NO324797B1

NO324797B1 - Eyeglasses comprising an optical lens and two eyepieces

Info

Publication number: NO324797B1
Application number: NO20013426A
Authority: NO
Inventors: Jean-Francois Coutris; Jean Thierry Audren
Original assignee: Sagem
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2007-12-10
Also published as: FR2811772B1; DE60115547D1; DE60115547T2; EP1172679A1; NO20013426D0; FR2811772A1; EP1172679B9; EP1172679B1; NO20013426L

Description

Oppfinnelsen angår en dobbeltkikkertbrille. The invention relates to double-binocular glasses.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en dobbeltkikkertbrille av den type som omfatter et optisk objektiv og midler til bildeseparasjon, såsom et halvreflekterende blad eller plate, en separatorinnretning (fransk: cube séparateur) etc., som overfører det bilde de mottar og har blitt oppfanget av objektivet, til to optiske bildebaner via hvilke bildet overføres det til to okularer. More specifically, the invention relates to double-binocular glasses of the type comprising an optical lens and means for image separation, such as a semi-reflective sheet or plate, a separator device (French: cube séparateur), etc., which transmits the image they receive and has been captured by the lens, to two optical image paths via which the image is transferred to two eyepieces.

En slik dobbeltkikkertbrille, heretter kalt kikkertbrille, bli vanligvis benyttet til observasjon om dagen ved svakt lys eller til observasjon om natten. Such double binocular glasses, hereafter called binocular glasses, are usually used for observation during the day in low light or for observation at night.

Den omfatter vanligvis lysstyrke-forsterkningsmidler som er anordnet på bildebanen, mellom objektivet og separasjonsmidlene. It usually comprises brightness-amplifying means arranged on the image path, between the objective and the separation means.

Som et eksempel på en konstruksjon av denne type, skal det fortrinnsvis henvises til patentsøknad FR 2.718.534. US 5282082, US 5579165 og US 6075644 viser også observasjonsanordninger. As an example of a construction of this type, reference should preferably be made to patent application FR 2,718,534. US 5282082, US 5579165 and US 6075644 also show observation devices.

Det vil forstås at det kan være ønskelig å anordne et middel hvormed det til en operatør, som ufører en overvåkning ved hjelp av en kikkertbrille av denne type, kan overføres forskjellig informasjon, som tillater ham å komplettere sin observasjon eller gir ham kompletterende opplysninger uten at han behøver å fjerne kikkertbrillen. It will be understood that it may be desirable to arrange a means by which various information can be transmitted to an operator, who carries out a surveillance using binoculars of this type, which allows him to complete his observation or provides him with supplementary information without he needs to remove the binoculars.

Ifølge oppfinnelsen blir det foreslått en løsning som utnytter den ovennevnte, kjente konstruksjon for kikkertbrille. According to the invention, a solution is proposed that utilizes the above-mentioned, known construction for binoculars.

Oppfinnelsen skaffer således en kikkertbrille som omfatter et optisk objektiv og midler til bildeseparasjon som via to optiske baner overfører det bilde de mottar og som har blitt oppfanget av objektivet, idet de to optiske baner transporterer bildet for å overføre det til to okularer, karakterisert ved at kikkertbrillen omfatter midler til å projisere på separasjonmidlene et komplementært bilde som likeledes er adskilt ved refleksjon/ overføring på midlene for å bli overført på de to optiske baner og transportert via de to baner til de to okularer. The invention thus provides binoculars which comprise an optical lens and means for image separation which via two optical paths transmit the image they receive and which has been captured by the lens, the two optical paths transporting the image to transfer it to two eyepieces, characterized in that the binoculars comprise means for projecting onto the separation means a complementary image which is likewise separated by reflection/transmission onto the means to be transmitted on the two optical paths and transported via the two paths to the two eyepieces.

En slik brille er fordelaktig komplettert ved følgende forskjellige, karakteristiske trekk: den omfatter dessuten midler til innhenting eller mottagelse av bilder og midler til overføring av de bilder som har blitt mottatt eller innhentet med disse midler til projeksjonsmidler; Such glasses are advantageously complemented by the following different, characteristic features: it also includes means for obtaining or receiving images and means for transferring the images that have been received or obtained with these means to projection means;

innhentingsmidlene er båret av en bærer som bærer de andre optiske midler av brillen, idet innhentingsmidlene er innrettet til å visualisere den sammen scene som det optiske objektiv; the acquisition means is carried by a carrier which carries the other optical means of the glasses, the acquisition means being adapted to visualize the combined scene as the optical lens;

