NL8800694A - Nachtzichtkijkerstelsels. - Google Patents

Nachtzichtkijkerstelsels. Download PDF

Info

Publication number
NL8800694A
NL8800694A NL8800694A NL8800694A NL8800694A NL 8800694 A NL8800694 A NL 8800694A NL 8800694 A NL8800694 A NL 8800694A NL 8800694 A NL8800694 A NL 8800694A NL 8800694 A NL8800694 A NL 8800694A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
eyepiece
light
night vision
observer
image
Prior art date
Application number
NL8800694A
Other languages
English (en)
Other versions
NL194808C (nl
NL194808B (nl
Original Assignee
Marconi Gec Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB8706943.1A external-priority patent/GB8706943D0/en
Priority claimed from GBGB8718177.2A external-priority patent/GB8718177D0/en
Application filed by Marconi Gec Ltd filed Critical Marconi Gec Ltd
Publication of NL8800694A publication Critical patent/NL8800694A/nl
Publication of NL194808B publication Critical patent/NL194808B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL194808C publication Critical patent/NL194808C/nl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/18Face protection devices
    • A42B3/22Visors
    • A42B3/228Visors for military or aviation applications
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/0406Accessories for helmets
    • A42B3/042Optical devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0176Head mounted characterised by mechanical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G02B2027/0136Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems with a single image source for both eyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • G02B2027/0156Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with optionally usable elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • G02B2027/0159Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Vehicle Step Arrangements And Article Storage (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Nachtzichtkijkerstelsels.
Deze uitvinding heeft betrekking op nachtzichtkijkerstelsels.
In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op nachtzichtkijkerstelsels van een type dat geschikt is om te dragen op een hoofddeksel· om aan een drager van het hoofddeksel een versterkt beeld van een tafereel voor de drager te leveren, geplaatst op en in register met het directe zicht van het tafereel van de drager.
Een dergelijk bekend stelsel omvat een oculair dat aangebracht is om een voorwaartse zichtlijn van een waarnemer die het stelsel gebruikt te snijden, een optisch substelsel dat een naar voren uitziende objectieflens omvat die vastzit ten opzichte van het oculair en die een optische as bezit welke verschoven is ten 'opzichte van de voorwaartse zichtlijn, en een beeldversterker-orgaan, optisch opgesteld tussen het objectieforgaan en het oculair zodat lichtstralen van een versterkt reeel beeld van een tafereel voor de waarnemer, gezien door de objectieflens, gericht worden op het oculair via een ingangsoppervlak daarvan dat naar boven gekeerd is ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn om daardoor de waarnemer te voorzien van een zicht op het versterkte beeld dat geplaatst is over en in register met het directe zicht van het ervoor gelegen tafereel via het oculair.
Met een dergelijk nachtzichtkijkerstelsel wordt hierna een nachtzichtkijkerstelsel van het nauwkeurig aangeduide type bedoeld.
Men zal begrijpen, dat, terwijl een nachtzichtkijker-stelsel van het nauwkeurig aangeduide type aan de waarnemer een monoculair zicht geeft alleen van het tafereel op afstand, twee van dergelijke stelsels gebruikt kunnen worden, één voor elk oog van de waarnemer, teneinde een binoculair zicht te verschaffen. Bovendien kunnen twee van dergelijke stelsels tenminste gedeeltelijk een gemeenschappelijk optisch substelsel delen zodat de waarnemer voorzien wordt van alleen een binoculair zicht.
Bekende nachtkijkerstelsels waarin het stelsel gedragen wordt op een hoofddeksel hebben bepaalde inherente tekortkomingen wanneer ze gebruikt worden in omgevingen zoals de cockpit van een vliegtuig voor hoge prestaties. Onvermijdelijk bevindt het zwaartepunt van het nachtzichtstelsel zich bij een plaats voor het draaipunt van de nek van de drager van het hoofddeksel. Het gewicht van het nachtzichtstelsel is in het algemeen gesproken in de orde van 1 kg, en tot nog toe heeft de momentarm rond het draaipunt van de nek gelegen rond 13 cm. In statische omstandigheden moet de gebruiker derhalve een evenwichtsmoment ontwikkelen van rond 1,3 Nm. Bij omstandigheden met manoeuvres met grote gravitatiekracht kan elke uit balans zijnde massa van zelfs kleine grootte een gevaar vormen voor de drager.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding een nachtzichtkijkerstelsel van het nauwkeurig aangeduide type te verschaffen waarin deze tekortkomingen verkleind worden.
Volgens de onderhavige uitvinding wordt in een nacht-zichtsteldel van het nauwkeurig aangeduide type het optisch substel-sel zo aangebracht dat het beeldversterkerorgaan benedenwaarts uitkijkt ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn.
Bij voorkeur wordt de objectieflens zo aangebracht dat hij dicht nabij een zijde van het gezicht van de waarnemer ligt bij gebruik van het stelsel, achter het oculair ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn, en bij voorkeur wordt het beeldversterkerorgaan op soortgelijke wijze geplaatst. In een bijzondere inrichting worden de objectieflens en de beeldversterker zo geplaatst dat, met het nachtzichtstelsel gedragen op een hoofddeksel voor gebruik door een waarnemer die het hoofddeksel draagt, één of beide van hen een plaats innemen die nagenoeg in lijn ligt met een zijgedeelte van het hoofddeksel in de voorwaartse en achterwaartse richting van het hoofddeksel·.
