JPH11501150A - 暗視装置用せん光照射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 暗視装置用照射装置であって、この照射装置は、弱い光りの下で暗視装置を通して見られるべき離れて位置した目的物の補助的照射をする。照射装置（１０）は、ハウジング（１２）と、離れて位置した目的物に照射する光を作り出すためにハウジングの一端に結合された光源（２４）とを有している。照射装置は更に、実質的に広い範囲の照射を可能とする一定の明るさのパターンを有する集められた光ビーム内に光源によって作り出された光を凝集する集中レンズ（９４）有している。集中レンズは、ハウジングの端部から離れた位置で光源から一定の距離離れて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 暗視装置用せん光照射器発明の技術分野 本発明は、典型的には暗視装置と共に用いられる一般的なせん光照射装置に関 し、特に、光ビームコンデンサとして操作される移動可能なレンズ組立を有した せん光照射装置に関する。背景技術 兵士、飛行士、船乗り、およびスポーツマンのような人が夜や弱い光りの条件 下で目的物を見ることを可能にする電気光学装置は、一般に暗視装置として参照 される。暗視装置は、当初軍事用に開発された。しかしながら、暗視装置は、今 や一般の人々に市販されてきている。商業的に入手可能な暗視装置は、弱い光り の条件下で行われる活動に使われるのが極めて一般的になってきた。このような 活動には、夜の海洋水先案内、水中観光、夜の安全監視、狩猟、魚釣り、および 航海がある。 ある商業的に利用可能な暗視装置とそれに使われている技術の例は、１９９３ 年１１月１３日に表題「一眼式暗視装置」として出願された米国特許出願第０８ ／１５２、１９３号と、１９９３年1０月１５日に表題「暗視一眼装置」として 出願された米国デザイン特許出願第２９／０１４、２５２号とに記載されていて 、両出願は同じくＩＴＴ社に譲渡されている。これらの各出願は、一眼式暗視装 置に関する。 他の型の商業的な暗視装置が、１９９３年８月１８日に表題「暗視装置用双眼 鏡」として出願された米国特許出願第０８／１０８、９８９号と、１９９２年９ 月３０日に表題「消費者暗視装置」として出願された米国特許出願第０７／９５ ４、００６号に記載されている。これらの両出願は同じくＩＴＴ社に譲渡されて いる。 大部分の暗視装置は、目的物から地上へ反射された非常に少ない量の可視光お よび不可視近赤外光を受け、これらの非常に少ない量の光をはっきりとした可視 光に増幅するイメージ増強管を使用している。これらの、目的物によって反射さ れた可視光および不可視近赤外光は、夜の空の月や星によって放射された光から 生ずる。ほとんどの場合、夜の空は暗視装置を効果的に操作するのに十分な光り の量を提供する。しかしながら、暗視装置を効果的に操作するために用いる可視 および近赤外光の十分な量がない、特に、死んだような夜の間のような場合が沢 山ある。 従来例は、不可視近赤外光のビームで目的物を見えるように照射するせん光装 置に似た装置を提供することでこの問題に答えていた。それ故、目的物から反射 された光のエネルギーは、裸眼には可視でないが、暗視装置を通して可視になる であろう。 使用者の手を他の活動のために解放するために、これらの従来の照射装置は、 普通、暗視装置に取着されている。このような装置の例は、同じくＩＴＴ社に譲 渡され、１９９４年３月２２日に表題「暗視装置用照射器ブラケット」として出 願された米国特許出願第０８／２１５、５１２号に記載されている。 従来例の典型的なせん光照射器は、目標物の回りの光のパターンを前方へ焦点 を合わせるために、光源の後方に向けられた円錐形状の反射器を用いている。