JPH09509257A - 単眼暗視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 暗視装置(10)は、ハウジング(18)の中空中に配置されたイメージ増倍管を使用する。暗視装置は、利用者が夜間条件で接眼ポート(14)により観察し、単眼装置の対物ポート(12)を通って導かれた画像を見ることを可能にする構成された単眼装置である。ハウジング(18)は、利用者の手に適合するように成形され、上面において連続した指適合起伏を有し、下面に親指適合凹部を有している。この構造は、利用者が画像を観察しながら単眼装置を片手で把持することを可能にする。この起伏は、利用者が装置の照準を定めることを可能にし、装置の方向が上述された表面形状にしたがって予め定められることを保障する。

Description

【発明の詳細な説明】 単眼暗視装置 ［発明の技術的分野］ 本発明は、観察者が夜間またはその他の弱光条件中に物体を観察することを可 能にする光学装置に関する。特に、本発明は市販するために安価に製造されるこ とができる手持ち型の単眼システムに関する。 ［背景技術］ 暗視装置は、夜間またはその他の弱光条件中に物体を観察する能力を陸、海、 空軍の兵士およびパイロットに提供するために軍事的に広く使用されている。結 果として、多数の暗視装置が現在厳しい軍仕様および設計にしたがって製造され ている。同様に、多数のこのような暗視装置が種々の兵器の照準の一部分、また はパイロットまたは兵士のヘルメットに取付けるゴーグル装置の一部分等の特定 の軍事用のために製造されている。その結果、現在製造されている多数の暗視装 置は民間の非軍事的な使用に対して適用不可能であり、適合が困難である。 暗視装置は、典型的に可視光に赤外線エネルギを変換するイメージ増倍管を含 んでいる。このような暗視装置は、典型的にイメージ増倍管の動作を制御する精 巧な電源および回路と、イメージ増倍管に赤外線エネルギを導き、またイメージ 増倍管から可視光を導く精巧な光学装置とを必要とする。軍 事用では、種々の軍の兵員が、支給された暗視装置の使用および調節方法につい て訓練を受けている。しかしながら、民間用に設計される暗視装置は、暗い環境 の中で種々の異なる利用者により容易に動作されることができる簡単な調節を備 えていなければならない。さらに、民間用に設計される暗視装置はまた、動作お よび調節の容易な種々の調節可能な光学特性を必要とする。このような消費者向 けの暗視装置は、夜間船舶水先案内、夜間セキュリティ、監視、狩猟、漁獲、登 山、航海、海中の観察、探索および救助、並びに法律の執行に関して広範囲にわ たって適用される。 本出願人であるＩＴＴ社は、種々の適用のために多数の暗視装置を製造してい る。軍用暗視装置の例はフィリップス氏による米国特許第 5,084,780号明細書、 およびNaselli 氏による米国特許第 5,029,963号明細書に記載されている。ＩＴ Ｔ社はまた手持ち型暗視双眼装置を設計している。このような双眼装置の例は、 米国特許出願第07/954,006号明細書（1992年 9月30日出願）に記載されている。 この米国特許出願明細書には、簡単化された調節制御装置、瞳孔間調節装置およ びジオプタセル焦点調節装置を有する暗視双眼装置が記載されている。暗視双眼 装置の構成に使用されることができる関連した光学素子は、共に本出願人に譲渡 された米国特許出願第08/039,755号明細書および米国特許第 5,117,553号明細書 に記載されている。これらの参考文献には、暗視双眼装置用のジオプタセル設計 およびコリメータレンズ装置がそれぞれ記載されている。本出願人は、イメージ 増倍管および本発明 に関して重要な関連装置に関するその他の特許および出願を所有している。 上述されたように、民間で利用可能な暗視装置にとって重要な用途は、狩猟、 漁獲、登山およびその他のアウトドア活動での使用に対するものである。これら のアウトドア環境は、手持ち型暗視装置等の精巧な電子・光学装置にとって理想 的とはとても言えない。このような環境の中で生き残るために、暗視装置は大き い温度変化や衝撃に耐えることが可能でなければならず、雨や高湿度環境による 損傷および可能性のある水中への落下に耐えるように設計されなければならない 。施設セキュリティおよび警察の監視活動による使用に適合するために、このよ うな装置は連続的な使用のために軽量で、見つけられないように暗色でなければ ならない。 したがって、本発明の目的は、保持および動作が容易で防水性であり、軍用暗 視装置と同じ性能をはるかに低い費用で提供する暗視装置を提供することである 。 本発明の別の目的は、製造および組立てが容易であり、それによって暗視装置 を製造する費用をさらに減少させる上記の暗視装置の構成部分を提供することで ある。 ［発明の開示］ 本発明は、強度の低い光と赤外線エネルギを可視画像に変換することができる 単眼暗視装置であり、使用および組立ての両方を容易にするように製造される。 単眼暗視装置は、対物レンズ装置、イメージ増倍管、コリメータレンズ装置、お よび組立ての容易な区画された防水ハウジング中に収容され たジオプタセル装置を含んでいる。対物レンズ装置、イメージ増倍管、コリメー タレンズ装置およびジオプタセル装置はそれぞれ各区画壁対の間に配置され、折 曲げられた光路を構成する。したがって、熟練した作業または特別な整列調節を 必要とせずに種々の素子の予め定められた光学関係が得られる。ハウジングの外 側は、装置が把持し易く、利用者が使用中快適に保持できるように成形される。 単眼暗視装置の主要な光学素子は、機械的な固定装置を必要とせずにハウジン グ内の各区画壁の間に保持される。さらに、ハウジングはガスケットを使用せず に防水性であるように組立てられることができる。ハウジング内の回路板上に配 置された表面取付けオン／オフボタンは、単眼暗視装置を動作するために使用さ れる。交換可能な対物レンズは、利用者が視界の中の任意の目標に選択的に焦点 を結ぶことを可能にするために使用される。拡大が要求される場合、対物レンズ はズームレンズとして随意に構成されてもよい。このようにして、本発明の単眼 暗視装置は、信頼性が高く、経済的な方法で製造され組立てられることが可能で あり、それによって単眼暗視装置を一般消費者に適用可能にする。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の１実施形態にしたがって構成された単眼暗視装置の側面斜視 図である。 図２は、それに結合される補足的な拡大レンズを有する図１の実施形態の側面 斜視図である。 図３は、図１の装置の種々の電子および光学素子を保持し、 保護するために使用されているハウジングの内部詳細および２部分構成を示した 拡大図である。 図４ａは、組立て前の実施形態のハウジングの結合部分の断面図である。 図４ｂは、組立て後の図４ａに示されたハウジングの結合部分の断面図である 。 図５は、電子・光学素子の好ましい内部構成を示すためにハウジング部分の１ つが取除かれた図１の装置の斜視図である。 図６は、図５に示された好ましい構成において電子・光学素子を支持する区画 の配置を示すためにハウジング部分の１つが取除かれた図１の装置の側断面図で ある。 図７は、図１の暗視装置内に含まれているジオプタセル装置の分解図である。 図８ａは、図１の暗視装置によって使用される接眼レンズの種々の素子を示し た分解図である。 図８ｂは、図１の暗視装置によって使用される完成した接眼レンズ装置の斜視 図である。 図９ａは、図１の暗視装置内に含まれているコリメータ装置の部分の分解図で ある。 図９ｂは、図１の暗視装置内に含まれている完成したコリメータ装置の斜視図 である。 図１０は、図１の単眼暗視装置内に含まれているイメージ増倍管の分解図であ る。 図１１ａは、図１の暗視装置によって使用される対物レン ズ装置の素子の分解図である。 図１１ｂは、図１の暗視装置によって使用される完成した対物レンズ装置の斜 視図である。 図１２ａは、図１の暗視装置内に含まれる電池収容装置の素子の斜視図である 。 図１２ｂは、完成した電池収容装置の断面図である。 図１３は、図１の暗視装置の動作を制御するために使用される電力制御ボタン および回路板を示した斜視図である。 ［本発明を実行する最良のモード］ 図１を参照すると、本発明にしたがって構成されたの単眼暗視装置の１実施形 態が示されている。以下説明するように、暗視装置10は赤外線および低い強度の 光を受ける単一の対物レンズ12と、受取られた光から生成された可視画像を観察 する単一の接眼レンズ装置14を含む。後述するように、対物レンズ装置12は、単 眼暗視装置10を使用している観察者の物理的および光学的な要求にしたがって調 節可能である。 本発明の実施形態によると、暗視装置10は、１つの設定された倍率で製造され る。図２に示されているように、さらに暗視装置10は拡大率を増すために補足的 な拡大レンズ16を備えていてもよい。例えば、暗視装置10は３倍の最初の拡大率 で生産されてもよい。しかしながら、補足的な拡大レンズ16が付加された場合、 拡大率は８倍に増加されることができる。拡大レンズ16は、任意の通常の方法で 暗視装置10に結合されてもよい。例えば、補足的な拡大レンズ16は、対物レンズ 装置12における対応する捩子溝で受けることができる端部（示 されていない）を備えてもよい。カメラに望遠レンズを接合するのによく知られ ているこのような接続システムが使用されてもよい。その代わりとして、締まり ばめ接続またはその他のこのような機械的な接続システもまた使用されることが できる。 