Het optisch substelsel zal normaliter beelddraaiings-organen omvatten tussen het beeldversterkerorgaan en het oculair teneinde voor de waarnemer een zicht van het versterkte beeld met de juiste oriëntatie ten opzichte van het tafereel op afstand te verschaffen. De draaiingsorganen omvatten gewoonlijk een vezeloptisch eindstuk optisch verbonden bij één einde met een uitgangszijde van het beeldversterkerorgaan,
In één bijzondere inrichting volgens de uitvinding omvat het optisch substelsel verder: eerste lichtweerkaatsende organen, zo geplaatst teneinde licht dat ontvangen is van het voorgelegen tafereel via de objectieflens rirhten bovenop een ingangszijde van het beeldversterkerorgaan; een lensschakelinrichting; tweede lichtweerkaatsende organen, geplaatst tussen het beeldver-sterkerorgaan en de lensschakelingsinrichting teneinde licht, ontvangen van het beeldversterkerorgaan, naar voren, naar beneden en naar binnen te richten door de lensschakelinrichting heen; derde lichtweerkaatsende organen, geplaatst teneinde nagenoeg horizontaal naar binnen gericht licht, gericht door de lensschakelinrichting heen opnieuw te richten door de tweede weerkaatsende organen; en vierde lichtweerkaatsende organen, die zo geplaatst zijn dat zij het licht, opnieuw gericht door de derde reflecterende organen, opnieuw naar beneden richten, naar het ingangsoppervlak van het oculair.
In een dergelijke inrichting bezitten de tweede weerkaatsende organen lichtdoorlaateigenschappen alsook lichtweerkaat-singseigenschappen, en het stelsel omvat verder een weergeefinrichting voor het richten van het licht dat een weergave levert via de tweede weerkaatsende organen door de lensschakelingsinrichting heen, en vandaar, na reflectie bij de derde en vierde weerkaatsende organen, op het oculair om bekeken te worden door de waarnemer op overeenkomstige wijze met het versterkte beeld.
De uitvinding verschaft eveneens een nachtzichtkijker-stelsel dat twee nachtzichtkijkerstelsels omvat volgens de uitvinding, één voor elk oog van de waarnemer.
In een nachtzichtkijkerstelsel volgens de uitvinding is het ene of elk oculair bij voorkeur van het type dat een lichaam van lichtbrekend materiaal omvat, met: een nagenoeg vlak ingangs-bovenoppervlak waar-doorheen de stralen het oculair binnentreden, nagenoeg vlak ingangsbovenoppervlak waar-doorheen de stralen het oculair binnetreden, nagenoeg vlakke voor- en achteroppervlakken verbonden door het ingangsoppervlak, en een inwendig oppervlak tussen de voor- en achteroppervlakken dat concaaf gekromd is naar het achteroppervlak en dat zowel lichtweerkaatsende als lichtdoorlatende eigenschappen bezit , waarbij de ingangs-, voor-, achter- en inwendige oppervlakken hoekgewijs zo ten opzichte van elkaar opgesteld zijn dat de stralen van het versterkte reële beeld, inwendig naar voren weerkaats worden naar het inwendige oppervlak, bij het inwendige oppervlak naar achteren weerkaatst te worden naar het achteroppervlak, en tenslotte door het achteroppervlak heen doorgelaten worden naar een ontworpen oogpositie van de waarnemer.
Een dergelijk oculair wordt hierna een oculair van het nauwkeurig aangeduide type genoemd.
Nachtzichtkijkerstelsels die oculairen omvatten van het nauwkeurig aangeduide type worden beschreven in GB-A-2.108.702 en GB-A-2.144.558.
In GB-A-2.108.702 bestaat het oculair uit twee delen; het inwendige oppervlak bestaat uit een coating met geschikte licht-doorlatende en lichtweerkaatsende eigenschappen bij een gekromd oppervlak gevormd door complementaire convex en concaaf gekromde oppervlakken van de twee delen. In een dergelijk oculair worden de stralen die het brekende lichaam binnentreden bij het bovenoppervlak inwendig geheel gereflecteerd bij het achteroppervlak.
In GB-A-2.144.558 bestaat het oculair uit drie delen, met twee inwendige oppervlakken waarvan één het oppervlak vormt dat concaaf gekromd is naar het achteroppervlak en het ander een nagenoeg vlak oppervlak is tussen het concaaf gekromde inwendige oppervlak en het achteroppervlak. Bij dit oculair worden lichtstralen die het lichaam bij het bovenoppervlak binnentreden inwendig totaal gereflecteerd bij het andere inwendige oppervlak naar het concave gekromde oppervlak en worden daar naar achteren weerkaatst om doorgelaten te worden door het andere inwendige oppervlak en dan door het achteroppervlak naar het oog van de waarnemer.
De oculairen van de nachtzichtkijkerstelsels van GB-A-2.108.702 en GB-A-2.144.558 zijn in werking gelijk maar het oculair van GB-A-2.144.558 kan aanmerkelijk compacter uitgevoerd worden dan dat volgens GB-A-2.108.702 , in de context van de hoofd-dekselstelsels met tenminste een aanzienlijke hellingshoek naar de voor- en achteroppervlakken hiervan, als resultaat van de opbouw uit twee delen. In het oculair volgens GB-A-2.144.558 kan een veel kleinere hellingshoek van de voor- en achteroppervlakken bereikt worden en het oculair kan dichter bij de plaats van het oog gebracht worden. Dienovereenkomstig kan een groter gezichtsveld zo bereikt worden, waarbij de algehele afmetingen in de oculairen behouden blijven, ofwel (misschien belangrijker) kan een kleiner oculair gebruikt worden om een gezichtsveld te bereiken dat gelijkwaardig is aan dat welk bereikt kan worden met een aanzienlijk groter oculair met de opbouw uit twee delen volgens GB-A-2.108.702.
Zo heeft een oculair van het type dat beschreven is in GB-A-2.144.558 in het algemeen de voorkeur om gebruikt te worden in een stelsel volgens de onderhavige uitvinding.