innhentingsmidlene er båret av en bærer som er uavhengig av den som bærer the collection means are carried by a carrier who is independent of the carrier

de andre optiske midler av brillen, idet innhentingsmidlene er innrettet til å visualisere en scene som er ulik den som er visualisert av det optiske objektiv; brillen omfatter en styringsinnretning med mikroprosessor og videohukommelse som styrer projeksjonsmidlene; the other optical means of the spectacle, the acquisition means being adapted to visualize a scene different from that visualized by the optical lens; the glasses comprise a control device with microprocessor and video memory which controls the projection means;

bildeinnhentingsmidlene er forbundet med styringsenheten og overfører de bilder den innhenter til projeksjonsmidlene via styringsenheten; the image acquisition means is connected to the control unit and transmits the images it acquires to the projection means via the control unit;

den omfatter midler som danner en bryter hvormed operatøren kan utkoble projeksjonsmidlene når det ikke er ønsket å visualisere annet enn det synlige bilde; brillen omfatter lysforsterkningsmidler som er anbrakt mellom det optiske objektiv og separasjonsmidlene, og midler hvormed operatøren kan utkoble eller deaktivere lysforsterkningsinnretningene dersom det er ønsket å visualisere bare det komplementære bilde; it comprises means which form a switch with which the operator can switch off the projection means when it is not desired to visualize anything other than the visible image; the glasses comprise light amplification means placed between the optical lens and the separation means, and means by which the operator can disengage or deactivate the light amplification means if it is desired to visualize only the complementary image;

- brillen omfatter lysforsterkningsmidler som er anbrakt mellom det optiske objektiv og separasjonsmidlene, idet det lys som forlater forsterkningsmidlene og det lys som blir utsendt av projeksjonsmidlene fortrinnsvis har ulike bølgelengder, idet separasjonsmidlene er en dikroisk, halvreflekterende plate eller blad som overfører og reflekterer til disse to bølgelengder med transmisjons- og refleksjonsstyrker, således at transmisjonsstyrken og refleksjonsstyrken ved den ene av dens bølgelengder er hovedsakelig lik refleksjonsstyrken og transmisjonsstyrken ved den andre av disse bølgelengder; - brillen omfatter midler hvormed operatøren kan innstille eller variere projeksjonsmidlene for å justere posisjonen av det komplementære bilde i forhold til posisjonen av det synlige bilde; - brillen omfatter lysforsterkningsmidler som er anbrakt mellom det optiske objektiv og separasjonsmidlene, idet midlene til projeksjon av det komplementære bilde er anbrakt ved siden av separasjonsmidlene overfor eller motsatt lysforsterkningsmidlene, og den retning hvori de nevnte midler projiserer bildet står vinkelrett på retningen for det lys som forlater forsterkningsmidlene. - the glasses comprise light amplification means which are placed between the optical lens and the separation means, the light leaving the amplification means and the light emitted by the projection means preferably having different wavelengths, the separation means being a dichroic, semi-reflective plate or blade which transmits and reflects to these two wavelengths with transmission and reflection strengths, such that the transmission strength and the reflection strength at one of its wavelengths are substantially equal to the reflection strength and the transmission strength at the other of these wavelengths; - the glasses include means by which the operator can adjust or vary the projection means to adjust the position of the complementary image in relation to the position of the visible image; - the glasses comprise light amplification means which are placed between the optical lens and the separation means, the means for projection of the complementary image being placed next to the separation means opposite or opposite the light amplification means, and the direction in which the said means project the image is perpendicular to the direction of the light which leaving the reinforcements.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til den eneste figur som viser et mulig utførelseseksempel på en kikkertbrille ifølge oppfinnelsen, idet dette utførelseseksempel bare er en illustrasjon og ikke er begrensende. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the only figure which shows a possible embodiment of binoculars according to the invention, this embodiment being only an illustration and not limiting.

Den dobbeltkikkertbrille som er vist på figuren, omfatter ett eneste optisk objektiv 1 som er innrettet på en første, optisk akse sammen med et lysforsterkningsrør 2 og en bildeseparator 3, som i dette tilfelle er dannet av et halvreflekterende blad eller plate, men som kan være dannet av andre separasjonsmidler (f.eks. en optisk separasjonskubus eller -innretning. The double-binocular glasses shown in the figure comprise a single optical lens 1 which is aligned on a first optical axis together with a light amplification tube 2 and an image separator 3, which in this case is formed by a semi-reflective sheet or plate, but which can be formed by other separation means (e.g. an optical separation cube or device.