再び図１を参照すると、本発明の重要な目的は、大きい温度変化、高湿度環境 および可能性のある水中への落下に耐えることができる単眼暗視装置を提供する ことであることが想起される。したがって、単眼暗視装置10の光学および電子素 子は、防水ハウジング18中に収容されることが好ましい。図３に明瞭に示されて いるように、ハウジング18は２部分構成であり、部分20および22が結合された時 にそれらの周辺エッジの付近に形成される流体不浸透性のシール（示されていな い）によって接合される第１の半分すなわち部分20と第２の半分すなわち部分22 とを含んでいることが好ましい。各部分20および22の内面は、複数の等しく成形 された区画25および27をそれぞれ具備している。部分20および22が接合された時 、第１の部分20の各区画は第２の部分22の対応した区画と整列し、それによって 対向する支持面の対を限定し、種々の電子・光学素子を受けて、予め定められた 光学関係でそれらを保持する。当業者によって容易に認められるように、このよ うな装置は、機械的な固定装置、特別な工具または測定装置を使用せずに、熟練 者でなくても種々の素子が迅速に組立てられることを可能にする。ハウジング16 は、耐衝撃性および耐腐蝕性の高い軽量な材料から形成されることが好ましい。 こ のような材料の一例は、ゼネラル・エレクトリック社によってＧＥプラスチック ス・デビジョンから供給される熱可塑性プラスチック材料である、商標名ＸＥＮ ＯＹ ＰＣ／ＰＢＴ合成樹脂である。ゼネラル・エレクトリック社の商標名ＸＥ ＮＯＹの2000および5000シリーズ等のポリエステルボンドウレタンは、本発明の ハウジングを形成するのに適した材料であることが分かっている。しかしながら 、当業者は、軽量で耐衝撃性で耐腐食性の所望の特性を有する任意の適切な材料 が本発明にしたがって使用されてもよいことを容易に理解するであろう。装置は 、狩猟、監視、または利用者が身を隠すことを希望するその他の活動を行うため に使用される可能性があるために、ハウジング16は黒色またはその他の暗い色で あることが好ましい。もちろん、ハウジングは明るい色であってもよく、或は見 つけられないことよりも容易に発見されるほうが重要な用途に対して反射性マー キングを使用してもよいことが容易に認められるであろう。 図３から理解できるように、ハウジング16の第１の部分20および第２の部分22 は複雑な周辺経路に沿って接合され、この経路はハウジングの部分20および22の 対応した開口の周辺エッジによって限定される。しかしながら、結果的な接合部 （示されていない）に沿って流体不浸透性のシールを生成するようにハウジング の部分20および22を接合する必要がある。このようなシールは、ハウジングの部 分20および22の間に位置された適切に成形されたガスケットを使用することによ り実現されてもよい。しかしながら、周辺エッジの複雑な形状 のために、エッジを接合して密封するように作用するガスケットは製造に費用が かかり、取付けに多大な労力を要する。それ故、本発明にしたがって、図４ａお よび４ｂに示されているようにハウジングの部分の間の内部シール構造を使用す ることによってガスケットの使用が回避される。 図４ａを参照すると、ハウジングの部分20の周辺エッジは依存性の周辺突出部 46を形成され、一方ハウジングの部分22の対応したエッジは対応的に成形された 周辺溝50を備えていることが認められるであろう。容易に理解されるように、突 出部46および溝50の両者は、ガスケットを必要とせずに第１および第２のハウジ ング部分の間に防水シールを提供するように内部周辺ハウジングシールが形成さ れることを可能にする適切な接着剤を受けるように特別に成形されている。した がって、図４ａには、ハウジング16の第２の半分22の対応した溝に挿入される直 前のハウジング16の第１の半分の部分20が示されている。図から認められるよう に、突出部46の両側にある底面48，49は２つの異なる平面で存在し、ハウジング の外部に近い底面48がハウジングの内部に近い底面49より高い。溝50の両側の上 面51，52も２つの異なる平面に位置し、ハウジングの外部に近い上面51がハウジ ングの内部に近い上面52より高い。以下に説明する目的のために、溝50は突出部 46より著しく広く深く形成されている。 第１および第２のハウジング部分20および22を接合する前に、接着剤54が下方 の部分20の溝50内に供給される。選択された接着剤54は、ハウジング16の熱可塑 性プラスチック材料 と結合し、硬化して水不浸透性にならなければならない。適切で好ましい接着剤 は、接着剤と混合される活性剤を使用するエポキシに類似して、供給されて使用 されることができる成分としてメチルアクリレートを含む。このような材料は、 ＩＴＷアドヒーシブシステムズ社（Endicatt Street,Danvers,Massachusetts 01 923）から入手できる。同様に作用する別の接着剤がある。その接着剤は比較的 粘性があり、したがって流出せず、はみ出してシールを形成することができる厚 さのエポキシとして作用しなければならない。 図４ｂを参照すると、ハウジング部分20の突出部分46がハウジング部分22の溝 50内に受けられたとき、大きいほうのギャップ55がハウジングの外側ではなく内 側に近いほうに生成されることが認められるであろう。結果的に、部分20と22と の間に存在する接着剤54は、ハウジング構造の内部に導かれる。接合部からはみ 出した過剰な接着剤は、ハウジングの内側にビーズ56を生じさせる。接着剤54の 表面張力によって生じたビーズ56は、ハウジング16の内側に沿って接合部全体を カバーする。ノッチ57，58は、ハウジング部分20および22上のハウジング16の外 側に近い点にそれぞれ配置される。部分20および22が接合されたときに、半分の 方形のレリーフ59がハウジング16の外側に形成され、ハウジングの部分の間の接 合部に沿って走っている。接合部からはみ出した過剰な接着剤54は、半分の方形 のレリーフ59の底を充填し、それによって接着剤の線をそれ程目立たせずに凸凹 のない装置を提供する。半分の方形のレリーフ59の中およびハウジング16の内側 のビーズ56に沿って部分20と22との間に接着剤54が存在することにより、ハウジ ング16の内部を密封するバリアが生じる。接着剤54が硬化すると、ガスケットを 使用せずに、ハウジング16の部分20と22の間に流体不浸透性シールが生成される 。その結果、ハウジング16の部分20および22は、効率的で経済的な方法で接合さ れることができる。 図５を参照すると、ハウジング16の内部内における電気・光学素子の好ましい 配置が認められる。電気・光学素子は、対物レンズ装置12と、対物レンズ12から の赤外線エネルギを可視画像に変換するイメージ増倍管64と、可視画像をコリメ ートするコリメータレンズ装置66と、コリメートされた画像を反射するプリズム 67の形態の反射手段と、反射された画像を受取り、それを反射するジオプタセル 装置68と、反射された画像を受取り、利用者がそれを見ることを可能にする接眼 レンズ装置14とを含む。電力供給モジュール74を介して回路板72に電力を供給す る１以上の電池を受ける大きさで配置された電池ハウジング装置70もまたハウジ ング16内に含まれている。以下、これらの各素子を個別に詳細に説明する。 図３および６を参照すると、区画25の位置および形状は、予め定められた光学 的な配置で電子・光学素子を支持するように選択される。例えば、対物レンズ装 置12を支持する区画は、ハウジング内部において対物レンズ装置の部分を受けて 支持する支持面25ａを限定する大きさにされ、配置された半円形の凹部をそれぞ れ有する。回路板72を支持するために、区画23は支持面29を生じるように切込み を設けられる。部分 22は、第２の支持面29s’を限定する類似の切込みを設けられた区画23’を有す る。部分20および22が接合されたとき、回路板72は図６に示されているように位 置されることができ、その電力制御プッシュボタン73がハウジングを通って延在 することが当業者によって容易に確認されるであろう。 以下図７，８ａおよび８ｂを参照して、本発明のハウジング16内における接眼 およびジオプタ装置の構造を説明する。図７を参照すると、ジオプタセル装置は 接着剤または機械的な固定装置を必要としないスナップ結合装置であることが認 められる。ジオプタセル装置68に入った光（矢印で示された）は第１のレンズ10 5 を通過し、ここで反射鏡106 によって45°で反射され、接眼レンズ107 を通し て再指向される。第１のレンズ105 および反射鏡106 の両者は、共通のセルハウ ジング108 に接続される。セルハウジング108 は、開口110 が形成されるフェイ ス面109 を有する。開口110 は、第１のレンズ105 に適合する大きさにされた段 のある縁部を有する。その結果、第１のレンズ105 は開口110 中に嵌込まれ、そ こに設置される。スナップ・オンカバー112 は、第１のレンズ105 上からセルハ ウジング108 に連結している。カバー112 は第１のレンズ105 の直径より小さい 直径に形成された開口111 を有する。結果的に、カバー112 がセルハウジング10 8 に接合されたとき、第１のレンズ105 はカバー112 とセルハウジング108 との 間の設定位置に拘束される。カバー112 における開口111 は、光が第１のレンズ 105 およびセルハウジング108 中へ通過することを可能にするように位置されて い る。