そ のような配置により供給される光パターンは、一般に、軸線上のまたは軸線を外 れた輝点と明るさが等しくない。等しくない明るさと軸線上のまたは軸線を外れ た輝点とは、反射器の表面が完全でないことに帰因している。一定していない光 パターンは、暗視装置によって見られる目標物の同一性を妨げる全体の光の強さ において弱い。 それ故、本発明の主要な目的は、より明るくまた均一に焦点を合わされた光ビ ームパターンを有する改良された暗視せん光照射装置を提供することである。 本発明の他の目的は、点状から広角まで連続的に変更可能なビーム直径が可能 な暗視せん光照射装置を提供することである。発明の開示 暗視装置用照射装置であって、この照射装置は、弱い光の条件下で暗視装置を 通して見るために、離れて位置した目的物の補助的照射を備えている。 照射装置は、ハウジング手段と、離れて位置した目的物を照射する光を作り出 すためのハウジング手段の一端に結合された光源手段とを有している。照射装置 は、更に、実質的に広い範囲の照射が可能な一定の明るさのパターンを有する光 源手段によって集合された光ビームに作り出された光を凝集する集中手段を有し ている。 集中手段は、ハウジング手段の端部から離れた位置で、光源手段から一定の距 離離れて配置されている。図面の簡単な説明 上述のおよび他の特徴および態様は、添付図面を参照した以下の詳細な記述か らより明らかになるであろう： 図１は、本発明の好ましい実施例によるせん光照射器の立面図； 図２Ａは、図１のせん光照射器において、摺動式ズーム組立を断面で示した分 解図； 図２Ｂは、摺動式ズーム組立を断面で示した、図１のせん光照射器の他の図； 図３Ａは、プラグイン型のＬＥＤ光源の立面図； 図３Ｂは、プラグイン型のレーザーダイオード光源の立面図； 図４Ａは、コンデンサレンズの立面図； 図４Ｂは、図４Ａに示したコンデンサレンズの側面図；および 図５は、暗視装置と結合した本発明のせん光照射器を描写した斜視図である。本発明を逐行するための最適な実施例 図１を参照すると、本発明の好ましい実施例のせん光照射器が符号１０で示さ れている。本発明のせん光照射装置１０は、比較的コストが安く、簡単な組立て で装置を作れるモヂュラー構造を有している。せん光照射器１０は、実質的に適 切な方法で構成された前部部分１４と後部部分１６とを有する円筒形状のバッテ リーハウジング１２を備えている。バッテリーハウジング１２の前部部分１４に は、点状の大きさから広角まで、ビームの直径を連続的に変更可能に操作する、 新奇な摺動式ズーム組立２６が取着されている。しかしながら、より重要なこと は、摺動式ズーム組立２６が，照射器のより長い範囲を可能とするように、光を しっかりと束ねるように集中するためにもまた操作することである。本発明の摺 動式ズーム組立２６は、慣習的せん光照射器に使用される反射器を省略しそれに よる欠点をなくする比較的安価なビームコンデンサ（見えない）を用いている。 バッテリーハウジング１２の後部部分１６には、着脱可能に係合した端部のキ ャップ１８がある。この端部のキャップ１８は、照射器を作動する単一のまたは 直列のバッテリが収容されたハウジングの内部に近接している。適切なバネまた は類似のもの（図示しない）が、バッテリの端子の接触を確実にするために設け られても良い。スイッチ２０が、バッテリと光源とを接続するために設けられて いる。スイッチは、照射器１０を付勢したり消勢したりするための、バネ操作型 プッシュボタン式ＯＮ／ＯＦＦ機構または他の類似の型のスイッチである。 図１に示した装置の、分解および組立図をそれぞれ示す図２Ａと２Ｂとに示し たように、バッテリーハウジング１２の前部部分１４の端部は、プラグイン型の 光源２４を収容するためのソケット２２を有している。好ましい光源は、可視と 不可視の両方の光源を有している。不可視な光源は、秘密の操作に使用するのに 望ましい。