JPH01126620A - 光学視準装置及び光学視準方法 - Google Patents
光学視準装置及び光学視準方法Info
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- JPH01126620A JPH01126620A JP63194300A JP19430088A JPH01126620A JP H01126620 A JPH01126620 A JP H01126620A JP 63194300 A JP63194300 A JP 63194300A JP 19430088 A JP19430088 A JP 19430088A JP H01126620 A JPH01126620 A JP H01126620A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、広くは航空機の飛行シミュレータ等に使用す
る視覚表示装置の技術分野に関し、より詳しくは、投影
されたイメージ（像）を無限遠又はその近くに、高伝達
率を以て視準（コリメーティング）する装置に関する。
る視覚表示装置の技術分野に関し、より詳しくは、投影
されたイメージ（像）を無限遠又はその近くに、高伝達
率を以て視準（コリメーティング）する装置に関する。
単一の物体又は光学的に重畳された複数の物体のイメー
ジを無限遠又はその近くに形成することができる光学視
準装置が、これ迄にも知られている。かような装置の一
例として、米国再発行特許第Ｒｅ ２７＝３５６号に開
示されたものがある。この特許に係る装置は、イメージ
形成エレメントとして、球形状に湾曲した単一のコンバ
インミラーを使用している。一次イメージはコンバイン
ミラーの凸面側に向けられ、該コンバインミラーはこの
一部イメージを、コンバインミラーの曲面側に位置する
複屈折ビームスプリッタアレイに伝送する。このアレイ
はイメージを球形のコンバインミラーに向けて反射し、
観察者が視認できるようにイメージ−を視準する。光路
には幾つかの偏光フィルタが設けられていて、球形のコ
ンバインミラーに戻る一部イメージの一部を選択的に偏
光させるようになっている。
ジを無限遠又はその近くに形成することができる光学視
準装置が、これ迄にも知られている。かような装置の一
例として、米国再発行特許第Ｒｅ ２７＝３５６号に開
示されたものがある。この特許に係る装置は、イメージ
形成エレメントとして、球形状に湾曲した単一のコンバ
インミラーを使用している。一次イメージはコンバイン
ミラーの凸面側に向けられ、該コンバインミラーはこの
一部イメージを、コンバインミラーの曲面側に位置する
複屈折ビームスプリッタアレイに伝送する。このアレイ
はイメージを球形のコンバインミラーに向けて反射し、
観察者が視認できるようにイメージ−を視準する。光路
には幾つかの偏光フィルタが設けられていて、球形のコ
ンバインミラーに戻る一部イメージの一部を選択的に偏
光させるようになっている。
この米国再発行特許第Ｒｅ ２７．３５６号に開示の装
置は、コンパクトなサイズでかつ軽暖に組み立てること
ができる。しかしながら、一次イメージの多数のフィル
タリング及び反射を必要とするため、一次イメージの伝
達率は小さくなる０例えば、一次イメージがフィルタリ
ング及び反射される毎に、一次イメージの強度は約〃ず
つ低下する。この結果、一次イメージの最終強度は、最
初の強度の約０．５〜ｌＯ％になってしまう。
置は、コンパクトなサイズでかつ軽暖に組み立てること
ができる。しかしながら、一次イメージの多数のフィル
タリング及び反射を必要とするため、一次イメージの伝
達率は小さくなる０例えば、一次イメージがフィルタリ
ング及び反射される毎に、一次イメージの強度は約〃ず
つ低下する。この結果、一次イメージの最終強度は、最
初の強度の約０．５〜ｌＯ％になってしまう。
米国特許第３．９４０．２０３号には別の光学視準装置
が開示されている。この光学視準装置は前述の米国再発
行特許第Ｒｅ ２７．３５６号の装置の球状ミラーを球
状ミラーの反射型ホログラフィ−アナログに置換したも
のである。この米国特許第３．９４０．２０３号に開示
の装置は、観察者に到達する光を適正に制御■するのに
比較的多くの回数で光を反射させる必要があるため、こ
の技術もまた一部イメージの伝達率を小さくしてしまう
。ホログラフィ−エレメントの改良された反射特性及び
伝達特性を用いれば、イメージの最初の強度の、最高で
６．〜１０％のオーダの効率を達成することができる。
が開示されている。この光学視準装置は前述の米国再発
行特許第Ｒｅ ２７．３５６号の装置の球状ミラーを球