爪受部113 は、セルハウジング108 上のフェイス面109 の近くの地点に形成 される。カバー112 はロック爪114 を有しており、それはセルハウジング108 上 の爪受部113 中に突出してそれと結合し、それによって２つの各素子をスナップ 結合する。 セルハウジング108 内において、45°の傾斜面116 は２つの側壁117 ，118 の 間に延在する。開口119 は、セルハウジング108 のフェイス面109 中の開口110 と整列する位置で傾斜面116 に配置される。反射鏡106 は傾斜面116 を横切って 配置され、傾斜面116 の開口119 を覆っている。反射鏡106 は、後部プレート12 0 によって傾斜面116 上の設定位置に保持される。突出アーム122 は、後部プレ ート120 の４隅から突出している。これらの突出アーム122 は後部プレート120 が側壁117 ，118 間を通過する時に側壁117 ，118 に形成されたノッチ124 と結 合する。ノッチ124 の位置および後部プレート120 の寸法は、後部プレート120 が弱い締まりばめでノッチ124 と結合し、それによって突出アーム122 がノッチ 124 中にスナップ結合して、ある設定位置に後部プレート120 を保持することを 可能にするように対応している。後部プレート120 は、傾斜面116 に対して反射 鏡106 を押付け、それによって傾斜面116 の開口119 上に反射鏡106 を保持する 。 反射鏡106 は、セルハウジング108 の管状領域125 に第１のレンズ105 を通過 した光を導く。セルハウジング108 の管状領域125 はカラー126 内で嵌められる ような大きさにされ、適切な接着剤によってそれに固定されている。カラー126 中 への管状領域125 の挿入の前に、アイ・フォーカス・ノブ128 （図８ａ）がカラ ー上に位置される。ストラップ保持リング138 もまたカラー26上に位置される。 リング138 は、左利きまたは右利きの利用者に適合するようにいずれかの方向に 180°回転されることができる。類似したストラップ保持リングは対物レンズ装 置12上に設けられている。アイ・フォーカス・ノブのカラー126 に沿った制御さ れた前後運動を実現するために各素子には、ねじが溝を付けられ、カラー126 は ねじを設けられた外側部分127 を有しており、またフォーカス・ノブ128 はそれ を貫通するねじ溝を有するボアを有する。ノブ128 がカラー126 から完全に分離 することを防ぐために、カラー126 はフランジ部分を具備している。さらに続い て図７を参照すると、カラー126 は接眼レンズ107 を受ける大きさの環状構造で あることが理解できる。 図６から確認されることができるように、フォーカス・ノブ128 は矢印125 の 方向に前後に、また紙面に垂直な方向において前後に移動されることができる。 ノブ128 が矢印138 の方向に前後に移動されることができるため、スライドカラ ー126 およびジオプタ装置68はハウジング16内における一体構造として前後に移 動させられる。これは、単眼鏡中の他の光学素子に関する接眼レンズ107 の位置 を変化させる。結果的に、接眼レンズ107 の移動は焦点調節として作用し、それ によって単眼装置が利用者のいずれの目に適合するように調節されることができ る。図８ａおよび８ｂを参照すると、接眼レンズ装置140 は、アイ・フォーカス ・ノブ128 およびレ ンズ保持リング150 を含んでいることを認めることができるであろう。使用中に 快適さを提供し、装置10の使用中に２次的な光から利用者の目を遮るために、ア イシェード152 の形態の弾性材料が保持リング150 内に配置される。補正ガラス レンズを装着した利用者の快適さを増すために、アイシェード152 は、利用者の 遠距離または近距離処方に適合した処方タイプのレンズ（示されていない）を随 意に取付けられてもよい。 図５の実施例において、反射手段67は、図９ａおよび９ｂに示されているよう にＵ形のブラケット装置80によってコリメータレンズ装置66に結合される。図９ ａに示されるように、コリメータレンズ装置96の末端の周辺エッジは、プリズム 67を受けるように凹部を形成されている。さらに、ブラケット部材80は、２個の フランジ部材（それらの一方83だけが示されている）中の対応した開口（示され ていない）内において受取られる大きさに構成され配置された２個のピン部材81 および82を含んでいる。プリズム67が図９ｂに示されたように挿入された後、ブ ラケット80は、ピン部材81および82が開口内に設置されるように位置される。そ の結果、プリズム67は予め定められた設定方向に保持される。ブラケット部材80 を使用してコリメータレンズ装置66にプリズムを単にクランプすることによって 、コリメータレンズ装置66およびビーム分割器67は、ハウジング16内において他 の光学素子と光学的に適切に整列する。暗視装置用のコリメータレンズ装置は、 本出願人であるＩＴＴ社に譲渡されたPhillips氏による米国特 許第 5,117,553号明細書に例示されている既知の装置である。この特許明細書は 、ここでは参照文献として含まれている。コリメータレンズ装置の動作はよく知 られている。 各ハウジング部分20および22は、ハウジング部分すなわち半分が互いに固定さ れた時に、全ウインドウ開口を形成するように整列する半円形の開口21および23 をそれぞれ有している（図３）。開口72は対物レンズ装置12と整列し、赤外線エ ネルギがハウジング16中を通過し、対物レンズ装置12を照射することを可能にす る。保護ウインドウは、赤外線エネルギが通過する開口内に位置される。ウイン ドウは、流体不浸透性シールまたは接着剤でハウジング16に固定され、それによ って水が開口を通ってハウジング16中に流入することを阻止している。類似した 構造において、観察ウインドウ開口はジオプタセル装置と整列し、接眼レンズ観 察路を提供する。光センサ67（図５）は、ハウジング16内に配置される。光セン サは、ハウジング16中で開口を通った光を感知する。部分20および22が接合され た時、完全な開口69が形成される。開口69は、対物レンズ装置12の縦軸または光 軸に平行な軸に沿って整列される。光センサ67は、対物レンズ装置62を照射して いる放射線エネルギの強度を検出するように動作する。これは、イメージ増倍管 64のスクリーンに損傷を与える可能性のある過度に高い光レベルに対してイメー ジ増倍管64を遮光または消勢するように回路を動作することを可能にする。例え ば、本出願人に譲渡された米国特許第 5,146,077号明細書（Casert氏による"GAT ED VOLTAGE APPARATUS FOR HIGH LIGH T RESOLUTION AND BRIGHT SOURCE PROTECTION OF IMAGE INTENSIFIER TUBE"，19 92年 9月 8日）を参照されたい。その特許明細書には、保護回路と、第２世代お よび第３世代イメージ増倍管が記載されている。保護ウインドウは水密的な方法 で開口69をカバーし、それによって湿気およびその他の汚染から光センサ67およ びハウジング16の内部を保護する。 イメージ増倍管64は、コリメータレンズ装置66の末端85と接続している。イメ ージ増倍管64は任意のタイプであることができるが、好ましい実施形態ではイメ ージ増倍管は、本出願人であるＩＴＴ社によって製造されているタイプの第２世 代（GEN II）増幅管に類似していることが好ましい。示された実施形態では、イ メージ増倍管64は弾性体ケーシング86を有している。ベース構造80は、示された 実施形態において、イメージ増倍管64は弾性体ケーシング86を有する。ベース構 造80は、イメージ増倍管64の弾性体ケーシング86より少し小さい直径を有する筒 型の管状領域87を有する。イメージ増倍管64の弾性体ケーシング86は、筒型の管 状領域87中にはめ込まれ、締まりばめによって保持される。筒型の管状領域87内 におけるイメージ増倍管64の前後への横方向の偏位は、締まりばめと、コリメー タレンズ装置66と、対物レンズ装置62を取囲むスリーブ90とに対するイメージ増 倍管64の接触によって阻止される。 図１１ａおよび１１ｂには、対物レンズ装置12が示されている。図１１ａに示 されているように、対物レンズ装置12は、フォーカス・ノブ90、ノブ90中に挿入 される溝を備えたスリ ーブ92、駆動リング92および対物レンズセル93を含む。対物レンズセル93は、対 物レンズを保持するロック爪（示されていない）を具備している。示されている ように、レンズ装置はまた左利きまたは右利きの利用者に適合することが所望さ れたときに、回転されることができるストラップ保持リング94を含む。対物レン ズセル93はまた、反対方向に延在し、ハウジングの内面上の対応した縦方向のス ロット中に受けられる２つの突出したピン部材95および96を含んでいる。したが って、ノブ90が回転されたとき、対物レンズ装置62は前後に移動する。各スロッ トの端部における停止ブロックは、管状スレーブ90の縦軸に沿った対物レンズ装 置62の軸方向の運動を制限する。 ハウジング16内に含まれている電子素子の動作はオン／オフ押しボタンスイッ チ28によって制御され、このスイッチ28はハウジング16の上方部分18および下方 部分20のエッジ上の整列された半円形の凹部によって限定された開口を通って延 在する。 