NL7908578A - OPTICAL SYSTEM. - Google Patents
OPTICAL SYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7908578A NL7908578A NL7908578A NL7908578A NL7908578A NL 7908578 A NL7908578 A NL 7908578A NL 7908578 A NL7908578 A NL 7908578A NL 7908578 A NL7908578 A NL 7908578A NL 7908578 A NL7908578 A NL 7908578A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- optical device
- light
- convex
- optical
- plane
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight
- G02B23/18—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight for binocular arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
ήή
VV
VO 8Τ36VO 8Τ36
Titel: Optisch stelselTitle: Optical system
De uitvinding heeft "betrekking op een optische inrichting en neer ’in het "bijzonder op een optische inrichting voor hioculair waarnemen.The invention relates "to an optical device and down" especially to an optical device for hiocular viewing.
Optische inrichtingen voor "bioculaire waarneming worden bij-5 voorbeeld toegepast bij nachtkijkers, waarbij een waarnemer met beide ogen een versterkt beeld van een object kan waarnemen, welk object gewoonlijk bestaat uit een grondplaat van een beeldverster-kerbuis. De beeldversterkerbuis ontvangt licht uit een tafereel ____ met een laag helderheidsniveau en geeft door middel van een ver- 10 sterkend electro-optisch stelsel op de frontplaat van de buis een beeld van het tafereel weer, welk beeld een voldoende helderheid heeft „om door een mens te worden waargenomen. Licht uit het weer-. gegeven beeld beweegt zich via een type versterker naar de twee ogen van de waarnemer. In sommige toepassingen van bioculaire 15 vaarneeminrichtingen kan het object in plaats van uit een beeldversterkerbuis uit een cathodestraalbuis bestaan.For example, optical devices for biocular observation are used in night vision goggles, where an observer can see with both eyes an amplified image of an object, which object usually consists of a base plate of an image intensifier tube. The image intensifier tube receives light from a scene. ____ with a low brightness level and by means of an amplifying electro-optical system on the front plate of the tube displays an image of the scene, which image has a sufficient brightness to be perceived by a human. Displayed image moves through one type of amplifier to the observer's two eyes In some applications of biocular vessel devices, the object may consist of a cathode ray tube instead of an image intensifier tube.
In de praktijk biedt een bioculaire waarneeminrichting normaliter niet het gehele gezichtsveld aan beide ogen aan en gevoon-lijk ziet het linkeroog van de waarnemer het gehele rechterveld en 20 slechts een gedeelte van het linkerveld, terwijl het rechteroog • het gehele linkerveld en slechts een gedeelte van het rechterveld ziet. Het is evenwel gebleken, dat dit voldoende is en de voorkeur verdient boven een monoculair stelsel door middel waarvan de waarnemer het beeld met slechts êên oog ziet.In practice, a biocular sensing device does not normally provide the entire field of view to both eyes, and usually the observer's left eye sees the entire right field and only part of the left field, while the right eye sees the entire left field and only part of it. the right field. However, it has been found to be sufficient and preferable to a monocular system through which the observer sees the image with only one eye.
25 Sen bioculaire inrichting heeft het voordeel, dat slechts een beeldversterker of kathodestraaibuis nodig is in tegenstelling met een binoculairs inrichting waarin twee gescheiden buizen en bijbehorende optische stelsels aanwezig zijn, een voor elk oog. Bij een bioculaire inrichting moeten de optica evenwel voldoen aan de eis, 30 dat een bevredigende afbeelding uit een enkel object voor de twee gescheiden oogposities wordt verschaft. Dit kan worden verkregen 7908579 ψ - 2 - «f- door gebruik te maken van een bioculaire versterkende lens, d.w.z. een lens, welke op een speciale wijze is ontworpen en een uittreed-pupil bezit, welke voldoende groot is om beide ogen te bestrijken en welke lens op een adequate wijze voor de twee gescheiden oog-5 posities is gecorrigeerd, waarbij rekening wordt gehouden met het hoekverschil in geometrie over het bioculaire gedeelte van het waar-neemveld. Een dergelijke lens is beschreven in het Britse octrooi-schrift 1.389.56^·· Hetzelfde resultaat kan worden verkregen onder gebruik van een collimerende versterkingslens en een prismastelsel, 10 dat het uitgangslicht uit de lens naar de twee gescheiden oogposities richt. Een dergelijk stelsel is beschreven in het Britse octrooischrift I.506.61U.A biocular device has the advantage that only one image intensifier or cathode-ray tube is required as opposed to a binocular device in which two separate tubes and associated optical systems are present, one for each eye. However, in a biocular device, the optics must meet the requirement to provide a satisfactory image from a single object for the two separate eye positions. This can be obtained 7908579 ψ - 2 - «f- by using a biocular amplifying lens, ie a lens which is specially designed and has an exit pupil large enough to cover both eyes and which lens is appropriately corrected for the two separate eye positions, taking into account the angular difference in geometry across the biocular portion of the field of view. Such a lens is described in British Patent Specification 1,389.56 ^ ·· The same result can be obtained using a collimating gain lens and a prism array directing the output light from the lens to the two separate eye positions. Such a system is described in British Pat. No. 1,506,61U.
Het is soms zeer gewenst, dat de bioculaire waameeminrichting in wezen op het hoofd, van de waarnemer op de wijze van een bril 15 wordt gemonteerd. Dit heeft ten opzichte van een vaste montage het voordeel, dat een beweging van het hoofd mogelijk is bij het onderhouden van een waarneming via de inrichting en een voordeel ten opzichte van het in de hand houden, doordat de handen van de waarnemer vrij zijn andere functies uit te voeren. Een noodzakelijke 20 eis voor montage op het hoofd is een geringe afmeting en een gering gewicht. Deze zelfde eisen zijn echter ook van toepassing voor andere modes dan een montage op het hoofd, meer in het bijzonder voor een draagbare uitrusting.It is sometimes highly desirable that the biocular sensing device be mounted essentially on the observer's head in the manner of spectacles. This has the advantage over fixed mounting that head movement is possible in maintaining an observation through the device and an advantage over holding in that the observer's hands are free from other functions to be carried out. A necessary requirement for mounting on the head is a small size and a low weight. However, these same requirements also apply to modes other than head mounting, more particularly for portable equipment.
De opkomst van betrekkelijk kleine en lichte beeldversterker-25 en kathodestraalbuizen heeft er sterk toe bijgedragen de afmetingen en het gewicht van de uitrusting te reduceren en men heeft een redelijk draagbaar vermogen en zelfs een montage op het hoofd verkregen. Desalniettemin bestaat er nog steeds een vraag naar een reductie in afmeting en gewicht, gepaard met een wens tot geringe kosten, ter- _ 30 wijl -..natuurlijk een bevredigende optische werking behouden moet blijven.The emergence of relatively small and light image intensifier 25 and cathode ray tubes has greatly contributed to reducing the size and weight of the equipment and has obtained a reasonably portable power and even head mounting. Nevertheless, there is still a demand for a reduction in size and weight, coupled with a desire for low cost, while of course a satisfactory optical effect must be maintained.