Men moet begrijpen dat, terwijl de verschillende oppervlakken van een oculair van het nauwkeurig bepaalde type nagenoeg vlak uitgevoerfd zijn, het geschikt of voordelig kan zijn deze oppervlakken of enkele van hen een mate van kromming te geven teneinde de . optische gebreken die noodzakelijkerwijze aanwezig zijn in het stelsel te verbeteren. Astigmatisme in het bijzonder moet aanwezig zijn; de aard van het stelsel met verschoven as waarin het oculair gebruikt wordt maakt dit onvermijdelijk. Volgens de verwijzingen in deze beschrijving ten aanzien van vlakke oppervlakken moeten zij met het voorgaande in gedachte geconstrueerd worden waarbij het een zaak van al dan niet aanwezige voorkeur is voor de essentie dat de oppervlakken anders moeten zijn dan vlak omdat corrigerende optische elementen geplaatst kunnen worden bij de andere plaatsen in het optisch stelsel.
Het gecombineerde effect van de verschillende elementen die gebruikt zijn in een nachtzichtstelsel volgens de uitvinding is zodanig dat het stelsel een minimaal gewicht en een minimale moment-arm rond het draaipunt van de nek bezit.
Een nachtzichtkijkerstelsel volgens de uitvinding om gebruikt te worden door de piloot van een vliegtuig voor grote prestaties, gedragen op de helm van de piloot zal nu beschreven worden bij wijze van voorbeeld onder verwijzing naar de begeleidende tekeningen waarin:
Figuur 1 een zijaanzicht is van het stelsel;
Figuur 2 een vooraanzicht van de helft van het stelsel geeft;
Figuur 3 een bovenaanzicht van de helft van het stelsel toont;
Figuur 4 een schema is dat de optische inrichting van het stelsel toont; en
Figuur 5 een diagram is dat een andere vorm van een deel van het stelstel laat zien.
Onder verwijzing naar de tekeningen wordt het stelsel gemonteerd op een helm 11 en vormt het een binoculair nachtzichtstelsel dat twee nachtzichtstelsels 13, 13b omvat, ddrt voor elk oog van een drager van de helm 11.
De nachtzichtkijkerstelsels 13a, 13b worden elk gescheiden gedragen op de helm 11, één bij elke zijde van de helm, voor een draaibeweging rond respectieve verticale assen Y-Y tussen werken niet-werk-standen, zoals hierna verder beschreven is. Hiertoe wordt elk stelsel 13a of 13 b gemonteerd tussen bovenste en onderste draagblokken 12, die bevestigd zijn op de helm 11 bij plaatsen zodanig dat een verticaal deel van het stelsel tussen de blokken 12 ligt binnen de dikte van de helm 11, dat wil zeggen tussen het buitenoppervlak van een zijgedeelte van de helm en de aangrenzende zijde van het hoofd 14 van de drager van de helm, zoals het beste te zien is in figuur 2.
Elk van de stelsels 13a, 13b omvat een oculair 15 dat geplaatst wordt voor een respectief oog E van de drager van de helm wanneer het stelsel zich in de werkstand bevindt, en omvat een optisch substelsel 17.
Elk van de optische substelsels 17 omvat een opjectief-lens 19 die, wanneer in de werkstand, zijwaarts en naar achteren verschoven wordt ten opzichte van het ermee verbonden oculair 15 teneinde een plaats langs de slaap van de drager van de helm in te nemen en nagenoeg in lijn met een zijgedeelte 21 van de helm 11 in de richtingen vooruit en achteruit van de helm, dat wil zeggen een gedeelte van de helm 11 dat afhangt vanaf het bovengedeelte, in het algemeen halfbolvormig, waarbij het gedeelte van de helm het bovenste gedeelte van het hoofd 14 van de drager van de helm omsluit.
Elk optisch substelsel omvat verder een eerste vlakke reflector 23 die geplaatst is achter de objectieflens 19 en schuin · staat ten opzichte van de optische as daarvan teneinde licht dat door de objectieflens 19 heengaat te richten vanaf het voorgelegen tafereel naar boven op de ingangszijde van een naar beneden uitziende beeldversterker 25 waarvan de as nagenoeg samenvalt met de as Y-Y. De uitgangszijde van de beeldversterker 25 wordt verbonden met een beeld-draaiingsorgaan in de vorm van een coherent vezeloptisch eindstuk 27 met één eindzijde optisch aangrenzend aan de uitgangszijde van de versterker en daarop bevestigd door een optisch cement te gebruiken. Boven de vrije bovenste eindzijde van het eindstuk 27, die evenwijdig is met de onderste eindzijde hiervan, bevindt zich een tweede vlakke reflector 29 die schuin staat ten opzichte van de as van de beeldversterker 25 teneinde licht dat hierop invalt vanuit het eindstuk 27 naar voren, enigzins naar binnen en naar beneden te richten teneinde via een lensschakelinrichting 31 op een derde vlakke reflector 33 terecht doen komen. Do derde reflector 33 wordt opgesteld en schuin gep l-aatst ten opzichte van de lensschakel inrichting 31 teneinde licht uit de lensschakelinrichting 31 horizontaal en naar binnen op een vierde vlakke reflector 35 te richten die op zijn beurt schuin staat en geplaatst wordt teneinde licht ontvangen van de reflector 33 naar beneden en enigzins naar achteren te richten teneinde binnen te treden in het oculair 15 via een bovenste ingangsoppervlak 37.
Elk oculair 15 bestaat uit lichtbrekend materiaal bij· voorkeur een doorlatend kunststofmateriaal, en omvat een inwendig oppervlak 39 met zowel lichtdoorlatende als lichtweerkaatsende eigenschappen. Het oppervlak 39 ligt bij het scheidingsvlak tussen twee delen A en B van het oculair 21. Het deel A bezit een optisch vlak bovenoppervlak dat het ingangsoppervlak 37 van het oculair 21 vormt, een optisch vlak achteroppervlak 41 en een vooroppervlak dat concaaf gekromd is naar het achteroppervlak 41, welk vooroppervlak verbonden is met een complementair achteroppervlak van het deel B teneinde het oppervlak 39 te vormen. Het deel B bezit een optisch vlak vooroppervlak 43 dat een tweede ingangszijde van het oculair 21 vormt. Her oculair 21 wordt voltooid door een derde wigvormig deel C met een voorste hoofdoppervlak 45 evenwijdig met tussenruimte ten opzichte van het oppervlak 41 en een achterste hoofdoppervlak 47 evenwijdig met het oppervlak 43.