赤外線または低い強度の可視光線は、対物レンズ装置62を通ってイメージ増倍 管64に導かれる。イメージ増倍管64は可視画像を生成し、この可視画像がコリメ ータレンズ装置66に導かれる。イメージ増倍管64によって生成された画像の輝度 は、輝度制御ボタン（示されていない）の操作によって制御されることができる 。通常の構造であってもよい輝度ボタンの１つを押すことによって、イメージ増 倍管64の利得が増加または減少され、それによって生成された画像の輝度を増加 または減少させることができる。イメージ増倍管に対する輝度制御はよく知られ ている。イメージ増倍管64の光感度は高いため、光センサ67はまた単眼暗視装置 の一部分として形成されている。光センサ67は回路板38上の制御回路に結合され ており、この制御回路はしきい値レベルと検出された光レベルを比較し、しきい 値光レベルを越えている場合に、イメージ増倍管64を自動的にオフに切替える。 イメージ増倍管64によって生成された画像は、ほぼ無限遠の共役で画像を再投 影するコリメータレンズ装置66を通って導かれる。その後、共役画像はプリズム 67によって反射され、ジオプタセル装置68に導かれる。反射された画像は、ジオ プタセル装置を通過し、ここにおいて利用者の要求に応じて観察され、焦点を結 ばれる。 図１０を参照すると、イメージ増倍管64およびその弾性体ケーシング86の断面 が示されている。イメージ増倍管64は既知の設計であることができるが、第２世 代イメージ増倍管であることが好ましい。第２世代イメージ増倍管の動作は、技 術的によく知られている。示された実施形態において、イメージ増倍管64は、典 型的な軍用の第２世代イメージ増倍管よりはるかに安価に生産されるように修正 されている。イメージ増倍管64は、光電陰極71，マイクロチャンネルプレート73 および蛍光体スクリーン78で被覆された光ウインドウ77を有する。イメージ増倍 管64を動作するために、種々の既知の電気バイアスが光電陰極71，マイクロチャ ンネルプレート73および蛍光体スクリーン78に与えられ、光電陰極71から蛍光体 スクリーン78への電子の流れを促進する。従来技術では、電位はイメージ増倍管 の真空ハウジング中に導入されたコネクタピンを使用してこれらの素子に与えら れていた。典型的に、コネクタピンは種々のコネクタピンの間でアークが発生す ることを阻止するために、できるだけ互いに離れるように配置された。示された 実施形態において、電気バイアスは、イメージ増倍管64から半径方向に延在した 導電性の環状フランジ79を介して光電陰極71，マイクロチャンネルプレート73お よび蛍光体スクリーン78に供給される。その後、ワイア88は最も都合のよい位置 で環状フランジ79に接合され、単一のコネクタピンに対して導かれる必要はない 。 イメージ増倍管64を囲んでいる弾性体ケーシング86は、イメージ増倍管64の周 囲にモールドされている。それ故、ケーシング86の弾性材料が種々の環状フラン ジ79の間の空間を満す。したがって、弾性体ケーシング86は各環状フランジ79を 収容するように動作し、環状フランジ79を互いに電気的に分離する。さらに、弾 性体ケーシング86は種々の環状フランジ79とワイヤ88との間の接続点を保護し、 それによってワイヤ88が環状フランジ79から分離することを防止するように動作 する。78および77等のガラスの入力および出力プレートは、ドーム状の部分89を 除いて全く同じ形状である。環状接続リングおよびプレート形状は、安価なイメ ージ増倍管が提供されることを可能にする。 図１２および１３を参照すると、電池を保持するためのハウジング170 が示さ れている。これは、図１および２に示さ れたハウジング中に挿入される。図１３には、ＰＣ回路板72が示されている。簡 明化のために、電気素子はそこから取除かれている。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年１０月７日 【補正内容】 請求の範囲 １．第１の複数のレンズを含む対物レンズ装置と、 前記対物レンズ装置を通ってイメージ増倍手段に導かれたエネルギから増倍さ れた可視画像を生成するイメージ増倍手段と、 第２の複数のレンズを含み、前記イメージ増倍管から生じた増倍された画像を コリメートしてコリメートされた画像を生成するコリメータ装置と、 第３の複数のレンズを含む、前記コリメートされた画像を観察するための接眼 レンズ装置と、 第１および第２の対向した内面を有しており、前記各内面がそれから延在した 複数の整列した区画壁を含み、前記対物レンズ装置、前記イメージ増倍管および 前記コリメータ装置を相互に関して、および接眼レンズ装置に関して予め定めら れた光学関係で結合し支持するハウジングとを含んでいる暗視装置。 ２．さらに、前記コリメートされた画像を前記接眼レンズ装置に反射する反射手 段を具備している請求項１記載の装置。 ３．前記コリメータ装置は、第１の光路から第２の光路に前記コリメートされた 画像を導く第１の反射面を含み、前記接眼レンズ装置は、前記第２の光路から第 ３の光路に前記コリメートされた画像を反射する第２の反射面を含んでいる請求 項１記載の装置。 ４．さらに、予め定められた光路に沿ってイメージ増倍管に関する前記対物レン ズ装置の位置を調節する焦点整合手段を 含んでいる請求項１記載の装置。 ５．前記対物レンズ装置および前記接眼レンズ装置は、異なる光路上に配置され ている請求項１記載の装置。 ６．さらに、ストラップ調節手段を含んでおり、それはこの手段によって調節さ れるストラップが前記ハウジングに関して左利きまたは右利きの利用者に適応す ることを可能にするように位置され、主に前記ハウジング中において結合される 請求項１記載の単眼暗視装置。 ７．前記ハウジングは、第１および第２の縦方向の側部分を含み、前記第１およ び第２の部分が結合されて中空のハウジングを形成し、それぞれ一連の垂直方向 に延在した位置設定フランジを有し、前記第１および第２の部分の前記フランジ が互いに整列し、第１の組のフランジの間に前記イメージ増倍管を、また第２の 組のフランジの間に前記対物レンズ装置を、別の組のフランジの間に前記コリメ ータ装置を適合させて整列させる素子設置位置として機能する請求項１記載の単 眼暗視装置。 ８．さらに、前記ハウジングによって設定位置に保持された回路板を含んでいる 請求項１記載の単眼暗視装置。 ９．前記第１および第２のハウジング部分は、防水シールによって結合されてい る請求項７記載の単眼暗視装置。 １０．前記第１のハウジング部分は周辺開口の周囲に配置された周辺延在フラン ジを有し、 前記第２のハウジング部分は、周辺の上方に配置された周辺フランジ収容手段 を有し、前記フランジは前記部分が一緒 に配置されたときに前記収容手段中に挿入され、前記凹部に供給された接着剤が ２つの配置された部分を永久に固定する請求項７記載の単眼暗視装置。 １１．前記接着剤は、防水エポキシ接着剤である請求項１０記載の単眼装置。 １２．さらに、前記ハウジング中に配置された電池収容室を含んでいる請求項１ １記載の単眼装置。 １３．前記接眼レンズ装置は、焦点位置を調節することができる請求項１記載の 単眼装置。 １４．さらに、観察されるべき画像において放射線のビームを放出する、前記ハ ウジング上に配置された放射線放出手段を含んでいる請求項１記載の単眼暗視装 置。 １５．前記放射線放出手段は、赤外線ダイオードである請求項１４記載の単眼暗 視装置。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１１月１３日 【補正内容】 明細書 単眼暗視装置 ［発明の技術的分野］ 本発明は、観察者が夜間またはその他の弱光条件中に物体を観察することを可 能にする光学装置に関する。特に、本発明は市販するために安価に製造されるこ とができる手持ち型の単眼システムに関する。 ［背景技術］ 暗視装置は、夜間またはその他の弱光条件中に物体を観察する能力を陸、海、 空軍の兵士およびパイロットに提供するために軍事的に広く使用されている。結 果として、多数の暗視装置が現在厳しい軍仕様および設計にしたがって製造され ている。同様に、多数のこのような暗視装置が種々の兵器の照準の一部分、また はパイロットまたは兵士のヘルメットに取付けるゴーグル装置の一部分等の特定 の軍事用のために製造されている。その結果、現在製造されている多数の暗視装 置は民間の非軍事的な使用に対して適用不可能であり、適合が困難である。 暗視装置は、典型的に可視光に赤外線エネルギを変換するイメージ増倍管を含 んでいる。このような暗視装置は、典型的にイメージ増倍管の動作を制御する精 巧な電源および回路と、イメージ増倍管に赤外線エネルギを導き、またイメージ 増倍管から可視光を導く精巧な光学装置とを必要とする。軍 事用では、種々の軍の兵員が、支給された暗視装置の使用および調節方法につい て訓練を受けている。しかしながら、民間用に設計される暗視装置は、暗い環境 の中で種々の異なる利用者により容易に動作されることができる簡単な調節を備 えていなければならない。さらに、民間用に設計される暗視装置はまた、動作お よび調節の容易な種々の調節可能な光学特性を必要とする。このような消費者向 けの暗視装置は、夜間船舶水先案内、夜間セキュリティ、監視、狩猟、漁獲、登 山、航海、海中の観察、探索および救助、並びに法律の執行に関して広範囲にわ たって適用される。 本出願人であるＩＴＴ社は、種々の適用のために多数の暗視装置を製造してい る。軍用暗視装置の例はフィリップス氏による米国特許第 5,084,780号明細書、 およびNaselli 氏による米国特許第 5,029,963号明細書に記載されている。