状ミラーの反射型ホログラフィ−アナログに置換したも
のである。この米国特許第３．９４０．２０３号に開示
の装置は、観察者に到達する光を適正に制御■するのに
比較的多くの回数で光を反射させる必要があるため、こ
の技術もまた一部イメージの伝達率を小さくしてしまう
。ホログラフィ−エレメントの改良された反射特性及び
伝達特性を用いれば、イメージの最初の強度の、最高で
６．〜１０％のオーダの効率を達成することができる。
このため、イメージの伝達率を改善した光学視準装置が
要望されている。また、かような光学視準装置はヘルメ
ットに装着する形式のデイスプレィ装置を備えているこ
と又はサイズや重量に制限がある所で使用しなければな
らないこと等の理由から、光学視準装置は、コンパクト
でありかつ軽量であることが要求されている。
要望されている。また、かような光学視準装置はヘルメ
ットに装着する形式のデイスプレィ装置を備えているこ
と又はサイズや重量に制限がある所で使用しなければな
らないこと等の理由から、光学視準装置は、コンパクト
でありかつ軽量であることが要求されている。
従って本発明の目的は、単一の物体又は光学的に重畳さ
れた複数の物体のイメージを、観察者の視線上で無限遠
点又はその近くに形成することができるというコレステ
リッ′り液晶の特性を利用した光学視準装置を提供する
ことにある。
れた複数の物体のイメージを、観察者の視線上で無限遠
点又はその近くに形成することができるというコレステ
リッ′り液晶の特性を利用した光学視準装置を提供する
ことにある。
本発明の好ましい実施例によれば、光学視準装置は、半
反射凹面鏡及びコレステリック液晶エレメントにより形
成されている。これらの半反射凹面鏡及びコレステリッ
ク液晶エレメントは、観察者の視線上に設置されたトラ
ンスミッタ／コンバイナと一緒に使用されている。また
、陰極線管（ＣＲＴ） 、液晶デイスプレィ（ＬＣＤ）
その他のデイスプレィ装置からなるイメージ発生源によ
って投影されたイメージは、トランスミッタ／コンバイ
ナによって、観察者の視線上に反射されるようになって
いる。
反射凹面鏡及びコレステリック液晶エレメントにより形
成されている。これらの半反射凹面鏡及びコレステリッ
ク液晶エレメントは、観察者の視線上に設置されたトラ
ンスミッタ／コンバイナと一緒に使用されている。また
、陰極線管（ＣＲＴ） 、液晶デイスプレィ（ＬＣＤ）
その他のデイスプレィ装置からなるイメージ発生源によ
って投影されたイメージは、トランスミッタ／コンバイ
ナによって、観察者の視線上に反射されるようになって
いる。
反射された一部イメージは、該イメージを円形に偏光す
る円形の偏光フィルタを通して半反射凹面鏡に恵かれる
。この半反射凹面鏡は、イメージのロータリセンスとは
反対のロータリセンスに偏光されているコレステリック
液晶エレメントにイメージを伝送し、該コレステリック
液晶ニレメン１−はイメージのロータリセンスを反転さ
せることなく、イメージを半反射凹面鏡の凹面側に反射
する０次いでイメージは、半反射凹面鏡によってロータ
リセンスを反転されてコレステリック液晶エレメントに
向けて反射され、該コレステリック液晶エレメントは、
単一又は複数のイメージを観察者に伝達する。
る円形の偏光フィルタを通して半反射凹面鏡に恵かれる
。この半反射凹面鏡は、イメージのロータリセンスとは
反対のロータリセンスに偏光されているコレステリック
液晶エレメントにイメージを伝送し、該コレステリック
液晶ニレメン１−はイメージのロータリセンスを反転さ
せることなく、イメージを半反射凹面鏡の凹面側に反射
する０次いでイメージは、半反射凹面鏡によってロータ
リセンスを反転されてコレステリック液晶エレメントに
向けて反射され、該コレステリック液晶エレメントは、
単一又は複数のイメージを観察者に伝達する。
光学視準装置の外部の環境からのイメージは、トランス
ミッタ／コンバイナ及び半反射凹面鏡を通って伝送され
、イメージの一部がコレステリック液晶エレメントによ
って観察者に伝達される。
ミッタ／コンバイナ及び半反射凹面鏡を通って伝送され
、イメージの一部がコレステリック液晶エレメントによ
って観察者に伝達される。
また、イメージの他の一部はコレステリック液晶エレメ
ントによって半反射凹面鏡の凹面側に向けて反射される
。このコレステリック液晶エレメントによって反射され
た一部のイメージは、半反射凹面鏡によって再びコレス
テリック液晶エレメントに向けて反射され、該コレステ
リック液晶エレメントにより観察者に伝達される。
ントによって半反射凹面鏡の凹面側に向けて反射される