Denne plate 3 deler det lys den mottar for å overføre bildet til to optiske baner 4 og 5. This plate 3 divides the light it receives to transfer the image to two optical paths 4 and 5.

Disse to optiske baner 4 og 5 formidler eller transporterer bildet for å overføre dette til et okular 6 respektive et okular 7 (som tilsvarer okularet for det høyre øye respektive det venstre øye). These two optical paths 4 and 5 mediate or transport the image to transfer this to an eyepiece 6 and an eyepiece 7 respectively (which corresponds to the eyepiece for the right eye and the left eye respectively).

Den optiske bane 4 og okularet 6 er innrettet i forhold til det optiske objektiv 1, røret 2 og platen 3 til bildeseparasjon. The optical path 4 and the eyepiece 6 are arranged in relation to the optical objective 1, the tube 2 and the plate 3 for image separation.

Den optiske bane 5 omfatter et refleksjonsspeil 8 som i rett vinkel sender eller reflekterer det lys som har blitt reflektert av den halvreflekterende plate 3, til okularet 7. The optical path 5 comprises a reflection mirror 8 which at right angles sends or reflects the light that has been reflected by the semi-reflective plate 3 to the eyepiece 7.

Speilet 8 kan selvsagt bli erstattet av et hvilket som helst annet refleksjonsmiddel (prisme etc.). The mirror 8 can of course be replaced by any other reflection means (prism etc.).

Den optiske konstruksjon eller struktur som er beskrevet ovenfor er i og for seg kjent. Den er angitt bare som et eksempel, idet mange andre anordninger selvsagt er mulige. The optical construction or structure described above is known per se. It is given only as an example, as many other arrangements are of course possible.

Kikkertbrillen ifølge et mulig utførelseseksempel på oppfinnelsen og som er vist på figuren, omfatter i tillegg en mikrovisningsinnretning eller -monitor 9, som er innrettet til å projisere på den halvreflekterende plate 3 et bilde som er beregnet på å bli overlagret det synlige bilde og å bli formidlet eller transportert med dette til okularene 6 og 7 via banene 4 og 5. The binoculars according to a possible embodiment of the invention and which is shown in the figure, additionally comprises a micro display device or monitor 9, which is arranged to project on the semi-reflective plate 3 an image which is intended to be superimposed on the visible image and to be conveyed or transported with this to eyepieces 6 and 7 via lanes 4 and 5.

Mikromonitoren 9 er anordnet i forhold til platen 3 på en slik måte at det bilde den projiserer på denne: The micromonitor 9 is arranged in relation to the plate 3 in such a way that the image it projects on it:

- av platen 3 blir delvis reflektert til banen 4, og - of the plate 3 is partially reflected to the path 4, and

- blir delvis overført til banen 5 gjennom platen 3. - is partially transferred to the path 5 through the plate 3.

Mikromonitoren 9 er særlig anordnet ved siden av platen 3 overfor eller motsatt røret 2, idet den retning hvori den projiserer bildet står vinkelrett på den optiske retning for banen 4, røret 2 og det optiske objektiv 1. Platen 3 løper under en vinkel på 45 ° i forhold til den ene eller den annen av disse to retninger. The micromonitor 9 is particularly arranged next to the plate 3 opposite or opposite the tube 2, the direction in which it projects the image being perpendicular to the optical direction of the path 4, the tube 2 and the optical lens 1. The plate 3 runs at an angle of 45° in relation to one or the other of these two directions.

Mikromonitoren 9 er styrt av en styringsenhet 10 som f.eks. omfatter en mikroprosessor og et videominne. Denne styringsenhet 10 er selv fordelaktig forbundet med bildeinnhentings- eller bildeoppfangningsinnretninger 11 (IR-kamera, avbildningsradar (fransk: imageur radar) etc), som er forbundet med midler lia som danner et optisk objektiv. The micro monitor 9 is controlled by a control unit 10 which e.g. comprises a microprocessor and a video memory. This control unit 10 is itself advantageously connected to image acquisition or image capture devices 11 (IR camera, imaging radar (French: imageur radar) etc), which are connected by means 1a which form an optical lens.

Disse midler 11, lia kan være båret av den mekaniske konstruksjon eller struktur som bærer brillen, for å muliggjøre en visualisering av den samme scene som objektivet 1. These means 11, 11a can be carried by the mechanical construction or structure that carries the glasses, to enable a visualization of the same scene as the lens 1.

