壁２４０によって支持されてもよい。第２の壁２４４は、可撓性部材２４６を支点として、取付フランジ２２０及びベース１１０に対して水平方向に角度を変えて自由に移動し得る。可撓性部材２４６は、第１の壁２４０の中央付近で第１の壁２４０に結合されていてもよく、第２の壁２４４の中央付近で第２の壁２４４に結合されてもよい。第２の壁２４４に水平方向の力が加えられると、可撓性部材２４６は、可撓性部材２４６を運動の支点として、第２の壁２４４が第１の壁２４０に対して水平方向に移動するか又は角変位することができるように撓ませるか又は捩ることができる。光学構成要素キャリア２２４に加えられる水平方向の力は、第２の壁２４４に伝達されてもよく、第１の壁２４０及び取付フランジ２２０に対する第２の壁２４４及び光学構成要素キャリア２２４の可撓性部材２４６の周囲又は周りの角度を変える水平方向の移動をもたらす可能性がある。

支持部材２２２は、第２の壁２４４と一体的に形成され、ユニット式光学構成要素キャリア２２４から離れる方向に延びる第１の水平部材２４７と、ユニット式光学構成要素キャリア２２４に向かって延びる第２の水平部材２４８と、第１の水平部材２４７及び第２の水平部材２４８と一体的に形成されたジョイント部材２４９とをさらに含み得る。第１の水平部材２４７、ジョイント部材２４９、及び第２の水平部材２４８は、一体的に形成され、一緒になって、取付フランジ２２０及びベース１１０に対するユニット式光学構成要素キャリア２２４の垂直方向の可撓性を提供してもよい。第２の水平部材２４８は、第１の水平部材２４７に対して垂直方向に可撓性を有し得る。ジョイント部材２４９は、可撓性を有し、第１の水平部材２４６に対する第２の水平部材２４８の垂直方向の移動を許容し得る。垂直方向の圧力が第２の水平部材２４８にかけられると、それは第１の水平部材２４７、取付フランジ２２０、及びベース１１０に対して垂直方向に移動又は変位し得る。その移動は、ジョイント部材２４９を支点とした角度のあるものであり得る。ユニット式光学構成要素キャリア２２４に加えられた垂直方向の力は、第２の水平部材２４８に伝達され、第１の水平部材２４７及び取付フランジ２２０に対するユニット式光学構成要素キャリア２２４及び第２の水平部材２４８のジョイント部材２４９の周囲又は周りの垂直方向の角移動又は角変位をもたらし得る。図に示されるように、第１の水平部材２４７及び第２の水平部材２４８の複数の例が支持部材２２２に含まれてもよい。

図６は、ベース１１０に取付フランジ２２０を介して結合され、光学構成要素１３４、１３６、１３８、１４０、１４２が取り付けられた例示的なユニット式光学構成要素キャリア２２４の斜視図を描いている。図７は、光学構成要素１３４、１３６、１３８、１４０、及び１４２が分解された状態の例示的なユニット式光学構成要素キャリア２２４を描いている。図８は、光学構成要素が取り付けられた、ベース１１０のない例示的なユニット式光学構成要素キャリアの斜視図を描いている。図９は、ベース１１０がなく、光学構成要素１３４、１３６、１３８、１４０、及び１４２が分解された状態の例示的な光学構成要素キャリアを描いている。ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、光学構成要素が取り付けられる台又はラックとして機能し得る本体を備える。ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、取付フランジ２２０と一体的に形成されてもよい支持部材２２２と一体的に形成されてもよい。ユニット式光学構成要素キャリア２２４は剛体を構成し得、光学構成要素間の相対距離の変化に対して実質的に耐性があり得る。例えば、仰角調整アセンブリ１５４及び／又は方位角調整アセンブリ１５６によって第１の受容部２３０に力が加えられるシナリオでは、ユニット式光学構成要素キャリア２２４は歪みに耐性があり得、光学構成要素１３４、１３６、１３８、１４０、及び１４２間の相対距離が実質的に変化しないまま一体となって移動し得る。ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、比較的低い熱膨張係数を有する材料から作られてもよい。その結果、光学構成要素間の相対距離は、広い範囲の温度環境にわたって実質的に同じままであり得る。一例では、ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、チタンから製造されてもよい。

ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、光学構成要素を受け入れるように構成された複数の受容部２３０、２３２、２３４、２３６、２３８を含み得る。受容部２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８のそれぞれは、適切な光学構成要素の対応する表面を受け又は当接するように構成された１つ又は複数の表面を含み得る。例えば、受容部２３０は、カラー１４６及びカラー１４６内に位置決めされたレーザダイオード１３４をその中に保持するリング１４８を受け入れ、それと摩擦嵌合を形成し得る。受容部２３２は、ミラー２２２の１つ又は複数の表面を受け、これに当接し得る。受容部２３４は、コリメート光学部品１３８の１つ又は複数の表面を受け、これに当接し得る。受容部２３６は、ホログラフィック格子１４０の１つ又は複数の表面を受け、これに当接し得る。受容部２３８は、画像ホログラム１４２の１つ又は複数の表面を受け、これに当接し得る。表面対表面の取り付けは、ユニット式光学構成要素キャリア２２４に対する、及び互いに対する光学構成要素の正確な位置決めをもたらす。受容部２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８は、対応する光学構成要素をユニット式光学構成要素キャリア２２４の外側から適用できるように構成される。外側からの光学構成要素の取り付けは、例えば、ロボットハンドリングなどの自動化された手段によって行われてもよい。光学構成要素は、光学構成要素と対応する受容部との間の摩擦を介して、及び／又は接着剤の塗布によって、受容部２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８に固定されてもよい。

図１０は、光学構成要素１３４、１３６、１３８、１４０、及び１４２が対応する受容部２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８に位置決めされたベース１１０及び取り付けられた光学シャーシ１３２の側面断面図を描いている。図１１は、ベース１１０がない光学シャーシ１３２の断面図を描いている。レーザダイオード１３４は、ミラー１３６に向けられ、ミラー１３６で受け取られる可視光ビームを生成し、放射するように構成されてもよい。ミラー１３６は、レーザダイオードに対向して位置決めされ、レーザダイオード１３４から可視光ビームを受け取り、受け取った可視光ビームをコリメート光学部品１３８に向けて反射又は方向転換するように構成されてもよい。コリメート光学部品１３８は、ミラー１３６から反射又は方向転換された光ビームを受け取り、方向転換された可視光ビームをコリメートし、コリメートされた可視光ビームを格子１４０に向けるように位置付けられ、構成されてもよい。格子１４０は、コリメートされた光ビームを受け取り、コリメートされた可視光ビームを回折し、回折されたコリメートされた可視光ビームを画像ホログラム１４２に向けるように位置付けられ、構成されてもよい。画像ホログラム１４２は、回折されたコリメートされた可視光ビームを格子１４０から受け取り、ホログラフィック照準器１００の視野で見ることができるホログラムを投影するように位置付けられ、構成されてもよい。レーザダイオード１３４、ミラー１３６、及びコリメート光学部品１３８は、レーザダイオード１３４からミラー１３６へ、及びミラー１３４からコリメート光学部品１３８へ放射される光のための光路を形成するように互いに位置付けられてもよい。光路は、コリメート光学部品１３８から格子１４０へ、及び格子１４０から画像ホログラム１４２へ連続し得る。

レーザダイオード１３４は、カラー１４６内に位置決めされてもよく、カラー１４６は、リング１４８内に位置決めされてもよい。リング１４８、カラー１４６、及びレーザダイオード１３４は、ユニット式光学構成要素キャリア２２４の第１の受容部２３０内に位置決めされてもよい。第１の受容部２３０は、２組の対向する側壁２５０Ａ、Ｂ及び２５２Ａ、Ｂによって確立された開口部又は受容部を形成し得る。リング１４８は、２組の対向する側壁２５０Ａ、Ｂ及び２５２Ａ、Ｂに当接して摩擦嵌合を形成し得る。言い換えれば、リング１４８は、リング１４８と第１の受容部２３０の表面との間の摩擦により第１の受容部２３０の内面に固定されてもよい。リング１４８に対応するカラー１４６の第１の部分３１０は、第１の受容部２３０とユニット式光学構成要素キャリア２２４に対して実質的に固定されてもよい。カラー１４６の第１の部分３１０は、第１の受容部２３０が膨張及び収縮するにつれて、第１の受容部２３０とともに実質的に移動し得る。リング１４８に対応しないカラー１４６の第２の部分３１２は、第１の受容部２３０内に懸吊されてもよく、第１の受容部２３０に対して自由に移動し得る。例えば、温度の変化に応答してカラー１４６が膨張及び／又は収縮するにつれて、カラー１４６の第２の部分３１２の位置は、第１の受容部２３０に対して変化し得る。レーザダイオード１３４は、第２の部分３１２に近接してカラー１４６に固定されてもよく、したがって、第２の部分３１２が温度の変化に応答して膨張及び／又は収縮するにつれて、第１の受容部２３０に対して自由に移動し得る。