。このコレステリック液晶エレメントによって反射され
た一部のイメージは、半反射凹面鏡によって再びコレス
テリック液晶エレメントに向けて反射され、該コレステ
リック液晶エレメントにより観察者に伝達される。
本発明の光学視準装置のイメージ伝達効率は、従来技術
による光学視準装置のイメージ伝達効率よりも優れてい
る゛。その理由は、本発明の光学視準装置は、従来の光
学視準装置よりも反射伝達回数が少ないこと、及びコレ
ステリ−９り液晶エレメントは従来の反射装置に比べて
、入射光を高い割合で伝達及び／又は反射することがで
きるからである。
による光学視準装置のイメージ伝達効率よりも優れてい
る゛。その理由は、本発明の光学視準装置は、従来の光
学視準装置よりも反射伝達回数が少ないこと、及びコレ
ステリ−９り液晶エレメントは従来の反射装置に比べて
、入射光を高い割合で伝達及び／又は反射することがで
きるからである。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
本発明による光学視準袋ｙ１．（オプティカルコリメー
ティング装置）３０が第１図に示しである。
ティング装置）３０が第１図に示しである。
この実施例においては、光学視準装置３０は、ヘッドア
ップ・デイスプレィモード又はイメージ結合デイスプレ
ィモードで使用されるようになっている。光学視準装置
ｆｆ ３０は、イメージ発生源３４と、フォーカシング
・オプティカルすなわち焦点光学系３６と、円形の偏光
フィルタ３８と、トランスミッタ／コンバイナ４０と、
凸面側に一次透過コーティングが施されておりかつ凹面
側に一次反射コーティングが施されている、半反射凹面
鏡又は半反射凹面鏡のホログラフィ−アナログ４２と、
はぼ一次周波数ｆの所に中心をもつバンド幅Ｂ（第２ａ
図及び第２ｂ図）内のＲＩＩＣｒ’（Ｒｉｇｈｔ−Ｈａ
ｎｄＣｉｒｃｕｌａｒｌｙ Ｐｏ１ａｒ＊ｚａｔ＋ｏｎ
：右手円偏光）イメージを反射するように形成されたコ
レステリック液晶エレメント４４とを存している。第１
図に示すように、観察者（「眼」の印を付した符号Ｏで
示しである）と、外部イメージ（例えば図示のような、
航空機の滑走路）３２との間の視認平面の視線上に、ト
ランスミッタ／コンバイナ４０、半反射凹面鏡４２及び
コレステリック液晶エレメント４４が配置される。イメ
ージ発生源３４は、該イメージ発生源３４から投影され
たイメージが焦点光学系３６及び円形の偏光フィルタ３
８を通った後、トランスミッタ／コンバイナ４０によっ
て観察者Ｏの視線上に反射される。
ップ・デイスプレィモード又はイメージ結合デイスプレ
ィモードで使用されるようになっている。光学視準装置
ｆｆ ３０は、イメージ発生源３４と、フォーカシング
・オプティカルすなわち焦点光学系３６と、円形の偏光
フィルタ３８と、トランスミッタ／コンバイナ４０と、
凸面側に一次透過コーティングが施されておりかつ凹面
側に一次反射コーティングが施されている、半反射凹面
鏡又は半反射凹面鏡のホログラフィ−アナログ４２と、
はぼ一次周波数ｆの所に中心をもつバンド幅Ｂ（第２ａ
図及び第２ｂ図）内のＲＩＩＣｒ’（Ｒｉｇｈｔ−Ｈａ
ｎｄＣｉｒｃｕｌａｒｌｙ Ｐｏ１ａｒ＊ｚａｔ＋ｏｎ
：右手円偏光）イメージを反射するように形成されたコ
レステリック液晶エレメント４４とを存している。第１
図に示すように、観察者（「眼」の印を付した符号Ｏで
示しである）と、外部イメージ（例えば図示のような、
航空機の滑走路）３２との間の視認平面の視線上に、ト
ランスミッタ／コンバイナ４０、半反射凹面鏡４２及び
コレステリック液晶エレメント４４が配置される。イメ
ージ発生源３４は、該イメージ発生源３４から投影され
たイメージが焦点光学系３６及び円形の偏光フィルタ３
８を通った後、トランスミッタ／コンバイナ４０によっ
て観察者Ｏの視線上に反射される。
作動に際し、外部イメージ３２は、トランスミッタ／コ
ンバイナ４０によって半反射凹面鏡４２に伝送され、更
に該半反射凹面鏡４２によってコレステリック液晶エレ
メント４４に伝送される。
ンバイナ４０によって半反射凹面鏡４２に伝送され、更
に該半反射凹面鏡４２によってコレステリック液晶エレ
メント４４に伝送される。
コレステリック液晶エレメント４４は、外部イメージ３
２０反射された一部（この反射された一部は、説明のた
めに仮定したロータリセンス（ＲＨＣＰ）を有しかつコ
レステリック液晶エレメント４４の反射のバンド幅Ｂ内
にある部分である）を除き、観察者Ｏに外部イメージ３
２を伝送する。外部イメージ３２の反射された部分は、
そのロータリセンスを反転することなく、半反射凹面鏡
