EP4767105A1 - Lunette de vision nocturne à affichage amélioré - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une lunette (10) de vision nocturne comprenant : ­ un objectif de prise de vue (SL) et un dispositif intensificateur de lumière (ILD) comprenant un écran (E) sur lequel est affiché une image dite image amplifiée (Iamp), ­ un premier système optique (OS1) de transport et d'inversion d'image comprenant au moins une lentille, présentant un axe optique (OA) et configuré pour réaliser une image dite intermédiaire (Iint) courbe de ladite image amplifiée, ladite image intermédiaire courbe étant localisée sur une surface image courbe (SIC), ­ un premier afficheur (TD1) transparent présentant une zone périphérique annulaire (ZPA) disposée au voisinage de ladite surface image courbe et configurée pour afficher des informations, lesdites informations se superposant à l'image intermédiaire, ­ un oculaire (EP) configuré pour former une image redressée de ladite image intermédiaire, le premier système optique et l'oculaire formant le système optique global de la lunette.

Description

DESCRIPTION

TITRE : Lunette de vision nocturne à affichage amélioré

DOMAINE DE L’INVENTION

[0001] La présente invention concerne le domaine des lunettes (ou jumelles) de vision nocturne comportant un intensificateur de lumière. Plus précisément l’objet de l’invention porte sur l’affichage de données additionnelles à l’utilisateur de la lunette.

ETAT DE LA TECHNIQUE

[0002] La plupart des lunettes de vision nocturnes s’appuient sur la technologie à intensification de lumière pour offrir une perception de l’environnement compatible avec les déplacements et la détection des menaces dans l’obscurité.

[0003] Classiquement, une lunette de vision de nuit comporte un objectif, un dispositif d’intensification de la lumière qui forme de l’image issue de l’objectif une image intensifiée et un oculaire d’observation. Le dispositif d’intensification de la lumière comporte une photocathode qui transforme les photons de l’image issue de l’objectif en électrons, une galette de microcanaux qui réalise une amplification électronique de ces électrons et un écran phosphorescent qui transforme les électrons amplifiés en photons, les électrons ayant été accélérés entre la galette de microcanaux et l’écran phosphorescent. Il existe différents types de photocathode. On citera les photocathodes AsGa ou multi alcalines. Il existe également différents types de phosphores. Les phosphores de type P22 ou P43 émettent dans le vert, les phosphores de type P45 émettent dans le blanc.

[0004] Le grossissement des jumelles de vision de nuit (portées sur la tête de l’utilisateur) est généralement unitaire, et les lunettes montées sur arme, pour faire du tir, peuvent présenter des grossissements allant jusqu’à 10.

[0005] L’image ainsi amplifiée est observée au moyen d’un oculaire. Typiquement, le champ vu a un diamètre de l’ordre de 40 degrés. Sa focale standard est de 27 mm, identique à celle de l’objectif. Le tirage d’œil est de 25 mm. [0006] Si la lunette ne comportait que ces éléments, l’image serait vue inversée par l’observateur. La lunette comporte donc obligatoirement un dispositif optique permettant d’inverser l’image issue de l’objectif. Il en existe de différents types.

[0007] Un premier type de dispositif inverseur consiste à utiliser un tube inverseur dans lequel un pavé de fibre inverseuse est placé en sortie de tube à la place d’une fenêtre en verre. Le pavé est alors intégré au tube. Le schéma d’une lunette de ce type est représenté sur la figure 1 . Cette lunette comporte dans cet ordre, l’objectif 1 de prise de vue, le dispositif d’intensification de la lumière 2 et l’oculaire 4. Le dispositif d’intensification de lumière 2 comprend la photocathode 21 qui reçoit l’image de l’objectif 1 , la galette de microcanaux 22, l’écran phosphorescent 23 et un réseau de fibres inverseuses 31. L’écran phosphorescent est déposé en entrée du réseau de fibres. L’observateur est symbolisé par un œil Y. L’objet O et ses différentes images à travers le dispositif sont représentés par des flèches orientées. Le parcours des rayons lumineux est représenté en traits fins. Actuellement, il est possible de disposer de pavés de fibres optiques à haute résolution. Les pavés de fibres inverseuses présentent dans la pratique un certain nombre de défauts intrinsèques à leur technologie de réalisation et introduisent des artefacts dans l’image réduisant ainsi les performances intrinsèques des tubes à intensification : défaut d’alignement important entre l’entrée et la sortie du tube intensificateur induisant différents défauts de parallélisme; perte de FTM (« Fonction de Transfert de Modulation) et de constraste ; pertes et défauts d’uniformité de luminance, obligeant à dimensionner l’oculaire afin d’exploiter les rayons dont l’indicatrice d’émission diverge par rapport à l’axe optique de l’oculaire et donc grossir les diamètres des lentilles de l’oculaire; poids de la lunette accru.