De vereiste optische eigenschappen bij het oppervlak 39 worden op geschikte wijze verleend door een halfverzilverde spiegelcoating of een holografische coating.
De verschillende optische elementen van elk optisch substelsel 19 en het verbonden oculair 15 worden behuisd binnenin en ondersteund door een beschermkast 49 (zie figuren 1,2 en 3).
Bij werking van het binoculair nachtzichtstelsel worden stralen \an een er-voor op afstand gelegen tafereel, weergegeven door de F in de tekeningen ontvangen bij de objectieflens 19 van elk van de samenstellende nachtzichtstelsels 13a, 13b en naar een brandpunt gevoerd als een beeld van het tafereel bij een beeldvlak dat samenvalt met de ingangszijde van de beeldversterker 25 door weerkaatsing vanaf de eerste reflector 23.
Een versterkte weergave van dit beeld wordt ontwikkeld bij de uitgangszijde van de versterker 25 en doorgelaten door het coherente vezeloptische eindstuk 27.
De reflectoren 29,33 en 35 en de lensschakelinrichting 33 dienen ertoe bij vlak een reëeLbeeld van het beeld dat verschijn! bij de bovenste eindzijde van het vezeloptische eindstuk 27 te leveren.
Het beeldvlak O, valt samen met het brandvlak van het 1 concaaf gekromde oppervlak 39 binnenin het oculair 15. Stralen uit het beeldvlak 0^ treden binnen inhet oculair 15 via het oppervlak 37 en worden inwendig totaal weerkaastst bij het oppervlak 41 van het oculair naar het gekromde oppervlak 39. De stralen die invallen op het oppervlak 39 vanaf het oppervlak 41 worden teruggekaatst om doorgelaten te worden door het oppervlak 41 heen en dan door het achterste gedeelte C van het oculair 15 naar het oog E van de drager van de helm.
Omdat de stralen beginnen, voor zover betreffende het oculair 15, bij het hoofdbrandvlak van het oculair 15, essentieel het oppervlak 39, wordt een versterkt virtueel gecollimeerd beeld van het er voor gelegen tafereel, zoals gezien door de objectief-lens 19 heen, waargenomen door het oog E.
Het vezeloptische eindstuk 27 bezit een gedraaide constructie, waarbij de draaiingshoek zo is dat het gecombineerde optische effect van het optisch substelsel 17 en het oculair 15 op de stralen afkomstig van het er-voor op afstand gelegen tafereel F zo is dat een virtuele versterkte weergave van het tafereel op afstand met juiste oriëntatie gezien wordt door het oog E. Bovendien vanwege het evenwijdig zijn van de gehele voor- en achteropper-vlakken 43 en 47 van het oculair ligt het virtuele versterkte beeld, gezien door het oog E, in register met het zicht vanaf de plaats van het oog E op het er-voor op afstand gelegen tafereel direct door het oculair 15, verschaft door lichtstralen vanaf het tafereel die op hun beurt door het oculair 15 lopen via de oppervlakken 43, 39, 41, 45 en 47.
In de praktijk ligt de draaiing van het beeld vereist in het eindstuk 27 in de orde van 90°, waarbij de nauwkeurige hoek bepaald wordt door de gedetailleerde vorm.
Het stelsel kan verder een weergeef inrichting omvatten om verdere optische gegevens weer te geven aan de ogen E van de drager van de helm, geplaatst op het directe en versterkte zicht van het tafereel op afstand.
Daartoe wordt, zoals weergegeven .in figuur 4, in elk van de nachtzichtstelsels 13a, 13b de tweede vlakke reflector 29 aangebracht om als bundelsplitser te dienen en een weergeefinrichting, gedragen door de helm 11, levert een helder weergeefbeeld in een vlak C>2 waarvan de positie ten opzichte van de lensschakelinrich-ting 31 overeenkomt met die van het uitgangseinde van het vezeloptische eindstuk 27. Bijgevolg wordt licht vanaf het genoemde helderde weergeefbeeld doorgezonden door de ermee verbonden reflector 29 naar een'.brandpunt geleid door de schakellens bij het reële beeldvlak om gezien te worden bij het oog E via het oculair 15.
De weergeefinrichting omvat een kathodestraalbuis 51, een schakellens 53, een kubusvormi^bundelsplitser 55, samengesteld uit vier rechte prisma's 57 met de tegenover gelegen zijden bij de naast elkaar liggende toppen met elkaar verbonden door een optisch cement en met een halfreflecterende coating op één of op elke tegenover gelegen zijde. Twee coherente vezeloptische bundels 59a, 59b bezitten respectievelijk eind-zijden, respectievelijk geplaatst aangrenzend aan twee tegen-• over gelegen evenwijdige zijden 51a, 61b van de bundelsplitser 55 respectievelijk in vlakken, congruent met reële beeldvlakken van de schakellens 53 ten opzichte van het objectiefvlak bepaald door het scherm 63 van de kathodestraalbuis 51. De vlakken van de einden van de vezeloptische bundels 59a, 59b, op afstand van de kubusvormige bundelsplitser 55, zijn congruent met de vlakken O^.
Omdat de stralen door twee optische coatings moeten lopen om virtuele beelden met dezelfde helderheid te leveren bij het oculair 15 van het heldere weergeefbeeld van de kathodestraalbuis bezitten de optische coatings bij de inwendige zijden van de bundelsplitser 55 een reflectiviteit van 70% en een doorlaatbaarheid van 30%.
In een andere weergeefinrichting kunnen, in plaats van de kubusvormige bundelsplitser 55, twee vlakken reflectoren 55 en 57, schuin ten opzichte van elkaar met rechte hoeken, gebruikt worden,zoals getoond is in figuur 5, v/aarbij één reflector 65 half verzilverd wordt, dat wil zeggen 50% reflecterend, 50% doorlatend , en de andere reflector 67 kan geheel reflecterend zijn.
In een volgende andere weergeefinrichting (niet getoond) kunnen twee kathodestraalbuizen gebruikt worden waarvan elk licht stuurt naar het einde van een respectieve vezeloptische

