JPH04215646A - 相補型観察システム - Google Patents

相補型観察システム

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JPH04215646A
JPH04215646A JP3047524A JP4752491A JPH04215646A JP H04215646 A JPH04215646 A JP H04215646A JP 3047524 A JP3047524 A JP 3047524A JP 4752491 A JP4752491 A JP 4752491A JP H04215646 A JPH04215646 A JP H04215646A
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JP3047524A
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David A Ansley
デイビッド・エー・アンスレイ
Eric C Haseltine
エリック・シー・ハーゼルタイン
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2人叉はそれ以上の人
間が、カタジオプトリック系のようなシステムにおいて
、同時に、ディスプレイを観察することによる、カタジ
オプトリック系の投映システム内で使用するための非干
渉の観察システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カタジオプトリック系の関心領域
のディスプレイ投映機及び投映システムは、2人叉はそ
れ以上の人間の同時の観察に対して、ほぼ、同じディス
プレイを利用してきた。ある要求は、2人叉はそれ以上
の人間に対する、独立、非干渉、及び同時性の関心領域
のディスプレイを提供するために開発してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、2人叉はそ
れ以上の人間(今後、時々、観察者1及び観察者2と呼
ぶ)に対する非干渉の関心領域のディスプレイの観察手
段、と同時に、1つのカタジオプトリック系の投映シス
テム内における2つ叉はそれ以上の異なったディスプレ
イ(今後、時々、ディスプレイ1及びディスプレイ2と
呼ぶ)を提供する。そのような観察手段は、他のディス
プレイからの干渉なしに2つの同時のディスプレイのう
ちの1つのみを見ることを、2人のそのような人間の各
々に許容する。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】各々の人
間に対するこの観察手段は、観察者の視線を表示する信
号を発生する手段と、観察手段の観察の場に所望ディス
プレイを向けるためのカタジオプトリック系の関心領域
の投映システム内における手段に対する信号を伝えるた
めの手段と、を有する各々の観察手段に対する視線を決
定するための手段を含む。観察手段は、また、所望ディ
スプレイからの所望光の波長を透過し、そして、欲しな
い光の波長、特に、他の観察者に対して予定されたそれ
らの光の波長を排除するための手段を含む。
【0005】より一般的には、第1観察者に対する予定
された光画像の所望波長と第2観察者に対する予定され
た光画像の所望波長との間をより大きく分離すればする
ほど、2セットの画像間の混信の抑制は良くなる。
【0006】例えば、もし、観察者1が815ナノメー
トルの波長を有する画像を見ることを予定され、観察者
2が750ナノメートルの波長を有する画像を見ること
を予定されたとした場合、混信の抑制は、約10,00
0対1とすることが可能である(光学密度=4)。もし
、長い方の波長を815ナノメートルの代わりに、84
0ナノメートルとし、短い方の波長を715ナノメート
ルとした場合、混信の抑制は、約100,000対1で
あろう(光学密度=5)。混信の抑制が大きくなればな
るほど、結果はより良いものとなる。実際的には、2人
の観察者がいる場所で使用される2つの波長の間のずれ
は、例えば、画像を作り出すように使用される光学シス
テムの容量に依存している。本発明の観察手段に対し、
各々の観察者による画像から選ばれる波長の範囲は、好
ましくは、約600ナノメートルから約1,100ナノ
メートルである。
【0007】好ましい実施例において、この観察手段は
、観察者の目叉は所望ディスプレイからの光路内におけ
る観察装置にわたる配置に適した選択的光透過の手段を
有する。そのような光透過の手段は、ほぼ、所望波長に
ついてすべての放射束を透過し、また、すべての他の波
長を反射叉は吸収する。ある実施例において、観察者1
に対して、スコット(Scott) のRG830板の
ようなフィルターは、ほぼ、880ナノメートルに対す
るすべての放射束を透過し、かつ、ほぼ、約ー20゜か
ら約+20゜の範囲内の角度で向かい合っている視界の
領域にわたり、750ナノメートルに対するすべての放
射束を除くか、または、吸収する。
【0008】観察者2に対しては、シノット(Sino
tt)のホログラフィー光学素子(HOE)のような2
つのホログラフィー光学素子叉は多数の薄いフィルムフ
ィルターは、ほぼ、約ー20゜から約+20゜の範囲内
の角度で向かい合っている視界の領域にわたり、800
ナノメートルに対するすべての放射束を除くか、または
、吸収し、そして、750ナノメートルのすべての放射
束を透過する。そのようなフィルターは、知られた種類
のものである。この薄いフィルムフィルターは、例えば
、最初の3層及び空気接触層(air interfa
ce layer) を除き、各々の4分の1の波長の
厚さのTa2 O5 及びSiO2 層を交互にする4
3層の堆積(stack) が可能である。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明する
【0010】図1は、ほぼ880ナノメートルの波長に
対しすべての放射束を透過し、750ナノメートルの波
長に対するすべての放射束を除くか、叉は、吸収するい
くつかの異なった赤外線透過フィルター(すなわち、R
G780、RG830及びRG850)の性能をグラフ
的に示したものである。
【0011】図2a及び図2bは、2番目の観察者につ
いて評価された光学密度に対する1つ及び2つのホログ
ラフィー光学素子(HOE)の光学フィルターの視野を
示す。図3に示されているように、2番目の観察者のフ
ィルターは、ほぼ、750ナノメートルの波長のすべて
の放射束を透過し、そして、800ナノメートルの波長
のすべての放射束を除くか叉は吸収する。
【0012】好ましい実施例について、ゼラチンベース
のホログラフィー素子の重クロム酸塩(DCG)(di
chromated gelatin−based h
olographic elements)はそれらの
低い散乱特性と高い変調指数により、ディスプレイ及び
フィルターの目的として有用である。80ミクロンの厚
さであり、約0.06の変調指数を有する位相格子(p
hase grating) と共にゼラチンベースの
ホログラフィー素子の重クロム酸塩(DCG)ホログラ
フィーフィルターは、特に有用である。
【0013】ホログラフィー赤外線フィルター素子は、
好ましくは、1つ叉は2つのいずれかである。1つの素
子は、それが1つのホログラムのみを利用していること
から、より単純である。2つの素子は、2つの領域の角
度範囲(すなわち、高及び低)の各々について1つであ
る2つの補完する格子を使用する。そのような機構の中
で、各々の素子に対する角度バンド幅の要求は減縮され
る。
【0014】880ナノメートルで4の最大の光学密度
であり約±20゜の視野を覆うように選定されたホログ
ラムフィルターは、下記の特性を有する。
【0015】厚さ(t)約45ミクロン、格子空間(L
)約894.5ナノメートル及び変調指数約0.053
である。
【0016】図2aは、1つのホログラフィー光学素子
フィルターからのランダムに偏光された光に対する88
0ナノメートルでの、空気中における度で測定された入
射角に対する光学密度をプロットしたものを示したもの
である。このカーブは約0゜で対称であることから、全
体の40゜の領域にわたる、吸光特性を描いている。散
乱及び吸収損失を無視した750ナノメートルでの同じ
ホログラムに対する理論的な透過は、同じ範囲にわたり
95%優れている。
【0017】2つのホログラフィーフィルターでは、角
度適用範囲の要求は、2つの要素間で分割される。第1
ホログラムは、約0゜から約17゜の範囲をカバーし、
第2ホログラムは、約15゜から約24゜の範囲をカバ
ーする。図2bは、2つのホログラフィー光学素子(H
OE)フィルター層の合成を表現している。16゜に近
い投射角での曲線内の塊(lump)は、2つのホログ
ラム間の適用範囲内で重複すべきである。図2bとして
は、関連するパラメータは1つ素子の場合におけるより
もより厳密ではないことを示している。このことから、
各々のホログラムの厚さは、約35ミクロンであること
が可能である。前記格子空間は、887ナノメートル及
び906ナノメートルである。この変調指数は約0.0
45である。
【0018】2つのホログラフィーフィルターでは、各
々のホログラムは1つのフィルターよりも薄くすること
ができる。各々はより低い調整の要求を有することがで