Daartoe voorziet de uitvinding in een optische inrichting voor bioculaire waarneming, voorzien van een vast optisch element met een vlak, dat inwendig licht naar uitwendig concave reflecterende > 7908578 - 3 - gebieden reflecteert, van waaruit het licht naar het genoemde vlak wordt teruggekaatst om daaruit uit te treden in twee bundels, die zich naar respectieve op een afstand van elkaar gelegen oogposities bewegen, en correctielensorganen, die in de lichtbanen naar de 5 respectieve oogposities zijn opgesteld. Met een dergelijke inrichting kan een waarnemer wanneer zijn ogen zich in de genoemde op een afstand van elkaar gelegen oogposities bevinden, met beide ogen een versterkt beeld van visuele informatie zien, dat op een beeldvlak wordt weergegeven, van waaruit licht het vaste optische ele-10 ment binnentreedt. Het beeldvlak kan aan het vaste optische element zijn gecementeerd.To this end, the invention provides an optical device for biocular observation, comprising a fixed optical element with a plane, which reflects internal light to externally concave reflecting> 7908578-3 areas, from which the light is reflected back to said plane to emanate therefrom step in two beams moving to respective spaced eye positions, and correction lens members arranged in the light paths to the respective eye positions. With such an arrangement, an observer, when his eyes are in said spaced eye positions, can see with both eyes an amplified image of visual information displayed on an image plane, from which light captures the fixed optical element. enters. The image plane can be cemented to the solid optical element.
Verder voorziet de uitvinding in een optische inrichting voor bioculaire waarneming, voorzien van organen, welke voorzien in een convex beeldvlak, een vast optisch element met in hoofdzaak vlakke 15 oppervlaktegebieden en inwendig concave reflecterende oppervlakte-gebieden, die· naar de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden zijn gekeerd en zodanig zijn opgesteld, dat licht uit het genoemde beeldvlak de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden treft onder hoeken, waarbij het licht daardoor inwendig naar de inwendig concave re-20 flecterende oppervlaktegebieden wordt teruggekaatst,vanuit deze laatste weer naar de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegébLeden wordt teruggekaatst teneinde met een breking door deze gebieden naar respectieve op afstand van elkaar gelegen oogposities te worden overgedragen, waarbij in de lichtbaan tussen elk in hoofdzaak vlak 25 oppervlaktegebied en de respectieve oogpositie correctielensorganen zijn opgesteld. Bij een dergelijke constructie kan een -waarnemer wanneer zijn ogen zich in de genoemde op een afstand van elkaar gelegen oogposities bevinden, met beide ogen een versterkt beeld van visuele informatie zien, dat op het convexe beeldvlak 30 wordt weergegeven, waarbij de versterking in hoofdzaak tot stand wordt gebracht door het vermogen van de concave reflecterende oppervlaktegebieden, waarvan de inherente veldkromming door het convexe beeldvlak kan worden geboden. Het convexe beeldvlak kan aan het vaste optische element zijn gecementeerd om de volle apertuur » 7908578 Ψ s ·*- ~k - van de inwendig concave reflecterende gebieden te benutten.The invention further provides an optical device for biocular observation, comprising means providing a convex image plane, a solid optical element with substantially flat surface areas and internally concave reflecting surface areas which are towards the substantially flat surface areas. Inverted and arranged so that light from said image plane strikes the substantially planar surface regions at angles, thereby reflecting the light internally back to the internally concave reflecting surface regions, from the latter back to the substantially planar surface regions in order to be transmitted with refraction through these regions to respective spaced eye positions, correction lenses being arranged in the light path between each substantially flat surface area and the respective eye position. In such a construction, an observer, when his eyes are in said spaced eye positions, can see with both eyes an amplified image of visual information displayed on the convex image plane 30, with the gain substantially up to is brought about by the power of the concave reflective surface areas, the inherent field curvature of which can be provided by the convex image plane. The convex image plane may be cemented to the solid optical element to utilize the full aperture of the internally concave reflective areas.
Het vaste optische element bestaat bij' voorkeur uit een materiaal met grote brekingsindex (ten opzichte van lucht), bij voorkeur in het gebied van 1,5 tot 1,8. Een dergelijke grote brekings-5 index vergroot de totale inwendige reflectie vanuit de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden. Deze kunnen bestaan uit gebieden van een gemeenschappelijk, in hoofdzaak planair vlak van het vaste optische element.The solid optical element preferably consists of a material with a high refractive index (relative to air), preferably in the range of 1.5 to 1.8. Such a large refractive index increases the total internal reflection from the substantially flat surface areas. These may consist of regions of a common, substantially planar plane of the solid optical element.
Het vaste optische element kan zijn voorzien van een element 10 met een uitwendig convex vlak, waarbij respectieve gebieden van dit convexe vlak inwendig reflecterend zijn gemaakt bijvoorbeeld zijn verzilverd, teneinde de inwendig concave reflecterende gebieden te verschaffen. Het centrale gebied van het convexe vlak wordt helder gelaten teneinde een overdracht—van licht door dit gebied 15 mogelijk te maken, waarbij dit centrale gebied van het convexe vlak plat d.w.z. planair kan zijn en op deze wijze is uitgevoerd door bijvoorbeeld een slijp-!·en pólij stwerking. ·i:.;- Bij voorkeur omvat het vaste optische element een in wezen plano-convex element.The fixed optical element may be provided with an element 10 having an outer convex surface, respective areas of this convex surface being made internally reflective, for example, silver-plated, to provide the internally concave reflecting areas. The central area of the convex face is left clear to allow a transfer of light through this area 15, this central area of the convex face may be flat ie planar and thus performed by, for example, an abrasive and polishing. Preferably, the fixed optical element comprises an essentially plano-convex element.
20 Het vaste optische element kan zijn voorzien van een hoofd- element, bij voorkeur het plano-convex element, en een aan het hoofdelement gecementeerd afstandselement, waarbij het beeldvlak aan het af stands element kan zijn gecementeerd. Het afstands element heeft een vlak, dat aan het beeldvlak is aangepast, d.w.z. een 25 aangepast concaaf vlak voor een convex beeldvlak,en Het afstandsorgaan heeft een voor de plaatsing van het beeldvlak juiste dikte. Het afstands element kan aan het centrale heldere gebied van het convexe vlak van het hoofdelement zijn gecementeerd, waarbij het afstands-element een vlak bezit, dat aan' dit gebied is aangepast, welk ge-30 bied, zoals boven is vermeld, vlak d.w.z. planair kan zijn, waarbij het aangepaste vlak van het afstandselement waaraan het is gecementeerd, dan ook vlak d.w.z. planair is.The fixed optical element may comprise a main element, preferably the plano-convex element, and a spacer element cemented to the main element, the image plane being cemented to the spacer element. The spacer has a plane adapted to the image plane, that is, an adapted concave plane for a convex image plane, and the spacer has a thickness appropriate for the placement of the image plane. The spacer may be cemented to the central bright region of the convex plane of the main element, the spacer having a plane adapted to this region which, as noted above, is flat ie planar where the adapted plane of the spacer to which it is cemented is therefore flat ie planar.
