JPH045364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学装置の視軸を表わすレチクロ像を
投影するために、光軸が光学装置の視軸と一致す
る対物レンズの瞳の周辺に配置したコリメータを
具えるレチクロ像投影装置に関するものである。

本発明は銃やミサイルにおいて照準を合わせる
のに用いられる熱線観察装置に主として適用され
るものであるが、これに限定されるものではな
い。このような装置では視軸を武器の軸と整列さ
せなければならない。命中精度はこの整列精度に
より決まり、この精度は軍隊の苛酷な条件下で維
持しなければならない。

レチクロ像を形成する方法としていくつかの方
法がある。このうちの一つは、熱線カメラの前方
にコリメータを配置し、このコリメータによりレ
チクロ像をカメラに投影してこの像をカメラの視
野像に重畳している。この場合、視軸の安定性は
コリメータだけに左右される。このことは重要で
ある。なんとなれば寸法の小さいコリメータを安
定に配置することは、大型な光学系を具える複雑
な光学装置である熱線カメラを安定に配置するこ
とに比べて容易であるからである。

コリメータは熱線カメラの瞳の中心に配置しな
ければならない。この理由は、それら以外の装置
において例えば瞳の周辺に配置すると焦点誤差が
生じた場合視軸に角度変位が生ずるためである。

コリメータをカメラの瞳の中心位置に配置でき
るとは限らない。この理由は、コリメータを配置
する空間がなかつたり、又は機械的な連続機構を
設けることができないことがあるためである。更
に、カメラがズーム又は多焦点対物レンズを装備
している場合には、コリメータを瞳の中心に配置
することが不可能な場合がある。すなわち、一定
の開口数を維持するために焦点距離が短くなるに
従つて瞳径が小さくなり、この結果視野を観察で
きなくなるからである。

本発明の目的は、視軸の方向がカメラの対物レ
ンズの焦点状態に依存することなくコリメータを
瞳の周辺近傍に配置できるようにしたレチクロ像
投影装置を提供するものである。

本発明によるレチクロ像投影装置は、前記コリ
メータ装置が光軸に垂直で互いに直交する軸方向
に配置した２個のサブコリメータを具え、第１の
サブコリメータが第１のラジアルスリツト像を形
成すると共に第１サブコリメータと同一構成の第
２サブコリメータが第１ラジアルスリツト像に対
して垂直な第２ラジアルスリツト像を形成し、こ
れらの像の交点を視軸上に位置させるように構成
したことを特徴とするものである。

本発明の一実施例では前記第１及び第２サブコ
リメータの瞳は矩形形状をなし、この矩形の長い
辺を対応するスリツトの方向と直交する方向に延
在させる。このように構成すれば同一の瞳面積に
対してスリツト像における回析による影響を低減
でき、明瞭なエツジを形成できる。

以下図面に基き本発明を詳細に説明する。

第１図において対物レンズＬを中心Ｏと視軸
OXを有する収束レンズで構成する。コリメータ
Ｃの位置は視軸OXに垂直で互いに直交する軸
OX及びOZにより表わされ、対物レンズＬの瞳の
エツジ部に配置され、このコリメータＣにより点
Ａの像A′を形成する。

焦点誤差が生じた場合視軸が点O′で交差する
焦平面Ｐは距離dxだけ平行移動する。この面に
形成された像の位置は軸OY及びOZにそれぞれ平
行な軸O′Y′及びO′Z′で表わされる。明らかに点
Ａの像がA′に移り、視軸は角度dαだけ変位する。

この問題を解決するために第２図に示すように
本発明における投影装置は、２個のサブコリメー
タＣ１及びＣ２を具え、これら２個のサブコリメ
ータを対物レンズの瞳の周辺の近傍に軸OY及び
OZにそれぞれ沿つて配置する。

第１のサブコリメータＣ１は軸OYに平行に延
在するラジアルスリツトABの像をA′B′に結像す
る。第１サブコリメータＣ１と同一構成とした第
１のサブコリメータＣ２は軸OZに平行に延在す
るラジアルスリツトCDの像をC′D′に結合し、像
A′B′とC′D′の交点を視軸OXに位置させる。

図面の簡単化するためサブコリメータＣ１につ
いてだけ光線の軌跡を描いてある。

像A′B′及びC′D′が対物レンズＬの焦平面Ｐ内
に結像されず焦点誤差dxが生じている場合には、
第１のサブコリメータＣ１からのビームと焦平面
Ｐとの交点は軸O′Y′方向に移動するが、レチク
ロすなわち十字線の２本の軸の交差点は軸OX上
にあることは明らかである。