ＩＴ Ｔ社はまた手持ち型暗視双眼装置を設計している。このような双眼装置の例は、 米国特許出願第07/954,006号明細書（1992年 9月30日出願）に記載されている。 この米国特許出願明細書には、簡単化された調節制御装置、瞳孔間調節装置およ びジオプタセル焦点調節装置を有する暗視双眼装置が記載されている。暗視双眼 装置の構成に使用されることができる関連した光学素子は、共に本出願人に譲渡 された米国特許出願第08/039,755号明細書および米国特許第 5,117,553号明細書 に記載されている。これらの参考文献には、暗視双眼装置用のジオプタセル設計 およびコリメータレンズ装置がそれぞれ記載されている。本出願人は、イメージ 増倍管および本発明 に関して重要な関連装置に関するその他の特許および出願を所有している。 上述されたように、民間で利用可能な暗視装置にとって重要な用途は、狩猟、 漁獲、登山およびその他のアウトドア活動での使用に対するものである。これら のアウトドア環境は、手持ち型暗視装置等の精巧な電子・光学装置にとって理想 的とはとても言えない。このような環境の中で生き残るために、暗視装置は大き い温度変化や衝撃に耐えることが可能でなければならず、雨や高湿度環境による 損傷および可能性のある水中への落下に耐えるように設計されなければならない 。施設セキュリティおよび警察の監視活動による使用に適合するために、このよ うな装置は連続的な使用のために軽量で、見つけられないように暗色でなければ ならない。 したがって、本発明の目的は、保持および動作が容易で防水性であり、軍用暗 視装置と同じ性能をはるかに低い費用で提供する暗視装置を提供することである 。 本発明の別の目的は、製造および組立てが容易であり、それによって暗視装置 を製造する費用をさらに減少させる上記の暗視装置の構成部分を提供することで ある。 ［発明の開示］ 本発明は、強度の低い光と赤外線エネルギを可視画像に変換することができる 単眼暗視装置であり、使用および組立ての両方を容易にするように製造される。 単眼暗視装置は、対物レンズ装置、イメージ増倍管、コリメータレンズ装置、お よび組立ての容易な区画された防水ハウジング中に収容され たジオプタセル装置を含んでいる。対物レンズ装置、イメージ増倍管、コリメー タレンズ装置およびジオプタセル装置はそれぞれ各区画壁対の間に配置され、折 曲げられた光路を構成する。したがって、熟練した作業または特別な整列調節を 必要とせずに種々の素子の予め定められた光学関係が得られる。ハウジングの外 側は、装置が把持し易く、利用者が使用中快適に保持できるように成形される。 単眼暗視装置の主要な光学素子は、機械的な固定装置を必要とせずにハウジン グ内の各区画壁の間に保持される。さらに、ハウジングはガスケットを使用せず に防水性であるように組立てられることができる。ハウジング内の回路板上に配 置された表面取付けオン／オフボタンは、単眼暗視装置を動作するために使用さ れる。交換可能な対物レンズは、利用者が視界の中の任意の目標に選択的に焦点 を結ぶことを可能にするために使用される。拡大が要求される場合、対物レンズ はズームレンズとして随意に構成されてもよい。このようにして、本発明の単眼 暗視装置は、信頼性が高く、経済的な方法で製造され組立てられることが可能で あり、それによって単眼暗視装置を一般消費者に適用可能にする。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の１実施形態にしたがって構成された単眼暗視装置の側面斜視 図である。 図２は、それに結合される補足的な拡大レンズを有する図１の実施形態の側面 斜視図である。 図３は、図１の装置の種々の電子および光学素子を保持し、 保護するために使用されているハウジングの内部詳細および２部分構成を示した 拡大図である。 図４ａは、組立て前の実施形態のハウジングの結合部分の断面図である。 図４ｂは、組立て後の図４ａに示されたハウジングの結合部分の断面図である 。 図５は、電子・光学素子の好ましい内部構成を示すためにハウジング部分の１ つが取除かれた図１の装置の斜視図である。 図６は、図５に示された好ましい構成において電子・光学素子を支持する区画 の配置を示すためにハウジング部分の１つが取除かれた図１の装置の側断面図で ある。 図７は、図１の暗視装置内に含まれているジオプタセル装置の分解図である。 図８ａは、図１の暗視装置によって使用される接眼レンズの種々の素子を示し た分解図である。 図８ｂは、図１の暗視装置によって使用される完成した接眼レンズ装置の斜視 図である。 図９ａは、図１の暗視装置内に含まれているコリメータ装置の部分の分解図で ある。 図９ｂは、図１の暗視装置内に含まれている完成したコリメータ装置の斜視図 である。 図１０は、図１の単眼暗視装置内に含まれているイメージ増倍管の分解図であ る。 ［本発明を実行する最良のモード］ 図１を参照すると、本発明にしたがって構成されたの単眼暗視装置の１実施形 態が示されている。以下説明するように、暗視装置10は赤外線および低い強度の 光を受ける単一の対物レンズ12と、受取られた光から生成された可視画像を観察 する単一の接眼レンズ装置14を含む。後述するように、対物レンズ装置12は、単 眼暗視装置10を使用している観察者の物理的および光学的な要求にしたがって調 節可能である。 本発明の実施形態によると、暗視装置10は、１つの設定された倍率で製造され る。図２に示されているように、さらに暗視装置10は拡大率を増すために補足的 な拡大レンズ16を備えていてもよい。例えば、暗視装置10は３倍の最初の拡大率 で生産されてもよい。しかしながら、補足的な拡大レンズ16が付加された場合、 拡大率は８倍に増加されることができる。拡大レンズ16は、任意の通常の方法で 暗視装置10に結合されてもよい。例えば、補足的な拡大レンズ16は、対物レンズ 装置12における対応する捩子溝で受けることができる端部（示されていない）を 備えてもよい。カメラに望遠レンズを接合するのによく知られているこのような 接続システムが使用されてもよい。その代わりとして、締まりばめ接続またはそ の他のこのような機械的な接続システもまた使用されることができる。 再び図１を参照すると、本発明の重要な目的は、大きい温度変化、高湿度環境 および可能性のある水中への落下に耐えることができる単眼暗視装置を提供する ことであることが想起される。したがって、単眼暗視装置10の光学および電子素 子は、防水ハウジング18中に収容されることが好ましい。図３に明瞭に示されて いるように、ハウジング18は２部分構成であり、部分20および22が結合された時 にそれらの周辺エッジの付近に形成される流体不浸透性のシール（示されていな い）によって接合される第１の半分すなわち部分20と第２の半分すなわち部分22 とを含んでいることが好ましい。各部分20および22の内面は、複数の等しく成形 された区画25および27をそれぞれ具備している。部分20および22が接合された時 、第１の部分20の各区画は第２の部分22の対応した区画と整列し、それによって 対向する支持面の対を限定し、種々の電子・光学素子を受けて、予め定められた 光学関係でそれらを保持する。当業者によって容易に認められるように、このよ うな装置は、機械的な固定装置、特別な工具または測定装置を使用せずに、熟練 者でなくても種々の素子が迅速に組立てられることを可能にする。 ハウジング18は、耐衝撃性および耐腐蝕性の高い軽量な材料から形成されるこ とが好ましい。このような材料の一例は、ゼネラル・エレクトリック社によって ＧＥプラスチックス・デビジョンから供給される熱可塑性プラスチック材料であ る、商標名ＸＥＮＯＹ ＰＣ／ＰＢＴ合成樹脂である。ゼネラル・エレクトリッ ク社の商標名ＸＥＮＯＹの2000および5000シリーズ等のポリエステルボンドウレ タンは、本発明のハウジングを形成するのに適した材料であることが分かってい る。しかしながら、当業者は、軽量で耐衝撃性で耐腐食性の所望の特性を有する 任意の適切な材料が本発明にしたがって使用 されてもよいことを容易に理解するであろう。装置は、狩猟、監視、または利用 者が身を隠すことを希望するその他の活動を行うために使用される可能性がある ために、ハウジング18は黒色またはその他の暗い色であることが好ましい。もち ろん、ハウジングは明るい色であってもよく、或は見つけられないことよりも容 易に発見されるほうが重要な用途に対して反射性マーキングを使用してもよいこ とが容易に認められるであろう。 図３から理解できるように、ハウジング18の第１の部分20および第２の部分22 は複雑な周辺経路に沿って接合され、この経路はハウジングの部分20および22の 対応した開口の周辺エッジによって限定される。しかしながら、結果的な接合部 （示されていない）に沿って流体不浸透性のシールを生成するようにハウジング の部分20および22を接合する必要がある。このようなシールは、ハウジングの部 分20および22の間に位置された適切に成形されたガスケットを使用することによ り実現されてもよい。しかしながら、周辺エッジの複雑な形状のために、エッジ を接合して密封するように作用するガスケットは製造に費用がかかり、取付けに 多大な労力を要する。それ故、本発明にしたがって、図４ａおよび４ｂに示され ているようにハウジングの部分の間の内部シール構造を使用することによってガ スケットの使用が回避される。 