[0008] Un deuxième type de solution pour inverser l’image consiste à introduire un transport d’image entre l’écran et l’oculaire proprement dit. Cette solution a de nombreux avantages, à condition que l’image perçue soit de bonne qualité. Comme on l’a vu, les champs des objectifs et des oculaires des lunettes de vision de nuit sont généralement importants, de l’ordre de 40 degrés. Il est donc essentiel de conserver une bonne qualité d’image dans tout le champ. L’aberration optique susceptible de dégrader fortement la qualité de cette image est la distorsion qui augmente, en première approximation, en fonction de la puissance trois du champ. Le document FR3082318 décrit une architecture optique de lunette illustrée figure 2 (objectif 1 non représenté) permettant d’optimiser la combinaison optique de l’ensemble dispositif inverseur/oculaire en laissant subsister une aberration de distorsion compatible d’une résolution donnée en bord de champ.

[0009] La lunette comporte un dispositif intensificateur de lumière, un dispositif inverseur 51/52 et un oculaire 53/54, le dispositif intensificateur de lumière comportant un imageur 23. Le dispositif inverseur est à transport d’image. Il comporte un premier groupe optique 51 de champ disposé devant l’imageur principalement configuré pour corriger les aberrations de champ (distorsion, astigmatisme) et un second groupe optique d’ouverture 52, formant une image intermédiaire 11 inversée de l’imageur I0. L’oculaire comprend un troisième groupe optique 53 disposé au voisinage de cette image intermédiaire et un quatrième groupe optique 54, formant de cette image intermédiaire une image redressée collimatée à l’infini, visible par l’observateur Y. Le système optique complet de la lunette comporte ainsi quatre groupes optiques 51/52/53/54. Au moins deux dioptres du premier groupe optique 51 ou du troisième groupe optique 53 et un dioptre du second groupe optique 52 comportent des surfaces asphériques calculées de façon à obtenir une distorsion de l’image redressée compatible de la résolution du dispositif intensificateur de lumière.

[0010] Pour déterminer les surfaces asphériques, le procédé de calcul comporte les deux étapes suivantes :

- calcul des deux coefficients de distorsion du troisième ordre et du cinquième ordre de l’image redressée en fonction du rayon du champ objet, du rayon angulaire du champ image, de la focale paraxiale et de la résolution en bord de champ tolérée;

- optimisation des coefficients d’asphérisation d’au moins deux dioptres répartis entre le premier groupe optique et le troisième groupe optique et un dioptre du second groupe optique de façon que la distorsion calculée de l’image redressée corresponde à la distorsion tolérée définie par les deux coefficients de distorsion précédemment calculés. [0011] La miniaturisation des caméras thermiques non refroidi offre la possibilité de les intégrer aux jumelles de vision nocturne. Pour cela on superpose à l’image intensifiée une image issue de la caméra thermique affichée sur un afficheur. La combinaison par fusion optique de l’imagerie à intensification de lumière et de l’imagerie thermique donne des performances très supérieures pour les missions du combattant dans la détection des menaces. L’imagerie thermique, énergivore, est utilisée pour réaliser les levées de doute dans les phases critiques d’une mission. L’imagerie par intensification de lumière, peu énergivore, est utilisée pendant toute la durée d’une mission pour améliorer la mobilité en environnement nocturne.

[0012] Un schéma du principe de combinaison de l’image intensifiée issue d’un tube intensificateur ILO et d’une image infrarouge affichée par un afficheur DispO avec un combineur optique CombO est illustrée figure 3. Une image de l’écran de l’intensificateur ILO est formée à l’infini vers l’utilisateur (oculaire) par l’ensemble GL20/GL10, et une image de l’afficheur DispO est formée à l’infini vers l’utilisateur (oculaire) par l’ensemble GL30/GL10. Le combineur CombO est disposé à l’intérieur de la combinaison optique des ensembles GL20/GL10 et GL23/GL10 et effectue la superposition des deux images. Ces deux images superposées sont réimagées par l’oculaire vers l’utilisateur.

