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ARME A VISEE STABILISEE
L'invention se situe dans le domaine des dispositifs de visée pour armes légères, en particulier les dispositifs de visée pour tir de précision à grande distance.
Les dispositifs de visée pour armes légères comportent une lunette permettant le grossissement de la cible. Cette lunette comporte un réticule permettant de vérifier que la cible se trouve dans l'axe de visée de l'arme. On sait que pour le tir tendu à grande distance, l'axe optique de visée est décalé par rapport à l'axe du canon de l'arme d'un angle dit de hausse ou plus simplement d'une hausse qui croît avec la distance de la cible. Cet aspect de la visée ne sera pas abordé pour la description de la présente invention et lorsqu'il sera parlé d'axe de visée et d'alignement de la cible avec le réticule il s'agira d'axe de visée et d'alignement hausse comprise.
Le problème résolu par la présente invention est celui de la stabilité de l'arme. On sait que pour le tir à grande distance l'arme doit être très stable, car une erreur de pointage de 1/1000 de radian par exemple, soit 0, 06", se traduit à 200 m par une erreur de 20 cm suffisante pour faire manquer la cible. On sait également que malgré un entraînement et des précautions pour avoir une position stable, les mains sont l'objet de tremblements rendant instable l'axe de visée et l'axe de tir de l'arme. Afin de limiter cette instabilité il est prévu en général de munir le tireur d'un point d'appui de l'arme sous forme d'un bipied ou support. De la sorte le soutien de l'arme est assuré par le support, le tireur ne fait qu'orienter l'arme et peut se contenter d'un contact de moindre pression ce qui limite l'effet des tremblements.
Cette solution connue a pour inconvénients connus de limiter la vitesse de prise à partie de la cible et de nécessiter un point d'appui que les circonstances du combat ne procurent pas toujours. De plus l'efficacité suppose que la cible soit fixe ou faiblement mobile.
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Le but de l'invention est de fournir un système de visée ne nécessitant pas de support et permettant un bon alignement de la cible et du réticule malgré les tremblements du tireur. Il est aussi de déclencher le tir lorsque l'axe de l'arme est aligné avec la cible.
Pour réaliser le but ci-dessus défini, il est prévu selon l'invention de stabiliser l'axe de visée seulement, et non plus l'arme entière comprenant l'axe de visée, de mesurer l'écart entre l'axe de visée stabilisé et l'axe de l'arme et de ne déclencher le tir que lorsque cet écart est inférieur à une valeur prédéterminée.
Le terme mesure doit être entendu en son sens le plus large.
En particulier selon la présente invention on ne s'intéresse pas à la valeur de l'angle d'écart entre l'axe de visée et l'axe de tir en ellemême, on cherche simplement à vérifier que l'angle entre les deux axes est inférieur à une valeur prédéterminée.
Ceci peut être obtenu par comparaison de valeur à un seuil mais aussi par détection de coïncidence par un système tout ou rien.
Le procédé ci-dessus suppose que la cible ou l'axe de tir aient été au préalable désignés. L'idée à la base de l'invention repose sur le fait que, d'une part il est plus facile de stabiliser une partie simplement de l'arme que l'arme entière. Elle repose d'autre part sur l'idée qu'il existe une grande probabilité pour que l'axe réel de tir de l'arme, vienne à coïncider au cours de ses mouvements erratiques dus aux tremblements du tireur avec l'axe de visée stabilisé. La coïncidence entre l'axe de tir et l'axe de visée est considérée comme établie si l'angle entre l'axe de tir et l'axe de visée est inférieur à un seuil
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prédéterminé ou pré réglé qui peut être une fonction de la distance de la cible.
Ainsi l'invention est relative à une arme individuelle ayant un canon axé sur un axe de tir XX'et des moyens optronique de visée définissant un axe de visée YY'de l'arme, un moyen de commande de la mise à feu d'une munition tirée par l'arme actionnable par un porteur de l'arme, arme caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de
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stabilisation de l'axe YY'de visée,
des moyens de détection de coïncidence angulaire entre l'axe de visée YY'et l'axe de tir XX'ces moyens émettant un signal de mise à feu lorsqu'il y a coïncidence entre les deux axes et en ce que la commande de la mise à feu comporte un moyen d'autorisation de mise à feu actionnable par le porteur de l'arme et un un circuit de mise à feu automatique déclenchant la mise à feu de la munition lorsque le moyen d'autorisation a été actionné et que les moyens de détection de coïncidence émettent le signal de mise à feu.