いくつかの好ましい可視光源の例として、キセノン管（図２Ａと２Ｂ とに示されている）、ハロゲン管、可視ＬＥＤ、および可視レーザーダイオード がある。いくつかの好ましい不可視光源の例として、赤外光照射ダイオード（図 ３Ａに示されている）、およびＩＲレーザーダイオード（図３Ｂに示されている ）がある。上述の光源は、それらが比較的安価で、既にいくつもの供給元から入 手可能なので好ましい。しかしながら、適切な良く知られた光源もまた使用出来 ることが理解できる。 さらに図２Ａと２Ｂとを参照すると、摺動式ズーム組立２６は、光源２４を取 り巻く円筒状の壁３０を有する内側のバレル２８備えている。内側のバレル２８ の円筒状の壁３０は、内側のバレル２８の第１の端部３４と第２の端部３６との 間に延在する外表面３２を規定している。外表面３２は、目的を簡単に説明する が、小さな外側の直径部分４０に向かって段小になっている大きな外側の直径部 分３８を有している。環状の溝４２は、内側のバレル２８の第１の端部３４に隣 接した円筒状の壁３０の外表面３２の大きな外側の直径部分３８に規定されてい る。環状の溝４２内にＯ―リング４４が設けられている。内側のバレル２８の円 筒状の壁３０によって規定された内表面４６は、小さな内側の直径部分５２に向 かって段小になっているところの中間的内側の直径部分５０に向かって段小にな っている大きな内側の直径部分４８を有している。大きな内側の直径部分４８は 、内側のバレル２８を、バッテリーハウジング１２の前部部分１４に他の固定装 置が不要なプレス嵌めによって取着出来るような寸法である。しかしながら、も し望まれるならば、他の適切な固定方法が、内側のバレル２８をバッテリーハウ ジング１２に取着するため用いられる。 内側のバレル２８の内表面４８、５０および５２とバッテリーハウジングのソ ケット部２２とは、光源２４からの光の放射の反射を防ぐために黒く塗られてい る。このことは、目標の回りの一貫した明るさの光パターンを維持するために必 要である。内側のバレル２８の内表面またはソケット領域２２から離れたいかな る反射も、ビームの明るさの軸線上のおよび軸線から外れたホットスポットを生 ずることが出来る。第１の端部５８と第２の端部６０との間に延在する円筒状の 壁５６を有する外側のバレル５４は、内側のバレル２８に関して望遠動作をする ために、内側のバレル２８上に摺動可能に設けられている。外側のバレル５４は 、第２の端部６０に設けられ内方へ延在した環状の保持用ビード６２と、第１の 端部５８で開口６６を規定していて内方へ延在した環状のフランジ６４とを有し ている。外側のバレル５４の保持用ビード６２は、摺動式ズーム組立２６が望遠 位置に一杯延在していて、外側のバレル５４が内側のバレル２８から離れるのを 阻止する時、内側のバレル２８の段状の大きな外側の直径部分３８に当接するよ うに形成されている。内側のバレル２８の小さな外側の直径部分４０は、外側の バレル５４の保持用ビード６２が、摺動式ズーム組立２６を一杯に引っ込める必 要が生じた時、内側のバレル２８の円筒状の壁３２に沿って摺動するのを可能と する。外側のバレル５４の環状のフランジ６４は、摺動式ズーム組立２６が一杯 に引っ込められたとき、内側のバレル２８の第１の端部３４に当接する阻止部と して作用する。Ｏ―リング４４が、内側のバレル２８に設けられていて、外側の バレル５４が内側のバレル２８に沿って摺動するように、内側と外側のバレルと の間にわずかな摩擦を生じさせる。この摩擦は、一旦所望のビーム直径が選択さ れると、外側のバレル５４の位置を内側のバレル２８に対して組み合わせるため に作用する。外側のバレル５４は、同様に、環状のフランジ６４の外表面から突 出した、短い環状の壁延長部６８を有しているが、その目的は簡単に説明される で あろう。 第１の端部７４と第２の端部７６とを有する円筒状の壁７２を備えた保持用カ ラー７０は、外側のバレル５４を覆っている。