図４ａを参照すると、ハウジングの部分20の周辺エッジは依存性の周辺突出部 46を形成され、一方ハウジングの部分22の対応したエッジは対応的に成形された 周辺溝50を備えてい ることが認められるであろう。容易に理解されるように、突出部46および溝50の 両者は、ガスケットを必要とせずに第１および第２のハウジング部分の間に防水 シールを提供するように内部周辺ハウジングシールが形成されることを可能にす る適切な接着剤を受けるように特別に成形されている。したがって、図４ａには 、ハウジング18の第２の半分22の対応した溝に挿入される直前のハウジング18の 第１の半分の部分20が示されている。図から認められるように、突出部46の両側 にある底面48，49は２つの異なる平面で存在し、ハウジングの外部に近い底面48 がハウジングの内部に近い底面49より高い。溝50の両側の上面51，52も２つの異 なる平面に位置し、ハウジングの外部に近い上面51がハウジングの内部に近い上 面52より高い。以下に説明する目的のために、溝50は突出部46より著しく広く深 く形成されている。 第１および第２のハウジング部分20および22を接合する前に、接着剤54が下方 の部分22の溝50内に供給される。選択された接着剤54は、ハウジング18の熱可塑 性プラスチック材料と結合し、硬化して水不浸透性にならなければならない。適 切で好ましい接着剤は、接着剤と混合される活性剤を使用するエポキシに類似し て、供給されて使用されることができる成分としてメチルアクリレートを含む。 このような材料は、ＩＴＷアドヒーシブシステムズ社（Endicatt Street,Danver s,Massachusetts 01923 ）から入手できる。同様に作用する別の接着剤がある。 その接着剤は比較的粘性があり、したがって流出せず、はみ出してシールを形成 することができる厚 さのエポキシとして作用しなければならない。 図４ｂを参照すると、ハウジング部分20の突出部分46がハウジング部分22の溝 50内に受けられたとき、大きいほうのギャップ55がハウジングの外側ではなく内 側に近いほうに生成されることが認められるであろう。結果的に、部分20と22と の間に存在する接着剤54は、ハウジング構造の内部に導かれる。接合部からはみ 出した過剰な接着剤は、ハウジングの内側にビーズ56を生じさせる。接着剤54の 表面張力によって生じたビーズ56は、ハウジング18の内側に沿って接合部全体を カバーする。ノッチ57，58は、ハウジング部分20および22上のハウジング18の外 側に近い点にそれぞれ配置される。部分20および22が接合されたときに、半分の 方形のレリーフ59がハウジング18の外側に形成され、ハウジングの部分の間の接 合部に沿って走っている。接合部からはみ出した過剰な接着剤54は、半分の方形 のレリーフ59の底を充填し、それによって接着剤の線をそれ程目立たせずに凸凹 のない装置を提供する。半分の方形のレリーフ59の中およびハウジング18の内側 のビーズ56に沿って部分20と22との間に接着剤54が存在することにより、ハウジ ング18の内部を密封するバリアが生じる。接着剤54が硬化すると、ガスケットを 使用せずに、ハウジング18の部分20と22の間に流体不浸透性シールが生成される 。その結果、ハウジング18の部分20および22は、効率的で経済的な方法で接合さ れることができる。 図５を参照すると、ハウジング18の内部内における電気・光学素子の好ましい 配置が認められる。電気・光学素子は、 対物レンズ装置12と、対物レンズ12からの赤外線エネルギを可視画像に変換する イメージ増倍管64と、可視画像をコリメートするコリメータレンズ装置66と、コ リメートされた画像を反射するプリズム67の形態の反射手段と、反射された画像 を受取り、それを反射するジオプタセル装置68と、反射された画像を受取り、利 用者がそれを見ることを可能にする接眼レンズ装置14とを含む。電力供給モジュ ール74を介して回路板72に電力を供給する１以上の電池を受ける大きさで配置さ れた電池ハウジング装置70もまたハウジング18内に含まれている。 図３および６を参照すると、区画25の位置および形状は、予め定められた光学 的な配置で電子・光学素子を支持するように選択される。例えば、対物レンズ装 置12を支持する区画は、ハウジング内部において対物レンズ装置の部分を受けて 支持する支持面25ａを限定する大きさにされ、配置された半円形の凹部をそれぞ れ有する。回路板72を支持するために、区画23は支持面29を生じるように切込み を設けられる。部分22は、第２の支持面29’を限定する類似の切込みを設けられ た区画23’を有する。部分20および22が接合されたとき、回路板72は図６に示さ れているように位置されることができ、その電力制御プッシュボタン73がハウジ ングを通って延在することが当業者によって容易に確認されるであろう。 以下図７，８ａおよび８ｂを参照して、本発明のハウジング18内における接眼 およびジオプタ装置の構造を説明する。図７を参照すると、ジオプタセル装置は 接着剤または機械的 な固定装置を必要としないスナップ結合装置であることが認められる。ジオプタ セル装置68に入った光（矢印で示された）は第１のレンズ105 を通過し、ここで 反射鏡106 によって45°で反射され、接眼レンズ107 を通して再指向される。第 １のレンズ105 および反射鏡106 の両者は、共通のセルハウジング108 に接続さ れる。セルハウジング108 は、開口110 が形成されるフェイス面109 を有する。 開口110 は、第１のレンズ105 に適合する大きさにされた段のある縁部を有する 。その結果、第１のレンズ105 は開口110 中に嵌込まれ、そこに設置される。ス ナップ・オンカバー112 は、第１のレンズ105 上からセルハウジング108 に連結 している。カバー112 は第１のレンズ105 の直径より小さい直径に形成された開 口111 を有する。結果的に、カバー112 がセルハウジング108 に接合されたとき 、第１のレンズ105 はカバー112 とセルハウジング108 との間の設定位置に拘束 される。カバー112 における開口111 は、光が第１のレンズ105 およびセルハウ ジング108 中へ通過することを可能にするように位置されている。爪受部113 は 、セルハウジング108 上のフェイス面109 の近くの地点に形成される。カバー11 2 はロック爪114 を有しており、それはセルハウジング108 上の爪受部113 中に 突出してそれと結合し、それによって２つの各素子をスナップ結合する。 セルハウジング108 内において、45°の傾斜面116 は２つの側壁117 ，118 の 間に延在する。開口119 は、セルハウジング108 のフェイス面109 中の開口110 と整列する位置で傾 斜面116 に配置される。反射鏡106 は傾斜面116 を横切って配置され、傾斜面11 6 の開口119 を覆っている。反射鏡106 は、後部プレート120 によって傾斜面11 6 上の設定位置に保持される。突出アーム122 は、後部プレート120 の４隅から 突出している。これらの突出アーム122 は後部プレート120 が側壁117 ，118 間 を通過する時に側壁117 ，118 に形成されたノッチ124 と結合する。ノッチ124 の位置および後部プレート120 の寸法は、後部プレート120 が弱い締まりばめで ノッチ124 と結合し、それによって突出アーム122 がノッチ124 中にスナップ結 合して、ある設定位置に後部プレート120 を保持することを可能にするように対 応している。後部プレート120 は、傾斜面116 に対して反射鏡106 を押付け、そ れによって傾斜面116 の開口119 上に反射鏡106 を保持する。 反射鏡106 は、セルハウジング108 の管状領域125 に第１のレンズ105 を通過 した光を導く。セルハウジング108 の管状領域125 はカラー126 内で嵌められる ような大きさにされ、適切な接着剤によってそれに固定されている。カラー126 中への管状領域125 の挿入の前に、アイ・フォーカス・ノブ128 （図８ａ）がカ ラー上に位置される。ストラップ保持リング138 もまたカラー126 上に位置され ている。リング138 は、左利きまたは右利きの利用者に適合するようにいずれか の方向に180°回転されることができる。類似したストラップ保持リングは対物 レンズ装置12上に設けられている。アイ・フォーカス・ノブのカラー126 に沿っ た制御された前後運動を実現するために各素子には、ねじが溝を付けられ、カラ ー12 6 はねじを設けられた外側部分127 を有しており、またフォーカス・ノブ128 は それを貫通するねじ溝を有するボアを有する。ノブ128 がカラー126 から完全に 分離することを防ぐために、カラー126 はフランジ部分を具備している。さらに 続いて図７を参照すると、カラー126 は接眼レンズ107 を受ける大きさの環状構 造であることが理解できる。 図６から確認されることができるように、フォーカス・ノブ128 は、接眼レン ズ107 を移動させるように移動されることができる。ノブ128 が矢印の方向に前 後に移動されることができるため、スライドカラー126 およびジオプタ装置68は ハウジング18内における一体構造として前後に移動させられる。これは、単眼鏡 中の他の光学素子に関する接眼レンズ107 の位置を変化させる。結果的に、接眼 レンズ107 の移動は焦点調節として作用し、それによって単眼装置が利用者のい ずれの目に適合するように調節されることができる。