TW198748B - - Google Patents

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198748 A6 B6 五、發明説明（ί ) 本發明背景 1. 本發明領域 本發明有關回屈式投影系統用之無干擾觀窜系統，供 二或多人同時於此等系統觀察顯像。 2. 相關技藝說明 直到現在，回屈式觀察範圍顯像投影機及投影系統係 使用大致相同顯像供二或多人同時觀察。業已出現要求提 供二或多人使用之獨立、無干擾、同時之觀察範圍顯像。 本發明綜述 本發明提供無干擾觀察範圍顯像觀察裝置，供二或多 人於後文有時稱爲1號觀察者與2號觀察者，於單一回屈 式投影系統內同時注視二或多個不同顯像於後文有時稱爲 1號顯像與2號顯像。此等觀察裝置使此二人各得以祇看 到二個同時顯像之一，而不干擾另一顯像。 各人之觀察裝置包括確定各觀察裝置視綫之裝置，其 包括生成一信號代表觀察者視綫之裝置，及輸送信號裝置 將一信號輸送至回屈式觀察範圍投影系統內裝置，以操縱 一所要影像到觀察裝置之視域。觀察裝置亦包括透過所要 顯像之所要光綫波長，而排斥所不要光綫波長之裝置，尤 其要提供另一觀察者之光綫波長。 更明確說，要提供第一觀察者觀察所要光綫波長之影 像與要提供第二觀察者觀察所要光綫波長之影像間分隔愈 大，二組影像間串音之抑制愈佳。瞽如若1號觀察者要觀 察具有815奈米波長之影像，而2號觀察者要觀察具有 .........r......................< .................¾...............................訂……< ...................媒 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 甲 4(210X297 公廣) 3 196748 A6 ________B6 五、發明説明（2) 750奈米波長之影像，串耷之抑制約可達10000比1 (光 密度=4 )。若較長波長爲840奈米而非815奈米，而較 短波長爲715奈米，則該抑制約可達100000比1 C光密度 =5 )。串音之抑制愈大，其結果愈佳。實用上譬如有二 觀察者時，所用二波長之間隙視用來産生影像之光學系統 容量而定。就本發明之觀察裝置言，各觀察者之影像所選 用波長範圍最好從約600奈米至約11〇〇奈米。 於較佳具體形式，該觀察裝置包含選擇性透光裝置， 其適合放置於所要影像之光路徑內於一觀察者眼睛或觀察 輔助鏡上。此種透光裝置大致透過在所要波長之所有輻射 ，而反射或吸收所有其他波長。於某些具體形式，對1號 觀察者而言，一濾光鏡臀如一Schott RG830板會於所對角在 約一2(Γ至約+20°範圍之視域上大致透過於880奈米之所 有輻射，而大致排斥或吸收於75 0奈米之所有輻射。 對2號觀察者而言，一濾光鏡瞽如一Sinott全像光學 元件（H0E)、雙全像光學元件、或多層薄膜之濾光鏡會於 所對角在約一20°至約+20°範圍之視域上大致吸收或反射 於880奈米之所有輻射，而透過於7 50奈米之所有輻射。 此等濾光鏡爲已知之類型。該薄膜濾光鏡譬如可爲Ta20s 與Si02層交替之43層堆叠，其除最初三層與空氣界面層外 各爲四分之一波厚度。 簡要圖說 本發明於參考附圖會有較佳之瞭解，其中： 圖1爲一顯示提供第一觀察者濾光鏡之一較佳具體形 甲 4 (210X297 公廣） (請先聞讀背面之注意事項再填鸾本頁)