円筒状の壁７２の内表面７８は、 レンズ保持用カラー７０を外側のバレル５４上に取着する他の適切な固定方法が 適用できるにもかかわらず、外側のバレル５４をプレス嵌め方法で同軸に受ける 寸法である。保持用カラー７０の外表面８０は、ゴムのような把持用スリーブ８ ４を受けるための凹所８２を有している。把持用スリーブ８４は、使用者にとっ て摺動式ズーム組立２６の調整をし易くするためのものである。把持用スリーブ ８４は、使用者による摺動式ズーム組立の把持および調整を容易にする縦溝（図 示せず）或いは類似の表面形態を有している。 開口９２を規定している内方へ延長したフランジ８６は、保持用カラー７０の 第１の端部７４に設けられている。フランジの外表面８８は凹状である。フラン ジ８６の内表面９０は、段状になっていて、光ビームコンデンサシートを規定す るために、外側のバレル５４の短い環状の壁延長部６８および環状のフランジ６ ４と協同している。光ビームコンデンサ９４は、光ビームコンデンサシートに据 え付けられている。 図４Ａと４Ｂとを参照すると、光ビームコンデンサ９４は、好ましくは、焦点 距離が短く、光ビームの球面収差を最小にした透明な光学的アクリル性非球面形 レンズである。図４Ａからも分かるように、レンズ９４は、ほぼ０．７４８イン チの好ましい外径を有する平らな環状の据え付け表面９６を備えている。ゲート または注入口と呼ばれる平坦な領域１００は、レンズ９４の円周の据え付け表面 に設けられている。協同する平坦な領域と共に作用するゲートは、レンズ９４を 摺動式ズーム組立２６内に適切に配置するためのレンズシートに設けられている 。レンズ９４の開口１０４は、ほぼ０．６６９インチの好ましい直径１０６を有 している。図４Ｂにおいて、レンズ９４が、異なった曲率半径の２つの向き合っ た球形の表面を有していることが分かる。レンズ９４の光源側１０８の好ましい 曲率半径Ｒ１は、ほぼ０．９７４インチである。レンズ９４の対物側の好ましい 曲率半径Ｒ２は、ほぼ０．６０４インチである。周囲の据え付け表面１０２は、 ほぼ０．１４８インチの好ましい幅Ｗ１を有している。レンズ９４の全体の幅Ｗ ２ は、レンズの各球形の表面の先端から測ってほぼ０．３０５インチである。上述 のレンズ９４は、目標物の回りの一定の明るさの光パターンを呈するために、非 常に短い焦点距離を有し、光ビームの球面収差を最小にする。 動作において、摺動式ズーム組立２６は、光源２４の前にビーム凝集レンズ９ ４を配置する。ビーム凝集レンズ９４は、光源２４から放射された光を集中し、 光のより集中されたビームパターンとして前方へ放射する。光のパターンは、比 較的明るく、より安定したビームに集中されるが、照射器の比較的長い範囲が、 反射装置を用いた従来の装置の照射器の範囲と比較したとき、本発明によって可 能である。 ビーム凝集レンズ９４と光源２４との間の距離は、摺動式ズーム組立２６を望 遠的に引っ込めたり伸ばしたりして、連続的に変えることが出来る。このことに より、レンズが光を、非常に小さな直径の点状のビームから比較的大きな直径の 広角のビームとの間の連続的に可変な直径範囲を有する光ビームに光学的に集中 することを可能にする。 図５を参照すると、本発明のせん光照射器１０は、可視光や不可視近赤外光を 増幅するイメージ増強管（図示せず）を用いた、一眼の暗視装置１１２に結合さ れて示されている。本発明のせん光照射器１０は、一眼の暗視装置１１２と共に 示されているが、本発明のせん光照射器１０は、他のどのような型の暗視装置と でも一緒に使用し得るし、または、もし可視光の光源が使用された場合、適切な せん光としてそれ自体で使用し得ることが分かる。 図５に示したように、本発明のせん光照射器１０は、一眼の暗視装置１１２に 、支持ブラケット１１４によって設けられている。