レーザダイオード１３４、ミラー１３６、及びコリメート光学部品１３８は、レーザダイオード１３４からミラー１３６へ、及びミラー１３６からコリメート光学部品１３８への光路を形成するように、互いに位置決めされてもよい。カラー１４６は、温度の変化に応答して膨張及び／又は収縮するユニット式光学構成要素キャリア２２４を補償するために、温度の変化に応答して膨張及び／又は収縮し得る。例えば、ユニット式光学構成要素キャリア２２４が温度の上昇に応答して膨張するシナリオでは、ユニット式光学構成要素キャリア２２４の第１の受容部２３０と摩擦結合されるカラー１４６の第１の部分３１０は、第１の受容部２３０が膨張するにつれて第１の受容部２３０とともにミラー１３６から遠ざけ得る。カラー１４６は温度の上昇に応答して膨張し得、カラー１４６の第２の部分３１２及びそれに固定されたレーザダイオード１３４をミラー１３６に向かって移動させる。カラー１４６の膨張及びミラー１３６に向かうレーザダイオード１３４の対応する移動は、ユニット式光学構成要素キャリア２２４の膨張及びミラー１３６から離れるカラー１４６の第１の部分３１０の対応する移動を相殺又は補償する。レーザダイオードからミラーへの、及びミラーからコリメート光学部品への光路の長さは、温度の変化に応答して、実質的に一定又は不変のままである。同様に、レーザダイオード１３４からミラー２３２への、ミラー２３２からコリメート光学部品１３８への、コリメート光学部品１３８から格子１４０への、及び格子１４０から画像ホログラム１４２への光路も、温度の変化に応答して実質的に一定又は不変のままである。

ユニット式光学構成要素キャリア２２４が温度の低下に応答して収縮するシナリオでは、ユニット式光学構成要素キャリア２２４の第１の受容部２３０と摩擦結合されるカラー１４６の第１の部分３１０は、第１の受容部が収縮するにつれて第１の受容部２３０とともにミラー１３６に向かって移動し得る。カラー１４６は温度の低下に応答して収縮し得、カラー１４６の第２の部分３１２及びそれに固定されたレーザダイオード１３４をミラー１３６から遠ざける。カラー１４６の収縮及びミラー１３６から離れるレーザダイオード１３４の対応する移動は、ユニット式光学構成要素キャリア２２４の収縮及びミラー１３６に向かうカラー１４６の第１の部分３１０の対応する移動を相殺又は補償する。レーザダイオード１３４からミラー１３６まで、及びミラー１３６からコリメート光学部品１３８までの光路の長さは、温度の変化に応答して実質的に不変又は一定のままである。同様に、レーザダイオード１３４からミラー２３２への、ミラー２３２からコリメート光学部品１３８への、コリメート光学部品１３８から格子１４０への、及び格子１４０から画像ホログラム１４２への光路も、温度の変化に応答して実質的に一定又は不変のままである。

ユニット式光学構成要素キャリア２２４は、第１の熱膨張係数を有し得、カラー１４６は、第２の熱膨張係数を有し得る。第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数とは異なっていてもよく、カラー１４６の長さは、温度の変化に応答して光路の長さが実質的に一定のままであるようにサイズが決められてもよい。例えば、ユニット式光学構成要素キャリア２２４はチタンから形成されてもよく、レーザダイオードシー１４６はアクリロニトリルブタジエンスチレンから形成されてもよい。リング１４８は、鋼、例えばステンレス鋼などから形成されてもよい。

したがって、本出願人は、光学構成要素の相対位置が温度変化に応答して実質的に不変のままであるホログラフィック照準器を開示した。ユニット式光学構成要素キャリアの膨張及び収縮は、レーザダイオードが着座しているカラーの膨張及び収縮によって補償される。レーザダイオードと他の光学構成要素との間の光路長は、温度変化に応答して不変のままである。ホログラフィック照準器は温度に対して安定している。