Ainsi donc selon l'invention la queue de détente qui est le dispositif habituel de mise à feu de la munition portée par l'arme est remplacé ou supplée par un dispositif qui ne fait qu'autoriser le tir. Ce dispositif peut être constitué par un organe mécanique ou électrique commandé par un doigt du tireur et disposé à l'emplacement habituel de la queue de détente lorsque l'organe remplace la queue de détente ou à proximité lorsque l'organe supplée la queue de détente.
Cette dissociation entre autorisation de tir et commande effective de tir permet d'améliorer la précision.
De façon naturelle le tireur attend pour actionner la queue de détente que la cible soit dans l'alignement de l'axe de visée, qui dans une arme selon l'art antérieur correspond en permanence à l'axe de tir.
Cependant la simple pression du doigt sur la queue de détente et le temps nécessaire pour ce mouvement suffisent à modifier l'axe de tir.
La dissociation selon l'invention permet d'accroître la rapidité de la mise à feu après autorisation lorsque l'axe YY'est aligné avec l'axe XX'.
Les moyens de stabilisation de l'axe de visée seront fonction de la nature des moyens optiques mis en oeuvre. Ces moyens permettent la matérialisation pour le tireur, de l'axe de visée au moyen d'un réticule collimaté dont la position dans le champs des moyens optiques constitue la désignation de la cible. La stabilisation de la visée permet de rendre stable la position du réticule sur la cible en dépit des tremblements du tireur.
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Différents systèmes pour stabiliser une image sont connus dans l'art. Ils peuvent être classés en deux catégories. les systèmes en boucle fermée et les systèmes en boucle ouverte. Dans les systèmes en boucle fermée on peut encore distinguer deux catégories, selon la nature des détecteurs de mouvement. La détection peut être assurée à l'aide d'une matrice de capteurs CCD recevant une image obtenue par les moyens optiques et d'un calculateur déterminant un vecteur de mouvement. Elle peut également être assurée par des capteurs gyroscopiques. Dans les deux cas le mouvement détecté est appliqué à des moyens de correction de l'optique de saisie de l'image. Dans les systèmes en boucle ouverte la stabilisation est obtenue par exemple au moyen d'une suspension à la CARDAN des moyens optiques.
Dans ce cas des capteurs de proximité permettent de détecter la coïncidence entre l'axe de tir et l'axe de visée.
La détection de la coïncidence entre ces deux axes qu'elles sont assurée au moyen d'un capteur de proximité ou par la valeur du signal de correction dans les systèmes en boucle fermée est utilisée pour déclencher la création d'un signal de mise à feu qui lui-même directement ou indirectement créera la mise à feu.
Avec une munition adaptée pouvant être mise à feu électriquement, par exemple au moyen d'une amorce détonateur à fil explosé, le signal de mise à feu sera directement utilisé. Cette solution est excellente en raison de la rapidité de réaction qu'elle permet, très inférieure à la milliseconde, mais présente l'inconvénient d'un coût élevé en raison du prix des amorces et de la nécessité de réaliser les munitions en petite quantité.
Avec une munition ordinaire le signal de mise à feu pourra être utilisé pour déplacer un noyau plongeur entraînant un percuteur d'une amorce de la munition, ou encore libérant un percuteur poussé de façon ordinaire par un ressort.
Afin de faciliter la compréhension de l'invention sans toutefois entrer dans des descriptions détaillées non nécessaires puisque déjà
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connues de l'homme du métier il sera cité ci-après des références de publication ou de réalisation décrivant des systèmes de stabilisation d'image en boucle ouverte ou fermée ;
Des procédés de stabilisation à l'aide d'une matrice CCD, permettant la détection du mouvement par traitement d'image sont décrits par exemple dans le"SMPTE Journal February 1992, pages 66 à 75"dans un article intitulé"Electronic Image Stabilization system for Video Cameras and VCRs" ayant pour auteurs Kenya UOMORI, Atsushi MORIMURA et Hirofumi ISHII ou dans un article de l'IEEE Transaction on Consumer Electronics"vol 36 nO 3 d'août 1990 pages 510-519 intitulé"Automatic Image Stabilizating System by Full Digital signal Processing"ayant pour auteurs les trois auteurs précédemment cités et Takashi SAKAGUCHI et Yoshinori KITAMURA ou encore dans un autre article situé dans la même publication à la suite de ce dernier pages 520-524 et intitulé"Electronic Image Stabilizer For Video Camera Use".