４２の凹面側に反射される。ここで半反射凹面鏡４２は
、外部イメージのロークリセンスを反転（すなわち、右
手円偏光（＋？ＩＩｃＰ）から左手円偏光（＋、ＩＩｃ
Ｐ）へ反転）させて、この一部の外部イメージ３２をコ
レステリック液晶エレメント４４に戻し、外部イメージ
３２の一部はコレステリック液晶エレメント４４によっ
て首尾良く観察者Ｏに伝送される。
２０反射された一部（この反射された一部は、説明のた
めに仮定したロータリセンス（ＲＨＣＰ）を有しかつコ
レステリック液晶エレメント４４の反射のバンド幅Ｂ内
にある部分である）を除き、観察者Ｏに外部イメージ３
２を伝送する。外部イメージ３２の反射された部分は、
そのロータリセンスを反転することなく、半反射凹面鏡
４２の凹面側に反射される。ここで半反射凹面鏡４２は
、外部イメージのロークリセンスを反転（すなわち、右
手円偏光（＋？ＩＩｃＰ）から左手円偏光（＋、ＩＩｃ
Ｐ）へ反転）させて、この一部の外部イメージ３２をコ
レステリック液晶エレメント４４に戻し、外部イメージ
３２の一部はコレステリック液晶エレメント４４によっ
て首尾良く観察者Ｏに伝送される。
イメージ発生源３４から発生される像すなわちイメージ
は約５４０ Ｎｍの波長（すなわち、グリーンの波長）
Ｗを有しており、かつ焦点光学系３６によって合焦され
て、コレステリック液晶エレメント４４の伝送のローク
リセンス（すなわち、Ｌ記仮定に従ってＬＨＣＰ）に一
致するｒｔ−クリセンスで、円形の偏光フィルタ３８に
Ｗかれる。発生されたイメージは、トランスミッタ／コ
ンバイナ４０によってそのロータリセンスが反転（ＬＩ
ＩＣＰからＲＨＣ１）へと反転）されて、観察者０の視
認平面の視線上で半反射凹面鏡４２の凸面側に反射され
る。半反射凹面鏡４２ば、発生されたイメージをコレス
テリック液晶エレメント４４に伝送し、咳コレステリッ
ク液晶エレメント４４は、この発生されたイメージのロ
ークリセンスを反転することなり、該イメージを半反射
凹面鏡４２の凹面側に向けて反射する。半反射凹面鏡４
２は、発生されたイメージのロークリセンスを反転（Ｒ
ＨＣＰからＬＩＩＣＰへと反転）させて該イメージをコ
レステリック液晶エレメント４４に向けて反射しかつ視
準（コリメート）し、コレステリック液晶エレメント４
４は、発生されたイメージを観察者０に伝送する。
は約５４０ Ｎｍの波長（すなわち、グリーンの波長）
Ｗを有しており、かつ焦点光学系３６によって合焦され
て、コレステリック液晶エレメント４４の伝送のローク
リセンス（すなわち、Ｌ記仮定に従ってＬＨＣＰ）に一
致するｒｔ−クリセンスで、円形の偏光フィルタ３８に
Ｗかれる。発生されたイメージは、トランスミッタ／コ
ンバイナ４０によってそのロータリセンスが反転（ＬＩ
ＩＣＰからＲＨＣ１）へと反転）されて、観察者０の視
認平面の視線上で半反射凹面鏡４２の凸面側に反射され
る。半反射凹面鏡４２ば、発生されたイメージをコレス
テリック液晶エレメント４４に伝送し、咳コレステリッ
ク液晶エレメント４４は、この発生されたイメージのロ
ークリセンスを反転することなり、該イメージを半反射
凹面鏡４２の凹面側に向けて反射する。半反射凹面鏡４
２は、発生されたイメージのロークリセンスを反転（Ｒ
ＨＣＰからＬＩＩＣＰへと反転）させて該イメージをコ
レステリック液晶エレメント４４に向けて反射しかつ視
準（コリメート）し、コレステリック液晶エレメント４
４は、発生されたイメージを観察者０に伝送する。
かような光学視準装置に使用される光学コンポーネンツ
の性質のため、これらの光学コンポーネンツに入射する
光を１００％伝送したり反射することはできない。イメ
ージ発生源３４によって発生されかつ円形の偏光フィル
タ３８によって単一のロータリセンス（すなわち、ＬＩ
ＩＣＰ）で伝達されるイメージは、該イメージから逆の
６−クリセンス（すなわちＲＦＩＣＰ）が除去されるた
めに、イメージの強度が約５０％低減される。トランス
ミッタ／コンバイナ４０によって反射されるイメージは
、該トランスミッタ／コンバイナ４０に入射する直前の
イメージの強度の約５０％の強度で反射される。
の性質のため、これらの光学コンポーネンツに入射する
光を１００％伝送したり反射することはできない。イメ
ージ発生源３４によって発生されかつ円形の偏光フィル
タ３８によって単一のロータリセンス（すなわち、ＬＩ
ＩＣＰ）で伝達されるイメージは、該イメージから逆の
６−クリセンス（すなわちＲＦＩＣＰ）が除去されるた
めに、イメージの強度が約５０％低減される。トランス
ミッタ／コンバイナ４０によって反射されるイメージは
、該トランスミッタ／コンバイナ４０に入射する直前の