例示的な実施形態が開示されてきたが、潜在的な実施形態の範囲は、明示的に記載されたものに限定されないことが理解されよう。例えば、例示的なホログラフィック照準器は特定の数の光学構成要素で記載されているが、異なる数の光学構成要素が、本開示と一致するホログラフィック照準器に含まれてもよい。実施形態は、本明細書に記載されたものとは異なる構成で配置された光学構成要素を有していてもよい。同様に、実施形態は、同様の機能を提供するが、本明細書で明示的に記載したものとは異なって構成された支持部材を採用し得る。

特徴及び要素は特定の組み合わせで本明細書に記載され得るが、各特徴又は要素は、単独で、他の特徴及び要素なしで、及び／又は他の特徴及び要素あり又はなしで様々な組み合わせで使用されてもよい。

Claims

光学構成要素を受け入れるように構成された複数の受容部を含むユニット式光学構成要素キャリアと、
前記複数の受容部のうちの第１の受容部の表面に当接するコリメート光学部品と、
前記複数の受容部のうちの第２の受容部の表面に当接するミラーと、
前記複数の受容部のうちの第３の受容部内に位置決めされたカラーと、
前記第３の受容部内の前記カラー内に位置決めされたレーザダイオードであって、前記ミラーは前記レーザダイオードに対向して位置決めされ、前記カラーの第１の部分は前記第３の受容部の第１の部分に対して固定され、前記カラーの第２の部分は前記第３の受容部に対して自由に膨張及び収縮し、前記レーザダイオードは前記第２の部分に近接して前記カラーに取り付けられ、前記第２の部分の膨張及び収縮とともに前記第３の受容部に対して自由に移動するレーザダイオードとを含み、
前記レーザダイオード、前記ミラー、及び前記コリメート光学部品は、前記レーザダイオードから前記ミラーまで、及び前記ミラーから前記コリメート光学部品までの光路を形成するように互いに位置決めされ、
前記光路の長さは温度の変化に応答して実質的に一定のままであり、前記カラーは温度の変化に応答して膨張及び収縮し、温度の変化に応答して膨張及び収縮する前記ユニット式光学構成要素キャリアを補償する、
ホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが、温度の上昇に応答して膨張し、前記第１の受容部を前記ミラーから遠ざけ、
前記カラーは、温度の上昇に応答して膨張し、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードを前記ミラーに向かって移動させる、
請求項１に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが、温度の低下に応答して収縮し、前記第１の受容部を前記ミラーに向かって移動させ、
前記カラーは、温度の低下に応答して収縮し、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードを前記ミラーから遠ざける、
請求項１に記載のホログラフィック照準器。
前記カラーの周囲に位置決めされ、前記第３の受容部に当接するリングをさらに備える、請求項１に記載のホログラフィック照準器。
前記第３の受容部がアパーチャを含み、前記リングが前記アパーチャの表面に当接する、請求項４に記載のホログラフィック照準器。
前記リングと前記アパーチャの表面との間の摩擦によって、前記リングが前記アパーチャの表面に対して固定される、請求項５に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアがチタンから作製され、
前記カラーがアクリロニトリルブタジエンスチレンから作製される、請求項６に記載のホログラフィック照準器。
前記リングがステンレス鋼から作製される、請求項７に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが第１の熱膨張係数を有し、前記カラーが第２の熱膨張係数を有し、
前記カラーは、前記光路の長さが温度変化の間実質的に一定のままであるように、温度変化の間膨張及び収縮する、
請求項１に記載のホログラフィック照準器。
第４の受容部の表面に当接するホログラフィック格子、及び
第５の受容部の表面に当接する画像ホログラム、
をさらに備える、請求項１に記載のホログラフィック照準器。
光学構成要素を受け入れるように構成された複数の受容部を含むユニット式光学構成要素キャリアと、
前記複数の受容部のうちの第１の受容部の表面に当接する画像ホログラムと、
前記複数の受容部のうちの第２の受容部内に位置決めされたカラーと、
前記第２の受容部内の前記カラー内に位置決めされたレーザダイオードであって、前記カラーの第１の部分は前記第２の受容部の第１の部分に対して固定され、前記カラーの第２の部分は前記第２の受容部に対して自由に膨張及び収縮し、前記レーザダイオードは前記第２の部分に近接して前記カラーに取り付けられ、前記第２の部分の膨張及び収縮とともに前記第２の受容部に対して自由に移動するレーザダイオードとを備え、