Claims (19)

bundel 51a en 51b. Daartoe grenzen de einden van de bundels 51a en 51b bij voorkeur direct aan de schermen van de kathodestraalbuizen. De twee nachtzichtstelsels 13a, 13b worden draaibaar ondersteund op de helm 11 om mogelijk te maken dat deze naar buiten gedraaid wordt rond de draaiassen Y-Y naar een positie bij niet-werken, aangeduid door de streep-stippellijn I in figuur 3 om het opzetten en afzetten van de helm te vergemakkelijken. Een draai-beweging van de twee stelsels 13a, 13b wordt geleverd door naar voren trekken of naar achteren duwen op een pin en de gleufkoppe-ling 69 die zich uitstrekt tussen de twee stelsels 13a, 13 b nabij het voorgedeelte van de helm 11. Op andere wijze kan een tanden rondselmechanisme (niet getoond) verschaft worden waardoor men de stelsels 13a, 13b laat draaien wanneer een vizier (niet getoond), bevestigd op de helm, omhoog of omlaag verplaatst wordt. Dergelijke inrichtingen vormen het onderwerp van de Britse aanvrage 87 06943. De opbouw van een binoculair nachtzichtstelsel volgens de uitvinding, in het bijzonder ten aanzien van het aspect van naar beneden uitzien van de of elke beeldversterker en bijgevolg de plaats van de of elke opjectieflens, en wanneer een oculair of oculairen gebruikt wordt of worden van het hierboven beschreven type met drie delen, biedt de mogelijkheid een optimaal zwaartepunt te bereiken met betrekking tot het draaipunt van de nek van een gebruiker van het stelsel. Bovendien is het gewicht van het stelsel laag in vergelijking met de bekende stelsels die een soortgelijk hoekgezichtsveld bieden. Men zal begrijpen, dat, terwijl het stelsel beschreven bij wijze van voorbeeld een binoculair nachtzichtkijkerstelsel is, andere stelsels volgens de uitvinding een binoculair nachtzichtstelsel kunnen omvatten, of een monoculair nachtzichtstelsel dat aan het andere oog van de gebruiker een niet onderbroken zicht van het er-voor op afstand gelegen tafereel laat. Op een soortgelijke wijze hoeft geen weergeefinrichting voor optische gegevens geleverd te worden in een nachtzichtkijkerstelsel in overeenstemming met de uitvinding.
1. Nachtzichtkijkerstelsel (13a of 13b) omvattende, een oculair (15) dat aangebracht is cm een voorwaartse zichtlijn van een waarnemer die het stelsel gebruikt te snijden, een optisch substelsel (17) dat een naar voren uitziendo objectief-lens (19) omvat die vastzit ten opzichte van het oculair (15) en die een optische as bezit welke verschoven is ten opzichte van de voorwaarste zichtlijn, en een beeldversterkerorgaan (25), optisch opgesteld tussen het objectieforgaan (19) en het oculair (15) zodat lichtstralen van een versterkt reëel beeld van een tafereel voor de waarnemer, gezien door de objectieflens (19), gericht worden op het oculair (15) via een ingangsoppervlak (37) daarvan dat naar boven gekeerd is ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn om daardoor de waarnemer te voorzien van een zicht op het versterkte beeld dat geplaatst is over en in register met het directe zicht van het er-voor gelegen tafereel via het oculair (15), met het kenmerk, dat het optisch substelsel (17) zo aangebracht wordt dat het beeldversterkerorgaan (25) benedenwaarts uitkijkt ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn.
2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de objectieflens (19) zo geplaatst wordt om dicht aangrenzend aan een zijde van het hoofd (14) van de waarnemer te liggen bij gebruik van het stelsel.
3. Stelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de objectieflens (19) achterwaarts van het oculair (15) geplaatst wordt ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn.
4. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat het beeldversterkerorgaan (25) zo geplaatst wordt dat het nauw aangrenzend aan een zijde van het hoofd (14) van de waarnemer ligt bij gebruik van het stelsel.
5. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het beeldversterkerorgaan (25) achterwaarts van het oculair (15) geplaatst wordt ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn.
6. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door een hoofddeksel (11) voor gebruik door een waarnemer die het hoofddeksel (11) draagt.
7. Stelsel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de objectieflens (19) een plaats inneemt nagenoeg in lijn met een zijgedeelte (21) van het hoofddeksel· (11) in voorwaartse en achterwaartse richting van het hoofddeksel.
8.Stelsel volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat het beeldversterkerorgaan (25) een plaats inneemt nagenoeg in lijn met een zijgedeelte (21) van het hoofddeksel (11) in voorwaartse en achterwaartse richting van het hoofddeksel.
9.Stelsel volgens één van de conclusies 6 tot 8, met het kenmerk, dat het stelsel gedragen wordt op het hoofddeksel (11) voor een draaibeweging tussen een stand voor werken en voor niet werken rond een as (Y-Y), bepaald door het hoofddeksel (11), welke zich nagenoeg verticaal uitstrekt ten opzichte van de voorwaartse zichtlijn bij één zijde van het hoofddeksel (11).
10.Stelsel volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de as (Y-Y), bepaald door het hoofddeksel (ll)nagenoeg samenvalt met een as van het beeldversterkerorgaan (25).
11.Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het optisch substelsel (17) een beelddraaiings-orgaan (27) omvat tussen het beeldversterkerorgaan (25) en het oculair (15).
12. Stelsel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het beelddraaiingsorgaan (27) een vezeloptisch eindstuk (27) omvat, optisch verbonden bij één einde aan een uitgangszijde van het beeldversterkerorgaan (25) .