イメージの強度の約５０％の強度で反射される。
また、半反射凹面鏡４２により伝送されるイメージは、
該半反射凹面鏡４２に入射される直前の強度の約５０％
の強度で伝送される。同様に、半反射凹面鏡４２は、該
半反射凹面鏡４２に入射する強度の約５０％の強度で反
射することができる。更に、コレステリック液晶エレメ
ント４４により反射されるイメージは、該コレステリッ
ク液晶ニレメン１−４４に入射する直前のイメージの強
度の約８９％の強度で反射される。同様に、このコレス
テリック液晶エレメント４４は、該コレステリック液晶
エレメントに入射するイメージの強度の約８９％の強度
でイメージを伝送する。
該半反射凹面鏡４２に入射される直前の強度の約５０％
の強度で伝送される。同様に、半反射凹面鏡４２は、該
半反射凹面鏡４２に入射する強度の約５０％の強度で反
射することができる。更に、コレステリック液晶エレメ
ント４４により反射されるイメージは、該コレステリッ
ク液晶ニレメン１−４４に入射する直前のイメージの強
度の約８９％の強度で反射される。同様に、このコレス
テリック液晶エレメント４４は、該コレステリック液晶
エレメントに入射するイメージの強度の約８９％の強度
でイメージを伝送する。
イメージ発生源３４（又゛は外部環境すなわち外部イメ
ージ３２）と光学視準装置３０の観察者０との間のイメ
ージの強度の数値的低減率は、各光学コンポーネンツの
伝達率の積として求めることができ、外部イメージ３２
については、はぼ、（５０％）（５０％）（８９％）
＝ ２２．２５ ％となり、イメージ発生源３４によ
り発生されるイメージについては、はぼ、 （５０％）−（５０％）（５０％）（８９％）（５０％
）（８９％”） ＝４．９５％となる。従来の光学視
準装置の伝達率は、外部イメージについて約６．２５％
であり、発生されたイメージについて約０．７８％であ
ることから１、本発明による光学視準装置３０について
の上記数値と比較すれば、本発明の装置の長所が明らか
になるであろう。本発明によるこの伝達率の向上の意味
するところは、外部イメージ３２については、観察者Ｏ
がより明瞭にこの外部イメージ３２を視認できるという
ことであり、発生されたイメージについては、従来の装
置と同程度の鮮明度（ビジビリティ）を得るには、イメ
ージ発生源３４をより小さな電力で発光させればよいこ
と、又は、本発明の装置３０のイメージ発生源３４を従
来の装置のイメージ発生源と同じ電力で発光させるもの
とすれば、発生されたイメージは、従来の装置により発
生されたイメージよりも強度及び明るさにおいて優れた
ものとなるということである。
ージ３２）と光学視準装置３０の観察者０との間のイメ
ージの強度の数値的低減率は、各光学コンポーネンツの
伝達率の積として求めることができ、外部イメージ３２
については、はぼ、（５０％）（５０％）（８９％）
＝ ２２．２５ ％となり、イメージ発生源３４によ
り発生されるイメージについては、はぼ、 （５０％）−（５０％）（５０％）（８９％）（５０％
）（８９％”） ＝４．９５％となる。従来の光学視
準装置の伝達率は、外部イメージについて約６．２５％
であり、発生されたイメージについて約０．７８％であ
ることから１、本発明による光学視準装置３０について
の上記数値と比較すれば、本発明の装置の長所が明らか
になるであろう。本発明によるこの伝達率の向上の意味
するところは、外部イメージ３２については、観察者Ｏ
がより明瞭にこの外部イメージ３２を視認できるという
ことであり、発生されたイメージについては、従来の装
置と同程度の鮮明度（ビジビリティ）を得るには、イメ
ージ発生源３４をより小さな電力で発光させればよいこ
と、又は、本発明の装置３０のイメージ発生源３４を従
来の装置のイメージ発生源と同じ電力で発光させるもの
とすれば、発生されたイメージは、従来の装置により発
生されたイメージよりも強度及び明るさにおいて優れた
ものとなるということである。
一般に、本発明が関連する当業者は、本発明の精神及び
範囲から逸脱することなく、本発明の構造上の多くの変
更及び本発明の実施例及び用途の広範囲な変更を行うこ
とができるであろう。例えば本発明の装置は、イメージ
発生源により発生されたイメージを視準する、飛行シミ
ュレータ又はこれと同様な装置に使用することができる
。第３図゛に示ずように、・本発明の別の実施例に基づ
く光学視準袋ｆｆ５０は、イメージ発生源５２と、円形
の偏光フィルタ５４と、半反射凹面鏡５６と、コレステ
リック液晶エレメント５８とで構成されている。コレス
テリック液晶エレメント５８の反射のバンド幅１３内で