T Α6 Β6 χ9δ'Ηδ 五、發明説明（3) 式之頻譜響應圖； (請先聞讀背面之注意事項再填鸾本頁) 圖2a及2b包括二圖，顯示第二觀察者所使用單與雙 全像光學元件之角度響應； 圖3顯示二觀察者之濾光鏡與顯像之頻譜響應及第3 代夜視鏡（NVG)觀察輔助器之頻率響應；而 圖4爲顯示二不同觀察者同時觀察二組不同影像之示 意圖，其中二組影像間之串音被減至最小。 本發明詳述 圖1圖示許多不同紅外綫透光鏡之性能，其大致透過 所有於8 80奈米波長之輻射；而排斥或吸收所有於750奈 米波長之輻射，即RG780、RG 830、及RG 850。 圖2a及2b顯示第二觀察者用之單與雙全像光學元件 (HOE)濾光鏡之推估光密度對視域之圖。如圖3所示，第 二觀察者之濾光鏡大致透過所有於750奈米波長之輻射， 而大致排斥或吸收所有於880奈米波長之輻射。 於較佳具體形式，雙色膠基質之全像元件CDCG)適用 於顯像與濾光作用，因其具有低散射性質與高指數調變。 DCG全像濾光鏡厚達80微米並具有指數調變値約0.06之 相位光栅者尤爲適用。 全像紅外濾光元件最好爲單層或雙層元件。單層元件 較簡單，因其祇使用一全像圖。雙層元件使用二互補光栅 ，各供二場角範圍之一使用，即高與低場角範圍。於此等 裝置中，對各元件之角度帶寬需求被減低。 —設計涵蓋約±20°視域於880奈米具有最大光密度爲 肀 4(210X297 公潘) 7 198748 A6 B6 五、 發明説明（4) 4 之單層全像 濾 光鏡 具有以 下 特性： 厚度（t) 約45 微米 9 光 栅間隔（L) 約 894 .5奈米 9 而指數 調變約. 053 a圖 2a 顯 示於空氣中 從 單全 像光學 元 件濾光 鏡之隨機極化光 綫 於 880奈米之光密 度對 量測値 爲 度之輸 入角所繪 圖形 〇 該 曲 綫 對稱於約0 從而 描述在 整 個40。 領域之消光性 質 〇 對 相 同全像圖於 750奈 米之理 論 透光度於相同範 圍超 出 95 % 9 不考慮散射 及 吸收 損失。 於雙層全像 濾光 鏡，角 度 涵蓋需 求於二元 件間 被 區 分 9 一全像涵蓋 從 約0‘ >至約] L70°之範 圍，而第 二全 像 涵 蓋 從 約15°至24° 之範 圍。圖 2b代表該二HOE 濾光 鏡 層 之 複 合。該曲綫 於 入射角靠近 16°之波 突係因二 全像 涵 蓋 範 圍 之重叠。如 圖 2b所 •示，相 關 參數較 於單層元 件情形 者 爲 不 嚴格。故而 各 全像之厚度可 約35微 米。光栅 間隔 爲 887 奈 米及906奈 米 。調 變指數 約 .045 > 以雙層濾 光 鏡全 像時， 各 全像可 較單層濾 光鏡 爲 薄 〇 各 可具有較低 調 變需 求。再 者 於最小 光密度爲 3之 角 度 涵 蓋 約爲48°之 理 論視 域，容許 原有之 空間非均 質性 0 結果 爲 此種濾光鏡 較 單層 濾光鋳 更 易於生 產且成本 較低 〇 採 雙 層 濾光鏡時， 於所需 40°之 理 論視域 上可得到 10000 比 1 之 對比。 圖3顯示 二 不同 觀察者 使 用二不 同濾光鏡 ，使 各 觀 察 者 紙見到要提 供 給他 之顯像 而 見不到 於相同回 屈式 觀 察 範 圍 投影系統內 要 提供 另一觀 察 者之同 時顯像。 第3 代夜 視 鏡 (NVG)觀察 輔助器 之頻譜 響 應一般 從600至 1100 奈 米 〇 甲 4(210X297 公羶) 196^43 A6 B6 五、發明説明（5 ) 因此對二觀察者各選擇之波長須在此一波長範圍內。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4顯示於880奈米波長之1號顯像，其僅可被第一 觀察者見到，及於750奈米波長之2號顯像，後者僅可被 第二觀察者見到。 於回屈式觀察範圍顯像投影系統，其具有二觀察者瞽 如一噴射戰機模擬器之駕駛與武器系統軍官同時出現於夜 視模擬中，各戴有觀察裝置譬如夜視鏡以放大微弱光綫至 可用位準。