JPS60500925A - 二重視野センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 二重視野センサ 発明の背景 本発明は、電気光学的ディスプレイシステムに係り、特に赤外線システム、及び ２つの光ビームを使用し且つ立体的に見ることを提供するような電子回路と組合 わされたシステムに関する。

スキャニング赤外線センサは、その技術分野では知られている。そのようなセン サにあっては、電気光学的な検出器は、入射光又は他の電気磁気的放射線を電気 信号に変換するものであり、該電気信号は次に信号処理装置で処理されて、画像 をドライブするのに使用される。指向可能な望遠鏡ユニットが、所望の方向に照 準の線を指向させるために使用される。受光される光ビームは、光学システムが 反射切子面をその上に有する回転多角形スキャナ上にそれを指向させる望遠鏡ア センブリに入射する。上記スキャナの回転は、検出器の感光検出面を横切ってス イープされるビームを生ずる。

そのようなシステムは両方とも、上述の構成部品のために重く且つ高価なもので ある。それらはまた、照準の線が切子面間のスキャナの通過コーナーにより衰弱 させられるから上記多角形スキャナが代表的におおよそ５０％しか有効でない故 に、効率が悪いということが良く知られている。

従って、本発明の目的は、高効率で、且つ立体的のような及び構成部品を分割す るような付加的な能力を与える赤外線スキャニング及びその他同様のもののため の光学的スキャニングシステムを提供することである。

発明の概要 前述の目的は、回転多角形スキャナの反射面に、検出器から信号を生成するため にスイーピング走査パターンで上記検出器を横切って上記スキャナの切子面から 連続して反射されるように、衝突させて照準の第１の線からの入射光を指向させ るために、第１の光学的アセンブリが使用されるスキャナ、検出器及び信号処理 装置を使用するスキャニング赤外線センサ又はその種の他のものに、上記スキャ ナの切子面角度の１７２置き換えられた点で上記スキャナの上記反射面に衝突し て照準の第２の線から入る光を指向させるために配置される第２の光学的アセン ブリを含む本発明の改善により成し遂げられもので、それにより上記検出器と信 号処理装置は、上記検出器を横切ってインターリーブにスイープされる照準の第 １及び第２の線からの光の結果として時分割される。

本発明の一つの実施例に於いては、たった１つのディスプレイに、結合された画 像を生成するための手段が使用される。

第２の実施例に於いては、２つのディスプレイが、照準の第１及び第２の線から の信号を分離し、且つ上記ディスプレイのそれぞれの一方にそれらを表示するた めの手段に加えて使用される。

さらに別の実施例に於いては、第２の光学的アセンブリが、入射光の照準の線を 変えるための指向性の望遠鏡アセンブリを含み、それによって２つの独立した照 準の線が提供される。

好ましい実施例に於いては、ビームインタラプタ手段が、検出器の直前の第１及 び第２の光ビームの経路に配置されている。

発明の詳細生」も鍾。

まず第１図を見ると、本発明は、２つの独立した照準の線が分割された構成部品 で分離した画像を生成する好ましい実施例で示されている。先行技術に従った赤 外線センサを含む上記構成部品は、大体１０として示されている第１の望遠鏡光 学アセンブリを具備する。アセンブリ１０は、多角形スキャナ１６の切子面１４ に照準の第１の線からの光１２を集め且つ指向させるもので、上記光は鏡１８で 反射され、レンズ２ｏを通過して、スイーピングパターンで検出器２４の感光面 ２２に伝えられる。ライン２６上の検出器２４からの電気信号は、３０と符号付 けられたようなディスプレイを駆動するのに使用される信号処理電子回路２８に 接続されている。上述された光学及び電気の技術は、当業者には良く知られてい るものであり、ゆえに、重複を避けるため、それらについてのさらなる説明は、 水明細書中には成されない。