13.Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het oculair (15) een lichaam (A,B,C) van lichtbrekend materiaal bevat met: een nagenoeg vlak ingangsbovenoppervlak (37) waar doorheen de stralen het oculair (15) binnentreden, nagenoeg vlakke voor- en achteroppervlakken (43,47) verbonden door het ingangsoppervlak (37), en een inwendig oppervlak (39) tussen de voor- en achteroppervlakken (43,47) dat concaaf gekromd is naar het achteroppervlak (47) en dat zowel lichtweerkaatsende als lichtdoorlatende eigenschappen bezit, waarbij de ingangs-, voor-, achter- en inwendige oppervlakken (37,43,47,39) hoeksgewijs zo ten opzichte van elkaar opgesteld zijn dat de stralen van het versterkte reëele beeld , na binnentreden in het lichaam (A,B,C), inwendig naar voren weerkaatst worden naar het inwendige oppervlak (39), bij het inwendige oppervlak (39) naar achteren weerkaatst worden rtaar het achteroppervlak (47), en tenslotte door het achteroppervlak (47) heen doorgelaten worden naar een ontworpen oogpositie (E) van de waarnemer.
14. Stelsel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het oculair (15) twee inwendige oppervlakken (39,41) bezit, waarvan één (39) het inwendige oppervlak (39) is, dat concaaf gekromd is naar het achteroppervlak (47) en waarvan het andere (41) een nagenoeg vlak oppervlak is tussen het concaaf gekromde inwendige oppervlak (39) en het achteroppervlak (47), waarbij de ingangs-, voor-, achter- en twee inwendige oppervlakken (37,43,47, 39,41) hoeksgewijs onderling zo aangebracht worden dat lichtstralen van het versterkte beeld, na binnentreden in het lichaam (A,B,C), inwendig naar voren weerkaatst worden bij het andere inwendige oppervlak (41) en dan gereflecteerd worden bij het ene inwendige oppervlak (39) achterwaarts om doorgelaten te worden door het andere inwendige oppervlak (41)heen en dan bij het achteroppervlak (47) naar de ontworpen oogpositie (E) van de waarnemer.
15. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het optisch substelsel (17) verder omvat: eerste lichtweerkaatsende organen (23) zo aangebracht om licht, ontvangen van het ervoor gelegen tafereel, via de objectieflens (19) naar boven op hun ingangszijde van het beeldversterkerorgaan (25) te richten, een lensschakelinrichting (31), tweede lichtweerkaatsende organen (29), aangebracht tussen het beeldversterkerorgaan (25) en de lensschakelinrichting (31) teneinde licht, ontvangen van het beeldversterkerorgaan (25), voorwaarts, naar beneden en naar binnen te richten door de lensschakelinrichting (31) heen, derde lichtweerkaatsende organen (33), zo aangebracht teneinde nagenoeg horizontaal naar binnen gericht licht opnieuw te richten door de lensschakelinrichting (31) heen door de tweede lichtweerkaatsende organen (29), en vierde lichtweerkaatsende organen (35) zo geplaatst om het licht dat opnieuw gericht is door de derde weerkaatsende organen (33) opnieuw naar beneden te richten op het ingangsoppervlak (37) van het oculair (15).
16. Stelsel volgens conclusie 15 met het kenmerk , dat de tweede weerkaatsende organen (29) lichtdoorlatende eigenschappen bezitten als ook lichtweerkaatsende eigenschappen, en dat het stelsel verder een weergeefinrichting (51 tot 63 of 5,53,59,63,65, 67) omvat voor het richten van licht, dat een weergave weergeeft via de tweede weerkaatsende organen (29) door de lensschakelinrich-ting (31) heen, en vandaar na reflectie bij de derde en vierde weerkaatsende organen (33,35) in het oculair (15) om gezien te worden door de waarnemer op overeenkomstige manier als het versterkte beeld.
17. Nachtzichtstelsel, gekenmerkt door twee nachtzicht-stelsels (13a,13b) volgens een van de voorgaande conclusies, één voor elk oog (E) van de waarnemer.
18. Nachtzichtstelsel, omvattende twee nachtzichtstelsels (13a,13b) volgens conclusie 16, één voor elk oog (E) van de waarnemer, gekenmerkt doordat de weergeefinrichting (51 tot 63) omvat: een kathodestraalbuis (51), een tweede lensschakelinrichting (53), een bundelsplitser (55) die vier rechthoekige prisma's (57) omvat, die met de toppen tegen elkaar een eenheid vormen en bij tegenover gelegen zijden voorzien zijn van coatings die lichtweerkaatsende en lichtdoorlatende eigenschappen bezitten, en eerste en tweede coherente vezelsoptische bundels (59a, 59b), waarbij licht van een reëel beeld dat weergegeven is bij een scherm (63) van de kathodestraalbuis (51) naar een brandpunt gevoerd wordt door de tweede lensschakelinrichting (59) samen met de bundelsplitser (55) bij één einde van elke eerste en tweede vezeloptische bundel (59a, 59b), en waarbij de andere einden van de vezeloptische bundels (59a,59b) gepositioneerd worden om licht respectievelijk door de tweede weerkaatsende organen (29) heen te richten.
19. Stelsel dat twee nachtzichtstelsels (13a, 13b) volgens conclusie 16 omvat, één voor elk oog (E) van waarnemer, gekenmerkt doordat de weergeefinrichting (51,53,59,63,65,67) omvat: een kathodestraalbuis (51), een tweede lensschakelinrichting (53), vijfde en zesde lichtweerkaatsende organen (65,67), schuin ten opzichte van elkaar met rechte hoeken en aangebracht op de optische as van de tweede lensschakelinrichting (53) met de vijfde: lichtweerkaatsende organen (65) dichter bij de tweede lensschakelinrich-
NL8800694A 1987-03-24 1988-03-21 Nachtzichtkijkerstelsel. NL194808C (nl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB8706943.1A GB8706943D0 (en) 1987-03-24 1987-03-24 Helmet systems
GB8706943 1987-03-24
GBGB8718177.2A GB8718177D0 (en) 1987-07-31 1987-07-31 Helmet systems
GB8718177 1987-07-31

