瞄准系统的制作方法_3

文档序号:8253646阅读:来源:国知局
)、有机发光二极管(OLED)显示器、等离子体显示器、阴极射线管(CRT)显示器或另一种类型的显示器。在一个实施例中,可使用(例如)可从德州仪器公司购得的任何适当数字镜装置(DMD)来实施显示器724。举例来说,此DMD装置(例如,微镜阵列)可由光源照亮且可根据本文中进一步描述的图11的显示器350及光源351来实施。
[0084]在一个实施例中,显示器724可以小形状因数来实施以促进瞄准系统700的方便定尺寸以用于在步枪190上定位。举例来说,在一个实施例中,显示器724可提供约一英寸见方的显示表面。然而,在各种实施例中可使用任何所要的显示表面尺寸。
[0085]由显示器724呈现的图像可实质上在箭头726的方向上通过实质上平坦的光束组合器730 (也称为分束器)投射。虽然在图7B到7C中展示实质上平坦的光束组合器730,但也预期其它实施例。举例来说,在一个实施例中,光束组合器730可由光束分离立方体(例如,本文中进一步描述的图11的光束分离立方体340)来替代。
[0086]在各种实施例中,光束组合器730可实施为可传递从显示器724接收(例如,当图像呈现在显示器724上时)的光的透明或半透明光束组合器。在各种实施例中,光束组合器730的表面732可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从显示器724接收的所要带宽的光。在一个实施例中,光束组合器730可以一种或一种以上聚碳酸醋材料来实施。穿过光束组合器730的光也穿过光学器件722 (例如,准直光学器件)及瞄准系统700的末端702处的窗703。光学器件722可操作以使穿过光束组合器730的光准直。因此,当观察瞄准系统700的末端702时,用户105可观察到相机710捕获的图像。
[0087]瞄准系统700也包含光源740,所述光源740可用于(例如)朝向光束组合器730投射红光以提供红点430。可使用各种类型的装置来实施光源740,例如发光二极管(LED)、激光二极管(例如,经配置以用于非激光操作)及/或其它适当装置。如本文中进一步描述,在其它实施例中可使用其它技术以提供红点430 (例如,不使用光源740)。
[0088]光束组合器730可致使光实质上在箭头745的方向上被反射。在各种实施例中,光束组合器730的表面734可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从光源740接收的所要带宽的光。来自源740的反射离开光束组合器730的光也穿过光学器件722及窗703。光学器件722可操作以将来自光源740的光准直为可由用户105观察的红点430。
[0089]有利的是,当用户的眼睛适当地与瞄准系统700的末端702及窗703对准时,红点430可保持对用户105可见。相反,当用户的眼睛不如此对准时,红点430可不保持对用户105可见。因此,用户105可使用瞄准系统700知晓当在潜在目标上观察到红点430时所述潜在目标被适当瞄准。
[0090]用户105可察觉到红点430叠加于显示器724提供的图像上(例如,如图5A及5B中展示)。可实施瞄准系统700使得红点430相对于显示器724提供的图像的位置可用于将步枪190瞄准,从而提供反射式瞄准器。
[0091]瞄准系统700也包含用户控制装置760 (例如,所述用户控制装置760可用于实施瞄准系统100的用户控制装置160)。用户控制装置760可用于调整瞄准系统700的操作。举例来说,在一个实施例中,用户控制装置760可用于选择性地停用相机710及/或显示器724。在此情形中,显示器724可仅向用户105提供黑色或不透明背景(例如,空白图像)。用户105可继续接收如由光束组合器730反射的来自光源740的光。因此,瞄准系统700可用于提供堵塞式瞄准器,其中由光源740提供的红点430叠加在显示器724的黑色或不透明背景上(例如,如图6中所展示)。
[0092]在各种实施例中,如在特定应用中可能需要,用户控制装置760可用于执行其它操作,例如,打开或关闭光源740及/或瞄准系统700、调整相机710的缩放及/或聚焦、选择一个或一个以上相机710以捕获图像、调整由处理块715提供的图像处理及/或其它操作。
[0093]瞄准系统700也包含电源750 (例如,电池或其它适当电源),所述电源750可通过移除盖150选择性地插入及/或更换。
[0094]作为另一实例,图8A及8B说明展示根据本发明的各种实施例的使用实质上抛物形的光束组合器的瞄准系统100的特定实施方案(标记为800)的内部特征的侧视图及透视图。如图8A及8B中所展示,瞄准系统800包含用于从目标场景(例如,目标场景410)捕获图像的相机810且还包含图像/红点投射组件820 (例如,投射器)。将了解,瞄准系统800还包含末端802/804、窗803/805、处理块815、电源850、输入端口 855及用户控制装置860,其可以与瞄准系统700的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。