イメージ発生源５２によって発生されたイメージは、コ
レステリック液晶エレメント５８の反射のロークリセン
スと同じロークリセンスで伝達される。イメージは半反
射凹面鏡５６を通ってコレステリック液晶エレメント５
８に伝送され、該コレステリック液晶エレメント５８は
イメージを半反射凹面ｍ５６の凹面側に向けて反射し、
更に該半反射凹面鏡５６の凹面によってイメージはコレ
ステリック液晶エレメント５８に向けて反射され、最後
にコレステリック液晶エレメント５８は視準されたイメ
ージを観察者０に伝送する。この実施例においては、装
置の配置に応じて、トランスミッタ／コンバイナ（図示
せず）を使用するか否かは任意である。
範囲から逸脱することなく、本発明の構造上の多くの変
更及び本発明の実施例及び用途の広範囲な変更を行うこ
とができるであろう。例えば本発明の装置は、イメージ
発生源により発生されたイメージを視準する、飛行シミ
ュレータ又はこれと同様な装置に使用することができる
。第３図゛に示ずように、・本発明の別の実施例に基づ
く光学視準袋ｆｆ５０は、イメージ発生源５２と、円形
の偏光フィルタ５４と、半反射凹面鏡５６と、コレステ
リック液晶エレメント５８とで構成されている。コレス
テリック液晶エレメント５８の反射のバンド幅１３内で
イメージ発生源５２によって発生されたイメージは、コ
レステリック液晶エレメント５８の反射のロークリセン
スと同じロークリセンスで伝達される。イメージは半反
射凹面鏡５６を通ってコレステリック液晶エレメント５
８に伝送され、該コレステリック液晶エレメント５８は
イメージを半反射凹面ｍ５６の凹面側に向けて反射し、
更に該半反射凹面鏡５６の凹面によってイメージはコレ
ステリック液晶エレメント５８に向けて反射され、最後
にコレステリック液晶エレメント５８は視準されたイメ
ージを観察者０に伝送する。この実施例においては、装
置の配置に応じて、トランスミッタ／コンバイナ（図示
せず）を使用するか否かは任意である。
更に、コレステリック液晶エレメントは、５４ＯＮｍ以
外の波長に中心をもつ最大反射のバンド幅が得られるよ
うに、その組成を定めることができる。
外の波長に中心をもつ最大反射のバンド幅が得られるよ
うに、その組成を定めることができる。
また、このバンド幅の近くでの最大反射のバンド幅を、
コレステリック液晶エレメントの組成の関数として変化
できるように構成することもできる。
コレステリック液晶エレメントの組成の関数として変化
できるように構成することもできる。
また、本発明の各コンポーネンツの物理的構成を、特定
の結果が得られるように変えてもよい。
の結果が得られるように変えてもよい。
例えば、コレステリック液晶エレメントの特性に基づい
て第４図に示すように、最大反射の波長が入射角に応答
するように（すなわち、入射角が増大するにつれて最大
反射の波長が、より短い波長の方にシフトするように）
構成することができる。
て第４図に示すように、最大反射の波長が入射角に応答
するように（すなわち、入射角が増大するにつれて最大
反射の波長が、より短い波長の方にシフトするように）
構成することができる。
直角に入射する光に対するコレステリック液晶ニレメン
１〜の最大反射の波長は、非直角で入射する光について
の短波長側へのシフトを補償すべく増加させることがで
きる。
１〜の最大反射の波長は、非直角で入射する光について
の短波長側へのシフトを補償すべく増加させることがで
きる。
第５ ａ Ｉｇｌ及び第５ｂ図に示すコレステリック液
晶エレメントの他の特性は、入射角α是と反射角α、と
の間の分離が、コレステリック層のヘリカル軸線の傾斜
の関数になっていることである。このヘリカル軸線が、
コレステリック液晶エレメントの表面に対する法線から
離れる方向に傾斜するに従って、分離は小さくなる。こ
れにより、反射されたイメージの、観察者０の視線上で
の位置決めは、イメージ発生源の位置決めとは異なり、
コレステリック液晶エレメントの組成によって制御する
ことができる。
晶エレメントの他の特性は、入射角α是と反射角α、と
の間の分離が、コレステリック層のヘリカル軸線の傾斜
の関数になっていることである。このヘリカル軸線が、
コレステリック液晶エレメントの表面に対する法線から
離れる方向に傾斜するに従って、分離は小さくなる。こ
れにより、反射されたイメージの、観察者０の視線上で
の位置決めは、イメージ発生源の位置決めとは異なり、
コレステリック液晶エレメントの組成によって制御する
ことができる。
以上説明した実施例は純粋に例示のためのものであり、
本発明の範囲を制限するものではない。
本発明の範囲を制限するものではない。