この実施例にあっては、本発明の目的を成し遂げるために、大体３２として示さ れた第２の望遠鏡光学アセンブリが、上記望遠鏡光学アセンブリ１０からの光１ ２の真直ぐな入射角の位置から切子面角度の１／２置き換えられた点で多角形ス キャナ１６の切子面１４上に照準の第２の線からの光３４を指向させるために提 供され配置されている。したがって、第１図に示されたように、第１の望遠鏡光 学アセンブリ１０からの光１２が「Ａ」及びｒＢＪと符号（＝ｌけられた切子面 １４間の接続点に入射するのに対して、光３４はｒＤＪと符号付けられた切子面 １４に真直ぐに入射する。もし上記多角形スキャナ１６が切子面角度の１７２回 転するならば、光３４が一次にｒＤＪ及びｒＥＪと符号付けられた隣接する切子 面１４間の接続点に入射するであろうのに対して、光１２は次にｒＢＪと符号付 けられた切子面１４に真直ぐに入射するだろう。上記多角形スキャナ１Ｇの上記 切子面１４から反則されたような光３４は、鏡３６とレンズ３８により指向させ られ、回転ビームチョッパ４０に衝突する。該ビームチョッパは、光１２と３４ が上述されたスイーピングアクションで上記感光面２２上にレンズ２０を通って 交互に指向させられるような方法で、回転手段４２により回転される交互の開部 と反射面を有するホイールから成る。

重要なことは、上記ビームチョッパ４０の回転は、完全な切子面からの光のみが 上記検出器２４に伝えられるように上記多角形スキャナ１６の回転と同期されて おり、従って上記検出器２４での２つのビーム１２．’　３４間の信号オーバー ラツプを防止する。例えば、第１図に於いて、上記多角形スキャナ１６の切子面 Ｂは上記光ビーム１２の全ての面を反射してはなく、ゆえに上記ビームチョッパ ４０は第１図に示された瞬間では切子面Ｂからの光をブロックする。しかしなが ら、同様の瞬間に、上記多角形スキャナ１６の切子面りは光ビーム３４の全ての 面を反射しており、上記ビームチョッパ４０は上記検出器２４に切子面りからの 反射光を伝えることを許す。上記ビームは、検出器２４の上記面２２を横切って それらのスィーブで交互にインタリーブされる。

上記多角形スキャナ１６は、回転手段４４により回転される。

上記２つの回転手段４２．４４からの位置情報は、必要なものとしてライン４６ を通って上記信号処理電子回路に入力されることができる。電気スイッチ４８が 、上記信号処理電子回路２８と上記２つのディスプレイ３０と４９の間に介在さ れている。当業者に良く知られた技術を使用して、上記光ビーム１２と３４から 生成される信号は、２つの分離した画像が光１２と光３４の照準の線中の光景に 一致して与えられるように、上記イメージヤ３０、４９のそれぞれの一方に分離 され、且つ切換えられる。

次に第２図を見ると、本発明の第２の実施例が示されている。この実施例にあっ ては、第１図の第２の望遠鏡光学アセンブリ３２は、人体５０として示されたデ ィスプレイに置き換えられている。光５２のコリメートされたビームが、光源５ ４とレンズ５６により与えられる。第２のレンズ５８は、上記実施例のような上 記切子面角度の１／２置き換えられた切子面１４上に上記光５２を投影するのに 使用される。液晶パネル又はその種の他のもののような、ライン６４上の信号に 応じてドライバ６２により駆動される能力のある大体透明なディスプレイパネル ６０が、上記コリメートされた光ビーム５２中に配置されている。上記ディスプ レイドライバ６２がライン６４上の入力信号を供給されている時、上記ディスプ レイ６０は上記コリメー１〜された光ビーム５２の上に画像を押イ」（プ、その 結果それが上記実施例のように上記検出器２４に反則される。上記実施例のスイ ッチ４８が（再び当業者に良く知られた技術に従って）結合回路６６に置き換え られているもので、その出力はたった１つのディスプレイ３０を駆動するのに使 用される。結果は、その上に重ねられた上記ディスプレイ６０上の画像と上記望 遠鏡アセンブリ１０を通して観測される画像とを結合したたった１つの画像であ る。そのような配列は、前方の光景とその上に押付けられたレンジ情報の両方を 戦車操縦下及び他の人に提供するために特に有用なものであり、従ってレンジ及 びターゲット情報を得るために、観測される前方の場面から彼の視野を取除くこ との上記操縦下の欠乏を除去する。以前に言及されたように、この実施例にあっ ては、上記ビームスプリッタホイール４０は、圧電制御結晶６８により置き換え られるもので、これは第１図のビームチョッパ４０により果たされたような機能 と同様の機能を果たすために上記ドライバ７０により制御されるものであるとい うことが注意されるべきである。