Een deel van het vlak van het vaste optische element, dat licht naar de inwendig concave reflecterende gebieden terugkaatst, 7908578 . * * - 5 -Part of the plane of the solid optical element that reflects light back to the internally concave reflective areas, 7908578. * * - 5 -
Iran inwendig reflecterend zijn gemaakt bijvoorbeeld door verzilveren, op die plaatsen waar geen licht via het vlak behoeft te worden overgedragen, en meer ia het bijzonder waar een totale inwendige reflectie voor invallende stralen uit het beeldvlak vervalt.Iran have been made internally reflective, for example by silver plating, in those places where no light needs to be transmitted through the plane, and more particularly where a total internal reflection for incident rays from the image plane is lost.
5 Bij voorkeur werkèn met het vaste optische element organen voor het absorberen van ongebruikt licht samen. Waar derhalve de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden worden verschaft door een,gemeenschappelijk in hoofdzaak planair. vlak, bijvoorbeeld het planaire vlak van een in wezen plano-convex element, kan het centrale gebied 10 van dit planaire vlak licht-absorberend worden gemaakt bijvoorbeeld door middel van een daaraan gecementeerde licht-absorberende plaat.Preferably, the solid optical element cooperates with means for absorbing unused light. Where, therefore, the substantially planar surface areas are provided by a, generally substantially planar. plane, for example the planar plane of an essentially plano-convex element, the central region 10 of this planar plane can be made light-absorbing, for example by means of a light-absorbing plate cemented thereon.
De correctielensorganen., kunnen een gemeenschappelijke menis-cuslensvorzm bezitten, die concaaf naar de oogposities is, waarbij een deel van de lens in elk van de respectieve lichtbanen naar de 15 oogposities is opgesteld en waarbij het centrale ongebruikte deel van de gemeenschappelijke lensvorm wordt weggelaten.The correction lens members may have a common meniscus lens shape that is concave to the eye positions, with a portion of the lens disposed in each of the respective light paths to the eye positions and omitting the central unused portion of the common lens shape.
Bij voorkeur bezitten de gebogen optische vlakken van de inrichting en meer in het bijzonder de inwendig concave reflecterende gebieden, het convexe beeldvlak en de gebogen zijden van de correc-20 tielensorganen alle een sferische kromming. Men kan echter ook een asferisch oppervlak gebruiken, doch dit gaat gepaard met eaizssclcgigg van de vervaardigingskosten. Meer in het bijzonder kunnen de correc-tielensorganen in de lichtbaan naar elk respectieve oogpositie bestaan uit een astigmatische lenselement met "torusvlakken in elke 25 lichtbaan en/of de inwendig concave reflecterende gebieden kunnen asferisch zijn.Preferably, the curved optical surfaces of the device and more particularly the internally concave reflective areas, the convex image plane and the curved sides of the correction lens members all have spherical curvature. However, an aspherical surface can also be used, but this is associated with manufacturing costs. More particularly, the correction lens members in the light path to each respective eye position may consist of an astigmatic lens element having "toroidal planes in each light path and / or the internally concave reflective areas may be aspherical.
Het beeldvlak kan worden verschaft door een beeldversterker-buis, die kan zijn voorzien van een convexe vezel .-optische front-plaat, of door een kathodestraalbuis, welke een convex scherm kan 30 hebben. Indien de inrichting aan een waarnemer visuele informatie meet verschaffen naast die, welke door een dergelijk hoofdweergeef-orgaan wordt weergegeven, kan de inrichting zijn voorzien van pro-jectieorganen, zoals een lens en prisma om licht uit een extra weergeefbron via het vaste optische element te projecteren teneinde 7908578 6 - 6 - op een hoofdweergeefbeeldvlak een gefocusseerd.. reëel beeld van een extra weergave te vormen. De projectieorganen kunnen bij het 'centrale gebied van een in hoofdzaak planair vlak zijn gemonteerd dat voorziet in de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden, bij-5 voorbeeld het planaire vlak van een plano-convex element, zoals boven is vermeld, waarbij in eventuele lichtabsorberende organen in dit gebied een opening aanwezig is via welke opening het licht kan worden geprojecteerd.The image plane may be provided by an image intensifier tube, which may include a convex fiber optic face plate, or by a cathode ray tube, which may have a convex screen. If the device provides visual information to an observer in addition to that displayed by such a main display, the device may include projection means such as a lens and prism to transmit light from an additional display source through the fixed optical element. project in order to form a focused .. real image of an additional display on a main display image plane. The projection members may be mounted at the central region of a substantially planar plane that provides the substantially planar surface regions, for example, the planar plane of a plano-convex element as noted above, with any light-absorbing members in In this area there is an opening through which the light can be projected.
De inrichting kan zijn voorzien van organen voor deviatie 10 door diffractie of refractie van licht, dat het vaste optische ele ment binnentreedt en bij voorkeur werkt met het beeldvlak een holografisch scherm samen teneinde een divergentie van licht uit het beeldvlak te veroorzaken wanneer dit het vaste optische element binnentreedt.The apparatus may be provided with means for deviation 10 by diffraction or refraction of light entering the solid optical element and preferably interacting with the image plane a holographic screen to cause a divergence of light from the image plane when it is the solid optical element. element enters.
15 In elk van de lichtbanen uit het vaste optische element naar de respectieve oogposities kan voorts een dioptrisch lenselement aanwezig zijn.Furthermore, in each of the light paths from the fixed optical element to the respective eye positions, a dioptric lens element may be present.
De uitvinding voorziet voorts in een nachtkijkerbxil met een enkele beeldversterkerbuis, voorzien van een optische inrichting 20 voor bioculair waarnemen, zoals boven is omschreven.The invention further provides a night vision tube with a single image intensifier tube provided with an optical device 20 for biocular viewing, as described above.
Een inrichting volgens de uitvinding kan betrekkelijk klein en licht worden uitgevoerd en is meer in het bijzonder doch niet exclusief geschikt om op de wijze van een bril op het hoofd te worden gemonteerd.A device according to the invention can be of relatively small and light design and is more particularly, but not exclusively, suitable for mounting on the head in the manner of glasses.
25 De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een schematische weergave, van een uitvoeringsvorm van een optische inrichting voor bioculaire waarneming volgens de uitvinding; en 30 fig. 2 een afbeelding, welke overeenkomt met die volgens fig.1 en waarin andere kenmerken van de inrichting zijn weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an optical device for biocular observation according to the invention; and FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1 and showing other features of the device.