第１図は、本発明による光学視準装置の１つの実施例で
あり、ヘッドアップ・デイスプレィモード又はイメージ
結合デイスプレィモードで使用できるように構成された
光学視準装置を示すものである。 第２ａ図は、ＲＨＣＰのグリーン光線を反射するコレス
テリック液晶エレメントの伝達特性を示すものである。 第２ｂ図は、コレステリック液晶エレメントの伝達効率
及び偏光効率を示すグラフである。 第３図は、本発明による光学視準装置の別の実施例を示
すものである。 第４図は、入射角に対する最大反射の波長の応答を示す
グラフである。 第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ、ヘリカル軸線が傾
斜していない場合と傾斜している場合とについて、コレ
ステリック液晶エレメントからの反射角の偏りを示すも
のである。 ３０．５０・・・光学視準装置、 ３２・・・外部イメージ、 ３４．５２・・・イメージ発生源、 ３６・・・焦点光学系、 ３８．５４・・・円形の偏光フィルタ、４０・・・トラ
ンスミッタ／コンバイナ、４２．５６・・・半反射凹面
鏡、 ４４．５８・・・コレステリック液晶エレメント。 伝達率（％）
あり、ヘッドアップ・デイスプレィモード又はイメージ
結合デイスプレィモードで使用できるように構成された
光学視準装置を示すものである。 第２ａ図は、ＲＨＣＰのグリーン光線を反射するコレス
テリック液晶エレメントの伝達特性を示すものである。 第２ｂ図は、コレステリック液晶エレメントの伝達効率
及び偏光効率を示すグラフである。 第３図は、本発明による光学視準装置の別の実施例を示
すものである。 第４図は、入射角に対する最大反射の波長の応答を示す
グラフである。 第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ、ヘリカル軸線が傾
斜していない場合と傾斜している場合とについて、コレ
ステリック液晶エレメントからの反射角の偏りを示すも
のである。 ３０．５０・・・光学視準装置、 ３２・・・外部イメージ、 ３４．５２・・・イメージ発生源、 ３６・・・焦点光学系、 ３８．５４・・・円形の偏光フィルタ、４０・・・トラ
ンスミッタ／コンバイナ、４２．５６・・・半反射凹面
鏡、 ４４．５８・・・コレステリック液晶エレメント。 伝達率（％）
Claims (8)
- （１）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを合焦させる光学視準装置において、 半反射凹面鏡又はそのホログラフィーアナログと、 コレステリック液晶エレメントとを有していることを特
徴とする光学視準装置。 - （２）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを合焦させる光学視準装置であって、前
記イメージが半反射凹面鏡により伝送され、伝送された
イメージの第１の部分が更に、コレステリック液晶エレ
メントによって反射されることなく観察者に伝送され、
伝送された前記イメージの第２の部分が前記コレステリ
ック液晶エレメントによって前記半反射凹面鏡に向けて
反射され、該半反射凹面鏡が前記イメージの第２の部分
を前記コレステリック液晶エレメントに向けて反射し、
該コレステリック液晶エレメントが前記イメージの第２
の部分を観察者に伝送するように構成された光学視準装
置において、 イメージ発生源と、 半反射凹面鏡又はそのホログラフィーアナログと、 コレステリック液晶エレメントとを有していることを特
徴とする光学視準装置。 - （３）前記半反射凹面鏡又はそのホログラフィーアナロ
グに入射する前に、前記イメージ発生源により発生され
た第１のイメージと第２のイメージとを観察者の視認平
面の視線上で結合するトランスミッタ／コンバイナを更
に有していることを特徴とする請求項２に記載の光学視
準装置。 - （４）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを合焦させ、合焦したイメージを光学視
準装置の外部のイメージと結合する光学視準装置におい
て、 イメージ発生源と、 トランスミッタ／コンバイナと、 半反射凹面鏡及びそのホログラフィーアナログと、 コレステリック液晶エレメントとを有することを特徴と
する光学視準装置。 - （５）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを合焦させ、合焦したイメージを光学視
準装置の外部のイメージと結合する光学視準装置であっ
て、イメージ発生源からの投影イメージが、該投影イメ