Denne mekaniske konstruksjon er f.eks. en hjelm hvorpå brillen er montert, og som er båret av operatøren. This mechanical construction is e.g. a helmet on which the goggles are mounted, and which is worn by the operator.

Som en variant, kan midlene 11,11a være båret av en bærer som er uavhengig av bæreren for brillen, og særlig av en bærer som er innrettet til å bli operert av operatøren for å sette ham i stand til ved hjelp av innhentingsmidlene 1 la å observere områder av sin omgivelse som er ulik feltet for brilleobjektivet. As a variant, the means 11,11a can be carried by a carrier independent of the wearer of the glasses, and in particular by a carrier adapted to be operated by the operator to enable him by means of the acquisition means 1 la to observe areas of their surroundings that are different from the field of the eyeglass lens.

Med en konstruksjon av den ovennevnte type, visualiserer eller ser operatøren som bruker kikkertbrillen som er tildannet på denne måte, et bilde som er en overlapping av det synlige bilde som er innhentet av det optiske objektiv 1, og et komplementært bilde som er overført via mikromonitoren 9. With a construction of the above type, the operator using the binoculars thus formed visualizes or sees an image which is an overlap of the visible image obtained by the optical lens 1 and a complementary image transmitted via the micro monitor 9.

Dette komplementære bilde kan være det bilde som er innhentet av midlene 11. This complementary image may be the image obtained by means 11.

Det kan likeledes være dannet av alfa-numeriske tegn, symboler etc. som gir forskjellig informasjon til den operatør som ser det mottatte bilde på okularene. It can also be made up of alpha-numeric characters, symbols etc. which provide different information to the operator who sees the received image on the eyepieces.

Konstruksjonen omfatter videre midler 12 som danner en bryter som setter operatøren i stand til å avbryte eller utkoble mikromonitoren 9 når det er ønsket å se bare det synlige bilde. The construction further comprises means 12 which form a switch which enables the operator to interrupt or disconnect the micromonitor 9 when it is desired to see only the visible image.

Likeledes setter midler 13 operatøren i stand til å slå av eller utkoble lysforsterkningsrøret 2 dersom han ikke ønsker å se eller visualisere annet enn det bilde som blir projisert av mikromonitoren 9. Likewise, means 13 enable the operator to switch off or disconnect the light amplification tube 2 if he does not wish to see or visualize anything other than the image projected by the micromonitor 9.

Videre har fortrinnsvis lyset ved utgangen av røret 2 og det lys som sendes ut av mikromonitoren 9, ulike bølgelengder A.1 og X2, mens platen 3 er en dikroitisk plate som ved disse to bølgelengder overfører og reflekterer med slike overførings-eller transmisjonsstyrker og refleksjonsstyrker eller -verdier at transmisjonsstyrken og refleksjonsstyrken ved den ene av disse bølgelengder hovedsakelig er lik refleksjonsstyrken og transmisjonsstyrken ved den annen av disse bølgelengder. Furthermore, preferably the light at the output of the tube 2 and the light emitted by the micromonitor 9 have different wavelengths A.1 and X2, while the plate 3 is a dichroic plate which at these two wavelengths transmits and reflects with such transmission or transmission strengths and reflection strengths or -values that the transmission strength and the reflection strength at one of these wavelengths are essentially equal to the reflection strength and the transmission strength at the other of these wavelengths.

Eksempelvis er transmisjons- og refleksjonsstyrken av platen 3 av en størrelsesorden på 30% respektive 70% ved bølgelengden XI, mens de er av en størrelsesorden på 70% respektive 30% ved bølgelengden X2. For example, the transmission and reflection strength of the plate 3 is of the order of 30% and 70% respectively at the wavelength XI, while they are of the order of 70% and 30% respectively at the wavelength X2.

På denne måte er prosentsatsen av den lysstyrke som blir mottatt på banen 4, hovedsakelig den samme for, på den ene side, det synlige bilde, som blir overført fra utgangen av røret 2 (som har bølgelengden W ved utgangen av røret 2 og som overføres delvis på banen 4 ved gjennomgang av platen 3) og, på den annen side, det bilde som blir utsendt av mikromonitoren 9 (som har bølgelengden XI, og som reflekteres delvis på banen 4). In this way, the percentage of the brightness received on the path 4 is essentially the same for, on the one hand, the visible image, which is transmitted from the output of the tube 2 (which has the wavelength W at the output of the tube 2 and which is transmitted partly on the path 4 when passing through the plate 3) and, on the other hand, the image emitted by the micromonitor 9 (which has the wavelength XI, and which is partially reflected on the path 4).

Likeledes er prosentsatsen av den lysintensitet som mottas på banen 5 hovedsakelig den samme for, på den ene side, det synlige bilde som overføres fra utgangen av røret 2 (som overføres delvis på banen 4 ved gjennomgang av platen 3, og som reflekteres delvis på banen 5) og, på den annen side, det bilde som blir utsendt av mikromonitoren 9 (som overføres delvis på banen 5 ved gjennomgang av platen 3 og som delvis reflekteres på banen 4). Likewise, the percentage of the light intensity received on the path 5 is essentially the same for, on the one hand, the visible image transmitted from the output of the tube 2 (which is partly transmitted on the path 4 when passing through the plate 3, and which is partly reflected on the path 5) and, on the other hand, the image emitted by the micromonitor 9 (which is partially transmitted on the path 5 when passing through the plate 3 and which is partially reflected on the path 4).

Bruken av en dikroisk plate muliggjør på denne måte en kompensasjon for den naturlige usymmetri for de to venstre og høyre baner 4 og 5, når disse har ulike overføringer. The use of a dichroic plate thus enables a compensation for the natural asymmetry of the two left and right lanes 4 and 5, when these have different transmissions.

Videre omfatter konstruksjonen fordelaktig midler som setter operatøren i stand til å styre mikromonitoren 9 på en slik måte at posisjonen av det bilde som blir projisert på og gjennom platen 3, kan bli justert i forhold til posisjonen av det synlige bilde (translasjon frembrakt av en rotasjon av f.eks. et styrehjul). Furthermore, the construction advantageously includes means which enable the operator to control the micromonitor 9 in such a way that the position of the image projected on and through the plate 3 can be adjusted in relation to the position of the visible image (translation produced by a rotation of e.g. a steering wheel).

Claims

1. Binoculars comprising an optical lens (1) and means for image separation (3) which transfer the image they receive and which has been captured by the lens (1) to two optical paths (4,5), the two optical paths transporting the image to transfer it to two eyepieces (6,7), characterized by that the means for image separation are semi-reflective means for light separation which separate the image by reflection/transmission and that the binoculars comprise means (9) for projecting onto the separation means (3) a second image which is likewise separated by reflection/transmission to the separation means (3) to become transmitted on the two optical paths (4,5) and transported via the two paths to the two eyepieces (6,7).

2. Binoculars according to claim 1, characterized in that it also includes means (11) for obtaining or receiving images and means for transferring the images that have been received or obtained with these means to the projection means.

3. Binoculars according to claim 2, characterized in that the acquisition means (11) are carried by a carrier which carries the other optical means of the glasses, the acquisition means being arranged to visualize the combined scene as the optical lens (1).

4. Binoculars according to claim 2, characterized in that the acquisition means (11) are carried by a carrier which is independent of the one carrying the other optical means of the glasses, the acquisition means being arranged to visualize a scene which is different from that which is visualized by the optical lens (1).

5. Binoculars according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control unit (5) with microprocessor and video memory which controls the projection means.

6. Binoculars according to claim 5 in combination with one of claims 2-4, characterized in that the image acquisition means (11) is connected to the control unit (10) and transmits the images it acquires to the projection means via the control unit.

7. Binoculars according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (12) which form a switch with which the operator can switch off the projection means when it is not desired to visualize anything other than the visible image.

8. Binoculars according to one of the preceding claims, comprising light amplification means (2) which are placed between the optical lens (1) and the separation means (3), characterized in that it includes means by which the operator can deactivate the light amplification devices if it is desired to visualize only the complementary image.

9. Binoculars according to one of the preceding claims, comprising light amplification means (2) placed between the optical lens (1) and the separation means (3), characterized in that the light leaving the amplification means and the light emitted by the projection means preferably have different wavelengths, the image separation means (3) being a dichroic, semi-reflective plate or blade (3) which transmits and reflects at these two wavelengths with such transmission and reflection strengths that the transmission strength and the reflection strength at one of its wavelengths are substantially equal to the reflection strength and the transmission strength at the other of these wavelengths.

10. Binoculars according to one of the preceding claims, characterized in that it includes means by which the operator can adjust the projection means to adjust the position of the complementary image in relation to the position of the visible image.

11. Binoculars according to one of the preceding claims, comprising light amplification means (2), which are placed between the optical lens (1) and the image separation means (3), characterized in that the means (9) for projection of the complementary image are placed next to the separation means (3) opposite the light amplification means, and the direction in which said means project the image is perpendicular to the direction of the light leaving the amplification means.