De inrichting volgens de uitvinding omvat in wezen een vast optisch element, dat bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm is voor- 7908578 - 7 - zien van een hoofdelement 4 en een afstandselement 6, welke laatste element aan het hoofdelement 4 is gecementeerd, waarbij, het vaste optische element is voorzien van een vlak, waarvan gedeelten met 7 zijn aangegeven, welk vlak licht inwendig naar inwendig concave 5 reflecterende gebieden 3 reflecteert van waaruit het. licht naar het vlak 7 wordt teruggekaatst teneinde daaruit uit te treden in twee bundels, die zich naar respectieve op een afstand van elkaar gelegen oogposities El en Έ2 bewegen, waarbij in de lichtbanen naar de respectieve oogposities correctielensorganen 10 zijn opgesteld.The device according to the invention essentially comprises a fixed optical element, which in the embodiment considered here is provided with a main element 4 and a spacer element 6, the latter element being cemented to the main element 4, the fixed element being optical element is provided with a plane, portions of which are indicated by 7, which plane reflects light internally towards internally concave 5 reflecting regions 3 from which it. light is reflected back to the plane 7 so as to emanate therefrom in two beams moving to respective spaced eye positions E1 and Έ2, correction lenses 10 being disposed in the light paths to the respective eye positions.
10 Het licht is afkomstig uit een beeldvlak 2, dat zich bevindt bij of gecementeerd is aan het afstandselement 6 en de opstelling is zodanig, dat een waarnemer met beide ogen een versterkt beeld van visuele informatie kan zien, dat op het beeldvlak 2 wordt weergegeven.The light emanates from an image plane 2 located at or cemented to the spacer 6 and the arrangement is such that an observer can see with both eyes an amplified image of visual information displayed on the image plane 2.
15 Het beeldvlak 2 is aangegeven als zijnde convex en bestaat normaliter uit het weergeefvlak van een obj eet 1. Het obj eet 1 bestaat gewoonlijk uit een beeldversterkerbuis met een vezeloptische frontplaat, welke voorziet in het convexe weergeefvlak 2, doch kan ook bestaan uit een kleine kathodestraalbuis met een convex scherm.The image plane 2 is indicated as being convex and normally consists of the display plane of an object 1. The object 1 usually consists of an image intensifier tube with a fiber optic front plate, which provides the convex display surface 2, but may also consist of a small cathode ray tube with a convex screen.
20 Het voornaamste optische vermogen wordt geleverd door de inwen-.‘.20 The main optical power is provided by the internal. ".
dig concave reflecterende opperviaktegebieden 3 van het hoofdele-ment 4, welk element een in wezen plano-convex element is, dat uit een materiaal met een relatief grote brekingsindex bestaat, bijvoorbeeld een optisch glas met een brekingsindex M van ongeveer 1,7. 25 Het convexe vlak van het hoofdelement 4 is helder in een cen traal gebied 5, dat wordt begrensd door de inwendig concave opperviaktegebieden 3, welke inwendig reflecterend worden gemaakt bijvoorbeeld door verzilveren. Het afstandselement 6 bestaat uit hetzelfde materiaal met relatief grote brekingsindex als het hoofd-30 element 4 en bezit een..vlak, dat is aangepast aan en gecementeerd aan dit centrale gebied 5, en een tegenover gelegen vlak, dat aan het convexe weergeefvlak 2 van het object 1 is aangepast.Derhalve kan licht uit het weergeefvlak 2 zonder afbuiging door de tussenruimte tussen het afstandselement 6 en het centrale gebied 5 vandig concave reflecting surface areas 3 of the main element 4, which element is an essentially plano-convex element, which consists of a material with a relatively large refractive index, for example an optical glass with a refractive index M of about 1.7. The convex face of the main element 4 is clear in a central region 5, which is delimited by the internally concave surface regions 3, which are rendered internally reflective, for example by silver plating. The spacer element 6 is made of the same material with relatively high refractive index as the main element 4 and has a face adapted to and cemented to this central region 5, and an opposite face to the convex display face 2 of the object 1 has been adapted. Therefore, light from the display plane 2 can pass without deflection through the spacing between the spacer element 6 and the central area 5 of
790S57S790S57S
- 8 - het convexe vlak van het hoofdelement h worden overgedragen.- 8 - the convex plane of the main element h are transferred.
In de tekening is het centrale heldere gehied 5 van het convexe vlak van het hoofdelement k aangegeven als zijnde convex en is het aangepaste vlak van het af stands element 6 dienovereenkomstig 5 als concaaf aangegeven. In de praktijk kan het convexe vlak van het hoofdelement ^ over het centrale heldere gebied 5 daarvan vlak d.w.z. planair zijn., waarbij het aangepaste vlak van het afstands-element 6 waaraan het is gecementeerd, eveneens plat d.w.z. planair is.In the drawing, the central clear area 5 of the convex face of the main element k is indicated as being convex and the matched face of the spacer 6 is accordingly indicated as concave. In practice, the convex plane of the main element over over its central bright region 5 may be flat, i.e. planar, with the matched face of the spacer 6 to which it is cemented also being flat i.e. planar.
10 Het planaire vlak van het hoofdelement b voorziet in, in · wezen vlakke oppervlaktegebiedenj,welke voor twee optische doeleinden dienen. In de eerste plaats reflecteren zij licht uit het weergeefvlak 2 naar de inwendig reflecterende concave oppervlak-tegebieden 3, die tegenover de in hoofdzaak vlakke gebieden 7 zijn ' 15 gelegen. Dit geschiedt door totale inwendige reflectie van licht uit het weergeefvlak 2 bij geschikte invalshoeken en waar dit niet meer het geval is door verzilverde oppervlaktegebieden 8 naar het * centrale gebied van het planaire vlak. Het centrale gebied zelf wordt ondersteund door een licht-absorberende plaat 9> welke daar-20 aan is gecementeerd teneinde te beletten, dat ongebruikt licht uit het weergeefvlak 2 naar het hoofdelement U wordt teruggekaatst. In de tweede plaats voorzien de in hoofdzaak vlakke- oppervlakte-: gebieden 7 van.het planaire vlak van het element ^ in een brekings-oppervlak voor het licht, dat uit de concave inwendig reflect er en-25 de oppervlaktegebieden 3 naar de respectieve oogposities E1 en E2 van een waarnemer wordt gereflecteerd. Tussen de oogposities en de oppervlaktegebieden 7 bevindt zich een negatieve correctie-lens 10 met een gebruikelijke meniscusvorm, welke concaaf naar de oogposities is, waarbij*een respectief deel van de lens 10 tussen 30 elke oogpositie en het respectieve gebied 7 is opgesteld en van de lens 10 het centrale ongebruikte gebied is weggelaten teneinde te voorzien in een ruimte of opening tussen deze delen.The planar plane of the main element b provides substantially flat surface areas which serve two optical purposes. First, they reflect light from the display surface 2 to the internally reflecting concave surface areas 3, which are opposite the substantially flat areas 7. This is done by total internal reflection of light from the display plane 2 at suitable incidence angles and where this is no longer the case by silver-plated surface regions 8 to the central region of the planar plane. The central region itself is supported by a light-absorbing plate 9> which is cemented thereon to prevent unused light from being reflected from the display surface 2 to the main element U. Second, the substantially planar surface regions 7 of the planar plane of the element 1 provide a refractive surface for the light reflecting from the concave interior and the surface regions 3 to the respective eye positions E1 and E2 of an observer is reflected. Between the eye positions and the surface areas 7 there is a negative correction lens 10 with a conventional meniscus shape, which is concave towards the eye positions, where a respective part of the lens 10 is arranged between each eye position and the respective area 7 and lens 10 the central unused area is omitted to provide a space or gap between these parts.