[0013] Un exemple d’une telle combinaison adaptée à la lunette de la figure 2 est illustré figure 4 (objectif de prise de vue non représenté). L’architecture du système optique de la lunette de la figure 3 est bien adaptée à l’intégration d’un séparateur optique permettant d’injecter une voie optique supplémentaire qui est vue par l’utilisateur. En effet, l’absence de pavé de fibres inverseuses en sortie du tube intensificateur permet d’exploiter les rayons dont l’indicatrice d’émission converge par rapport à l’axe optique et donc de minimiser le diamètre et la longueur optique du séparateur par rapport aux solutions classiques.

[0014] Le système optique de la lunette comporte une voie optique supplémentaire comportant un séparateur optique 58 disposé entre le premier groupe optique 51 et le second groupe optique 52, un cinquième groupe optique 55 et un afficheur 57. Le groupe 55 est fonctionnellement équivalent au groupe 51. Une image intermédiaire de l’afficheur 57 est réalisée par l’ensemble 55/52. Cette voie supplémentaire est symbolisée par une double flèche. Dans le cas de la figure 4 le séparateur optique 58 est un cube séparateur comportant une surface semi- réfléchissante. Il serait possible de le remplacer par une lame semi-réfléchissante simple. L’image de l’afficheur 57 est confondue avec l’image de l’imageur 23. L’utilisateur Y voit donc, en superposition, une image intensifiée issue du dispositif intensificateur de lumière et l’image de l’afficheur issue de la vision IR.

[0015] Il est possible, en conservant cette architecture, d’ajouter une seconde voie supplémentaire comme on le voit sur la figure 4 en utilisant la voie non utilisée du séparateur optique 58. Cette seconde voie supplémentaire est symbolisée par une triple flèche. Sur la figure 4, cette seconde voie comporte un sixième groupe optique 56 et une matrice de photo détecteurs 59. On peut ainsi enregistrer l’image issue du dispositif intensificateur de lumière.

[0016] Pour l’amélioration de la perception de l’environnement du fantassin, l’affichage de données de position géographique, d’orientation et de données tactiques est indispensable. Pour des raisons d’ergonomie, l’affichage des données tactiques doit préférentiellement être réalisé en périphérie du champ visuel pour conserver une vision claire et dégagée de l’environnement immédiat.

[0017] L’imagerie thermique et les données tactiques sont affichées par l’afficheur 57 (par exemple un micro-écran OLED) dans l’exemple de la figure 3 et mélangées optiquement avec le cube séparateur 58 avec la voie à intensification de lumière.

[0018] Cela pose deux problèmes techniques importants, car pour afficher des données en bord de champ, il est nécessaire d’augmenter les dimensions géométriques de l’écran OLED et du cube séparateur. Cela a pour conséquence d’augmenter la masse, le coût et de baisser l’autonomie de la jumelle de vision nocturne. Dans la plupart des cas, les concepteurs de ces dispositifs limitent le champ de l’afficheur à des valeurs inférieures à 40° et il est alors impossible d’afficher les données tactiques en périphérie de l’image intensifiée.

[0019] La figure 5 illustre cette configuration correspondant à une image perçue par la jumelle ENVG-B de la société L3Harris qui combine une jumelle à intensification de lumière et une caméra thermique avec un combineur optique. Le champ de visuel de l’intensification de lumière est de 40° circulaire (cercle 40) et le champ de la caméra thermique et des informations tactiques est symbolisé par le rectangle 41 . Le champ de l’écran affichant l’image IR est estimé à 30°. Les informations tactiques 42 sont alors affichée au milieu du cercle 40 et non pas sur sa périphérie.

[0020] Un autre inconvénient de cette configuration est que l’affichage des données tactiques nécessite la mise en œuvre d’une électronique complexe et d’un afficheur OLED haute résolution énergivore. Il n’est donc pas possible d’afficher uniquement les données tactiques de manière peu énergivore.