支持ブラケット１１４は、暗 視装置１１２のハウジング１１６の後方部分で接眼レンズ１１８の上方に設けら れていて、これは、同じくＩＴＴ社に譲渡され１９９４年３月２２日に表題「暗 視装置用照射器ブラケット」として出願された米国特許出願第０８／２１５、５ １２号に記載されているが、その全ての記載をここで引用し本明細書に含める。 ここで記載した実施例は単に例示したものであって、熟練した当業者であれば 、ここに記載した部品と機能的に等価のものを用いて、実施例に沢山の変更や修 正を成し得ることが理解出来る。いかなるおよび全てのそのような変更や修正は 、 熟練した当業者に明らかに成るであろうその他のものと同様、添付した請求の範 囲に規定されたような発明の範囲内で含まれる積もりである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォーサイス、ウイリアム アメリカ合衆国、バージニア州 24064、 ブルーリッジ、ウッドローン・アベニュー 635

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 暗視装置用照射装置であって、前記照射装置は、弱い光の条件下で前記暗 視装置を通して見るために、離れて位置した目的物の補助的照射を備えたもので あって、前記照射装置は： 第１の端部と第２の端部とを有するハウジング手段と； 前記離れて位置した目的物を照射する光を作り出すための前記ハウジング手段 の前記第１の端部に結合された光源手段と；および 前記光源手段から発せられた光を、実質的に広い範囲の照射を可能にする安定 した明るさのパターンを有する集中された光ビームに集めるための集中手段とを 備えていて、前記集中手段は、前記ハウジング手段の前記第１の端部から離れた 位置に、前記光源手段から一定の距離離れて設けられいて、前記集中手段は単一 の凸状の非球面形レンズを有していて、前記非球面形レンズは向き合った第１と 第２の非球面形の表面を有していて、前記第１の非球面形の表面は第１の曲率半 径を、前記第２の非球面形の表面は第２の曲率半径を有していて、前記第１の曲 率半径は実質的に前記第２の曲率半径とは異なることを特徴とする暗視装置用照 射装置。 ２． 前記ハウジング手段に収納された出力供給手段を更に備えたことを特徴と する請求項１記載の暗視装置用照射装置。 ３． 前記集中手段を収容する前記第１と第２のハウジング手段に結合された望 遠手段を更に備え、前記望遠手段は、光ビームの可変の直径を供給するために、 前記集中手段と前記光源手段との間の前記一定の距離を変えるために操作される ことを特徴とする請求項１記載の暗視装置用照射装置。 ４． 前記出力供給手段を前記光源手段に選択的に結合したり結合を解いたりす るための前記ハウジング手段に設けられた照射器活性化手段を更に備えたことを 特徴とする請求項１記載の暗視装置用照射装置。 ５． 前記光源手段は、可視光を作り出し、キセノン管、ハロゲン管、および発 光ダイオードの中から選ばれることを特徴とする請求項１記載の暗視装置用照射 装置。 ６． 前記光源手段は、不可視近赤外光を作り出すことを特徴とする請求項１記 載の暗視装置用照射装置。 ７． 前記非球面形レンズは、前記光ビームにおいて、実質的に短い焦点距離と 、同様に実質的に最小の球面収差を有することを特徴とする請求項１記載の暗視 装置用照射装置。 ８． 前記非球面形レンズは、プラスチックで形成されていることを特徴とする 請求項７記載の暗視装置用照射装置。 ９． 前記第１と第２の非球面形の表面は、各凸状であって、前記第１の曲率半 径はほぼ０．６０４インチで、前記第２の曲率半径はほぼ０．９７４インチであ ることを特徴とする請求項１記載の暗視装置用照射装置。 １０． 