•De optische functie van de inrichting, welke boven is toegelicht, is in het kort als volgt. Licht uit het weergeefvlak 2 7908578 • « - 9 - wordt via het afstandselement 6 en het hoofdelement U overgedragen en treft het planaire vlak daarvan inwendig. Licht, dat het centrale gebied van dit vlak treft, wordt niet gebruikt en wordt eenvoudig door de plaat 9 geabsorbeerd. Licht, dat de verzilverde oppervlakte-5 gebieden 8 treft, wordt door deze gebieden inwendig gereflecteerd naar de concave inwendig reflecterende oppervlaktegebieden 3.The optical function of the device explained above is briefly as follows. Light from the display surface 2 7908578 • «- 9 - is transmitted via the spacer element 6 and the main element U and strikes its planar surface internally. Light hitting the central region of this plane is not used and is simply absorbed by the plate 9. Light hitting the silver plated surface areas 8 is reflected internally by these areas to the concave internally reflecting surface areas 3.
Licht, dat de oppervlaktegebieden 7 buiten de verzilverde gebieden 8 treft, wordt daardoortotaal.inwendig gereflecteerd naar de concave inwendig reflecterende oppervlaktegebieden 3. Het licht, dat de 10 oppervlaktegebieden 3 treft, wordt daardoor inwendig gereflecteerd naar de respectieve oppervlaktegebieden 7, waar het licht wordt ge-’ broken en door welke gebieden het licht wordt overgedragen teneinde uit het hoofdelement h uit te treden. Het blijkt, dat-;de..gebieden 8, welke zijn verzilverd om een inwendige reflectie te verschaffen, 15 niet nodig zijn voor het daarover overdragen van het licht. Het uittredende licht wordt dan via de respectieve delen van de correctie-lens. 10 overgedragen. De waarnemer ziet derhalve met beide ogen 11 en 12 een versterkt beeld van visuele informatie, dat op het weergeefvlak 2 wordt weergegeven, waarbij de versterking in hoofd-20 zaak wordt verkregen door het vermogen, dat door de concave reflecterende oppervlaktegebieden 3 wordt.verschaft. De inherente veld-kromming van de oppervlaktegebieden 3 wordt verkregen door het convexe weergeefvlak 2. De optica kan zodanig zijn opgesteld, dat het door de ogen ontvangen licht wordt gecollimeerd, zodat het beeld 25 voor de waarnemer op oneindig schijnt té liggen of kan zodanig zijn, dat het beeld zich op een geschikte afstand bevindt. _______Thus, light hitting the surface areas 7 outside the silver-plated areas 8 is reflected internally to the concave internally reflecting surface areas 3. The light hitting the 10 surface areas 3 is thereby internally reflected to the respective surface areas 7, where the light is broken and through which areas the light is transmitted to exit the main element h. It has been found that the areas 8 which are silvered to provide an internal reflection are not necessary for transmitting the light thereon. The exiting light is then transmitted through the respective parts of the correction lens. 10 transferred. Thus, the observer sees with both eyes 11 and 12 an amplified image of visual information displayed on the display surface 2, the gain being mainly obtained by the power provided by the concave reflecting surface areas 3. The inherent field curvature of the surface regions 3 is obtained by the convex display surface 2. The optics may be arranged so that the light received by the eyes is collimated, so that the image 25 appears or may be infinite to the observer. that the image is at a suitable distance. _______
Zoals uit de bij wijze van voorbeeld in de tekening aangegeven lichtstralen blijkt, ziet ten gevolge van de centrale onderdrukking het linkeroog E1 van de waarnemer niet het gehele rechterveld doch 30 vei. het gehele linkerveld, terwijl op soortgelijke wijze het rechteroog 12 niet het gehele linkerveld doch wel het gehele rechterveld ziet. Dit verschiltvan andere bioculaire waarneemstelsels, waarbij het linkeroog het totale rechterveld en een gedeelte van het linkerveld ziet, en het rechteroog het totale linkerveld en een gedeelteAs can be seen from the light rays indicated by way of example in the drawing, as a result of the central suppression, the observer's left eye E1 does not see the entire right field, but instead. the entire left field, while similarly the right eye 12 does not see the entire left field but the entire right field. This is different from other biocular observing systems, where the left eye sees the total right field and part of the left field, and the right eye sees the total left field and part
j W V s. V < -Jj W V s. V <-J
- 10 - «r van het rechterveld ziet.- 10 - «from the right field.
Bij de inrichting kan gebruik worden gemaakt van oppervlakken met een sferische kromming. Derhalve kunnen het convexe vlak van het element h en derhalve de concave inwendige reflecterende opper-5 vlaktegebieden. 3 en de brekingsvlakken van de lens 10 een sferische kromming bezitten, .waarbij ook het convexe weergeefvlak 2 een sferische kromming bezit. Het is evenwel duidelijk, dat ook gebruik kan worden gemaakt van asferische oppervlakken. Derhalve kunnen meer in het bijzonder de reflecterende oppervlakfcegebieden 3 asfe-10 risch zijn en kunnen in pïaats van de lens 10 astigmatische lenzen met torusvlakken worden gebruikt. In wezen leidt het gebruik van astigmatische lenzen met'torusvlakken tot een grotere oogverlich-tingsafstand doch de kosten van een dergelijk..stelsel kunnen in verband. met de niet-sferische oppervlakken hoger liggen.Spherical curvature surfaces can be used in the device. Therefore, the convex face of the element h and therefore the concave interior reflecting surface areas. 3 and the refractive surfaces of the lens 10 have a spherical curvature, the convex display surface 2 also having a spherical curvature. It is clear, however, that aspherical surfaces can also be used. Thus, more particularly, the reflective surface areas 3 may be aspheric and astigmatic lenses with toric faces may be used in locations of the lens 10. In essence, the use of astigmatic lenses with torus surfaces leads to a greater illumination distance, but the cost of such a system may be related. with the non-spherical surfaces higher.
15 De correctielens 10 of..de .alternatieve toruslenselementen, kunnen bestaan uit kunststofmateriaal, waarbij voor deze componenten geen grote brekingsindex nodig is. Het hoofdelement Η-Γ en het af-standselement 6 worden evenwel normaliter uit optisch glas vervaardigd in verband met de vereiste grote brekingsindex. De vervaardi-20 ging van het hoofdelement k kan op de normale wijze voor een planoconvex lenselement plaatsvinden doch voor afknotting (voor het verwijderen van ongebruikte delen van het element en het derhalve reduceren van de massa en het gewicht daarvan) en het verzilveren (voor het verschaffen van de reflecterende oppervlaktegebieden 3 en 25 8) kan het heldere gebied 5 vlak worden geslepen en gepolijst. Bij de daaropvolgende montage kan het afstandselement 6 met een geslepen en gepolijst plat vlak en een concaaf vlak, dat is geslepen en gepolijst voor het verkrijgen van een aanpassing en met convexe weergeefvlak 2, aan het vlakke gebied 5 worden gecementeerd en daarna 30 kan het weergeefvlak 2 aan het afstandselement worden gecementeerd of daarbij worden opgesteld. Het afstandselement heeft natuurlijk de voor de plaats van het weergeefvlak 2 ·. juiste dikte.The correction lens 10, or the alternative torus lens elements, may consist of plastic material, for which no large refractive index is required for these components. However, the main element Η-Γ and the spacer element 6 are normally made of optical glass because of the required high refractive index. The main element k can be manufactured in the normal manner for a planoconvex lens element, but for trimming (for removing unused parts of the element and thus reducing the mass and weight thereof) and for silvering (for the providing the reflective surface areas 3 and 8), the clear area 5 can be flat-ground and polished. In the subsequent mounting, the spacer 6 with a ground and polished flat surface and a concave surface, which has been ground and polished for obtaining an adjustment and with convex display surface 2, can be cemented to the flat area 5 and then the display surface 2 are cemented to the spacer element or arranged therewith. The spacing element has, of course, the position for the display surface 2 ·. correct thickness.