De tels procédés sont utilisés dans des camescopes de poing à fort grossissement par exemple PANASONIC NV 7 ou S6 VHS C (marque déposée).
Un procédé de stabilisation à l'aide d'un détecteur gyroscopique permettant la détection de l'écart angulaire entre un axe définissant la structure porteuse de l'optique et l'axe optique est décrit dans un article de l'IEEE Transaction on Consumer electronics vol 35 n 4 Novembre 1989 pages 749-757 et utilisée sur les camescopes de poing SONY CCD-TR 805 E (marque déposée). Le capteur utilisé peut par exemple être le GYROCHIP TM 5 (marque déposée) produit par
SYSTRON DONNER-Inertial Division à DOVER, KENT.
Dans les sytèmes de stabilisation en boucle ouverte on peut citer à titre d'exemple les Jumelles 20x60 s de la firme Karl ZEISS dans lesquelles les moyens optiques font l'objet d'une suspension à la
Cardan.
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Les modes de réalisation dans lesquels les moyens optiques sont constitués par un téléobjectif formant une image sur une matrice de capteurs, chaque capteurs délivrant un signal fonction de l'éclairement reçu, présentent l'avantage d'autoriser le tir de nuit lorsque la matrice de capteurs est constituée par des capteurs sensibles aux rayons infrarouges.
Le dispositif de détection d'écart angulaire entre la position de l'axe de visée et la position réelle de l'axe de tir peut être réalisé par tout moyens connus de détection de position. On notera cependant que l'écart en lui-même n'est pas important à connaître puisque selon l'invention on ne dispose d'aucun moyen pour amener l'axe de tir en coïncidence avec l'axe de visée. Selon l'invention on ne fait qu'attendre que par suite des mouvements erratiques dus aux tremblements les deux axes soient en coïncidence. Aussi dans le cas où la stabilisation est obtenue par stabilisation mécanique des moyens optiques, la détection de la coïncidence entre les deux axes pourra par exemple être effectuée par un capteur de proximité.
Des exemples de réalisation avec stabilisation d'image en boucle ouverte ou fermée et des variantes de l'invention seront maintenant décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, représente une arme réalisée selon l'invention avec stabilisation électronique de l'axe de visée ; -la figure 2, représente un schéma fonctionnel de l'invention pour une image stabilisée par des moyens électroniques ; - la figure 3, est destinée à illustrer le choix de la couleur du réticule pour obtenir un bon contraste avec la cible ; - la figure 4, représente une arme réalisée selon l'invention avec stabilisation mécanique de l'axe de visée ; - la figure 5, est un exemple de capteur de proximité adapté à l'arme selon la figure 4 ;
- la figure 6, illustre le mode de traitement du capteur selon la figure 5 ;
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- la figure 7 représente un autre schéma fonctionnel de l'invention avec élaboration d'un réticule réel.
La figure 1, représente un fusil 10 équipé selon l'invention. Ce fusil 10 destiné au tir de précision comporte un canon 11 d'axe XX', une crosse 17 comportant une plaque de couche 20, un pontet 19, une lunette de visée 12 comportant un axe optique YY', un objectif 14 et un oculaire 13. Tous ces éléments sont arrangés de façon classique. La lunette 12 comporte entre l'objectif et l'oculaire une matrice de capteurs 16 sur laquelle se forme grâce à un premier prisme 15 l'image électronique du paysage vu par l'objectif. Cette image traitée par un circuit électronique de traitement d'image 21 est utilisée pour former une image stabilisée sur un écran électroluminescent miniature 22.
Cet écran comporte autant de pixels et arrangés de la même façon que la matrice de détecteurs.
Dans l'exemple de réalisation il s'agit d'une matrice et d'un écran de 1 024x1 024 pixels. Cette image est renvoyée au moyen d'un second prisme 23 vers l'oculaire 13 de la lunette 12. Le centre de la matrice correspond à la position de l'axe optique de la lunette. Ce centre est matérialisé par un réticule 30 en forme de croix selon deux axes perpendiculaires représentés figure 3.