弱い光の条件下で前記暗視装置を通して見るために、離れて位置した目 的物の補助的照射を備えるために使用される型のせん光照射装置において、前記 せん光照射装置は、第１の端部と第２の端部とを有するハウジングと、前記ハウ ジングに収容された出力供給源と、離れて位置した目的物を照射する光を作り出 すための前記ハウジングの前記第１の端部に配置された内表面と、および、前記 光源を前記出力供給源に選択的に結合したり結合を解いたりするためのオン／オ フスイッチとを備え、更に： 前記光源から発せられた光を、実質的に広い範囲の照射を可能にする安定した 明るさのパターンを有する集中された光ビームに集めるための集中手段とを備え ていて、前記集中手段は、前記ハウジングの前記第１の端部から離れた位置に、 前記光源から一定の距離離れて設けられいて、前記集中手段は単一の凸状の非球 面形レンズを有していて、前記非球面形レンズは向き合った第１と第２の非球面 形の表面を有していて、前記第１の非球面形の表面は第１の曲率半径を、前記第 ２の非球面形の表面は第２の曲率半径を有していて、前記第１の曲率半径は実質 的に前記第２の曲率半径とは異なることを特徴とする暗視装置用照射装置。 １１． 前記集中手段を収容する前記第１と第２のハウジングに結合された望遠 手段を更に備え、前記望遠手段は、光ビームの可変の直径を供給するために、前 記集中手段と前記光源との間の前記一定の距離を変えるために操作されることを 特徴とする請求項１０記載の暗視装置用照射装置。 １２． 前記光源手段は、可視光を作り出し、キセノン管、ハロゲン管、および 発光ダイオードの中から選ばれることを特徴とする請求項１０記載の暗視装置用 照射装置。 １３． 前記光源手段は、不可視近赤外光を作りだし、赤外光照射ダイオードお よび赤外レーザダイオードの中から選ばれることを特徴とする請求項１０記載の 暗視装置用照射装置。 １４． 前記非球面形レンズは、前記光ビームにおいて、実質的に短い焦点距離 と、同様に実質的に最小の球面収差を有することを特徴とする請求項１０記載の 暗視装置用照射装置。 １５． 前記非球面形レンズは、プラスチックで形成されていることを特徴とす る請求項１４記載の暗視装置用照射装置。 １６． 第１の曲率半径はほぼ０．６０４インチで、前記第２の曲率半径はほぼ ０．９７４インチであることを特徴とする請求項１０記載の暗視装置用照射装置 。 １７． 弱い光の条件下で離れて位置した目的物を見るための装置であって： 離れて位置した目的物からそれが見えるように反射されてきた可視および近赤 外光を増幅するためのイメージ増強管を有する暗視装置と；および 暗視装置を通してみるために離れて位置した目的物の補助的照射を備えるため の前記暗視装置に着脱可能に取着されたせん光照射装置とを備え、前記照射装置 は、第１の端部と第２の端部とを有するハウジング手段と、離れて位置した目的 物を照射する光りを作り出すために前記ハウジング手段の前記第１の端部に結合 された光源手段と、および、前記光源手段から発せられた光を、実質的に広い範 囲の照射を可能にする安定した明るさのパターンを有する集中された光ビームに 集めるための集中手段とを備えていて、前記集中手段は、前記ハウジング手段の 前記第１の端部から離れた位置に、前記光源手段から一定の距離離れて設けられ いて、前記集中手段は単一の凸状の非球面形レンズを有していて、前記非球面形 レンズは向き合った第１と第２の非球面形の表面を有していて、前記第１の非球 面形の表面は第１の曲率半径を、前記第２の非球面形の表面は第２の曲率半径を 有していて、前記第１の曲率半径は実質的に前記第２の曲率半径とは異なること を特徴とする暗視装置用照射装置。 １８． 前記集中手段を収容するハウジング手段の第１の端部に結合された望遠 手段を更に備え、前記望遠手段は、光ビームの可変の直径を供給するために、前 記集中手段と前記光源との間の前記一定の距離を変えるために操作されることを 特徴とする請求項１７記載の暗視装置用照射装置。