上記ディスプレイ５０は、上記検出器２４と上記処理電子回路２８を定期的に較 正するのに使用するために、（上記光ｍ５４、及び上記ディスプレイパネル６０ よりはむしろ）温度基準源を具備することができる。

次に第３図を見ると、本発明は、立体的な二重視野を提供する夜間視覚ゴーグル ／ヘルメットアセンブリに使用されるような最もシンプル且つ最もコンパクトな 実施例を示している。右目と関連する光景に対応する光７２は、レンズ７４、開 口アロ、及びレンズ７８を通過し、第１の位置の上記多角形スキャナ１６の切子 面１４に伝えられる。左目のための視野に相当する光８０は、レンズ８２、開口 ８４、及びレンズ８６を通過する。それは次に、再び上記第１の位置の方位に関 して切子面角度の１／２ｗき換えられた第２の位置の上記多角形スキャナ１６の 切子面１４上に焦点を合せられる。上記切子面１４から反射されたような光７２ は、大体８８として示された光学システムにより指向させられ、上述されたよう なスキャニングスイープで検出器２４の上記感光面２２上のレンズ２０を通され る。上記多角形スキャナ１６から反射されたような光８０は、上記光学システム ８８の画像とは虚像を映す第２の光学システム９０により指向させられ、検出器 ２４の上記感光面２２上のレンズ２０を通される。

前述されたように、上記１／２切子面角度オフセットは、上記光７２及び８０に よりインタリーブされたスイーピングアクションを与える。上記信号処理電子回 路２８からの出力は、（第１図の実施例に使用されたスイッチ４８に大体等しい ）右／左スイッチ４８′　を通過され、次にイメージヤ９２．９４のそれぞれ一 方が観測者の左目と右目のそれぞれの一方により見られるため配置されるような 、観測者９８にかぶられたヘルメット９６に取付けられた一対のディスプレイ９ ２．９４のそれぞれの一方を駆動するのに使用される。

上記ビームスプリッタホイール４０又は圧電制御結晶６８がな【プれば、上記検 出器２４に上記２つの光ビーム７２．８０のいくらかのオーバーラツプがあるこ とができる。しかしながら、上記開口アロ及び８４を定義するフィールドストッ プ９９が、上記光学システム８８．９０の一方が上記開口アロ、　８４のそれぞ れの一方を通して場面を見る時、他方は上記フィールドストップ９９のみを見、 ゆえにゼロ信号に相当する低い一様のバックグランド放射線レベルのみを検知づ るように、第３図に示されるように配置されている。この目的のために、上記フ ィールドストップ９９は、一様の温度で保持された低い赤外線放射率物質から成 る。