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8800694A true NL8800694A (nl) 2001-05-01
NL194808B NL194808B (nl) 2002-11-01
NL194808C NL194808C (nl) 2003-03-04

Family

ID=26292051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8800694A NL194808C (nl) 1987-03-24 1988-03-21 Nachtzichtkijkerstelsel.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6008779A (nl)
BE (1) BE1011163A5 (nl)
DE (1) DE3809788C2 (nl)
FR (1) FR2748821B1 (nl)
GB (1) GB2316758B (nl)
IT (1) IT8867961A0 (nl)
NL (1) NL194808C (nl)
NO (1) NO881260L (nl)
SE (1) SE470596B (nl)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL125558A (en) * 1998-07-28 2003-06-24 Elbit Systems Ltd Non-adjustable helmet mounted optical systems
JP4095422B2 (ja) 2002-12-04 2008-06-04 キヤノン株式会社 画像表示装置および画像表示システム
EP2315066A1 (de) * 2003-12-01 2011-04-27 Andreas Durner Elektronische Brille, insbesondere Nachtsichtbrille
GB2416859A (en) * 2004-08-03 2006-02-08 Iain Chapman Articulated light guide apparatus
WO2006128648A2 (de) * 2005-05-30 2006-12-07 Andreas Durner Elektronische tag- und nachtsichtbrille
ATE427516T1 (de) * 2006-06-12 2009-04-15 Patria Aviat Oy Nachtsichtanordnung
WO2008033870A2 (en) 2006-09-11 2008-03-20 Lumexis Corporation Fiber-to-the-seat (ftts) fiber distribution system
US8400510B2 (en) * 2008-10-27 2013-03-19 Devcar, Llc Night vision system
US8773537B2 (en) * 2008-10-27 2014-07-08 Devcar, Llc Night vision system
US8659990B2 (en) 2009-08-06 2014-02-25 Lumexis Corporation Serial networking fiber-to-the-seat inflight entertainment system
WO2011020071A1 (en) 2009-08-14 2011-02-17 Lumexis Corp. Video display unit docking assembly for fiber-to-the-screen inflight entertainment system
WO2011022708A1 (en) 2009-08-20 2011-02-24 Lumexis Corp. Serial networking fiber optic inflight entertainment system network configuration