Bij de bij wijze van voorbeeld beschreven uitvoeringsvorm is voor het planaire vlak van het hoofdelement geen nauwkeurige vlak- 7908578 • « - η - heid essentieel en derhalve kunnen de in hoofdzaak vlakke opper-vlaktegehieden 7 en dit vlak en derhalve deze gebieden een kromtestraal hebben, welke bijvoorbeeld ongeveer 0,5 meter bedraagt. De hier gebruikte uit drukking^" in hoofdzaak vlak" en "in hoofdzaak 5 planair", moeten derhalve worden opgevat als verwijzingen naar het planaire vlak van het plano-convex element. Bij wijze van voorbeeld kan het planaire vlak van het plano-convexe element k in de praktijk uitwendig concaaf zijn met een kromtestraal, die iets kleiner is dan 1 meter.In the exemplary embodiment described, no precise planarity is essential for the planar plane of the main element, and therefore the substantially planar surface regions 7 and this plane, and therefore these regions, may have a radius of curvature, which is, for example, about 0.5 meters. The terms "substantially planar" and "substantially planar" used herein should therefore be construed as referring to the planar plane of the plano-convex element. By way of example, the planar surface of the plano-convex element k may in practice be externally concave with a radius of curvature slightly less than 1 meter.
10 Het convexe weergeefvlak 2 bij de bepaalde beschreven uitvoe ringsvorm heeft bij voorkeur een kromtestraal in een gebied van oneindig (en de uitdrukking "convex" dient in deze context.·* dienovereenkomstig te worden opgevat) tot bijvoorbeeld ongeveer de helft van de kromtestraal van de inwendig concave reflecterende '15 oppervlaktegebieden. 3. Met het weergeefvlak 2 kan een diffractief of refractief scherm samenwerken, dat op een doeltreffende wijze bijdraagt tot een verspreiding van het licht voor het vullen van de apertuur van het stelsel. Bij voorkeur is het scherm diffractief en heeft dit de vorm van een holografisch scherm, dat kan zijn voor-20 zien van een dun hologram, bestemd voor het veroorzaken van een divergentie van licht, dat via het hologram wordt overgedragen, of een dik (Bragg-) hologram met 2 assen. In beide gevallen wordt licht uit het weergeefvlak 2 via het holografische scherm overgedragen en door het scherm naar divergente banen afgebogen. Fig. 2 toont op 25 schematische wijze een dergelijk holografisch scherm 12 bij het weergeefvlak 2.The convex display surface 2 in the particular embodiment described preferably has a radius of curvature in a range from infinity (and the term "convex" should be understood in this context. * * Accordingly) to about half the radius of curvature of the internally concave reflective '15 surface areas. 3. A diffractive or refractive screen can cooperate with the display plane 2, which effectively contributes to a diffusion of light for filling the aperture of the system. Preferably, the screen is diffractive and in the form of a holographic screen, which may be a thin hologram intended to cause a divergence of light transmitted through the hologram, or a thick one (Bragg -) hologram with 2 axes. In both cases, light is transmitted from the display plane 2 via the holographic screen and deflected through the screen to divergent paths. Fig. 2 schematically shows such a holographic screen 12 at the display surface 2.
Fig. 2 toont ook dioptrische lenselementen 13, welke in de lichtbanen vanuit het hoofdelement h naar de respectieve oogposities E1 en E2 zijn opgesteld. Deze dioptrische lenselementen hebben 30 een positief r- vermogen en zijn weergegeven als plano-convex, waarbij de lenzen zich steeds tussen elke oogpositie en het respectieve correctielensdeel 10 bevinden.Fig. 2 also shows dioptric lens elements 13, which are arranged in the light paths from the main element h to the respective eye positions E1 and E2. These dioptric lens elements have a positive r power and are shown as plano-convex, the lenses always being between each eye position and the respective correction lens portion 10.
Fig. 2 toont een centrale optische as 0 en het in de praktijk weggelaten centrale deel van de correctielensvorm 10 is met een 7903578 > ί' - 12 - stippellijn aangegeven om de -.posities van de respectieve oppervlakken op deze centrale as aan te duiden. Fig. 2 toont ook respectieve assen E door de oogposities waarop de dioptrische lenselementen 13 zijn gecentreerd. De respectieve oppervlakken zijn in 5 omgekeerde richting ten opzichte van die van de lichtvoortbewegings-richting genummerd met R1 tot R8.Fig. 2 shows a central optical axis 0 and the practically omitted central portion of the correction lens shape 10 is indicated by a dotted line to indicate the positions of the respective surfaces on this central axis. Fig. 2 also shows respective axes E through the eye positions on which the dioptric lens elements 13 are centered. The respective surfaces are numbered R1 to R8 in reverse direction to that of the light advancement direction.
Derhalve is R1 het oppervlak, dat naar de oogpositie van de dipptrische lenselementen 13 is gekeerd en r8 is het oppervlak van het afstandselement 6, dat is aangepast aan en zich bevindt tegen 10 het beeldvlak 2 met het bijbehorende holografische scherm 12. Het in hoofdzaak platte vlak van het plano-convex element !+ is aangegeven met zowel R5 and R7 aangezien licht dit oppervlak tweemaal treft. Het blijkt, dat, als aangegeven in fig. 2, het in de praktijk weggelaten centrale deel van de. correctielensvorm 10 zich in 15 het element b kan uitstrekken en het (imaginair centrale deel van het) oppervlak R3 van de correctielensvorm 10 op de as 0 kaarcsamen-vallen met het oppervlak R5/R7 van het element Ij·.Hence, R1 is the surface facing the eye position of the dipptric lens elements 13 and r8 is the surface of the spacer element 6 adapted to and located against the image plane 2 with the associated holographic screen 12. The substantially flat plane of the plano-convex element! + is indicated by both R5 and R7 as light strikes this surface twice. It is found that, as shown in FIG. 2, the central portion of the. correction lens shape 10 can extend into element b and the (imaginary central part of the) surface R3 of correction lens shape 10 on axis 0 coincides with surface R5 / R7 of element Ij ·.