[0021] Une autre manière de superposer les images issues de l’intensificateur et de la caméra IR est décrite dans le document WO03/105084 selon une architecture illustrée L’objectif 34 image une scène 20 sur un intensificateur de lumière 14 comprenant une photocathode 36, une galette de microcanaux 38 un écran au phosphore 40, qui émet une image 10. Un pavé de fibres optiques 42 transporte l’image 10 et un écran transparent 28 est disposé à la sortie du pavé de fibres. Cet écran 28, transparent et émetteur de lumière, est relié à une caméra thermique 16 via l’électronique 58 (reliée à une batterie 60). L’écran 28 affiche l’image 12 détectée par la caméra (objectif 48 qui image la scène 24 identique à la scène 22 avec un axe optique légèrement décalé). En aval de l’écran 28 on a donc l’image combinée 54 (10+12) qui est imagée dans l’œil 55 de l’utilisateur U par un oculaire 50.

[0022] Ce dispositif présente les mêmes inconvénients que précédemment. L’écran 28 doit être de dimension importante si on veut afficher des données tactiques en périphérie, et doit pouvoir afficher les images IR avec une bonne résolution (écran pixelisé haute résolution) à une cadence vidéo. A noter qu’un écran transparent susceptible de réaliser une telle performance n’existe pas à ce jour. La jumelle décrite dans ce document présente également tous les inconvénients liés à l’utilisation d’un pavé de fibres optiques précités.

[0023] Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant une lunette de vision nocturne permettant un affichage de données tactiques basse consommation en périphérie du champ de l’image intensifiée.

DESCRIPTION DE L’INVENTION [0024] La présente invention a pour objet une lunette de vision nocturne comprenant :

- un objectif de prise de vue (SL) et un dispositif intensificateur de lumière comprenant un écran sur lequel est affiché une image dite image amplifiée,

- un premier système optique de transport et d’inversion d’image comprenant au moins une lentille, présentant un axe optique et configuré pour réaliser une image dite intermédiaire courbe de ladite image amplifiée, ladite image intermédiaire courbe étant localisée sur une surface image courbe,

- un premier afficheur transparent présentant une zone périphérique annulaire disposée au voisinage de ladite surface image courbe et configurée pour afficher des informations, lesdites informations se superposant à l’image intermédiaire,

- un oculaire configuré pour former une image redressée de ladite image intermédiaire, le premier système optique et l’oculaire formant le système optique global de la lunette.

[0025] Selon un mode de réalisation le premier afficheur comprend une pluralité de motifs adressés indépendamment pour afficher les informations.

[0026] Selon un mode de réalisation le premier afficheur est monochrome.

[0027] Selon un autre mode de réalisation le premier afficheur est configuré pour afficher des informations présentant au moins deux couleurs différentes.

[0028] Selon un mode de réalisation le premier afficheur est plan et les informations sont présentes uniquement dans ladite zone périphérique annulaire.

[0029] Selon un autre mode de réalisation le premier afficheur est souple et présente une forme qui épouse la surface image courbe.

[0030] Selon un mode de réalisation le premier afficheur présente une dimension supérieure à une dimension de l’image intermédiaire, au moins une partie desdites informations étant localisée dans une partie de la zone périphérique du premier afficheur en dehors du champ de l’image intermédiaire.

[0031] Selon un mode de réalisation le système optique global comprend une voie optique comprenant un combineur optique, un deuxième système optique et un deuxième afficheur configurés pour qu’une image du deuxième afficheur soit confondue avec l’image intermédiaire.

[0032] Selon un mode de réalisation le premier système optique comprend un premier groupe optique de champ disposé devant le premier afficheur et un second groupe optique d’ouverture formant ladite image intermédiaire, et l’oculaire comprend un troisième groupe optique disposé au voisinage de ladite image intermédiaire et un quatrième groupe optique.

[0033] Selon un mode de réalisation le système optique global comprend une voie optique comprenant un combineur optique disposé entre le premier groupe optique et le second groupe optique, un deuxième système optique et un deuxième afficheur, l’image du deuxième afficheur réalisée par le deuxième système optique, le combineur optique et le second groupe optique étant confondue avec ladite image intermédiaire.

[0034] Selon un mode de réalisation la lunette comprend en outre un troisième afficheur transparent présentant une zone centrale disposée au voisinage de ladite surface image courbe et configurée pour afficher des informations.