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1527049A (en) * 1976-06-18 1978-10-04 Pilkington Perkin Elmer Ltd Head-up displays
US4361384A (en) * 1980-06-27 1982-11-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High luminance miniature display
AU547788B2 (en) * 1980-08-26 1985-11-07 Unilever Plc Method for conditioning hair
EP0066402B1 (en) * 1981-05-29 1985-09-11 Gec Avionics Limited Night vision goggles
US4439755A (en) * 1981-06-04 1984-03-27 Farrand Optical Co., Inc. Head-up infinity display and pilot's sight
GB2108702B (en) * 1981-10-14 1985-06-19 Marconi Avionics Optical arrangements
US4465347A (en) * 1982-11-15 1984-08-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Helmet mounted telescope
GB8320945D0 (en) * 1983-08-03 1983-09-07 Marconi Avionics Night vision goggles
DE3571883D1 (en) * 1984-04-16 1989-08-31 Hughes Aircraft Co Binocular holographic helmet mounted display
US4743200A (en) * 1984-11-13 1988-05-10 Cae Electronics, Ltd. Fiber optic coupled helmet mounted display system
CA1298500C (en) * 1985-03-01 1992-04-07 Danny Filipovich Compact see-through night vision goggles
FR2581459B1 (fr) * 1985-05-03 1988-07-29 Thomson Csf Dispositif de transport et de combinaison d'images lumineuses, et son utilisation pour un viseur de casque
EP0206324A3 (en) * 1985-06-27 1989-05-10 Honeywell Inc. Dual source display apparatus
US4753514A (en) * 1986-05-12 1988-06-28 Iota Instrumentation Co. Headwear-mounted periscopic display device
EP0252200A1 (en) * 1986-07-08 1988-01-13 OIP OPTICS Naamloze Vennootschap Night vision goggles

Also Published As

Publication number Publication date
BE1011163A5 (fr) 1999-06-01
GB8806482D0 (en) 1997-07-16
SE8801071D0 (sv) 1988-03-23
DE3809788A1 (de) 1998-01-08
GB2316758A (en) 1998-03-04
FR2748821A1 (fr) 1997-11-21
SE470596B (sv) 1998-03-16
IT8867961A0 (it) 1988-10-26
US6008779A (en) 1999-12-28
NO881260L (no) 1998-06-12
FR2748821B1 (fr) 1999-02-19
SE8801071L (sv) 1997-12-09
DE3809788C2 (de) 2000-09-07
NL194808C (nl) 2003-03-04
NL194808B (nl) 2002-11-01
GB2316758B (en) 1998-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4563061A (en) Night vision viewing systems
US5880888A (en) Helmet mounted display system
US4828378A (en) Night vision viewing systems
US5886822A (en) Image combining system for eyeglasses and face masks
US8079713B2 (en) Near eye display system
US5035474A (en) Biocular holographic helmet mounted display
US5079416A (en) Compact see-through night vision goggles
US5050962A (en) Display device for ergonomic sights with a large field of observation
KR100277557B1 (ko) 낮은 관성 모멘트와 낮은 무게 중심을 가진 저가, 저중량 헤드장착 허상 투영 디스플레이
US4026641A (en) Toric reflector display
US20140362447A1 (en) Head mounted display
JPS63256706A (ja) ヘルメット取付型表示装置
EP0179124B1 (en) Binocular holographic helmet mounted display
DE384880T1 (de) Am helm befestigte nachsichtanzeige.
JPH10504115A (ja) ヘッドマウントディスプレイ光学
NL8800694A (nl) Nachtzichtkijkerstelsels.
JPH09304728A (ja) 光学視覚装置
EP1808722A2 (en) Image Combining System for Eyeglasses and Face Masks
US6392811B1 (en) Arrangement for a wearable optomechanical deflector for a display unit
CN112782849A (zh) 近眼显示系统及方法
CN208314329U (zh) 一种单眼大视场近眼显示光学系统及头戴式显示设备
CN116300083A (zh) 一种双焦面近眼显示设备
WO2000014585A1 (en) Display system

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: BAE SYSTEMS ELECTRONICS LIMITED

DNT Communications of changes of names of applicants whose applications have been laid open to public inspection

Free format text: MARCONI (HOLDINGS) LIMITED;GEC-MARCONI (HOLDINGS) LIMITED

SNR Assignments of patents or rights arising from examined patent applications

Owner name: BAE SYSTEMS PLC

Effective date: 20051118

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20061001