ージを観察者の視線上で外部のイメージと結合するため
のコンバイナとして作用するトランスミッタ／コンバイ
ナにより反射され、投影イメージがコレステリック液晶
エレメントによって半反射凹面鏡に向けて反射され、該
半反射凹面鏡が投影イメージをコレステリック液晶エレ
メントに向けて反射し、該コレステリック液晶エレメン
トが投影イメージを観察者に伝送し、外部のイメージが
半反射凹面鏡によって伝送され更にコレステリック液晶
エレメントによって観察者に伝送されるように構成され
ている光学視準装置において、イメージ発生源と、 トランスミッタ／コンバイナと、 半反射凹面鏡又はそのホログラフィーアナログと、 コレステリック液晶エレメントとを有することを特徴と
する光学視準装置。 - （６）前記イメージ発生源が、単色陰極線管と、該単色
陰極線管によって発生されたイメージを合焦する焦点光
学系と、前記単色陰極線管により発生されたイメージを
伝達するための円形の偏光フィルタとを備えていること
を特徴とする請求項５に記載の光学視準装置。 - （７）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを光学的に視準する方法において、 一次イメージを半反射凹面鏡に入射させ、前記一次イメ
ージをコレステリック液晶エレメントに伝送し、前記一
次イメージの第１部分を観察者に伝送し、前記一次イメ
ージの第２部分を前記半反射凹面鏡に向けて反射し、該
半反射凹面鏡が前記一次イメージの前記第２部分を前記
コレステリック液晶エレメントに向けて反射し、該コレ
ステリック液晶エレメントが前記一次イメージの前記第
２部分を観察者に伝送することを特徴とする光学視準方
法。 - （８）観察者から無限遠の距離又は無限遠の距離に近い
位置にイメージを光学的に視準し、前記イメージを観察
者の視認平面の視線上に位置決めする方法において、 イメージを発生させ、発生されたイメージを観察者の視
認平面の視線上に配置されたトランスミッタ／コンバイ
ナ上に投影し、前記トランスミッタ／コンバイナは、前
記投影されたイメージを観察者の視線上のイメージと結
合するコンバイナとして作用し、前記発生されたイメー
ジと観察者の視認平面の視線上の前記イメージとのイメ
ージ結合を半反射凹面鏡に伝送し、該半反射凹面鏡が前
記イメージ結合をコレステリック液晶エレメントに伝送
し、該コレステリック液晶エレメントが、観察者の視認
平面の前記視線上の前記イメージの第１部分を含む前記
イメージ結合の第１部分を観察者に伝送し、前記コレス
テリック液晶エレメントが、前記発生されたイメージと
一緒に観察者の前記視線上の前記イメージの第２部分を
含む前記イメージ結合の第２部分を、前記半反射凹面鏡
に向けて反射し、該半反射凹面鏡が、前記イメージ結合
の第２部分を前記コレステリック液晶エレメントに向け
て反射し、該コレステリック液晶エレメントが前記イメ
ージ結合の前記第２部分を観察者に伝送することを特徴
とする光学視準方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/080,739 US4859031A (en) | 1987-08-03 | 1987-08-03 | Optical collimating apparatus |
| US080739 | 1987-08-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126620A true JPH01126620A (ja) | 1989-05-18 |
| JP2905486B2 JP2905486B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=22159300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194300A Expired - Lifetime JP2905486B2 (ja) | 1987-08-03 | 1988-08-03 | 光学視準装置及び光学視準方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4859031A (ja) |
| EP (1) | EP0302619A3 (ja) |
| JP (1) | JP2905486B2 (ja) |
| CA (1) | CA1313914C (ja) |
| IL (1) | IL87154A (ja) |
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