[0035] La description suivante présente plusieurs exemples de réalisation du dispositif de l’invention : ces exemples sont non limitatifs de la portée de l’invention. Ces exemples de réalisation présentent à la fois les caractéristiques essentielles de l’invention ainsi que des caractéristiques additionnelles liées aux modes de réalisation considérés.

[0036] L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

[0037] La figure 1 déjà citée illustre une lunette selon l’état de la technique avec un premier type de dispositif inverseur consistant à placer contre l’écran phosphorescent un pavé de fibres optiques inverseuses.

[0038] La figure 2 déjà citée illustre une lunette selon l’état de la technique avec un deuxième type de dispositif inverseur comprenant un transport d’image entre l’écran et l’oculaire. [0039] La figure 3 déjà citée illustre une combinaison optique d’une l’image d’un écran d’un dispositif à intensification de lumière avec une image issue d’une caméra thermique.

[0040] La figure 4 déjà citée illustre une lunette selon la figure 2 comprenant une voie supplémentaire comportant un séparateur optique et un afficheur, et une seconde voie comportant une matrice de photo détecteurs.

[0041] La figure 5 déjà citée illustre une image perçue par une jumelle selon l’état de la technique qui combine une jumelle à intensification de lumière et une caméra thermique avec un combineur optique.

[0042] La figure 6 déjà citée illustre un autre exemple de jumelle selon l’état de la technique effectuant une combinaison optique intensificateur/imagerie thermique, dans lequel un pavé de fibres optiques transporte l’image issue d’un écran phosphorescent et qui comprend un écran transparent disposé à la sortie du pavé de fibres.

[0043] La figure 7 illustre un mode de réalisation d’une lunette 10 selon l’invention.

[0044] La figure 8 illustre un autre mode de réalisation d’une lunette 10 selon l’invention.

[0045] La figure 9 illustre le cas où l’afficheur couvre un champ supérieur à celui de l’image intermédiaire, au moins une partie des informations étant localisée dans la zone de l’afficheur à l’extérieur de l’image intermédiaire.

[0046] La figure 10 illustre la cas où la zone périphérique annulaire d’affichage de TD1 est localisée complètement en dehors de l’image intermédiaire.

[0047] La figure 11 illustre une lunette 10 selon l’invention basée sur l’architecture architecture de lunette décrite sur la figure 2.

[0048] La figure 12 illustre une lunette selon l’invention intégrant une combinaison avec une image IR telle que décrite figure 4.

[0049] La figure 13 illustre un mode de réalisation dans lequel l’afficheur TD1 est plan et la lunette selon l’invention comprend en outre un troisième afficheur transparent plan qui présente une zone centrale disposée au voisinage de la surface image courbe SIC et configurée pour afficher des informations. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

[0050] L’idée de l’invention est d’afficher des informations tactiques, typiquement mais non limitativement des symboles, nombres... , avec un écran transparent dédié associé à un système optique adapté.

[0051] La lunette 10 selon l’invention est illustrée figure 7. Elle comprend un objectif de prise de vue SL configuré pour former une image d’une scène Sc en entrée d’un dispositif intensificateur de lumière ILD. Elle comprend également un dispositif intensificateur de lumière ILD comprenant un écran E sur lequel est affichée une image dite image amplifiée lamp. L’écran E est typiquement un écran aux phosphores. La lunette 10 comprend également un premier système optique OS1 de transport et d’inversion d’image comprenant au moins une lentille et qui présente un axe optique OA. Ce système n’est donc pas un pavé de fibres optiques. Le système optique OS1 est configuré pour réaliser une image dite intermédiaire lint courbe de l’image amplifiée, qui est localisée sur une surface image courbe SIC. En d’autres termes le plan image du système optique OS1 présente une courbure. L’image lint est donc au point sur cette surface SIC. Le plan PC tangent à SIC et perpendiculaire à OA est illustré sur la figure 7. La partie centrale de l’image intermédiaire est localisée au voisinage de PC. Comme lint est courbe la partie périphérique de lint est localisée autour d’un plan dénommé plan image annulaire de lint, qui est disposé à un endroit différent sur l’axe optique que PC.