各感測器確定各觀察者夜視鏡所指之方向，而 產生一或多個信號以同時引導一觀察範圍顯像到一觀察者 之視域，而另一顯像到另一觀察者之視域，如圖4所示。 爲防止駕駛與武器系統軍官見到要提供另一觀察者之 顯像，各觀察者之夜視鏡於毎一眼睛包括一濾光鏡，以排 斥來自要提供另一觀察者之顯像光綫，而祇透過要提供其 本人之顯像光綫。 獨立》無干擾顯像亦防止透視失眞，後者視各觀察者至 顯像之有限距離而定。譬如於一30呎直徑圓頂內使用一雙 座戰鬥機模擬器，一觀察者若觀察要提供給另一觀察者之 顯像時會有高連20。之透視誤差。本發明之觀察裝置以獨 特適合各觀察者之影像失眞校正技術使此一問題得以解決。 提供1號顯像與提供2號顯像之影像源可爲變換電 親頻信號成所要波長空間調變顯像之裝置。1號與2號中 繼望遠鏡將該顯像從影像源轉移到回屈式觀察範圍顯像投 影系統（CAOID)之目鏡/鏡片總成。 CAOID將顯像投影到圓頂銀幕。分光鏡將二顯像結合 肀 4(210X297 公簷) 7 196748 A6 B6 五、發明説明（6) 於一共同光學路徑。各馬達驅動鏡片操縱各顯像到圓頂銀 幕上所要位置。此等CAOID裝置之完整說明呈現於1989年 5月3日同時申請之美國專利申請序號第07/347,111號， 標題爲“回屈式投影機，回屈式投影系統及方法”。該申 請案之完整揭示以指述方式納入本文。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 甲 4(210X297 公尨） 2

Claims (1)

19δ748 AT B? C7 D7 六、 申請專刘苑圍 h 一種进用於回屈式觀察範圍斯像之供二人或多 互補觀察裝置，包含： 弟 避择性透光裝置，逋合置放於所述糸統中一第 顯像之輻射路悝内一觀察者眼晴或觀察輔助器上，所 —選择性透光裝置大致透射一所需預定波長之全部輻射龙 並大致徘斥或吸收大致所有其他波長之全部輻射， 第二避择性速光裝置，適合置放於所述系統中一第二 顯像之輻射路徂內一第二觀察者眼晴或觀察輔助器上，所 述第二遴择性速光裝置大致透射一第二所需預定波長之全 部輕射並大致排斥或吸收所述第二稍定波長以外之大致所 有其他波長之全郎輻射， 其中所述遇擇性速光裝置包含： 一單件全像光犖元件；一雙件全像光學元件，或一由 多層薄膜製成之濾光器， 在操作上連接於所述第一遇择性速光裝置用以決定所 迷第一觀察裝置视線之装置’包括用Μ產生一代表一第一 觀察者视線之倌犹之裝置及用以輪送一信號至該®屈式觀 察範園投影系統件將一所需顯像導入所述第一觀黎裝置视 野内之裝置，以及 在操作上連接於所述第二遇择性速光裝置用W決定所 迷第二觀察装置视線之装置’邑捂用以產生一代表一第二 觀察者视線之信號之装置及用纟乂輸送一信號至該西屈式觀 察範園投影系統件將一所需萌像導入所述第二觀辂裝置视 野內之裝置。 _______-—-—-_^____ 哎崎川 f 平（CNS)岱(210Χ297公 使用 迷第 SI. 4. 5,000 (:1) (^先^-背面^/注意事項再填窝本可 k. .線. 六、申請專利苑圍 A 7 B7 C7 DT 1 置 射裝 速之 以射 用輻 含要 包所 尚非 , 之 置像 裝顯 察述 觀所 之斥 項排 1 ^ 第用 圊並 範射 利輻 專之 請像 申頤 如需 2.所 .................................( ................K..............................^......^ .....................^ (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 經Λ·:-1部中夬標準局R工消费合作-it印¾ 木紙张尺度適川十W W宋掭準（CN:S) 岱（210x297公犮） 81. 4. 5.000 (H)