[0095]比较瞄准系统800与瞄准系统700,将了解,相机810的配置可实施有光学器件812,所述光学器件812以与本文中描述的相机710的对应组件类似的方式传递由相机传感器814接收的光(由箭头816指示)。也将了解,图像/红点投射组件820的配置与图像/红点投射组件720的配置不同。特定来说,图像/红点投射组件820包含平面波发生器850,所述平面波发生器850包含定位在光学器件822与窗803之间的光源852及实质上抛物形的光束组合器854。
[0096]由显示器824 (例如,以显示器724的方式实施)呈现的图像可实质上在箭头826的方向上且通过光学器件822 (例如,准直光学器件)、通过光束组合器854且通过瞄准系统800的末端802处的窗803投射。在各种实施例中,光束组合器854可实施为可传递从显示器824接收(例如,当图像呈现在显示器824上时)的光的透明或半透明光束组合器。在一个实施例中,光束组合器854可以一种或一种以上聚碳酸醋材料来实施。在各种实施例中,光束组合器854的表面890可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从显示器824接收的所要带宽的光。光学器件822可操作以使从显示器824接收的光准直。因此,当观察瞄准系统800的末端802时,用户105可观察到相机810捕获的图像。
[0097]瞄准系统800也包含光源852,所述光源852可用于(例如)朝向光束组合器854投射红光,所述光束组合器854聚焦且使所述光反射通过窗803以提供红点430。各种类型的装置可用于实施光源852,例如,本文中相对于光源740描述的类型的装置。
[0098]在各种实施例中,光束组合器854的表面856可涂覆有适当材料以选择性地传递及/或反射从光源852接收的所要带宽的光。光束组合器854可操作以将来自光源852的光准直为可由用户105观察的红点430。因此,当观察瞄准系统800的末端802时,用户105可观察到红点430。与瞄准系统700类似,用户105可使用瞄准系统800知晓当在潜在目标上观察到红点430时所述潜在目标被适当瞄准。
[0099]图SC及8D分别说明根据本发明的实施例的平面波发生器850的侧视图及透视图。光857可在宽覆盖区域中由光源852以各种角度朝向光束组合器854发射。光857可由光束组合器854反射为如由光轨迹(例如,射线轨迹)858识别的平面波,从而提供用户105可观察到的红点430。
[0100]用户105可察觉到红点430叠加在由显示器824提供的图像上(例如,如图5A及5B中所展示)。可实施瞄准系统800使得红点430相对于由显示器824提供的图像的位置可用于将步枪190瞄准,从而提供反射式瞄准器。与瞄准系统700类似,瞄准系统800也可用于(例如)响应于用户控制装置860而通过选择性地停用相机810及/或显示器824来提供堵塞式瞄准器。
[0101]图9A说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统200的投射器210的透视图。除本文中先前描述的各种特征之外,图9A进一步说明用户控制装置260,所述用户控制装置260可用于根据本文中相对于用户控制装置160、760及860描述的各种技术来操作投射器210。投射器210也包含可以相对于盖150及输入端口 155类似地描述的方式来使用的盖250 (例如,在图9A中的投射器210的远侧)及输入端口 255。
[0102]图9B及9C说明展示根据本发明的各种实施例的投射器210的内部特征的侧视图及透视图。如图9B及9C中所展示,投射器210包含末端202、窗203、处理块215、光学器件222、显示器224、显示器224发射的光(由箭头226指示)、实质上平坦的光束组合器230、表面232、表面234、光源240、来自显示器224及光源240的组合图像(由箭头245指示)、电源250、输入端口 255及用户控制装置260,其可以与瞄准系统700及/或800的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。
[0103]因此,投射器210可用于朝向用户105投射红点430 (例如,由光源240提供)。在一个实施例中,红点430可叠加在也朝向用户105投射的图像(例如,通过一个或一个以上连接装置230及/或输入端口 255接收的图像)上以提供反射式瞄准器。在另一实施例中,可在没有此类图像的情况下投射红点430以提供堵塞式瞄准器。
[0104]图1OA说明根据本发明的实施例的图2A到2C的瞄准系统200的相机220的透视图。除本文中先前描述的各种特征之外,图1OA进一步说明盖270(例如,可以相对于盖150及250类似地描述的方式使用的盖270)及输出端口 275 (其可接纳一个或一个以上连接装置230以将图像从相机220传递到投射器210)。在各种实施例中,相机220可经实施以支持本文中描述的相机710的任何所要特征。