[0052] Pour réaliser une image courbe le système optique OS1 présente donc une courbure de champ qui n’est pas totalement corrigée, contrairement à un système d’imagerie classique. La courbure peut être concave (telle qu’illustré figure 7) ou convexe selon les caractéristiques de OS1 .

[0053] La lunette 10 comprend également un premier afficheur TD1 transparent, qui présente une zone périphérique annulaire ZPA disposée au voisinage de la surface image courbe SIC et qui est configurée pour afficher des informations. L’afficheur TD1 est intégré dans le chemin optique où se forme l’image intermédiaire. Les informations affichées sur TD1 se superposent à l’image intermédiaire lint en périphérie. On dénomme image intermédiaire enrichie l’image intermédiaire augmentée des informations affichées par TD1 . Les informations affichées par TD1 sont ainsi localisées au voisinage de ou dans la zone dans laquelle la périphérie de l’image intermédiaire est au point. L’afficheur TD1 coupe la partie périphérique de la surface SIC pour le cas d’un écran TD1 plat, ou épouse la partie périphérique voir l’intégralité de SIC pour le cas d’un écran TD1 courbe (voir plus loin).

[0054] Comme cet afficheur TD1 est dédié à l’affichage d’informations simples, par exemple de type symboles, il présente préférentiellement une basse résolution, avec un adressage passif ou direct. Selon un mode de réalisation l’écran est pixelisé et selon un autre mode de réalisation préféré l’écran comprend une pluralité de motifs PAT adressés indépendamment pour afficher lesdites informations.

[0055] L’écran est transparent et émet de la lumière (écran émissif). Par exemple les motifs émissifs sont dessinés avec un matériau électroluminescent inorganique déposé sur un substrat en verre ou en plastique. Selon un mode de réalisation les motifs peuvent être de différentes couleurs.

[0056] La lunette comprend également un oculaire EP configuré pour former une image redressée de l’image intermédiaire. Le premier système optique OS1 et l’oculaire EP forment le système optique global de la lunette 10 selon l’invention. L’oculaire EP est configuré pour corriger la courbure introduite par le système optique OS1 , et de manière plus générale on cherche à compenser par l’oculaire les aberrations introduites par OS1 , de sorte que l’utilisateur voit à l’infini une image nette en tous points de l’écran E et des informations périphériques.

[0057] Préférentiellement le premier système optique OS1 est configuré pour une optimisation annulaire (c’est-à-dire sur sa périphérie) de l’image intermédiaire. En effet les informations affichées par TD1 et superposées à cette partie annuaire de lint doivent apparaitre nettes à l’utilisateur. Ainsi seule la partie périphérique de l’image intermédiaire doit être de bonne qualité optique.

[0058] La réalisation d’une image courbe est plus aisée optiquement que la réalisation d’une image plane, et la conception du système OS1 est donc simplifiée, ce qui induit un système moins complexe et plus léger. En outre il est également plus simple optiquement d’envoyer une image courbe à l’infini plutôt qu’une image plane, et la conception optique de l’oculaire est également simplifiée, certaines contraintes de l’oculaire EP étant levées par rapport à un oculaire classique. De plus comme expliqué plus haut l’oculaire doit être optimisé uniquement en bord de champ et non au centre de l’image intermédiaire, ce qui permet de réduire les dimensions de l’oculaire et ainsi d’alléger son poids. Ainsi l’utilisation d’une image intermédiaire courbe, c’est-à-dire non optimisée dans le plan, permet de réduire les dimensions et la masse de la lunette/jumelle de vision nocturne selon l’invention.

[0059] La lunette 10 selon l’invention permet d’afficher des informations en périphérie, voir à l’extérieur de l’image intermédiaire (c’est-à-dire en dehors du champ de l’image intermédiaire). Les informations affichées étant disposées au voisinage de SIC, elles sont à la bonne position pour être imagées par l’oculaire en apparaissant nettes à l’utilisateur.

[0060] L’utilisation d’un écran faible consommation permet l’affichage de symbologie tout en conservant l’autonomie de la lunette.

[0061] La lunette selon l’invention permet d’avoir un grand champ. En effet les informations affichées par TD1 peuvent dépasser le cadre de lint, contrairement à l’exemple de la jumelle illustrée figure 5 dans laquelle le champ de l’écran d’affichage OLED est inclus dans le champ de l’écran de l’intensificateur de lumière.