前記レーザダイオード及び画像ホログラムは、前記レーザダイオードからコリメート光学部品までの光路を形成するように互いに位置決めされ、
前記光路の長さは温度の変化に応答して実質的に一定のままであり、前記カラーは温度の変化に応答して膨張及び収縮して、温度の変化に応答して膨張及び収縮する前記ユニット式光学構成要素キャリアを補償する、
ホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが温度の上昇に応答して膨張し、
前記カラーが温度の上昇に応答して膨張し、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードを、前記ユニット式光学構成要素キャリアの膨張に対応する方向に移動させ、前記光路の長さを実質的に維持する、
請求項１１に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが温度の低下に応答して収縮し、
前記カラーが温度の低下に応答して収縮し、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードを、前記ユニット式光学構成要素キャリアの収縮に対応する方向に移動させ、前記光路の長さを実質的に維持する、
請求項１１に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが第１の熱膨張係数を有し、前記カラーが第２の熱膨張係数を有し、
前記カラーは、前記光路の長さが温度変化の間実質的に一定のままであるように、温度変化の間膨張及び収縮する、
請求項１１に記載のホログラフィック照準器。
前記複数の受容部のうちの第３の受容部の表面に当接するミラーと、
前記複数の受容部のうちの第４の受容部の表面に当接するコリメート光学部品と、
前記複数の受容部のうちの第５の受容部の表面に当接する格子とをさらに備え、
前記レーザダイオードから前記画像ホログラムまでの前記光路は、前記レーザダイオードから前記ミラーまでの光路、前記ミラーから前記コリメート光学部品までの光路、前記コリメート光学部品から前記格子までの光路、及び前記格子から前記画像ホログラムまでの光路を含む、
請求項１１に記載のホログラフィック照準器。
レーザダイオードを受け入れるように構成された第１の受容部、ミラーを受け入れるように構成された第２の受容部、コリメート光学部品を受け入れるように構成された第３の受容部、ホログラフィック格子を受け入れるように構成された第４の受容部、及び画像ホログラムを受け入れるように構成された第５の受容部を備えるユニット式光学構成要素キャリアと、
前記第２の受容部の表面に当接するミラーと、
前記第３の受容部の表面に当接するコリメート光学部品と、
前記第４の受容部の表面に当接する格子と、
前記第５の受容部の表面に当接する画像ホログラムと、
前記第１の受容部内に位置決めされたカラーと、
前記カラー内に位置決めされたレーザダイオードとを備え、
前記ミラーが、前記第１の受容部及び前記レーザダイオードに対向して位置決めされ、
前記カラーの第１の部分が前記第１の受容部の第１の部分に対して固定され、
前記カラーの第２の部分が前記第１の受容部に対して自由に膨張及び収縮し、
前記レーザダイオードが前記第２の部分に近接して前記カラーに固定され、
温度の上昇による前記ユニット式光学構成要素キャリアの膨張によって、前記第１の受容部の前記第１の部分が前記ミラーから遠ざかり、
温度の上昇による前記カラーの膨張によって、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードが前記ミラーに向かって移動する、
ホログラフィック照準器。
前記ミラーから離れる前記第１の受容部の前記第１の部分の移動は、前記カラーの前記第２の部分及び前記レーザダイオードの前記ミラーに向かう移動によって相殺される、請求項１６に記載のホログラフィック照準器。
前記ユニット式光学構成要素キャリアが第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有し、
前記カラーが第２のＣＴＥを有し、
前記第１のＣＴＥ及び前記第２のＣＴＥは、温度の上昇による前記ミラーから離れる前記第１の受容部の膨張が、前記カラーの膨張及び前記ミラーに向かう前記カラーの第２の部分の移動によって相殺されるように、サイズにおいて関連付けられる、
請求項１６に記載のホログラフィック照準器。
前記カラーの周囲に位置決めされ、前記第１の受容部と当接するリングをさらに備える、請求項１６に記載のホログラフィック照準器。
前記第１の受容部がアパーチャを備え、前記リングが前記アパーチャの表面に当接し、前記リングと前記アパーチャの表面との間の摩擦によって前記アパーチャの表面に対して固定される、
請求項１９に記載のホログラフィック照準器。