図８ａおよび８ｂを参照す ると、接眼レンズ装置140 は、アイ・フォーカス・ノブ128 およびレンズ保持リ ング150 を含んでいることを認めることができるであろう。使用中に快適さを提 供し、装置10の使用中に２次的な光から利用者の目を遮るために、アイシェード 152 の形態の弾性材料が保持リング150 内に配置される。補正ガラスレンズを装 着した利用者の快適さを増すために、アイシェード152 は、利用者の遠距離また は近距離処方に適合した処方タイプのレンズ（示されていない）を随意に取付け られてもよい。 図５の実施例において、反射手段67は、図９ａおよび９ｂ に示されているようにＵ形のブラケット装置80によってコリメータレンズ装置66 に結合される。図９ａに示されるように、コリメータレンズ装置66の末端の周辺 エッジは、ビーム分割器67を受けるように凹部を形成されている。さらに、ブラ ケット部材80は、２個のフランジ部材（それらの一方83だけが示されている）中 の対応した開口（示されていない）内において受取られる大きさに構成され配置 された２個のピン部材81および82を含んでいる。ビーム分割器67が図９ｂに示さ れたように挿入された後、ブラケット80は、ピン部材81および82が開口内に設置 されるように位置される。その結果、ビーム分割器67は予め定められた設定方向 に保持される。ブラケット部材80を使用してコリメータレンズ装置66にビーム分 割器67を単にクランプすることによって、コリメータレンズ装置66およびビーム 分割器67は、ハウジング18内において他の光学素子と光学的に適切に整列する。 暗視装置用のコリメータレンズ装置は、本出願人であるＩＴＴ社に譲渡されたPh illips氏による米国特許第 5,117,553号明細書に例示されている既知の装置であ る。この特許明細書は、ここでは参照文献として含まれている。コリメータレン ズ装置の動作はよく知られている。 各ハウジング部分20および22は、ハウジング部分すなわち半分が互いに固定さ れた時に、全ウインドウ開口を形成するように整列する半円形の開口21および23 をそれぞれ有している（図３）。開口72は対物レンズ装置12と整列し、赤外線エ ネルギがハウジング18中を通過し、対物レンズ装置12を照射 することを可能にする。保護ウインドウは、赤外線エネルギが通過する開口内に 位置される。ウインドウは、流体不浸透性シールまたは接着剤でハウジング18に 固定され、それによって水が開口を通ってハウジング18中に流入することを阻止 している。類似した構造において、観察ウインドウ開口はジオプタセル装置と整 列し、接眼レンズ観察路を提供する。光センサ90（図５）は、ハウジング18内に 配置される。光センサは、ハウジング18中で開口を通った光を感知する。部分20 および22が接合された時、完全な開口69が形成される。開口69は、対物レンズ装 置12の縦軸または光軸に平行な軸に沿って整列される。光センサ65は、対物レン ズ装置12を照射している放射線エネルギの強度を検出するように動作する。これ は、イメージ増倍管64のスクリーンに損傷を与える可能性のある過度に高い光レ ベルに対してイメージ増倍管64を遮光または消勢するように回路を動作すること を可能にする。例えば、本出願人に譲渡された米国特許第 5,146,077号明細書（ Casert氏による"GATED VOLTAGE APPARATUS FOR HIGH LIGHT RESOLUTION AND BRI GHT SOURCE PROTECTION OF IMAGE INTENSIFIER TUBE"，1992年 9月 8日）を参照 されたい。その特許明細書には、保護回路と、第２世代および第３世代イメージ 増倍管が記載されている。保護ウインドウは水密的な方法で開口69をカバーし、 それによって湿気およびその他の汚染から光センサ65およびハウジング18の内部 を保護する。 イメージ増倍管64は、コリメータレンズ装置66の末端85と接続している。イメ ージ増倍管64は任意のタイプであること ができるが、好ましい実施形態ではイメージ増倍管は、本出願人であるＩＴＴ社 によって製造されているタイプの第２世代（GEN II）増幅管に類似していること が好ましい。示された実施形態では、イメージ増倍管64は弾性体ケーシング86を 有している。ベース構造80は、示された実施形態において、イメージ増倍管64は 弾性体ケーシング86を有する。ベース構造80は、イメージ増倍管64の弾性体ケー シング86より少し小さい直径を有する筒型の管状領域87を有する。イメージ増倍 管64の弾性体ケーシング86は、筒型の管状領域87中にはめ込まれ、締まりばめに よって保持される。筒型の管状領域87内におけるイメージ増倍管64の前後への横 方向の偏位は、締まりばめと、コリメータレンズ装置66と、対物レンズ装置12を 取囲むスリーブ90とに対するイメージ増倍管64の接触によって阻止される。 ハウジング18内に含まれている電子素子の動作はオン／オフ押しボタンスイッ チ28によって制御され、このスイッチ28はハウジング18の各部分20および22のエ ッジ上の整列された半円形の凹部によって限定された開口を通って延在する。 赤外線または低い強度の可視光線は、対物レンズ装置12を通ってイメージ増倍 管64に導かれる。イメージ増倍管64は可視画像を生成し、この可視画像がコリメ ータレンズ装置66に導かれる。イメージ増倍管64によって生成された画像の輝度 は、輝度制御ボタン（示されていない）の操作によって制御されることができる 。通常の構造であってもよい輝度ボタンの１つを押すことによって、イメージ増 倍管64の利得が増加 または減少され、それによって生成された画像の輝度を増加または減少させるこ とができる。イメージ増倍管に対する輝度制御はよく知られている。イメージ増 倍管64の光感度は高いため、光センサ65はまた単眼暗視装置の一部分として形成 されている。光センサ65は回路板38上の制御回路に結合されており、この制御回 路はしきい値レベルと検出された光レベルを比較し、しきい値光レベルを越えて いる場合に、イメージ増倍管64を自動的にオフに切替える。 イメージ増倍管64によって生成された画像は、ほぼ無限遠の共役で画像を再投 影するコリメータレンズ装置66を通って導かれる。その後、共役画像はプリズム 67によって反射され、ジオプタセル装置68に導かれる。反射された画像は、ジオ プタセル装置を通過し、ここにおいて利用者の要求に応じて観察され、焦点を結 ばれる。 図１０を参照すると、イメージ増倍管64およびその弾性体ケーシング86の断面 が示されている。イメージ増倍管64は既知の設計であることができるが、第２世 代イメージ増倍管であることが好ましい。第２世代イメージ増倍管の動作は、技 術的によく知られている。示された実施形態において、イメージ増倍管64は、典 型的な軍用の第２世代イメージ増倍管よりはるかに安価に生産されるように修正 されている。イメージ増倍管64は、光電陰極71，マイクロチャンネルプレート73 および蛍光体スクリーン78で被覆された光ウインドウ77を有する。イメージ増倍 管64を動作するために、種々の既知の電気バイアスが光電陰極71，マイクロチャ ンネルプレート73お よび蛍光体スクリーン78に与えられ、光電陰極71から蛍光体スクリーン78への電 子の流れを促進する。従来技術では、電位はイメージ増倍管の真空ハウジング中 に導入されたコネクタピンを使用してこれらの素子に与えられていた。典型的に 、コネクタピンは種々のコネクタピンの間でアークが発生することを阻止するた めに、できるだけ互いに離れるように配置された。示された実施形態において、 電気バイアスは、イメージ増倍管64から半径方向に延在した導電性の環状フラン ジ79を介して光電陰極71，マイクロチャンネルプレート73および蛍光体スクリー ン78に供給される。その後、ワイア88は最も都合のよい位置で環状フランジ79に 接合され、単一のコネクタピンに対して導かれる必要はない。 イメージ増倍管64を囲んでいる弾性体ケーシング86は、イメージ増倍管64の周 囲にモールドされている。それ故、ケーシング86の弾性材料が種々の環状フラン ジ79の間の空間を満す。したがって、弾性体ケーシング86は各環状フランジ79を 収容するように動作し、環状フランジ79を互いに電気的に分離する。さらに、弾 性体ケーシング86は種々の環状フランジ79とワイヤ88との間の接続点を保護し、 それによってワイヤ88が環状フランジ79から分離することを防止するように動作 する。78および77等のガラスの入力および出力プレートは、ドーム状の部分89を 除いて全く同じ形状である。環状接続リングおよびプレート形状は、安価なイメ ージ増倍管が提供されることを可能にする。 請求の範囲 １．１以上の第１のレンズを含む対物レンズ装置と、 前記対物レンズ装置を通ってイメージ増倍管に導かれたエネルギから増倍され た可視画像を生成するイメージ増倍管と、 １以上の第２のレンズを含み、前記イメージ増倍管から生じた増倍された画像 をコリメートしてコリメートされた画像を生成するコリメータ装置と、 １以上の第３のレンズを含む、前記コリメートされた画像を観察するための接 眼レンズ装置と、 第１および第２の対向した内面を有しており、前記各内面がそれから延在した 複数の整列した区画壁を含み、前記対物レンズ装置、前記イメージ増倍管および 前記コリメータ装置を相互に関して、および接眼レンズ装置に関して予め定めら れた光学関係で結合し支持するハウジングとを含み、前記ハウジングは前記１以 上の第１のレンズ、前記１以上の第２のレンズまたは前記１以上の第３のレンズ と直接接触していない暗視装置。 ２．さらに、前記コリメートされた画像を前記接眼レンズ装置に反射する反射手 段を具備している請求項１記載の装置。 ３．前記コリメータ装置は、第１の光路から第２の光路に前記コリメートされた 画像を導く第１の反射面を含み、前記接眼レンズ装置は、前記第２の光路から第 ３の光路に前記コリメートされた画像を反射する第２の反射面を含んでいる請求 項１記載の装置。 ４．さらに、予め定められた光路に沿ってイメージ増倍管に 関する前記対物レンズ装置の位置を調節する焦点整合手段を含んでいる請求項１ 記載の装置。 ５．前記対物レンズ装置および前記接眼レンズ装置は、異なる光路上に配置され ている請求項１記載の装置。 ６．さらに、ストラップ調節手段を含んでおり、それはこの手段によって調節さ れるストラップが前記ハウジングに関して左利きまたは右利きの利用者に適応す ることを可能にするように位置され、主に前記ハウジング中において結合される 請求項１記載の装置。 ７．前記ハウジングは、第１および第２の縦方向の側部分を含み、前記第１およ び第２の部分が結合されて中空のハウジングを形成し、それぞれ一連の垂直方向 に延在した位置設定フランジを有し、前記第１および第２の部分の前記フランジ が互いに整列し、第１の組のフランジの間に前記イメージ増倍管を、また第２の 組のフランジの間に前記対物レンズ装置を、別の組のフランジの間に前記コリメ ータ装置を適合させて整列させる素子設置位置として機能する請求項１記載の装 置。 ８．さらに、前記複数の整列した区画壁によって前記ハウジング内の予め定めら れた位置に保持されている電力供給モジュールを含んでいる請求項１記載の装置 。 ９．前記第１および第２のハウジング部分は、防水シールによって結合されてい る請求項７記載の装置。 １０．第１および第２の縦方向の側部分は接着剤で接合されている請求項７記載 の装置。 １１．前記接着剤は、防水エポキシ接着剤である請求項１０記載の装置。 １２．さらに、前記ハウジング中に配置された電池収容室を含んでいる請求項１ １記載の装置。 １３．前記接眼レンズ装置は、焦点位置を調節することができる請求項１記載の 装置。 １４．さらに、観察されるべき画像において放射線のビームを放出する、前記ハ ウジング上に配置された放射線放出手段を含んでいる請求項１記載の装置。 １５．前記放射線放出手段は、赤外線ダイオードである請求項１４記載の装置。 １６．前記第１および第２の対向した両内面からの複数の前記区画壁は、前記対 物レンズ装置、前記イメージ増倍管および前記コリメータ装置を個別に結合およ び支持している請求項１記載の装置。 １７．前記対物レンズ装置、前記イメージ増倍管および前記コリメータ装置はそ れぞれ光軸を有し、前記複数の区画壁が前記ハウジング中で前記対物レンズ装置 、前記イメージ増倍管および前記コリメータ装置を結合および支持し、それによ ってそれぞれの光軸が整列されている請求項１記載の装置。 １８．さらに、電池サブハウジングおよび電圧調整装置を含み、前記電池サブハ ウジングおよび前記電圧調整装置は前記複数の区画壁によってハウジング内にお いて予め定められた位置および方向で支持されている請求項１記載の装置。 １９．前記複数の区画壁は、前記ハウジング内において予め 定められた光学関係で前記対物レンズ装置、前記イメージ増倍管および前記コリ メータ装置を保持するために設けられた主体となる手段である請求項１記載の装 置。 ２０．前記対物レンズ装置、前記イメージ増倍管および前記コリメータ装置は、 第１の直線的な光路に配置され、前記接眼レンズ装置は異なる第２の光路に配置 されており、さらに前記第１の直線的な光路から前記第２の光路に前記コリメー トされた画像を導く、前記ハウジング内に含まれている手段を具備している請求 項１記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．対物レンズ装置と、 前記対物レンズ装置によってイメージ増倍手段に導かれたエネルギから増倍さ れた可視画像を生成するイメージ増倍手段と、 前記増倍された可視画像を観察するための前記接眼レンズ装置と、 第１および第２の対向した内面を有しており、前記各内面がそれから延在した 複数の整列した区画壁を含み、前記対物レンズ装置および前記イメージ増倍手段 を前記面の間に支持し、予め定められた光路をそれらの間に設定するハウジング とを含んでいる暗視装置。 ２．前記イメージ増倍手段と前記接眼レンズ装置と間の前記光路に配置され、前 記増倍された光学画像をコリメートするコリメータレンズ装置を具備し、前記コ リメータレンズ装置は、前記接眼レンズ装置および前記イメージ増倍手段に関し て予め定められた光学関係で前記支持部材に結合された前記整列した区画壁の第 １および第２の対向した対によって支持されている請求項１記載の装置。 ３．さらに、前記コリメータレンズ装置から出力した前記増倍された可視画像を 前記接眼レンズ装置に反射する反射手段を具備し、前記接眼レンズ装置および前 記対物レンズ装置が屈折した光路を限定するように前記ハウジング内でオフセッ トされる請求項３記載の装置。 ４．前記反射手段は第１の反射手段であり、前記接眼レンズ 装置は接眼レンズおよび第２の反射手段を具備し、前記第１の反射手段から出力 した反射画像を前記接眼レンズに反射する請求項３記載の装置。 ５．前記対物レンズ装置は、レンズ装置および前記レンズ装置を包囲する管状構 造を含み、前記レンズ装置は前記管状構造の縦軸に沿って所定の範囲内を前後に 移動することが可能であり、前記管状構造が前記支持構造と接続している請求項 １記載の装置。 ６．利用者が画像を観察しながらこのような装置を片手で保持することにより画 像を夜間に観察することを可能にする単眼暗視装置において、 画像を観察する入力接眼ポートと、観察された画像から光を受取る出力対物ポ ートとを有し、ハウジングが内部中空を有する中空ハウジングと、 前記ハウジングの前記中空に配置され、前記中空に配置された対物レンズ装置 によって受光端において前記対物ポートに光学的に結合され、前記中空に配置さ れた接眼レンズ装置によって光増幅端において前記接眼ポートに光学的に結合さ れたイメージ増倍手段とを含んでおり、前記ハウジングは、前記ハウジングの上 面に設けられ、利用者の手の指に適合するように形成された連続した表面起伏が 典型的な利用者の手に適合した外面を収容し、前記ハウジングの下面が、利用者 の親指に適合するように前記上面起伏の下方に設けられた親指適合手段を有して おり、それによって利用者は、前記接眼レンズ装置により観察しながら前記ハウ ジングを片手で保持 し、前記ハウジングが前記上面起伏および前記下面親指適合手段にしたがって常 に予め定められた方向であることを保障することができる単眼暗視装置。 ７．前記接眼入力ポートは前記対物出力ポートからオフセットされており、前記 ポートが同軸ではない請求項６記載の装置。 ８．前記接眼入力ポートは、利用者の手に適合された前記ハウジングの上方の前 記対物ポートの下方に位置されている法請求項７記載の装置。 ９．さらに、ストラップ調節手段を含んでおり、それはこの手段によって調節さ れるストラップが前記ハウジングの両側に関して左利きまたは右利きの利用者に 適応することを可能にするように位置され、主に前記ハウジング中において結合 される請求項６記載の単眼暗視装置。 １０．前記ハウジングは、第１および第２の縦方向の側部分を含み、前記第１お よび第２の部分が結合されて、中空のハウジングを形成し、それぞれ一連の垂直 方向に延在した位置設定フランジを有し、前記第１および第２の部分の前記フラ ンジが互いに整列し、第１の組のフランジの間に前記イメージ増倍手段を、また 第２の組のフランジの間に前記接眼レンズ装置を、別の組のフランジの間に前記 対物レンズ手段を適合させて整列させる素子設置位置として機能する請求項９記 載の単眼暗視装置。 １１．さらに、前記ハウジングの前記中空に位置され、前記イメージ増倍手段に 結合された回路板を含んでいる請求項１ ０記載の単眼暗視装置。 １２．前記第１および第２のハウジング部分は、水タイプのシールによって結合 されている請求項１０記載の単眼暗視装置。 １３．前記第１のハウジング部分は周辺開口の周囲に配置された周辺延在フラン ジを有し、 前記第２のハウジング部分は、周辺の上方に配置された周辺フランジ収容手段 を有し、前記フランジは前記部分が一緒に配置されたときに前記手段中に挿入さ れ、前記凹部に供給された接着剤が前記配置された部分を永久的に固定するよう に作用する請求項１０記載の単眼暗視装置。 １４．前記接着剤は、防水エポキシ接着剤である請求項１３記載の単眼暗視装置 。 １５．さらに、前記ハウジング中に配置された電池収容室を含んでいる請求項１ ４記載の単眼暗視装置。 １６．さらに、前記接眼レンズから前記対物レンズに光のビームを屈折する、前 記ハウジング中に配置された第１の光ビーム屈折手段を含み、前記光ビーム屈折 手段が別の対の垂直に位置したフランジの間に配置されている請求項１５記載の 単眼暗視装置。 １７．前記接眼レンズ装置は、調節可能に焦点を結ばれる請求項１６記載の単眼 暗視装置。 １８．さらに、観察されるべき画像において放射線のビームを放出する、前記ハ ウジング上に配置された放射線放出手段を含んでいる請求項１７記載の単眼暗視 装置。 １９．前記放射線放出手段は、赤外線ダイオードである請求項１８記載の単眼暗 視装置。 ２０．前記光屈折手段は、反射鏡である請求項１６記載の単眼暗視装置。