[0062] Selon un mode de réalisation l’écran est plan (plat) et disposé dans un plan PD, tel qu’illustré figure 7. Le plan PD coupe la surface SIC à la périphérie du champ. Seule la zone périphérique annulaire de TD1 comprend des motifs à afficher, sa partie centrale n’est pas utilisée. En effet des informations affichées dans cette partie centrale de TD1 seraient vues floues par l’utilisateur. Pour le cas d’une image intermédiaire concave l’afficheur plan TD1 est disposé en amont du plan PC, et pour le cas convexe l’afficheur TD1 est disposé en aval du plan PC.

[0063] Selon un autre mode de réalisation de la lunette 10 selon l’invention illustré figure 8, l’afficheur TD1 est souple et présente une forme qui épouse la surface SIC. Dans ce cas tout l’afficheur peut être utilisé pour l’affichage d’information. Par exemple on dépose un matériau électroluminescent sur un substrat courbe, en verre ou en plastique. Dans ce cas on peut afficher un réticule au centre de l’écran TD1 qui est net pour l’utilisateur.

[0064] L’afficheur peut bien entendu être de dimension carrée, ce qui compte c’est qu’une zone périphérique annulaire de l’écran soit disposée au voisinage de la surface SIC.

[0065] Selon un mode de réalisation le premier afficheur TD1 est monochrome, ce qui favorise l’optimisation annulaire de l’image intermédiaire par le premier système optique OS1 .

[0066] Selon un autre mode de réalisation l’afficheur TD1 est configuré pour afficher des informations présentant au moins deux couleurs différentes. Par exemple différents types d’information peuvent ainsi recevoir un codage couleur différent.

[0067] L’afficheur TD1 peut couvrir un champ supérieur à celui de l’image lint. Ainsi selon un mode de réalisation le premier afficheur TD1 présente une dimension supérieure à la dimension de l’image intermédiaire (typiquement un diamètre ou une diagonale), au moins une partie des informations étant localisée dans la zone du premier afficheur à l’extérieur de l’image intermédiaire (en dehors du champ de lint). Ce cas est illustré figure 9. L’afficheur TD1 présente un diamètre supérieur au diamètre de lint. Des symboles matérialisés par des motifs PAT sont affichés sur TD1 dans une couronne (ZPA) dont une partie est en regard de la zone périphérique 80 de lint et l’autre partie est à l’extérieure de celle-ci.

[0068] La zone périphérique annulaire ZPA d’affichage de TD1 peut également être localisée complètement en dehors de l’image intermédiaire, comme illustré figure 10. Dans ce cas le plan PD croise la surface SIC dans une zone de SIC attenante à celle sur laquelle est localisée lint (voir figure de droite). La zone 70 dans le plan PD correspond à une zone ou l’image intermédiaire est légèrement défocalisée. Les chiffres sont affichés à l’aide de motifs en forme de segments. Une telle configuration permet de n’occulter aucun point de la scène affichée sur l’écran E.

[0069] Un exemple de design d’une lunette selon l’invention est une image intermédiaire de diamètre 16 mm, et un afficheur TD1 de diamètre 18 mm. La distance Pt entre le plan PC et le plan PE (bord de TD1 correspondant à l’extrémité de ZPA) est de 6 mm. La courbure de l’image intermédiaire, mesurée par la distance Pim entre les plans PC et PP (extrémité de l’image intermédiaire), est de 5 mm. Cette courbure de lint correspond à un rayon de courbure de 9 mm.

[0070] Il a été établit que compte tenu des dimensions de l’écran E et des paramètres de OS1 et EP typiques d’une lunette, préférentiellement le rayon de courbure souhaité de l’image lint est compris entre 8 et 30 mm.

[0071] La lunette 10 selon l’invention est compatible d’une architecture de lunette décrite dans le document FR3082318 et illustrée figure 2. Une telle lunette selon l’invention est illustrée figure 11 (objectif SL non représenté). Le premier système optique OS1 comprend un premier groupe optique GO1 de champ disposé devant le premier afficheur et un second groupe optique GO2 d’ouverture formant l’image intermédiaire lint symbolisée par une flèche, et l’oculaire EP comprend un troisième groupe optique GO3 disposé au voisinage de l’image intermédiaire et un quatrième groupe optique GO4 formant de cette image intermédiaire l’image redressée. Les différents groupes de lentilles sont ici configurés pour présenter une distorsion telle que décrite dans le document FR3082318 (voir plus haut), et les groupes GO1/GO2 du premier système optique OS1 sont configurés en outre pour générer un surface image courbe selon l’invention. Dans cet exemple non limitatif l’afficheur TD1 est plan et disposé en aval du plan PC, entre le plan PC et la première lentille du groupe GO3, correspondant au cas d’une courbure convexe de lint.