Een bepaald voorbeeld van een uitvoeringsvorm volgens fig. 2 heeft de volgende numerieke gegevens, waarbij de dimensionele een-20 heden in millimeters worden opgegeven. De axiale dikten/afstanden liggen op de centrale as 0 behalve wat betreft de dikte van het dioptrische lenselement 13, d.w.z. de afstand tussen de oppervlakken R1 en R2, welke zich op de as E bevindt.. De afstand tussen de oppervlakken R2 en R3 ligt op de as 0 en is de afstand tussen het 25 punt, waar een raaklijn aan het oppervlak R2 de as 0 loodrecht snijdt en het punt waar het (imaginaire centrale deel van het) oppervlak R3 de as 0 snijdt.A particular example of an embodiment of Fig. 2 has the following numerical data, the dimensional units being given in millimeters. The axial thicknesses / distances are on the central axis 0 except for the thickness of the dioptric lens element 13, ie the distance between the surfaces R1 and R2, which is located on the axis E. The distance between the surfaces R2 and R3 is on the axis 0 and is the distance between the point where a tangent to the surface R2 intersects the axis 0 perpendicularly and the point where the (imaginary central part of the) surface R3 intersects the axis 0.
7908578 - 13 -7908578 - 13 -
Oppervlak Kromtestraal Axiale dikte/afstand S1 PLANO ' Γ Λθ 5,08 H2 -251.,00 20>32 E3 '^36S 1,016 5 si -»1·6* -1,016 H5 -"»·« 21,082 SÊ -8^997 -21,082 87 -892·07 23,161.Surface Radius of curvature Axial thickness / distance S1 PLANO 'Γ Λθ 5.08 H2 -251., 00 20> 32 E3' ^ 36S 1,016 5 si - »1 6 * -1,016 H5 -" »·« 21,082 SÊ -8 ^ 997 -21,082 87 -892,07 23,161.
H8 +56, WAH8 +56, WA
10 Het hoofdelement it· en het af stands element 6 bestaan uit optisch glas met een brekingsindex Nd van 1 ,Τ05δ5 en een constringent ie of V-waarde van 30,3. De correctielens 10 bestaat uit optisch glas met een brekingsindex M van 1,80518 en een constringentie V van 25,^3. De. dipptrische lenselementeh 13 bestaan uit optisch glas met een 15 brekingsindex Nd van 1,ö200h en een constringent ie V van 36,37·The main element IT · and the distance element 6 consist of optical glass with a refractive index Nd of 1, Τ05δ5 and a constituent ie or V-value of 30.3. The correction lens 10 consists of optical glass with a refractive index M of 1.80518 and a constriction V of 25.3. The. Dipptric lens elements 13 consist of optical glass with a refractive index Nd of 1, 200h and a construcion ie V of 36.37
Dit bepaalde voorbeeld levert een waarneemveld van 33 graden en heeft een equivalente brandpuntslengte in glas van i*9 mm enitt-lucht van 28 mm, en een nominale dioptrisehe instelling van -2.This particular example provides a 33 degree field of view and has an equivalent focal length in glass of i * 9 mm enitt air of 28 mm, and a nominal diopter setting of -2.
De beschreven inrichting is bijzonder geschikt voor montage op 20 het hoofd en voor het gebruik als een nachtkij kerbril waarbij het vereiste waarneemveld ongeveer 30° tot ^0° bedraagt. Het maximale waameemveld houdt verband met de afstand tussen de ogen en de afmeting van het veergeefvlak 2. Derhalve is het bij een inrichting, welke zodanig is uitgevoerd, dat deze voldoet aan de normale inter-25 oeulaire afstand van ongeveer 6b mm bij een mens, gebleken, dat voor een adequate beeldkwaliteit over een waarneemveld van ongeveer 36°, de diameter van het weergeefvlak 2 niet groter moet zijn dan ongeveer 18 tot 19 mm wanneer gebruik wordt gemaakt van oppervlakken met sferische kromming zoals boven beschreven. Indien gewenst, 30 kan het waameemveld worden verbeterd door gebruik te maken van asferische oppervlaktegebieden 3 en/of torische lenselementen 10, zoals boven is vermeld, doch de belangrijkste afmeting is nog steeds de afmeting van het weergeefvlak 2, dat niet te groet moet worden 7 0 Π $ 5 7 © / ^ V ‘«ei· V* ƒ * . * · - 1U - gemaakt aangezien anders het centrale gebied te groot wordt voor een bevredigende werking. De afmeting van het weergeefvlak 2 kan natuurlijk kleiner zijn dan de maximale waarde bijvoorbeeld in de praktijk ongeveer 13 mm bedragen voor een waarneemveld van 36°.The described device is particularly suitable for mounting on the head and for use as night vision goggles where the required field of view is about 30 ° to 0 °. The maximum sensing field is related to the distance between the eyes and the size of the resilient plane 2. Therefore, it is with a device designed to meet the normal inter-bole distance of about 6b mm in a human, It has been found that for adequate image quality over a viewing field of about 36 °, the diameter of the display surface 2 should not exceed about 18 to 19 mm when using spherically curved surfaces as described above. If desired, the viewing field can be improved by using aspherical surface areas 3 and / or toric lens elements 10, as mentioned above, but the main size is still the size of the display surface 2, which should not be saluted 7 0 Π $ 5 7 © / ^ V '«egg · V * ƒ *. * · - 1U - made as otherwise the central area will become too large for a satisfactory operation. The size of the display surface 2 may of course be smaller than the maximum value, for example in practice about 13 mm for a viewing field of 36 °.
5 Het is derhalve duidelijk, dat het stelsel niet op de gebrui kelijke wijze schaalsgewijs kan worden uitgebreid in verband met de in hoofdzaak constante waarde van de afstand tussen de ogen van een waarnemer.It is therefore clear that the system cannot be expanded in a conventional manner in a scale-wise manner due to the substantially constant value of the distance between the eyes of an observer.
Ofschoon een inrichting volgens de uitvinding bijzonder ge-10 schikt is voor een montage op het hoofd, waarbij geringe afmetingen en een gering gewicht de voornaamste eisen zijn, kan de inrichting ook worden toegepast op andere gebieden, meer in het bijzonder bij draagbare uitrustingen, waarbij bijzonder aandacht wordt geschonken aan de opkomst van betrekkelijk kleine kathodestraalbuizen als 15 geschikte objecten.Although a device according to the invention is particularly suitable for mounting on the head, where small dimensions and a low weight are the main requirements, the device can also be applied in other areas, more particularly in portable equipment, where particular attention is given to the emergence of relatively small cathode ray tubes as suitable objects.
Bij sommige toepassingen kan het nodig zijn meer dan een stel visuele gegevens d.w.z. extra informatie naast die, welke door het object 1 op het weergeefvlak 2 wordt weergegeven, weer te geven.In some applications, it may be necessary to display more than one set of visual data, i.e. additional information in addition to that displayed by the object 1 on the display plane 2.