きる。さらに、3の最小の光学密度での角度適用範囲は
、本来の空間の非均等に対して許容する理論的な視野で
ある約48゜である。結果として、そのようなフィルタ
ーは、1つのフィルターより、より容易で、かつ、より
低価格で製造される。2つのフィルターでは、10,0
00から1のコントラスト比は、理論的な視野である4
0゜の要求にわたり、達成できる。
【0019】図3は、同じカタジオプトリックの関心領
域の投映システム内での他の観察者に対して予定されて
いる同時のディスプレイを見ることなしに、彼のために
のみ予定されたディスプレイを各々の観察者が見るよう
な、2人の異なった観察者による2つの異なった光フィ
ルターの使用を示している。この発生する3つの暗視眼
鏡(NVG)装置の観察スペクトル応答は、典型的に、
600から1,100ナノメートルである。ここで、2
人の観察者の各々に対して選択された波長は、この波長
の範囲内であるに違いない。
【0020】図4は、第1観察者によってのみ見ること
ができる880ナノメートルの波長であるディスプレイ
1、及び、第2観察者によってのみ見ることができる7
50ナノメートルの波長のディスプレイ2を示す。
【0021】カタジオプトリック系のディスプレイの投
映システム内において、パイロット及びジェット戦闘シ
ュミレータの兵器システムの司令官のような2人の観察
者では、現実の夜間観察シュミレーションの間、同時に
、各々、薄明りを使用可能レベルに増幅するための暗視
眼鏡の観察手段を身につける。センサーは、各々の観察
者の眼鏡が向く方向を決定し、かつ、同時に、1人の観
察者の視野の中に1つの関心領域のディスプレイ、他の
視野の中に他のディスプレイを向けるために1又はそれ
以上の信号を発生する。図4参照のこと。
【0022】パイロット及び兵器システムの指令官が他
の観察者に対して予定されているディスプレイを見るこ
とから回避するために、各々の観察者の眼鏡は、他の観
察者に予定されているディスプレイで発生する投射光を
除き、彼のためにのみ用意されたディスプレイの光のみ
を透過するための各々の目に対するフィルターを含む。
【0023】独立した非干渉なディスプレイは、また、
ディスプレイに対する各々の観察者から制限された距離
に依存する透視のねじれを回避する。例えば、9.14
4メートルの直径のドーム内部で2箇所の闘争シュミレ
ーターの使用を仮定すると、1人の観察者は、もし、彼
が他の観察者に対して予定されたディスプレイを見るの
であれば、20゜誤差が上がるような透視のゆがみを持
つであろう。本発明の観察手段により、各々の観察者に
対して独自に適するように造られている画像のゆがみの
修正技術によって、本問題を解決することができる。
【0024】ディスプレイ1及びディスプレイ2に対す
る画像源は、電気的なビデオ信号を所望波長について空
間的に修正されたディスプレイに変換する機構が可能で
ある。中継の望遠鏡の1番及び2番は、ディスプレイを
その発生源から、カタジオプトリック系の関心領域のデ
ィスプレイの投映システム(CAOID)の接眼レンズ
/鏡の構成に変換する。
【0025】そのカタジオプトリック系の関心領域のデ
ィスプレイの投映システム(CAOID)は、ドームス
クリーンの上にディスプレイを投映する。ビームスプリ
ッターは、共通の光路内の2つのディスプレイからなっ
ている。そのモーター駆動の鏡はドームスクリーン上に
所望の配置にディスプレイを向ける。これらのカタジオ
プトリック系の関心領域のディスプレイの投映システム
(CAOID)機構の完全な記述は、「カタジオプトリ
ック系の投映機、カタジオプトリック系の投映システム
及び過程」と題された1989年3月3日に出願の関連
出願、すなわち、アメリカ特許発明のシリアル番号07
/347,111、で開示されている。その発明の全体
の開示は、この参照により具体化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】最初の観察者の光フィルターに対する好ましい
実施例のスペクトル応答を示したグラフである。
【図2】a及びbは、観察者2に対する、1つ及び2つ
のホログラフィー光学素子を使用時の角度応答を示す2
つのグラフを含む。
【図3】2人の観察者のフィルターに対するスペクトル
応答を示し、かつ、観察装置の3つの暗視眼鏡(NVG
)が発生するディスプレイのスペクトル応答を示してい
る。
【図4】2つのセットの間の混信が最小であるような、
2人の異なった観察者による画像の2つの異なったセッ
トの同時の観察を示した概要図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カタジオプトリック系の関心領域のディス
    プレイに適する2人叉は多人数に対する補完観察手段で
    あって、観察者の目叉は前記観察システム内でディスプ
    レイからの放射束光路内の観察装置に配置されるのに適
    した選択的光透過手段を有し、前記選択的光透過手段は
    、所定の所望波長におけるすべての放射束をほぼ透過し
    、ほぼすべての他の波長について、ほぼすべての放射束
    を排除または吸収することを特徴とする補完観察手段。
  2. 【請求項2】前記選択的光透過手段が、観察者の視線を
    表示する信号を発生するための手段を含む前記観測手段
    に対する視線を決定するための手段と、カタジオプトリ
    ック系の関心領域の投映システム内に存在し、かつ、前
    記観察手段の観察領域に所望ディスプレイを向けるため
    の手段に、信号を供給するための手段と、を特徴とする
    請求項1に記載の選択的光透過手段。
  3. 【請求項3】放射束を所望ディスプレイから透過するた
    めの手段と、前記ディスプレイから、望ましくない放射
    束を排除するための手段を、更に有することを特徴とす
    る請求項1に記載の観察手段。
  4. 【請求項4】前記選択的光透過手段が、フィルター素子
    を有することを特徴とする請求項1に記載の観察手段。
  5. 【請求項5】前記選択的光透過手段は、1つのホログラ
    フィー光学素子、2つのホログラフィー光学素子、また
    は、薄いフィルム多数で作られたフィルターを有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の観察手段。
  6. 【請求項6】カタジオプトリック系の関心領域のディス
    プレイとして使用するのに適した2人叉はそれ以上の人
    間に対する補完観察手段であって、ほぼ所望波長である
    予め決定されたすべての放射束を透過し、ほぼ全ての放
    射束を、ほぼ他の全ての波長について除くか、吸収する
    第1選択的光透過手段であって、前記システム内の第1
    ディスプレイから放射束の路内における観察者の、また
    は、観察装置に配置されるのに適した第1選択的光透過
    手段と、ほぼ、所望波長である予め決定されたすべての
    放射束を透過し、ほぼ全ての放射束を、ほぼ他の全ての
    波長について除くか、吸収する第2選択的光透過手段で
    あって、前記システム内の第2ディスプレイから放射束
    路内における観察者の、または、観察装置に配置される
    のに適した第2選択的光透過手段と、を有すること特徴
    とする補完観察手段。
  7. 【請求項7】前記第1選択的光透過手段に、動作的に接
    続されており、第1観察者の視線を表示する信号を発生
    するための手段を含む第1観察手段に対する視線決定の
    手段と、カタジオプトリック系の関心領域の投映システ
    ム内に設けられ、かつ、前記第1観察手段の視野に、所
    望ディスプレイを向けるための手段に信号を供給する手
    段と、を有する請求項6に記載の選択的光透過手段。
  8. 【請求項8】前記第2選択的光透過手段に、動作時に接
    続されており、第2観察者の視線を表示する信号を発生
    するための手段を含む第2観察手段に対する視線の決定
    の手段と、第2観察手段の観察の場に、所望ディスプレ
    イを向けるためのカタジオプトリック系の関心領域の投
    映システム内に設けられ、かつ、信号を供給するための
    手段と、を更に有することを特徴とする請求項7に記載
    の選択的光透過手段。
JP3047524A 1990-02-20 1991-02-20 相補型観察システム Pending JPH04215646A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US48154890A 1990-02-20 1990-02-20
US481548 1990-02-20

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ID=23912379

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EP (1) EP0443793B1 (ja)
JP (1) JPH04215646A (ja)
DE (1) DE69126454T2 (ja)
IL (1) IL97246A (ja)
TW (1) TW198748B (ja)

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