Les pixels situés sur ces deux axes apparaissent par traitement particulier en blanc ou noir de façon à obtenir le meilleur contraste entre l'image observée et le réticule. Pour cela les circuits de traitement 21 calculent une luminosité moyenne pondérée dans une zone correspondant aux pixels formant une surface en forme de croix entourant le réticule 30. La moyenne est dite pondérée car comme expliqué ci-après en référence à la figure 3, il est appliqué un poids plus fort aux pixels situés à une distance plus petite du réticule. La figure 3, représente une portion de la zone centrale de l'écran entrant en compte pour la détermination de la couleur blanche ou noire du réticule.
La figure 3 représente un réticule 30 formé par le croisement d'une ligne verticale de pixels 31 et d'une ligne horizontale de pixels 32.
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La pondération des niveaux de gris des pixels présentant une symétrie par rapport à chacune des lignes 31 et 32, il ne sera parlé ci-après que du coin supérieur droit. La moyenne du niveau de gris de la zone en forme de croix entourant le réticule 30 est dite pondérée en ce sens qu'il est accordé un poids plus fort aux niveaux de gris des pixels des lignes verticale 33 et horizontale 34 qui sont les lignes les plus proches des pixels formant le réticule, qu'aux niveaux de gris des lignes verticale 35, horizontale 36 qui en sont un peu plus éloignées.
Le poids de chaque ligne verticale ou horizontale prise en compte va ainsi en décroissant avec son éloignement des lignes verticale 31 et horizontale 32, des lignes de pixels définissant le réticule.
Le procédé d'amélioration du contraste est transposable directement à un écran qui serait en couleur. Il faut avoir introduit dans le logiciel une matrice de couleurs contrastées.
Le procédé de traitement de l'image de la matrice de capteur 16 à l'aide de circuits de traitement incorporé au module 21 permet de façon connue comme expliqué plus haut de définir un vecteur de mouvement de l'image par rapport à une image de référence. Lorsque le module de ce vecteur est inférieur à un seuil déterminé il est considéré que l'axe de tir est aligné sur l'axe de visée. Dans ce cas si une touche 18, située sous le pontet a été enfoncée le tir est déclenché de façon automatique.
Le dispositif de percussion automatique n'est pas représenté.
Le circuit 21 élabore lorsque les deux axes sont suffisamment proches un signal qui est utilisé pour produire un courant dans une bobine. Ce courant actionne le retrait d'un noyau. Ce retrait libère un percuteur poussé de façon classique par un ressort.
Un mode de réalisation du circuit 21 et son mode de fonctionnement seront ci-après explicité en référence à la figure 2.
Ce circuit comporte un module 25 d'analyse de l'image en provenance des capteurs 16. Cette analyse est effectuée par
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comparaison avec une image précédente dont les données sont conservées dans une mémoire de champs 24. L'analyse consiste en une détermination d'un vecteur de mouvement entre une image précédente et l'image en cours et en la détermination éventuelle d'un vecteur de mouvement volontaire.
Si la valeur du module du vecteur de mouvement est inférieure à un seuil prédéterminé et s'il n'y a pas détection de mouvement volontaire le circuit 21 élabore un signal de mise à feu.
Ce signal est transmis à un circuit 26, d'élaboration d'un courant de déclenchement de la mise à feu. Ce courant ne peut être élaboré que lorsqu'un bit d'état élaboré à partir du poussoir 18 est à la valeur 1, représentant l'autorisation du tir.
Le module 25 comporte un sous-module 27 d'optimisation du contraste du réticule dont le rôle a été défini plus haut.
Un autre mode de réalisation sera maintenant décrit en référence aux figures 4 à 6. Sur ces figures les éléments ayant même fonction que ceux des figures 1 et 2 portent les mêmes numéros.
Cet exemple de réalisation (figure 4) est relatif à un fusil 10 équipé d'une lunette de visée 12 à axe optique stabilisé. Comme il a été vu précédemment, dans ce type de lunette des éléments optiques sont gyrostabilisés ou suspendus de façon à obtenir une image stable en dépit des tremblements du porteur. Dans ce cas, il est prévu selon l'invention de munir l'un au moins des éléments optiques stabilisés d'une partie 41, constitutive de la partie mobile d'un capteur de proximité 40. La partie fixe 42 de ce même capteur est fixée à une partie fixe de la lunette. Ce type de capteur est bien connu dans l'art et il en existe de grandes variétés.
Ce type de capteur est caractérisé par l'absence de liaison mécanique entre le dispositif de mesure et l'objet en déplacement ; c'est par l'intermédiaire d'un champ que s'établit entre eux une interaction, fonction de leur position relative :
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- champ d'induction magnétique pour les capteurs à variation de réluctance, à effet Hall ou à magnéto résistance ; - champ électromagnétique pour les capteurs à courants de Foucault ; - champ électrostatique pour les capteurs capacitifs.
Dans le mode de réalisation il a été choisi un capteur capacitif.
Pour cela et comme représenté figure 5 selon une coupe longitudinale d'un tronc de la lunette 12, des dépôts métalliques ont été effectués d'une part sur la couronne périphérique 44 d'un élément optique stabilisé 45 et d'autre part, selon deux couronnes 46,47 situées en avant et en arrière de l'élément optique 45 sur une partie fixe 50 de la lunette.
Lorsque l'axe de l'élément optique 45 est aligné avec l'axe des couronnes 46 et 47, la valeur de la capacité formée par les armatures 44 et 46, 47 est quasiment nulle.
Par contre la valeur de cette capacité est croissante avec le désalignement.
Les circuits électriques 53 (figure 4) mesurent cette capacité et déclenchent un signal de mise à feu, lorsque la mesure indique que la capacité est inférieure à un certain seuil.
Un schéma du circuit 53 est représenté figure 6. La capacité 49 formée par les armatures 44 et 46,47 est mesurée dans un circuit 48.
Ce circuit émet un signal lorsque la capacité 49 est inférieure à un seuil prédéterminé. Ce signal est utilisé comme dans la réalisation précédente par un circuit 26 pour élaborer le courant de mise à feu, si une autorisation en provenance du poussoir 18 est donnée.
Un mode de fonctionnement avec production d'un réticule mobile correspondant à l'axe réel de visée sur l'image stabilisée sera maintenant décrit en référence à la figure 7.
Cette figure représente un lunette de visée optique 712 éventuellement équipé de moyens de formation d'une image électronique. Cette lunette est équipée de moyens de stabilisation
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d'image 725 produisant une image stabilisée 740 comportant en son centre un réticule fixe 730 matérialisant l'axe XX'de tir. Un dispositif 760 détecte l'écart entre l'image stabilisée 740 et l'image réelle. Cette détection permet d'élaborer dans un module 731 un réticule 729 correspondant à la position réelle de l'axe de tir dans l'image stabilisée et d'informer ainsi le tireur de l'écart de visée. La coïncidence entre les deux réticules est déterminée dans un module 750.
Un signal élaboré par le module 750 permet d'actionner une commande électrique de mise à feu si le bouton poussoir 18 a été enfoncée.
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STABILIZED SIGHT WEAPON
The invention relates to the field of aiming devices for light weapons, in particular aiming devices for long-range precision shooting.
The aiming devices for light weapons include a telescope allowing the magnification of the target. This telescope has a reticle allowing to verify that the target is in the line of sight of the weapon. We know that for long range shooting, the optical sighting axis is offset from the axis of the barrel of the weapon by a so-called rising angle or more simply by a rise which increases with distance of the target. This aspect of aiming will not be discussed for the description of the present invention and when it is spoken of aiming axis and alignment of the target with the reticle it will be a question of aiming and alignment axis. increase included.
The problem solved by the present invention is that of the stability of the weapon. We know that for long-range shooting the weapon must be very stable, because a pointing error of 1/1000 of radian for example, or 0.06 ", results at 200 m by an error of 20 cm sufficient for We also know that despite training and taking precautions to have a stable position, the hands are subject to tremors which make the aiming axis and the firing axis of the weapon unstable. this instability is generally provided with providing the shooter with a fulcrum of the weapon in the form of a bipod or support. In this way the support of the weapon is provided by the support, the shooter does not that orient the weapon and can be satisfied with a contact of less pressure which limits the effect of tremors.
This known solution has the known drawbacks of limiting the speed of taking part of the target and of requiring a fulcrum which the circumstances of combat do not always provide. In addition, efficiency assumes that the target is fixed or weakly mobile.
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The object of the invention is to provide a sighting system which does not require any support and which allows good alignment of the target and the reticle despite the tremors of the shooter. It is also to fire when the axis of the weapon is aligned with the target.
To achieve the above defined goal, it is provided according to the invention to stabilize the aiming axis only, and no longer the entire weapon comprising the aiming axis, to measure the difference between the aiming axis stabilized and the axis of the weapon and to fire only when this difference is less than a predetermined value.
The term measure should be understood in its broadest sense.
In particular according to the present invention, we are not interested in the value of the angle of deviation between the sighting axis and the shooting axis itself, we simply seek to verify that the angle between the two axes is less than a predetermined value.
This can be obtained by comparison of value at a threshold but also by detection of coincidence by an all or nothing system.
The above method assumes that the target or the firing axis have been previously designated. The idea underlying the invention is based on the fact that, on the one hand, it is easier to stabilize a part of the weapon simply than the whole weapon. It is based on the other hand on the idea that there is a great probability that the real axis of shooting of the weapon, will coincide during its erratic movements due to the tremors of the shooter with the axis of sight stabilized. The coincidence between the firing axis and the aiming axis is considered to be established if the angle between the firing axis and the aiming axis is less than a threshold
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predetermined or preset which can be a function of the distance from the target.
Thus, the invention relates to an individual weapon having a barrel centered on a firing axis XX ′ and optronic aiming means defining an aiming axis YY ′ of the weapon, a means for controlling the firing of ammunition fired by the weapon actuable by a carrier of the weapon, weapon characterized in that it comprises means of
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stabilization of the target YY'de axis,
means for detecting angular coincidence between the sighting axis YY'and the firing axis XX'these means emitting a firing signal when there is coincidence between the two axes and in that the control of the firing comprises a firing authorization means operable by the holder of the weapon and an automatic firing circuit triggering the firing of the ammunition when the authorization means has been actuated and that the coincidence detection means emits the firing signal.
Thus, according to the invention, the trigger tail which is the usual device for firing the ammunition carried by the weapon is replaced or supplemented by a device which only authorizes the firing. This device can be constituted by a mechanical or electrical member controlled by a shooter's finger and placed at the usual location of the trigger tail when the member replaces the trigger tail or close when the member replaces the trigger tail. .
This separation between fire authorization and effective fire control improves accuracy.
Naturally the shooter waits to activate the trigger tail that the target is in alignment with the line of sight, which in a weapon according to the prior art permanently corresponds to the axis of fire.
However, the simple pressure of the finger on the trigger tail and the time necessary for this movement are enough to modify the axis of fire.
The dissociation according to the invention makes it possible to increase the speed of firing after authorization when the axis YY is aligned with the axis XX '.
The means of stabilization of the line of sight will depend on the nature of the optical means used. These means allow the shooter to materialize the line of sight by means of a collimated reticle, the position of which in the field of optical means constitutes the designation of the target. Stabilization of the aiming makes it possible to stabilize the position of the reticle on the target despite the tremors of the shooter.
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Various systems for stabilizing an image are known in the art. They can be classified into two categories. closed loop systems and open loop systems. In closed-loop systems, two categories can still be distinguished, depending on the nature of the motion detectors. Detection can be ensured using a matrix of CCD sensors receiving an image obtained by optical means and a computer determining a motion vector. It can also be provided by gyroscopic sensors. In both cases, the detected movement is applied to means for correcting the image capture optics. In open-loop systems stabilization is obtained for example by means of a suspension at CARDAN of the optical means.
In this case, proximity sensors make it possible to detect the coincidence between the firing axis and the aiming axis.
The detection of the coincidence between these two axes that they are ensured by means of a proximity sensor or by the value of the correction signal in closed loop systems is used to trigger the creation of a firing signal which itself directly or indirectly will create the firing.
With a suitable munition that can be fired electrically, for example by means of an exploded wire detonator, the firing signal will be used directly. This solution is excellent because of the speed of reaction which it allows, much less than a millisecond, but has the disadvantage of a high cost due to the price of primers and the need to carry out ammunition in small quantities.
With an ordinary ammunition the firing signal can be used to move a plunger core driving a striker of a primer of the munition, or even releasing a striker ordinarily pushed by a spring.
In order to facilitate understanding of the invention without however entering into detailed descriptions which are not necessary since already
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known to a person skilled in the art, there will be cited below publication or production references describing image stabilization systems in open or closed loop;
Stabilization methods using a CCD matrix, allowing detection of movement by image processing are described for example in the "SMPTE Journal February 1992, pages 66 to 75" in an article entitled "Electronic Image Stabilization system for Video Cameras and VCRs "whose authors are Kenya UOMORI, Atsushi MORIMURA and Hirofumi ISHII or in an article by the IEEE Transaction on Consumer Electronics" vol 36 no 3 of August 1990 pages 510-519 entitled "Automatic Image Stabilizating System by Full Digital signal Processing "whose authors are the three previously cited authors and Takashi SAKAGUCHI and Yoshinori KITAMURA or in another article located in the same publication following this last page 520-524 and entitled" Electronic Image Stabilizer For Video Camera Use " .
Such methods are used in high magnification handheld camcorders, for example PANASONIC NV 7 or S6 VHS C (registered trademark).
A stabilization process using a gyroscopic detector allowing the detection of the angular difference between an axis defining the carrier structure of the optics and the optical axis is described in an article by the IEEE Transaction on Consumer electronics vol 35 n November 4, 1989 pages 749-757 and used on SONY CCD-TR 805 E handheld camcorders (registered trademark). The sensor used can for example be the GYROCHIP TM 5 (registered trademark) produced by
SYSTRON DONNER-Inertial Division in DOVER, KENT.
In open-loop stabilization systems, the 20x60 s Binoculars from the Karl ZEISS firm can be cited as an example in which the optical means are suspended from the
Cardan.
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The embodiments in which the optical means consist of a telephoto lens forming an image on a matrix of sensors, each sensor delivering a signal as a function of the illumination received, have the advantage of allowing night shooting when the matrix of sensors is made up of sensors sensitive to infrared rays.
The angular deviation detection device between the position of the aiming axis and the actual position of the shooting axis can be produced by any known position detection means. Note however that the difference in itself is not important to know since according to the invention there is no means to bring the shooting axis into coincidence with the aiming axis. According to the invention, we only wait until the erratic movements due to the tremors cause the two axes to coincide. Also in the case where stabilization is obtained by mechanical stabilization of the optical means, the detection of the coincidence between the two axes may for example be carried out by a proximity sensor.
Examples of embodiments with image stabilization in open or closed loop and variants of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a weapon produced according to the invention with electronic stabilization of the 'line of sight; FIG. 2 represents a functional diagram of the invention for an image stabilized by electronic means; - Figure 3 is intended to illustrate the choice of color of the reticle to obtain a good contrast with the target; - Figure 4 shows a weapon produced according to the invention with mechanical stabilization of the line of sight; - Figure 5, is an example of proximity sensor adapted to the weapon according to Figure 4;
- Figure 6 illustrates the processing mode of the sensor according to Figure 5;
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- Figure 7 shows another functional diagram of the invention with development of a real reticle.
Figure 1 shows a rifle 10 equipped according to the invention. This rifle 10 intended for precision shooting comprises a barrel 11 of axis XX ', a stock 17 comprising a layer plate 20, a trigger guard 19, a telescopic sight 12 comprising an optical axis YY', a objective 14 and an eyepiece 13. All these elements are arranged in a conventional manner. The telescope 12 comprises between the objective and the eyepiece a matrix of sensors 16 on which is formed by a first prism 15 the electronic image of the landscape seen by the objective. This image processed by an electronic image processing circuit 21 is used to form a stabilized image on a miniature electroluminescent screen 22.
This screen has as many pixels and arranged in the same way as the array of detectors.
In the embodiment example, it is a matrix and a screen of 1024 × 1024 pixels. This image is returned by means of a second prism 23 to the eyepiece 13 of the telescope 12. The center of the matrix corresponds to the position of the optical axis of the telescope. This center is represented by a crosshair 30 in the form of a cross along two perpendicular axes shown in FIG. 3.
The pixels located on these two axes appear by special treatment in white or black so as to obtain the best contrast between the image observed and the reticle. For this, the processing circuits 21 calculate a weighted average brightness in an area corresponding to the pixels forming a cross-shaped surface surrounding the reticle 30. The average is said to be weighted because, as explained below with reference to FIG. 3, it is applied a heavier weight to the pixels located at a smaller distance from the reticle. Figure 3 shows a portion of the central area of the screen entering into account for determining the white or black color of the reticle.
FIG. 3 represents a reticle 30 formed by the crossing of a vertical line of pixels 31 and a horizontal line of pixels 32.
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The weighting of the gray levels of the pixels having a symmetry with respect to each of the lines 31 and 32, it will only be spoken below of the upper right corner. The average of the gray level of the cross-shaped area surrounding the reticle 30 is said to be weighted in the sense that greater weight is given to the gray levels of the pixels of the vertical 33 and horizontal 34 lines which are the most closer to the pixels forming the reticle, than to the gray levels of the vertical 35, horizontal 36 lines which are a little further away.
The weight of each vertical or horizontal line taken into account thus decreases with its distance from the vertical 31 and horizontal 32 lines, lines of pixels defining the reticle.
The contrast enhancement process can be transposed directly to a screen that would be in color. It is necessary to have introduced into the software a matrix of contrasting colors.
The method for processing the image of the sensor matrix 16 using processing circuits incorporated in the module 21 makes it possible, in a manner known as explained above, to define a motion vector of the image with respect to an image of reference. When the modulus of this vector is less than a determined threshold, it is considered that the firing axis is aligned with the line of sight. In this case, if a key 18, located under the trigger guard has been pressed, the shot is triggered automatically.
The automatic percussion device is not shown.
The circuit 21 generates, when the two axes are close enough, a signal which is used to produce a current in a coil. This current activates the withdrawal of a nucleus. This withdrawal releases a striker conventionally pushed by a spring.
An embodiment of the circuit 21 and its operating mode will be explained below with reference to FIG. 2.
This circuit includes a module 25 for analyzing the image from the sensors 16. This analysis is carried out by
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comparison with a previous image, the data of which is stored in a memory of fields 24. The analysis consists in determining a motion vector between a previous image and the current image and in the possible determination of a vector of voluntary movement.
If the value of the module of the motion vector is less than a predetermined threshold and if there is no detection of voluntary movement, the circuit 21 generates a firing signal.
This signal is transmitted to a circuit 26, for producing a firing trigger current. This current can only be produced when a status bit produced from the pusher 18 is at the value 1, representing the authorization of the firing.
The module 25 includes a sub-module 27 for optimizing the contrast of the reticle, the role of which has been defined above.
Another embodiment will now be described with reference to Figures 4 to 6. In these figures the elements having the same function as those of Figures 1 and 2 have the same numbers.
This exemplary embodiment (FIG. 4) relates to a rifle 10 equipped with a riflescope 12 with a stabilized optical axis. As has been seen previously, in this type of telescope optical elements are gyrostabilized or suspended so as to obtain a stable image despite the tremors of the wearer. In this case, provision is made according to the invention to provide at least one of the stabilized optical elements with a part 41, constituting the mobile part of a proximity sensor 40. The fixed part 42 of this same sensor is fixed to a fixed part of the telescope. This type of sensor is well known in the art and there are many varieties.
This type of sensor is characterized by the absence of mechanical connection between the measuring device and the moving object; it is through a field that an interaction is established between them, a function of their relative position:
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- magnetic induction field for reluctance variation, Hall effect or magneto resistance sensors; - electromagnetic field for eddy current sensors; - electrostatic field for capacitive sensors.
In the embodiment, a capacitive sensor has been chosen.
For this and as shown in Figure 5 in a longitudinal section of a trunk of the telescope 12, metal deposits were made on the one hand on the peripheral ring 44 of a stabilized optical element 45 and on the other hand, in two crowns 46,47 located in front of and behind the optical element 45 on a fixed part 50 of the telescope.
When the axis of the optical element 45 is aligned with the axis of the crowns 46 and 47, the value of the capacity formed by the armatures 44 and 46, 47 is almost zero.
However, the value of this capacity increases with the misalignment.
The electrical circuits 53 (FIG. 4) measure this capacity and trigger a firing signal, when the measurement indicates that the capacity is below a certain threshold.
A diagram of the circuit 53 is shown in FIG. 6. The capacity 49 formed by the armatures 44 and 46, 47 is measured in a circuit 48.
This circuit emits a signal when the capacity 49 is less than a predetermined threshold. This signal is used as in the previous embodiment by a circuit 26 to develop the firing current, if an authorization from the pusher 18 is given.
An operating mode with production of a movable reticle corresponding to the real line of sight on the stabilized image will now be described with reference to FIG. 7.
This figure represents an optical telescopic sight 712 possibly equipped with means for forming an electronic image. This telescope is equipped with stabilization means
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image 725 producing a stabilized image 740 comprising in its center a fixed reticle 730 materializing the axis XX ′ of firing. A device 760 detects the difference between the stabilized image 740 and the real image. This detection makes it possible to develop in a module 731 a reticle 729 corresponding to the actual position of the shooting axis in the stabilized image and thus to inform the shooter of the aiming deviation. The coincidence between the two reticles is determined in a 750 module.
A signal produced by the module 750 makes it possible to actuate an electrical firing command if the push button 18 has been pressed.