Deze extra informatie kan worden geïnjecteerd door projectie van 20 licht uit een verdere weergeefbron via een lens-prismastelsel, dat in figuur 1 schematisch is aangegeven bij 11, welk stelsel centraal dicht bij het plenaire vlak van het hoofdelement 1; is gemonteerd.This additional information can be injected by projecting 20 light from a further display source through a lens-prism array schematically indicated at 11 in Figure 1, which array is centrally close to the plenary plane of the main element 1; is mounted.
..... Het geprojecteerde licht passeert een (niet afgeheelde) opening in het midden van de lichtabsorptieplaat 9 en vormt een reëel beeld 25 van de extra informatie op het weergeefvlak 2 (waarbij het lens-prismastelsel 11 zodanig is uitgevoerd, dat het licht op het weergeefvlak wordt gefocusseerd). Licht, dat door het weergeefvlak 2 wordt gereflecteerd, beweegt zich dan op dezelfde wijze, als boven is beschreven, voor licht uit de hoofdweergave op het vlak 2. De 30 waarnemer kan derhalve met beide ogen een versterkt beeld van de extra informatie zien. Indien zowel de hoofd- als extra weergeef-inrichting worden ingeschakeld, ziet de waarnemer gesuperponeërde beelden van beide weergaven gelijktijdig doch hij kan natuurlijk een hiervan uitschakelen indien hij slechts de andere wenst waarte 35 nemen...... The projected light passes through an (unhealed) opening in the center of the light absorption plate 9 and forms a real image 25 of the additional information on the display surface 2 (whereby the lens-prism system 11 is designed such that the light is focused on the display plane). Light reflected from the display plane 2 then moves in the same manner as described above for light from the main display on the plane 2. The observer can therefore see an amplified image of the additional information with both eyes. If both the main and auxiliary displays are turned on, the observer sees superimposed images from both displays simultaneously, but of course he can turn off one if he only wishes to take the other one.
ISO 8 5 7 8 - 15 -ISO 8 5 7 8 - 15 -
Zoals reeds is opgemerkt, bestaan het hoofdelement en het afstandselement 6 normality uit optisch glas met "bijvoorbeeld een "brekingsindex van 1,7· Deze waarde ligt bij het boveneind van het focusgebied van 1,5 tot 1,8 voor het materiaal met grote brekings-5 index (ten opzichte van lucht), waarmede de ruimte tussen de in hoofdsaak vlakke oppervlaktegebieden en de concave reflecterende oppervlaktegebieden is gevuld, waarbij het duidelijk is, dat naar-mate.de brekingsindex groter is de totale inwendige reflectie van de in hoofdzaak vlakke oppervlaktegebieden groter is. Wanneer even-10 wel een geringere mate van totale inwendige reflectie toelaatbaar is, tonnen de elementen k en 6 worden vervaardigd uit een materiaal met een dienovereenkomstig kleinere brekingsindex, bijvoorbeeld van ongeveer 1,6, waarbij als een bepaald voorbeeld polycarbonaat-materiaal met een brekingsindex van 1,58 kan worden toegepast.As already noted, the main element and the spacer element 6 normality consist of optical glass with "for example" a refractive index of 1.7 · This value is at the upper end of the focus range of 1.5 to 1.8 for the material with high refractions -5 index (relative to air), which fills the space between the substantially flat surface areas and the concave reflecting surface areas, it being apparent that as the refractive index is larger, the total internal reflection of the substantially flat surface areas is larger. However, when a lesser amount of total internal reflection is permissible, elements k and 6 are made of a material with a correspondingly smaller refractive index, for example, about 1.6, with as a particular example polycarbonate material having a refractive index of 1.58 can be used.
7 0 A e £ 1 ü / § y v v / y7 0 A e £ 1 ü / § y v v / y
Claims (16)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7846547 | 1978-11-29 | ||
| GB7846547 | 1978-11-29 | ||
| GB7939907 | 1979-11-19 | ||
| GB7939907A GB2044476B (en) | 1978-11-29 | 1979-11-19 | Biocular viewing optical apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7908578A true NL7908578A (en) | 1980-06-02 |
Family
ID=26269789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL7908578A NL7908578A (en) | 1978-11-29 | 1979-11-26 | OPTICAL SYSTEM. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| GB (1) | GB2044476B (en) |
| NL (1) | NL7908578A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589255B1 (en) * | 1983-11-16 | 1988-05-13 | Trt Telecom Radio Electr | DISTORTION-FREE SIGHT USING HOLOGRAPHIC COMPONENTS AND METHODS OF MAKING SAID HOLOGRAPHIC COMPONENTS |
| GB8622378D0 (en) * | 1986-09-17 | 1987-01-14 | Gec Avionics | Helmet systems |
| GB2292227A (en) * | 1994-08-10 | 1996-02-14 | Ian Marshall | Binocular magnifier having concave mirror |
| IL111107A (en) * | 1994-09-29 | 1999-04-11 | Eisenberg Shai | Optical apparatus |
| US5930055A (en) * | 1994-09-29 | 1999-07-27 | Eisenberg; Yeshayahu S. | Lens apparatus |
| JP4573393B2 (en) * | 2000-01-06 | 2010-11-04 | オリンパス株式会社 | Image display device |
| KR100444981B1 (en) | 2000-12-15 | 2004-08-21 | 삼성전자주식회사 | Wearable display system |
-
1979
- 1979-11-19 GB GB7939907A patent/GB2044476B/en not_active Expired
- 1979-11-26 NL NL7908578A patent/NL7908578A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2044476A (en) | 1980-10-15 |
| GB2044476B (en) | 1982-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4322135A (en) | Optical apparatus | |
| US5724163A (en) | Optical system for alternative or simultaneous direction of light originating from two scenes to the eye of a viewer | |
| KR102291745B1 (en) | Imaging optical unit and display device comprising such an imaging optical unit | |
| US6577411B1 (en) | Optical system for alternative or simultaneous direction of light originating from two scenes to the eye of a viewer | |
| US4269476A (en) | Helmet-mounted display system | |
| US5654827A (en) | Optical system | |
| CA2092174C (en) | Optical systems, telescopes and binoculars | |
| CN102004317B (en) | Spectacles-type image display device | |
| US7889429B2 (en) | Optical ocular system | |
| USRE37292E1 (en) | Optical system and optical apparatus | |
| EP0660155A1 (en) | Image display apparatus | |
| US8310763B2 (en) | Informative eyeglasses | |
| US20020186179A1 (en) | Optical display device | |
| WO2003010587A1 (en) | Planar diffractive relay | |
| JP2001264681A (en) | Display device | |
| CN109073896B (en) | Spectacle lens for imaging optical unit and data goggles | |
| US6141146A (en) | Night vision goggle with improved optical system | |
| CN102103221A (en) | Fresnel optical element and optical system using the same | |
| US20210173179A1 (en) | Ocular optical system | |
| US4392710A (en) | Optical apparatus | |
| NL7908578A (en) | OPTICAL SYSTEM. | |
| US4097141A (en) | Optical objectives using apertured retrodirective reflectors | |
| US20030165024A1 (en) | Imaging system comprising a concave mirror | |
| US4266849A (en) | Optical objectives | |
| US4801183A (en) | Infra-red optical systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BT | A document has been added to the application laid open to public inspection | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |