特表 2024-526127 イメージャ及び武器システム照準器のデジタル焦点面整列のシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-17

(54)【発明の名称】イメージャ及び武器システム照準器のデジタル焦点面整列のシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F41G 1/32 20060101AFI20240709BHJP

   F41G 1/38 20060101ALI20240709BHJP

   G02B 23/12 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

F41G1/32

F41G1/38

G02B23/12

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577924

(86)(22)【出願日】2022-06-17

(85)【翻訳文提出日】2024-01-29

(86)【国際出願番号】 US2022073028

(87)【国際公開番号】W WO2023015065

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】63/211,758

(32)【優先日】2021-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ブルートゥース

(71)【出願人】

【識別番号】522195921

【氏名又は名称】イオテック，エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＥＯＴＥＣＨ，ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】４６９００ Ｐｏｒｔ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｐｌｙｍｏｕｔｈ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ ４８１７０， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(72)【発明者】

【氏名】ロービッグ、ディーン

【テーマコード（参考）】

2H039

【Ｆターム（参考）】

2H039AA01

2H039AB62

2H039AB65

2H039AC06

(57)【要約】

武器システムは、武器に取り付けられた光学照準器と、照準窓を通して視認できるレチクルを第１の焦点面に重畳するように構成された照準窓を有するフレームとを有する。光電子装置が武器に取り付けられ、センサアレイを有するイメージャとディスプレイ装置とを含む。画像プロセッサは、センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、その画像データを処理して、センサアレイの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように構成される。センサアレイの選択領域は、第２の焦点面を画定する。コントローラは、オペレータからの入力を受信し、その入力に応答して、第２の焦点面を第１の焦点面と整列させるためにセンサアレイの選択領域を選択するように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

武器に取り付けるように構成された本体及び、前記本体に結合され、照準窓を備えるフレームを有する光学照準器であって、前記照準窓は、前記照準窓を通して視認可能なレチクルを第１の焦点面に重畳させるように構成されている、光学照準器と、
光電子装置であって、前記武器に取り付けるように構成された取り付け特徴部と、前記光電子装置の対物端から光を受光するように構成されたセンサアレイを有するイメージャとを備え、前記対物端は、前記光電子装置が前記武器に取り付けられたときに、前記光学照準器に面するように構成されている、光電子装置と、
前記センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、前記画像データを処理して、前記センサアレイの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように構成された画像プロセッサであって、前記センサアレイの前記選択領域が第２の焦点面を画定する、画像プロセッサと、
オペレータからの入力を受信し、前記入力に応答して、前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるために前記センサアレイの前記選択領域を選択するように構成されたコントローラと、
前記サブセット画像を前記武器の前記オペレータに表示するように構成されたディスプレイ装置と
を備える武器システム。

【請求項2】

前記イメージャの前記センサアレイが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記センサアレイの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１に記載の武器システム。

【請求項3】

前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項２に記載の武器システム。

【請求項4】

前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項２又は３に記載の武器システム。

【請求項5】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記照準窓の縁部で縁取られる、請求項１～４のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項6】

前記光電子装置が、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャのうちの少なくとも１つを備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項7】

前記イメージャがＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項8】

前記光学照準器が、前記本体に配置された光源と、前記光源によって照らされたレチクル画像を前記照準窓を通して前記第１の焦点面に投影するように構成された光学素子とを有するホログラフィック光学系を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項9】

前記ディスプレイ装置が、前記対物端とは反対側の前記光電子装置のアイピース端に配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項10】

前記オペレータに対して前記ディスプレイサブセット画像を拡大するために前記光電子装置の前記アイピース端に配置された光学拡大器をさらに備える、請求項９に記載の武器システム。

【請求項11】

前記光電子装置に無線接続され、前記センサアレイの前記選択領域を選択するための入力を前記コントローラに提供するように構成された遠隔装置をさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項12】

前記遠隔装置が、前記サブセット画像のストリームを表示するように構成されたディスプレイを含む、請求項１１に記載の武器システム。

【請求項13】

武器に取り付けられた光学照準器の第１の焦点面にホログラフィックレチクルを生成することと、
光電子装置を、前記光電子装置の対物端が前記光学照準器に面するように前記武器に取り付けることと、
前記光電子装置のイメージャで画像データをキャプチャすることと、
第２の焦点面を画定する前記イメージャの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように、前記画像データを前記光電子装置の画像プロセッサで処理することと、
前記サブセット画像を、前記光電子装置のアイピースで前記武器のオペレータに表示することと、
前記オペレータからの入力に応答して前記イメージャの前記選択領域の選択を変更することであって、前記選択領域の前記変更は前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるように構成される、前記選択領域の選択を変更することと
を含む方法。

【請求項14】

前記イメージャが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記イメージャの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項17】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記光学照準器の窓の縁部で縁取られる、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記ホログラフィックレチクルが、前記武器の第２の照準器で共通に見られる、請求項１３～１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

武器システムであって、
第１の焦点面において武器の照準軸と光学的に整列されたマーカを有する照準器と、
前記照準器に面するように構成された対物端を有する光電子装置であって、
センサアレイを含むイメージャ、
オペレータからの入力を受信し、前記入力に応答して、前記センサアレイの選択領域を選択するように構成されたコントローラ、
前記センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、前記画像データを処理して、第２の焦点面を画定する前記センサアレイの前記選択領域から受信されたサブセット画像を生成するように構成された画像プロセッサ、及び
前記武器の前記オペレータが見るために前記サブセット画像を表示するように構成されたディスプレイ装置であって、前記オペレータからの前記入力は、前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるように作用する、ディスプレイ装置、
を備える光電子装置と
を備える武器システム。

【請求項20】

前記光電子装置が、前記コントローラに入力を提供するためのヒューマン－マシンインターフェースをさらに備える、請求項１９に記載の武器システム。

【請求項21】

前記イメージャの前記センサアレイが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記センサアレイの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項22】

前記オペレータからの前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項23】

前記オペレータからの前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項24】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記照準器の窓の縁部で縁取られる、請求項１９～２３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項25】

前記光電子装置が、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャのうちの少なくとも１つを備える、請求項１９～２４のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項26】

前記イメージャがＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを備える、請求項１９～２５のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項27】

前記照準器が、光源と、前記光源によって照らされたレチクル画像を前記照準器の窓を通して前記第１の焦点面に投影するように構成された光学素子とを有するホログラフィック光学系を備える、請求項１９～２６のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項28】

前記ディスプレイ装置が、前記対物端とは反対側の前記光電子装置のアイピース端に配置される、請求項１９～２７のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項29】

前記オペレータに対して前記ディスプレイサブセット画像を拡大するために前記光電子装置の前記アイピース端に配置された光学拡大器をさらに備える、請求項２８に記載の武器システム。

【請求項30】

前記光電子装置に無線接続され、前記センサアレイの前記選択領域を選択するための入力を前記コントローラに提供するように構成された遠隔装置をさらに備える、請求項１９～２９のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項31】

前記遠隔装置が、前記サブセット画像のストリームを表示するように構成されたディスプレイを含む、請求項３０に記載の武器システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年６月１７日に提出された米国仮特許出願第６３／２１１，７５８号に付与された米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、この先願の開示内容は本願の一部とみなされ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、武器システム用のイメージャ及び光学系に関し、より詳細には、武器又は武器システムなどの光学照準器とともに使用される、又は光学照準器と一体化されたイメージャシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

小火器や弓などの他の手持ち武器には、一般に、武器の照準を補助するために視野内にレチクルを提供する光学照準器が設けられている。従来のスポーツ用／戦闘用光学照準器は、ガラスの光学窓を通して見た場合に、視野内に少し離れてレチクルのホログラム画像を重畳するホログラフィック光学系を使用することが多い。レチクルのホログラム画像は、ホログラフィック照準器内のレーザダイオードによって照らされ、照準器が取り付けられている小火器の銃身又は照準軸に平行に、及びそれから比較的短い垂直距離で投影される。

【0004】

低照度デジタルカメラ又はデジタル暗視光学系を光学照準器の前に位置決めして、投影されたレチクル画像が、そのカメラ又はデジタル光学装置によって画像化された視野に重畳されるようにすることが知られている。デジタル光学装置は、光学照準器の光学窓と概ね整列するために、シム、ライザ等で機械的に調整される固定具及び取り付け装置を用いて武器に取り付けることができる。このような取り付け技術及び機械的な調整は信頼性に欠け、武器に不安定さをもたらす可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、光学照準器と、所望の正確な視野フレームを武器のオペレータに表示するために光学照準器の焦点面とデジタル的に整列される光電子装置とを含む武器システムを提供する。本開示の一態様において、光学照準器は、武器に取り付けるように構成されたベースと、ベースに結合されたフレームとを含む。光学照準器のフレームは照準窓を有し、照準窓は、照準窓を通して視認できるレチクルを第１の焦点面に重畳するように構成される。光電子装置は、武器に取り付けるように構成された取り付け特徴部と、光電子装置の対物端から光を受光するように構成されたセンサアレイを有するイメージャとを有し、対物端は、光電子装置が武器に取り付けられたときに光学照準器に面するように構成されている。画像プロセッサは、センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、画像データを処理して、センサアレイの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように構成される。センサアレイの選択領域は、第２の焦点面を画定する。コントローラは、オペレータからの入力を受信し、入力に応答して、第２の焦点面を第１の焦点面と整列させるためにセンサアレイの選択領域を選択するように構成される。ディスプレイ装置は、サブセット画像を武器のオペレータに表示するように構成される。

【0006】

本開示の実施態様は、以下の任意選択の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。いくつかの実施態様において、イメージャのセンサアレイは、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、その結果、センサアレイの選択領域は、グリッド内の複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む。いくつかの例において、入力は、選択領域をグリッド内の複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示し得る。他の例では、入力は、選択領域のエリアを、グリッド内の複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示し得る。サブセット画像の境界は、第２の焦点面が第１の焦点面と整列されたときに、照準窓の縁部で縁取られてもよい。

【0007】

追加の実施態様において、光電子装置は、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの例において、イメージャはＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを含む。また、光学照準器の実施態様は、ベースに配置された光源と、光源によって照らされたレチクルを照準窓を通して第１の焦点面に投影するように構成された光学素子とを有するホログラフィック光学系を含む。

【0008】

さらなる実施態様において、ディスプレイ装置は、対物端とは反対側の光電子装置のアイピース端に配置される。いくつかの例において、オペレータに対してディスプレイサブセット画像を拡大するために、光学拡大器を光電子装置のアイピース端に配置することができる。

【0009】

他の実施態様において、武器システムは、光電子装置に無線接続され、センサアレイの選択領域を選択するための入力をコントローラに提供するように構成された遠隔装置を含む。いくつかの例において、遠隔装置は、サブセット画像のストリームを表示するように構成されたディスプレイを含む。

【0010】

本開示の別の態様は、武器に取り付けられた光学照準器の第１の焦点面にホログラフィックレチクルを生成することを含む方法を提供する。光電子装置は、光電子装置の対物端が光学照準器に面するように武器に取り付けられる。光電子装置のイメージャが画像データをキャプチャし、画像データを画像プロセッサに送信し、画像プロセッサは第２の焦点面を画定するイメージャの選択領域からサブセット画像を生成する。サブセット画像は、光電子装置のアイピースで武器のオペレータに表示される。イメージャの選択領域は、第２の焦点面を第１の焦点面と整列させるように、オペレータからの入力に応答して変更される。

【0011】

本開示の上記の独立した態様のそれぞれ、及び以下の詳細な記載に記載されている態様は、他の独立した態様の下にあるものを含め、本開示及び図に記載されている特徴、オプション、及び可能性のいずれかを含むことができ、また、本開示及び図に記載されている特徴、オプション、及び可能性のいずれかの任意の組み合わせを含むことができる。

【0012】

本開示の１つ又は複数の実施態様の詳細は、添付の図面及び以下の記載に記載されている。他の態様、利点、目的、及び特徴は、図面と併せて以下の明細書を検討すれば明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】武器システムに取り付けられたイメージャシステム及び光学照準器の斜視図である。

【図2】イメージャシステムと光学照準器の側面概略図である。

【図3】イメージャシステムと光学照準器の背面概略図である。

【図4】感知領域を示すイメージャシステム画素アレイの図である。

【図5】感知領域の移動を示すイメージャシステム画素アレイの図である。

【図6】感知領域の拡大を示すイメージャシステム画素アレイの図である。

【図7】イメージャシステム及び光学照準器のためのデジタル焦点面整列の方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

同様の参照数字は、図面全体を通して同様の部品を示す。

【0015】

ここで図面及びそこに描かれている説明に役立つ例を参照すると、図１に部分的に示されているものなどの武器システム１０は、発射体を発射することができる手持ち式武器など、オペレータによる照準が必要なスポーツ又は戦闘に使用される武器１２を含む。武器に関して使用される場合、「手持ち式」という用語は、例えば、ライフル銃、散弾銃、拳銃、ピストル、弓、又は手持ち方式で一般的に使用される他の武器を含む。武器１２は、銃身１４又は発射体軸を規定する他の発射体収容機構を含む。標的における発射体軸の照準を補助するために、武器は、武器の発射体軸と光学的に整列したマーカを有する鉄製照準器などの固定照準器を含み得る。また、武器１２は、他の武器付属品の中でもとりわけ、光学照準器や光学装置を取り付けるために、銃身１４の上面に少なくとも部分的に沿って延びるウィーバー（Ｗｅａｖｅｒ）レール又はピカティニー（Ｐｉｃａｔｉｎｎｙ）レールなどのレール１６を含み得る。レール１６は、さらに、レシーバ、フレーム、グリップ、又は武器１２の他の部分の上面に沿って延びることもある。図１に示すように、武器１２は、ピカティニーレール１６を有する銃身１４を有するライフル（すなわち、アーマライト（ＡｒｍａＬｉｔｅ）ライフル）である。

【0016】

図１に示すものなどの武器システム１０は、武器１２の照準を補助するために、視野内にマーカ又はレチクル２０（図３）を重畳表示する光学照準器１８も含む。光学照準器１８は、レール１６に取り付けられた取り付け機構２４などで、武器に取り付けるように構成されたベース２２を含む。武器やレールシステムの種類に応じて、様々なタイプの取り付け機構を採用することができる。光学照準器１８はまた、光学照準器の他の光学的又は電子的構成要素の中でもとりわけ、光源、電源、制御装置、及び光学素子を収容する本体２６を含む。光学照準器１８のフレーム２８（図３）は、本体２６から上方に延び、照準窓３０を占める少なくとも１つのガラスパネル又はレンズを有する照準窓３０を画定するように、本体２６と一体的又は別個に結合される。図１～３に同じく示されるように、光学照準器１８は、光学照準器の本体及びその中に収容された構成要素が損傷したり又は衝撃を受けたりするのを防止するように、間隔をあけた距離などでフレーム２８を覆って延びる保護シュラウド又はフード３２を含み得る。

【0017】

例えば図１～３に示すように、光学照準器１８は、照準窓３０を通して見たときに、レチクル２０のホログラフィック画像を標的シーンの直視図に重畳するために、コリメータや反射格子などの光学素子と組み合わせてレーザダイオードを使用するホログラフィック照準器である。これにより、照準窓３０を通した視界は、標的シーンの焦点面を画定し、この焦点面は、第１の焦点面Ｆ１（図２）として武器システムの一部として参照される。光学照準器１８は、レチクル２０を、照準器が搭載された武器１２の銃身１４又は発射体軸に平行に、且つ、銃身１４又は発射体軸から比較的短い垂直距離で投影する。追加の実施態様において、武器システムは、照準窓内にレチクルを生成するための光源としてＬＥＤを使用する赤色ドット照準器などの他のタイプ及び構成の光学照準器を含み得る。

【0018】

図１及び２にさらに示すように、武器システム１０は、例えばレール１６において武器１２に取り付けるように構成された取り付け特徴部３８を有する光電子装置３６を含む。取り付け特徴部３８は、武器１２のレール１６とインターフェースする対応する取り付け装置に加えて、又はそれに代えて、光電子装置のハウジングにねじ穴を含み得る。取り付け特徴部３８は、アダプタ、ライザ、及び振動減衰材で構成することができる。光電子装置３６は、光学照準器１８に近接して武器１２に取り付けられ、光電子装置３６の対物端が光学照準器１８及び武器１２の遠位端又は銃口端に向くように向けられることがある。

【0019】

光電子装置３６は、光電子装置３６の対物端からの光を受光するように構成されたセンサアレイ４２（図４）を有するイメージャ４０を含む。イメージャ４０は、ＣＭＯＳセンサであり、追加的な例では、低照度及び／又は赤外（ＩＲ）波長を感知するように構成された画像センサなど、ＣＣＤセンサ又は他のタイプのＭＯＳセンサ等などの様々なタイプのイメージャであり得る。したがって、いくつかの例において、光電子装置は、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャであり得る。イメージャ４０のセンサアレイ４２は、暗所又は低照度の条件下で光学照準器１８によって生成されたレチクル２０をキャプチャするように構成されている。イメージャ４０は、画像プロセッサ４４で処理可能なセンサアレイ４２からの１つ又は複数の信号の形で画像データを生成する。

【0020】

センサアレイ４２（図４）は、センサ素子のマトリクスを有するプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を含み得る。各センサ素子は、センサアレイ４２のＰＣＢＡ上のアドレス指定可能な位置に応じて一意に識別可能であり得る。例えば、センサ素子は、センサＰＣＢＡ上のセンサ素子の行数及び列数内での個々のセンサ素子の配置に従って、ｘ座標及びｙ座標の対で識別可能であり得る。具体的には、１，０００行及び１，０００列の個々のセンサ素子を有するセンサの場合、任意選択の左下隅の第１のセンサ素子は、素子（１，１）としてアドレス指定可能であり、反対側の右上隅の第２のセンサ素子は、素子（１０００，１０００）としてアドレス指定可能であり得る。この例では、イメージャ４０は、したがって、１００万個のアクティブセンサ素子を有する１メガピクセル（１ＭＰ）光学センサとして特徴付けられ得る。図４に示されるように、センサアレイ４２は、１６列１６行に配列された２５６個のセンサ素子のマトリクスを備える。１つのセンサ素子から抽出された情報は、画像データの１つの画像素子（画素）に対応する。

【0021】

次に図２を参照すると、画像プロセッサ４４は、光電子装置３６に収容された低照度デジタルカメラなどのイメージャ４０に電気的に接続されている。追加の例において、画像プロセッサ４４は、遠隔ディスプレイ装置になど、遠隔装置に配置されてもよい。別の例において、画像プロセッサ４４は、光電子装置３６内に局所的に配置されてもよく、遠隔ディスプレイ装置（例えば、携帯電子装置、ヘルメット装着デバイス、戦闘用ゴーグル、又はヘッドアップディスプレイ等）などの遠隔装置に信号を通信し得る。図２に示す構成要素概略図に示すように、画像プロセッサ４４は、イメージャ４０のセンサアレイ４２によってキャプチャされ送信された画像データを受信し、受信した画像データを処理する。画像プロセッサ４４は、受信した画像データを用いて、対応するメモリ４６に記憶された処理ルーチンを実行し、ディスプレイ装置上に出力するための画像を生成する。

【0022】

画像プロセッサ４４は、サブセット画像と呼ばれる、イメージャ４０によって生成されたデータの全体よりも少ないデータをディスプレイ装置上に表すように画像データを処理し得る。サブセット画像は単に、イメージャ４０によって生成された画像データのサブセット、すなわち全部未満から生成された画像を指す。サブセット画像は、図４に示すものなどのセンサアレイ４２の選択領域５４に対応し、そこから受信される。例示的な態様で上述したように、イメージャ４０がセンサアレイ４２を含む場合、選択領域５４は、左下隅のセンサ素子（３，３）と右上のセンサ素子（１４，１４）との間に広がり得る。選択領域５４は、図４に示されているよりもセンサアレイ４２を多く又は少なく包含してもよい。選択領域５４はセンサアレイ４２の範囲内でサイズ調整可能且つ移動可能であり得る。

【0023】

センサアレイ４２の選択領域５４は、第２の焦点面Ｆ２を画定する。ディスプレイ装置４８は、武器１２のオペレータ５０にサブセット画像を表示するように構成される。ディスプレイ装置４８は、対物端とは反対側の光電子装置３６のアイピース端に配置される。ディスプレイ装置４８は、ビューファインダー窓を通して見ることができる。

【0024】

いくつかの例において、表示されたサブセット画像をオペレータに拡大表示するために、光学拡大器が光電子装置のアイピース端に配置されてもよい。他の例において、ディスプレイ装置４８は、オペレータの頭部装着型装置又はコンピュータ若しくはスマートフォンなどの携帯電子デバイスなど、武器１２から切り離された遠隔位置に配置されてもよい。遠隔装置は、光電子装置３６に無線接続され、センサアレイ４２の選択領域５４を選択する入力をコントローラ５２に提供するように構成されてもよい。光電子装置３６は、コントローラ５２内で、又は別の構成要素を用いて、Ｗｉ－Ｆｉ、ブルートゥース、セルラー、又は他の従来のプロトコルなどの無線通信技術を一体化し得る。例えば、遠隔装置は、サブセット画像の比較的ライブなストリームを表示するように構成されたディスプレイ４８を含み得る。

【0025】

図２をさらに参照すると、ヒューマン－マシンインターフェース（ＨＭＩ）、例えば、ボタン、スイッチ、又はタッチスクリーン等の作動に応答するなどして、オペレータ５０からの入力を受信するように構成されたコントローラ５２が光電子装置３６に設けられている。例えば、ＨＭＩは、光電子装置３６上の座標ボタンのセットであり得る。入力に応答して、コントローラ５２は、第２の焦点面Ｆ２を第１の焦点面Ｆ１と整列するためにセンサアレイ４２の選択領域５４を調整又は他の方法で選択するように動作する。第２の焦点面Ｆ２を第１の焦点面Ｆ１と整列させることは、ディスプレイ４８に表示される画像を、図２に示されるパースペクティブ、又はオペレータ５０によって選択される別のパースペクティブから、光電子装置３６がない場合にオペレータ５０が光学照準器１８を通して見るであろうものに整合させることを意味する。

【0026】

図３に示されるように、第１の焦点面Ｆ１を取り囲む又はそれに縁をつける照準窓３０は、光電子装置３６のイメージャ４０によってキャプチャされる画像領域内に包含される。例えば、図４に示すように、イメージャ４０のセンサアレイ４２は、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含む。画像プロセッサ４４は、メモリ４６に保存された領域化操作を使用するなどして、センサアレイ４２の選択領域５４を使用又は処理し得る。領域化操作とは、センサアレイ４２全体の画像データを処理して選択領域５４の画像データを分離し、選択領域５４の画像データからサブセット画像を生成することをいう。図３に示されるように、選択領域５４ひいてはサブセット画像は、照準窓３０に対応するように制限することができ、イメージャ４０の全画像エリアはディスプレイ４８に表示されない。選択領域５４は、センサアレイ４２のグリッド内の複数の感光性画素のグループ化されたサブセットに対応する。

【0027】

図４に示すように、選択領域５４は、センサアレイ４２の下部中央エリアにおける感光性画素の矩形のグループ化である。武器１２、光電子装置３６及び光学照準器１８の特定の構成により、イメージャ４０の異なる選択領域５４がもたらされ得る。光電子装置３６を武器に取り付けるとき、新しい光学照準器１８を武器に取り付けるとき、新しいオペレータ５０に対して武器を調整するとき、オペレータの好みが変わるため、又はその他の理由により、新しい選択領域５４を決定することが必要な場合がある。

【0028】

画像プロセッサ４４において領域化操作が処理されると、ディスプレイ装置４８は、選択領域５４に対応するサブセット画像を表示する。武器のオペレータは、光電子装置又は遠隔装置のいずれかでディスプレイ装置４８を見ることができ、選択領域５４を調整するための入力を提供することができる。武器を携帯又は操作する際に偶発的な調整を防止するためなど、選択領域５４を調整するための受信した入力を選択的に許可又は制限する設定ルーチンを作動させることも同様に又は代替的に可能であることが考えられる。入力は、選択領域の方向調整又はサイズ調整を示すことができる。追加的な例において、入力はサブセット画像の知覚される傾斜角度（例えば、ヨー、ピッチ及びロール）も調整し得ることが考えられる。

【0029】

図５に示すように、１つ又は複数の入力は、選択領域５４をグリッド内の複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動し、その結果、隣接するグループ化が上書きされて新しい選択領域５４’になるように構成される方向調整を示すことができる。方向調整において、選択領域５４を構成するセンサ素子の数は同じままであり、センサ素子の範囲はそれぞれセンサ４０の範囲内で等しい量を割り出す。図５に示すように、入力は選択領域を上方向に２単位、右方向に１単位移動させるが、これは２回の上座標ボタンクリック、１回の右座標ボタンクリックとして入力されてもよい。他の例では、入力は、ユーザが遠隔装置のタッチスクリーン上でスワイプタッチイベントを用いて選択領域を仮想的に位置決めし直すことによって定められる入力であり得る。

【0030】

また、図６に示すように、１つ又は複数の入力は、選択領域５４のエリアを、グリッド内の複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットまで拡大又は縮小し、その結果、隣接するグループ化が上書きされて新しい選択領域５４’になるように構成されたサイズ調整を示すことができる。このようなサイズ調整は、光電子装置と光学照準器との間の距離が焦点面のより大きいエリア又はより小さいエリアをもたらす場合など、第１及び第２の焦点面を整列させるためにサブセット画像を適切なサイズに効果的にズームすることができる。サイズ調整において、選択領域５４を構成するセンサ素子の数は、ズームアウトすることによってセンサ素子の数を増加させ、又はズームインすることによってセンサ素子の数を減少させる。選択領域５４を構成するセンサ素子の数を減少させると、ディスプレイ４８上の各センサ素子の相対的な表現がそれぞれ向上する。

【0031】

他の入力も考えられる。例えば、方向調整とサイズ調整の組み合わせにより、オペレータは、選択領域５４の各境界を独立して選択的に調整し、イメージャ４０の範囲内で所望の正確な領域をより正確に整列させることが可能になる。具体的には、オペレータ５０は、選択領域５４の上部境界と底部境界を個別に上方又は下方に調整し、左境界と右境界を個別に左右に調整する入力オプションを提供されてもよい。他の代替案では、上部境界と底部境界を組み合わせて一緒に調整することができ、左境界と右境界を組み合わせて一緒に調整することができる。

【0032】

照準窓３０に対するイメージャ４０のスキュー、すなわち相対的な回転も調整可能であり得る。製造、磨耗、又は取り付けのばらつきにより、イメージャ４０と照準窓３０の回転が不一致になり、その結果、例えば、選択領域５４の境界が照準窓３０の境界と平行にならないことがある。したがって、選択領域５４のスキューを調整することによって、ディスプレイ４８に出力されるサブセット画像を調整することが望ましい場合がある。オペレータは、この調整を実行するために手動入力を提供し得る。他の代替案において、オペレータは、台形補正を考慮するために、各境界の回転を個別に、又は上下及び左右の組で選択的に調整する入力を提供し得る。

【0033】

センサアレイ４２の新しい選択領域を選択するように操作するとき、第２の焦点面Ｆ２は、第１の焦点面Ｆ１と望ましくは整列される。例えば、第２の焦点面が第１の焦点面と整列されるとき、サブセット画像の境界は、照準窓の縁部で縁取られることがある。

【0034】

例えば図７に示されるものなど、武器システム用のイメージャ及び照準器のためのデジタル焦点面整列の方法を参照すると、ステップ５６において、ホログラフィックレチクルが、武器に取り付けられる光学照準器の第１の焦点面に生成され得る。ステップ５８で、光電子装置が、光電子装置の対物端が光学照準器に面するように武器に取り付けられる。ステップ６０で、光電子装置のイメージャが画像データをキャプチャし、ステップ６２で、画像データを画像プロセッサに送信する。画像プロセッサは、ステップ６４で、第２の焦点面を画定するイメージャの選択領域からサブセット画像を生成する。ステップ６６で、サブセット画像は、光電子装置のアイピースで武器のオペレータに表示される。ステップ６８で、イメージャの選択領域の選択は、オペレータからの入力に応答して変更され、第２の焦点面を第１の焦点面と整列させる。選択が変更された後、選択領域を調整できる新たな入力が受信されるまで、ステップ６４で新しい選択が表示され続ける。例えば、選択領域がセンサアレイの縁部にある場合など、選択によっては新しい選択が行われないことがある。

【0035】

図７に示された方法のステップ６４は、画像プロセッサによって自動化されて実行されてもよい。ステップ６４は、光電子装置の武器への取り付け後の初期動作として、又は自動的に実行するようにオペレータのコマンドに応答して実行することができる。例えば、画像プロセッサは、実行されると、従来の光学認識方法を用いて画像データ内のレチクルの存在を認識するように画像プロセッサに画像データを処理させる動作を記憶し得る。画像プロセッサは、メモリ４６に記憶された処理ルーティングを実行して、画像データ内のレチクルの存在を認識する際に使用するレチクルの形状又は形態のライブラリを検索するように構成されてもよい。画像プロセッサは、画像データ内の照準窓又はフレームの境界を認識するように構成されてもよい。画像プロセッサは、画像データ内のレチクル、照準窓、フレーム、又はそれらの組み合わせのうちの１つ又は複数を認識することに基づいて、選択領域を決定し得る。例えば、画像プロセッサは、レチクルを中心とする定義されたサイズの選択領域を決定し得る。

【0036】

画像プロセッサは、照準窓の縁部、又はフレームによって画定される選択領域を決定し得る。画像プロセッサは、照準窓の縁部、又はフレームに加え、周辺センサ素子の追加マージンを含むように選択領域を決定し得る。周辺センサ素子の追加マージンは、サブセット画像のパーセンテージとして定義されてもよい。例えば、選択領域は、画像プロセッサによって、照準窓の縁部に加えて、マージンが全サブセット画像の５％を超えないようなマージンに基づいて決定されてもよい。画像プロセッサは、選択領域を、選択領域を構成するセンサ素子の範囲のアドレス座標によって定義されるセンサ素子のマトリクスとして、光電子装置のメモリに記憶し得る。

【0037】

冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、先行する記載における要素の１つ又は複数が存在することを意味することを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。さらに、本開示の「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」又は「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、言及された特徴を同様に組み込んだ追加の実施態様の存在を排除すると解釈されることを意図していないことを理解されたい。本明細書に記載される数値、パーセンテージ、比率、又は他の値は、本開示の実施態様によって包含される技術分野の熟達者によって理解され得るように、その値と、「約」又は「およそ」記載された値である他の値とを含むことが意図される。したがって、記載された値は、所望の機能を実行するため、又は所望の結果を達成するために、少なくとも記載された値に十分に近い値を包含するように十分に広く解釈されるべきである。記載された値には、好適な製造工程又は生産工程で予想される変動が少なくとも含まれ、記載された値の５％以内、１％以内、０．１％以内、又は０．０１％以内の値が含まれ得る。

【0038】

また、本開示の目的のために、本明細書で使用される際「およそ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、依然として所望の機能を実行するか、又は所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、記載された量の５％未満、１％未満、０．１％未満、及び０．０１％未満の範囲内にある量を指し得る。さらに、先の記載におけるあらゆる方向又は基準枠は、単に相対的な方向又は動きであることを理解すべきである。例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」、「遠位」、「近位」という用語及びそれらの派生語は、図１に示される方向に関するものとする。しかしながら、それとは反対に明示的に指定されている場合を除き、様々な代替的な向きが提供され得ることを理解されたい。添付の図面に示され、本明細書に記載された特定の装置及びプロセスは、添付の特許請求の範囲に定義された発明概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書に開示された実施形態に関連する特定の寸法及び他の物理的特性は、特許請求の範囲に明示的に別段の記載がない限り、限定的なものとはみなされない。

【0039】

具体的に記載した実施形態における変更及び修正は、特許法の原則に従って解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図する本発明の原理から逸脱することなく実施することができる。本開示は、説明に役立つように記載されており、使用された用語は、限定ではなく説明の言葉の性質であるように意図されていることを理解されたい。本開示の多くの修正及び変形が上記の教示に照らして可能であり、本開示は、具体的に記載された以外の方法で実施されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

武器に取り付けるように構成された本体及び、前記本体に結合され、照準窓を備えるフレームを有する光学照準器であって、前記照準窓は、前記照準窓を通して視認可能なレチクルを第１の焦点面に重畳させるように構成されている、光学照準器と、
光電子装置であって、前記武器に取り付けるように構成された取り付け特徴部と、前記光電子装置の対物端から光を受光するように構成されたセンサアレイを有するイメージャとを備え、前記対物端は、前記光電子装置が前記武器に取り付けられたときに、前記光学照準器に面するように構成されている、光電子装置と、
前記センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、前記画像データを処理して、前記センサアレイの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように構成された画像プロセッサであって、前記センサアレイの前記選択領域が第２の焦点面を画定する、画像プロセッサと、
オペレータからの入力を受信し、前記入力に応答して、前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるために前記センサアレイの前記選択領域を選択するように構成されたコントローラと、
前記サブセット画像を前記武器の前記オペレータに表示するように構成されたディスプレイ装置と
を備える武器システム。

【請求項2】

前記イメージャの前記センサアレイが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記センサアレイの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１に記載の武器システム。

【請求項3】

前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項２に記載の武器システム。

【請求項4】

前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項２又は３に記載の武器システム。

【請求項5】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記照準窓の縁部で縁取られる、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項6】

前記光電子装置が、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャのうちの少なくとも１つを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項7】

前記イメージャがＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項8】

前記光学照準器が、前記本体に配置された光源と、前記光源によって照らされたレチクル画像を前記照準窓を通して前記第１の焦点面に投影するように構成された光学素子とを有するホログラフィック光学系を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項9】

前記ディスプレイ装置が、前記対物端とは反対側の前記光電子装置のアイピース端に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項10】

前記オペレータに対して前記ディスプレイサブセット画像を拡大するために前記光電子装置の前記アイピース端に配置された光学拡大器をさらに備える、請求項９に記載の武器システム。

【請求項11】

前記光電子装置に無線接続され、前記センサアレイの前記選択領域を選択するための入力を前記コントローラに提供するように構成された遠隔装置をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の武器システム。

【請求項12】

前記遠隔装置が、前記サブセット画像のストリームを表示するように構成されたディスプレイを含む、請求項１１に記載の武器システム。

【請求項13】

武器に取り付けられた光学照準器の第１の焦点面にホログラフィックレチクルを生成することと、
光電子装置を、前記光電子装置の対物端が前記光学照準器に面するように前記武器に取り付けることと、
前記光電子装置のイメージャで画像データをキャプチャすることと、
第２の焦点面を画定する前記イメージャの選択領域から受信されるサブセット画像を生成するように、前記画像データを前記光電子装置の画像プロセッサで処理することと、
前記サブセット画像を、前記光電子装置のアイピースで前記武器のオペレータに表示することと、
前記オペレータからの入力に応答して前記イメージャの前記選択領域の選択を変更することであって、前記選択領域の前記変更は前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるように構成される、前記選択領域の選択を変更することと
を含む方法。

【請求項14】

前記イメージャが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記イメージャの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項17】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記光学照準器の窓の縁部で縁取られる、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記ホログラフィックレチクルが、前記武器の第２の照準器で共通に見られる、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

武器システムであって、
第１の焦点面において武器の照準軸と光学的に整列されたマーカを有する照準器と、
前記照準器に面するように構成された対物端を有する光電子装置であって、
センサアレイを含むイメージャ、
オペレータからの入力を受信し、前記入力に応答して、前記センサアレイの選択領域を選択するように構成されたコントローラ、
前記センサアレイによってキャプチャされた画像データを受信し、前記画像データを処理して、第２の焦点面を画定する前記センサアレイの前記選択領域から受信されたサブセット画像を生成するように構成された画像プロセッサ、及び
前記武器の前記オペレータが見るために前記サブセット画像を表示するように構成されたディスプレイ装置であって、前記オペレータからの前記入力は、前記第２の焦点面を前記第１の焦点面と整列させるように作用する、ディスプレイ装置、
を備える光電子装置と
を備える武器システム。

【請求項20】

前記光電子装置が、前記コントローラに入力を提供するためのヒューマン－マシンインターフェースをさらに備える、請求項１９に記載の武器システム。

【請求項21】

前記イメージャの前記センサアレイが、グリッド状に配置された複数の感光性画素を含み、
前記センサアレイの前記選択領域が、前記グリッド内の前記複数の感光性画素のグループ化されたサブセットを含む、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項22】

前記オペレータからの前記入力が、前記選択領域を前記グリッド内の前記複数の感光性画素の隣接するグループ化されたサブセットに移動させるように構成された方向調整を示す、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項23】

前記オペレータからの前記入力が、前記選択領域のエリアを、前記グリッド内の前記複数の感光性画素の対応する、より大きい又は小さいグループ化されたサブセットに、拡大又は縮小するように構成されたサイズ調整を示す、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項24】

前記サブセット画像の境界が、前記第２の焦点面が前記第１の焦点面と整列されたときに、前記照準器の窓の縁部で縁取られる、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項25】

前記光電子装置が、低照度デジタルカメラ又はサーマルイメージャのうちの少なくとも１つを備える、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項26】

前記イメージャがＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを備える、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項27】

前記照準器が、光源と、前記光源によって照らされたレチクル画像を前記照準器の窓を通して前記第１の焦点面に投影するように構成された光学素子とを有するホログラフィック光学系を備える、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項28】

前記ディスプレイ装置が、前記対物端とは反対側の前記光電子装置のアイピース端に配置される、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項29】

前記オペレータに対して前記ディスプレイサブセット画像を拡大するために前記光電子装置の前記アイピース端に配置された光学拡大器をさらに備える、請求項２８に記載の武器システム。

【請求項30】

前記光電子装置に無線接続され、前記センサアレイの前記選択領域を選択するための入力を前記コントローラに提供するように構成された遠隔装置をさらに備える、請求項１９又は２０に記載の武器システム。

【請求項31】

前記遠隔装置が、前記サブセット画像のストリームを表示するように構成されたディスプレイを含む、請求項３０に記載の武器システム。

【国際調査報告】