図面の簡単な説明 第１図は第１の実施例に従った本発明の概略図である。

第２図は第２の実施例の本発明の概略図である。

第３図はさらに第３の実施例の本発明の概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　ａ）　入力面で光信号を受信し、且つ出力に前記光信号を表わす電気信号 を出力する検出器手段と、ｂ）　複数の実質上等しい反射切子面を有する回転可 能な多角形スキャナと、 Ｃ）　一定速度で前記スキャナを回転させるための手段と、 ｄ）　第１の光ビームを受光し、且つ第１の位置の前記切子面に前記第１の光ビ ームを指向させる第１の光学手段と、 ｅ）　前記第１の位置の前記切子面から反射されたような前記第１の光ビームを 受光し、且つ前記検出器手段の前記入力面上に前記第１の光ビームを指向させる 第２の光学手段と、 ｆ）　第２の光ビームを受光し、且つ前記第１の光ビームが前記切子面の一つに 真直ぐに衝突する時、前記第２の光ビームが前記切子面の他の一つに隣接する２ つの間の中間点に衝突するような、前記第１の位置と関係がある第２の位置の前 記切子面に前記第２の光ビームを指向させる第３の光学手段と、 Ｑ）　前記第２の位置の前記切子面から反射されたような前記第２の光ビームを 受光し、且つ前記検出器手段の前記入力面上に前記第２の光ビームを指向させる 第４の光学手段と、 ｈ）　前記第１及び第２の光ビームから生ずる信号を受信し且つ処理するために 、前記検出器手段の前記出力に接続された出力手段と、 を具備する二重経路光学的センサシステム。 ２、　上記センサシステムは、 前記切子面の一つから反射される前記光ビームの一方を通過させ、且つ前記切子 面の一つに隣接する２つの間の接続点に衝突する前記光ビームの一方をブロック するために、前記第１と第２の光ビームの経路に配置されたビームスプリッタ手 段を、 さらに具備する請求の範囲第１項に記載のセンサシステム。 ３、　ａ〉　前記第１及び第２の光学手段は、入射光ビームを受光するために視 野の方向を選択する独立した制御可能な入口手段を含み、それによって２つの異 なった視野が同時に選択されることができ、 ｂ）　前記出力手段は、見るための一対のディスプレイと、前記ディスプレイの 一方を駆動するため前記第１の光ビームから生ずる前記信号と前記ディスプレイ のもう一方を駆動するため前記第２の光ビームから生ずる前記信号とを割り当て る手段とを含んでいる、 請求の範囲第１項に記載のセンサシステム。 ４、　上記センサシステムは、 その入力で電気信号を受信し、且つ前記第２の光ビーム上に前記光信号の光学的 ディスプレイを押付けるために、前記第２の光ビームの経路に配置されたディス プレイ手段を、 さらに具備する請求の範囲第１項に記載のセンサシステム。 ５、　回転多角形スキャナの反射面に、検出器から信号を生成するためにスイー ピング走査パターンで上記検出器を横切って上記スキャナの切子面から連続して 反射されるように、衝突させて照準の第１の線からの入射光を指向させるために 、第１の光学的アセンブリが使用される検出器及び信号処理装置を使用覆るスキ ャニング赤外線センサに於いて、上記スキャナの切子面角度の１／２置き換えら れた照準の第１の線からの光の反射の点の方位に関して上記スキャナの上記反射 面に衝突させて照準の第２の線からの入射光を指向するために配置され、それに より上記検出器と信号処理装置は、上記検出器を横切ってインターリーブにスィ ーブされる照準の第１及び第２の線からの光の結果として時分割される第２の光 学的アセンブリを、 具備する改善。 ６、　上記改善は、 前記照準の第１及び第２の線からの光の結果として上記検出器からの信号出力か らたった１つのディスプレイ上に結合された画像を提供する手段を、さらに具備 する請求の範囲第５項に記載の改善。 ７、　上記改善は、 ａ）　一対のディスプレイと、 ｂ）　前記照準の第１及び第２の線からの光の結果として上記検出器からの信号 出力を処理し、且つ上記ディスプレイのそれぞれ一方上にそれらを表示する手段 と、をさらに具備する請求の範囲第５項に記載の改善。 ８、　上記第１の光学的アセンブリと前記第２の光学的アセンブリは両方共、そ れらに入射する光の照準の線を変えるための指向性の望遠鏡アセンブリイを含む 、請求の範囲第７項に記載の改善。 ９、　上記改善は、 前記切子面の一つから反射される前記ビームの一方を通過させ、且つ前記切子面 の一つに隣接する２つの間の接続点に衝突する前記光ビームの一方をブロックす るために、前記照準の第１と第２の線からの光の経路に配置されたビームスプリ ッタ手段を、 さらに具備する請求の範囲第５項に記載の改善。 １０、　８＞　衝突する光を受光する入力面と、電気信号が前記入力面上に衝突 する光の作用として生成される出力とを有する電気光学的センサと、 ｂ）　照準の第１の線からの光を受光し、第１の経路に沿ってそれを指向させ、 且つ前記入力面上にそれを集めるために配置された第１の光学システムと、Ｃ） 　照準の第２の線からの光を受光し、第２の経路に沿ってそれを指向させ、且つ 前記入力面上にそれを集めるために配置された第２の光学システムと、ｄ）　前 記第１と第２の経路間の１／２切子面角度オフセットで前記第１及び第２の経路 の光を遮断し反射するため配置され、それによって前記第１及び第２の経路から の光がインタリーブされた交互のスイープで前記入力面を横切ってスイープされ る回転多角形スキャナと、を具備する二重経路光学的センサシステム。 １１、　上記光学的センサシステムは、たった１つのイメージヤ上に、前記照準 の第１及び第２の線からの光の結果として上記センサからの信号出力から結合さ れた画像を提供する手段を、さらに具備する請求の範囲第１０項に記載の光学的 センサシステム。 １２、　上記光学的センサシステムは、ａ）　一対のディスプレイと、 ｂ）　前記照準の第１及び第２の線からの光の結果として前記センサからの信号 出力を処理し、且つ上記ディスプレイのそれぞれ一方上にそれらを表示する手段 と、をさらに具備する請求の範囲第１０項に記載の光学的センサシステム。 １３、　前記第１の光学システムと前記第２の光学システムは両方共、それらに 入射する光の照準の線を変えるための指向性の望遠鏡アセンブリイを含む、 請求の範囲第１０項に記載の光学的センサシステム。 １４、　上記光学的センサシステムは、前記切子面の一つから反射される前記ビ ームの光を通過させ、且つ前記切子面の一つに隣接する２つの間の接続点に衝突 する前記ビームの光をブロックするために、前記第１と第２の経路に配置された ビームチョッパ手段を、さらに具備する請求の範囲第１０項に記載の光学的セン サシステム。 １５、　８）　衝突する光を受光する入ツノ面と、電気信号が前記入力面上に衝 突する光の作用として生成される出力とを有する電気光学的センサと、 ｂ）　照準の第１の線からの光を受光し、第１の経路に沿ってそれを指向させ、 且つ前記入力面上にそれを集めるために配置された第１の光学システムと、Ｃ） 　照準の第１の線からの光を受光し、第１の経路に沿ってそれを指向させ、且つ 前記入力面上にそれを集めるために配置された第２の光学システムと、ｄ）　前 記第１と第２の経路間の１／２切子面角度オフセットで前記第１及び第２の経路 の光を遮断し反射するため配置され、それによって前記第１及び第２の経路から の光がインタリーブされた交互のスイープで前記入力面を横切ってスィーブされ る回転多角形スキャナと、を具備する二重経路走査電気光学的センサシステム。 １６、　上記二重経路センサシステムは、たった１つのイメージヤ上に、前記照 準の第１及び第２の線からの光の結果として上記センサからの信号出力から結合 された画像を提供する手段を、さらに具備する請求の範囲第１５項に記載の二重 経路センサシステム。 １７、　上記二重経路センサシステムは、ａ）　一対のディスプレイと、 ｂ）　前記照準の第１及び第２の線からり光の結果として前記センサからの信号 出力を処理し、且つ上記ディスプレイのそれぞれ一方上にそれらを表示する手段 と、をさらに具備する請求の範囲第１５項に記載の二重経路センサシステム。 １８、　前記第１の光学システムと前記第２の光学システムは両方共、それらに 入射する光の照準の線を変えるための指向性の望遠鏡アセンブリイを含む、 請求の範囲第１５項に記載の二重経路センサシステム。 １９、　上記二重経路システムは、 前記切子面の一つから反射される前記ビームの光を通過させ、且つ前記切子面の 一つに隣接する２つの間の接続点に衝突する前記ビームの光をブロックするため に、前記第１と第２の経路に配置されたビームチョッパ手段を、さらに具備する 請求の範囲第１５項に記載の二重経路システム。