[0105]图1OB及1C说明展示根据本发明的各种实施例的相机220的内部特征的侧视图及透视图。如图1OB及1C中所展示,相机220包含末端204、窗205、光学器件212、相机传感器214、传递到相机传感器214的传入光(由箭头216指示)、处理块217及电源251,其可以与瞄准系统700及/或800的其它对应特征相同及/或类似的方式实施。图1OB及1C进一步说明可如相对于图1OA描述而实施的输出端口 275。因此,相机220可用于捕获待被提供到投射器210 (例如,通过输出端口 275及一个或一个以上连接装置230)的图像以提供反射式瞄准器。
[0106]图11说明根据本发明的实施例的图3的瞄准系统300的光束分离立方体340及相关联组件。显示器350 (例如,以显示器724及/或824的方式实施)可通过(例如)一个或一个以上输出端口 275及连接装置330从一个或一个以上相机320接收图像。
[0107]在显示器350实施为DLP显示器的一个实施例中,一个或一个以上光源355 (例如,在一个实施例中为例如红色、绿色及蓝色LED等多个LED)可用于照亮显示器350的微镜(例如,在一个实施例中为微镜阵列)。举例来说,在此实施例中,可使用一个或一个以上显示器芯片(例如,德州仪器公司LDP1700(480X320显示器芯片)或德州仪器DLP5500(1024X768显示器芯片))来实施图11的显示器350及/或各种其它组件。显示器350及光源355可以任何所要方式彼此相对定位以促进光源355对微镜的照亮。举例来说,在一个实施例中,由光源355提供的光穿过透镜357、反射离开镜子358 (例如,在一个实施例中为二向色光束组合器)、穿过透镜359(例如,在一个实施例中为蝇眼透镜)且反射离开镜子361到显不器350的微镜上。
[0108]显示器350的微镜可以由所述微镜的定向确定的图案反射光以从显示器350投射图像。在此方面,可响应于从一个或一个以上相机320接收的图像来调整微镜的定向。也可使用各种类型的装置来实施显示器350 (例如,液晶显示器、有机及/或无机发光二极管(LED)显示器或其它类型的装置)的小图像源。
[0109]另一光源351可用于提供红点430。在此方面,光源351可用于(例如)朝向二向色光束组合器353投射红光,所述二向色光束组合器353使所述光反射朝向光学器件352 (例如,红点430)。可使用各种类型的装置(例如,本文中相对于光源740及852描述的类型的装置)来实施光源351。
[0110]由显示器350提供的图像穿过二向色光束组合器353到达光学器件352 (例如,光束形成光学器件)。由显示器350提供的图像及由光源351提供的红点430穿过光学器件352且由镜子354 (例如,折叠镜)反射到光束分离立方体340中。所述图像及红点430穿过可选择的偏振器356、光束组合器364及可选择的偏振旋转器362。所述图像及红点430接着由图像准直光学器件及镜子360反射回到光束组合器364,如箭头370 (例如,平面波)所指示,所述光束组合器364通过末端302将所述图像及红点430反射出以供用户105观察。
[0111]鉴于本发明,将了解,本文中阐述的各种特征向瞄准系统提供显著改善。特定来说,通过在步枪190的枪管下端实质上远离用户105定位瞄准系统100、200、300、700及/或800,与常规瞄准系统相比,用户105可体验改善的情景意识。此外,如在特定应用中可能需要,用户105可选择性地配置瞄准系统100以将其用作反射式瞄准器或堵塞式瞄准器。
[0112]虽然图像/红点投射组件820及光束分离立方体340已被描述为用于产生平面波,但预期在适当的情况下可使用其它组件及/或技术来产生平面波。
[0113]虽然本文中已描述实施为红点的标线,但在不同实施例中不同类型的光源、光束组合器、视频处理器及/或其它技术可用于在显示器350、724或824的平面中提供不同颜色(例如,红色、绿色或其它颜色)及/或形状(例如,一个或一个以上点、十字瞄准线、菱形、V形图案、标记或其它适当形状)的标线。举例来说,在一个实施例中,标线可由光源351,740或852提供。在另一实施例中,标线可由相机220、320、710或810中的一者或一者以上提供(例如,包含由此相机捕获的图像中)。在另一实施例中,标线可由处理块715或815的软件及/或硬件提供(例如,添加到由相机220、320、710或810中的一者或一者以上捕获的图像)。在另一实施例中,标线可由显示器350、724或824提供(例如,通过显示包含标线的图像)。在另一实施例中,标线可提供在窗203、205、703、705、803或805上。
[0114]图12A到12J说明根据本发明的各种实施例的瞄准系统
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