一般に照準を合わせる場合にはズーム又は多焦
点対物レンズは長焦点側に駆動されるが、そのと
きサブコリメータＣ１及びＣ２の光軸は対物レン
ズの瞳の周辺部で軸OY及びOZとそれぞれ交差す
ることになる。

一方広い視野を観察する場合のように焦点距離
が短い場合には、一定の開口数を維持するために
瞳径が減少してしまい、コリメータから発したビ
ームがもはや対物レンズに入らず十字線が消えて
しまう。

スリツト像における回析による影響を低減する
ためサブコリメータＣ１及びＣ２の瞳を、長い辺
がスリツト方向と直交する矩形形状とする。

第３図ａと第３図ｂは対物レンズが正規の焦点
状態にある場合と焦点誤差を生じている場合のレ
チクロ像の状態をそれぞれ示す。焦点誤差が生じ
ている場合、十字線の２本の線は、それぞれの軸
方向に移動するが、その交点は依然としてO′に
ある。

この種のサブコリメータは、レチクロ像が２本
の直交する線を有する場合だけでなく直交しない
線を有する場合にも用いられる。

実用化に当り、このサブコリメータはレンズや
ミラーを用いる種々の方法により構成できる。

簡単でコンパクトな構成を第４図ａ及びｂに図
示し、第４図ａは正面図、第４図ｂは径方向に切
つた断面図である。本例ではミラーを用いてお
り、可視光を用いて制御できること及び広いスペ
クトル領域で使用できる利点がある。更に、温度
依存性をもたない特徴がある。

一方のサブコリメータを直径ef方向に配置し、
全ての構成要素を断面図である第４図ｂに示す。
このサブコリメータはスリツトＦを照明する光源
Ｓを具え、このスリツトＦを球面ミラーＭ１の焦
点に配置する。このミラーＭ１で反射された光ビ
ームを、スリツトＦと対物レンズＦとの間に視軸
に対して45°の角度だけ傾いて配置した平面ミラ
ーＭ２で反射させて対物レンズＬに入射させる。
他方のサブコリメータはミラーM′１とM′２とを
有し、一方のコリメータに対して90°の角度をな
し直径ghに沿つて配置する。これらサブコリメ
ータの種々の構成要素を対物レンズの前方に配置
した金属製リングＫ内に装着する。

本発明によるレチクロ像投影装置は特に熱線カ
メラと共に使用するのに好適であるが、その原理
は波長に拘わらず全ての光学装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置においてコリメータを瞳の近
傍に配置した場合に焦点誤差により生じた直線状
誤差を示す線図、第２図は本発明による装置の原
理図、第３図ａ及びｂは熱線カメラにより観察さ
れる合焦時及び非合焦時のそれぞれのレチクロ像
を示す線図、第４図ａ及びｂはミラーを用いる本
発明の一実施例の構成を示す線図である。 Ｌ……対物レンズ、OX……視軸、Ｐ……焦平
面、Ｃ１，Ｃ２……サブコリメータ、Ｓ……光
源、Ｆ……スリツト、Ｍ１，M′１……球面ミラ
ー、Ｍ２，M′２……平面ミラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学装置の視軸を表わすレチクロ像を投影す
   るために、光軸が光学装置の視軸と一致する対物
   レンズの瞳の周辺に配置したコリメータを具える
   レチクロ像投影装置において、 前記コリメータが、光軸に垂直で互いに直交す
   る軸に沿つて配置された２個のサブコリメータを
   具え、第１のサブコリメータにより第１のラジア
   ルスリツト像を形成し、第１のサブコリメータと
   同一の構成の第２のサブコリメータにより前記第
   １のラジアルスリツト像と直交する第２のラジア
   ルスリツト像を形成し、これら第１及び第２のラ
   ジアルスリツト像の交点を視軸上に位置するよう
   に構成したことを特徴とするレチクロ像投影装
   置。 ２ 前記第１及び第２のサブコリメータの各々の
   瞳を、長辺が対応するスリツトの方向と直交する
   ように矩形状としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のレチクロ像投影装置。 ３ 前記サブコリメータの各々が複数のミラーと
   光源とを具え、この光源を球面ミラーの焦点に配
   置して対応するスリツトを照明し、この球面ミラ
   ーによりスリツトから発する光ビームを、スリツ
   トと対物レンズとの間に視軸に対して45°だけ傾
   けて配置した平面ミラーに向けて反射させ、この
   光ビームを対物レンズを透過させて視軸上に中心
   を有するスリツト像を形成するように構成し、前
   記コリメータの種々の要素を光学装置の対物レン
   ズの前方に配置したリングに装置したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のレ
   チクロ像投影装置。