[0072] Bien entendu l’invention est compatible de systèmes (OS1 , EP) moins spécifiques permettant d’effectuer un transport d’image selon l’invention.

[0073] Selon un mode de réalisation l’image intermédiaire enrichie est combinée à une image issue d’un deuxième afficheur Disp relié à une caméra, typiquement thermique. Le système optique global de la lunette comprend une voie optique comprenant un combineur optique, un deuxième système optique et un deuxième afficheur configurés pour qu’une image du deuxième afficheur I2 soit confondue avec l’image intermédiaire. L’afficheur Disp est typiquement un afficheur matriciel haute résolution (par exemple 1280x1024) capable de fonctionner à la cadence vidéo, par exemple un afficheur micro OLED. [0074] La combinaison s’effectue par exemple selon le schéma de la figure 3.

[0075] Un exemple d’une telle combinaison est illustrée figure 9, le rectangle 81 correspondant à l’image I2 qui n’est pas au point dans le plan de l’afficheur TD1 .

[0076] Cette solution hybride à deux afficheurs TD1 et Disp (en plus de l’écran E du tube intensificateur) combine le meilleur de deux technologies: la technologie Micro-Oled permet d’afficher l’image vidéo d’une caméra ou d’un système de cartographie avec une excellente résolution et une infinie de possibilité graphique, la technologie de l’écran transparent (adressage passif ou direct, avec beaucoup moins de pixels ou des segments) permet d’afficher des symboles avec une consommation réduite.

[0077] La lunette selon l’invention intégrant la combinaison avec une image IR est compatible de l’architecture de lunette décrite dans le document FR3082318 et la figure 4, et est illustré figure 12 (objectif SL non représenté). Le système optique global de la lunette 10 comprend une voie optique comprenant un combineur optique Comb disposé entre le premier groupe optique GO1 et le second groupe optique GO, un deuxième système optique OS2 et un deuxième afficheur Disp. Cette voie supplémentaire est symbolisée par une double flèche. Le combineur Comb est par exemple un cube séparateur comprenant une lame semi réfléchissante, ou une lame optique simple. L’image de Disp donnée par le deuxième système optique OS2, le combineur et le deuxième groupe OG2 est confondue avec l’image intermédiaire courbe de l’écran du dispositif intensificateur de lumière symbolisée par une flèche. Dans l’exemple non limitatif de la figure 12 la surface image est convexe et l’afficheur TD1 plan est disposé en aval du plan PC.

[0078] Selon un mode de réalisation illustré l’afficheur TD1 et plan et la lunette 10 selon l’invention comprend en outre un troisième afficheur TD2 transparent plan qui présente une zone centrale disposée au voisinage de la surface image courbe SIC et configurée pour afficher des informations. Comme l’image lint est courbe, la zone centrale de l’afficheur TD2, disposée au voisinage de SIC autour de l’axe optique OA, c’est-à-dire au voisinage de PC, est à une position sur l’axe optique différente de celle du premier afficheur TD1. L’afficheur TD2 permet l’affichage d’information dans la partie centrale de l’image intermédiaire. Dans ce cas le système optique OS1 doit également être optimisé sur tout le champ de l’image intermédiaire. Selon un mode de réalisation l’information affichée est un réticule. Selon un autre mode de réalisation l’information affichée correspond à l’image IR.

[0079] Selon un mode de réalisation la lunette selon l’invention est une jumelle. Dans ce cas on a une voie IL/OS1/EP par œil. On peut avoir un afficheur transparent sur chaque voie, affichant des informations différentes, ou seulement sur une seule voie. La jumelle peut être binoculaire stéréo.

[0080] A titre d’exemple la lunette selon l’invention peut être:

- une lunette d’observation HHTI (Hand-Held Thermal Imager), cette jumelle étant parfois munie d’un zoom et présentant un grossissement de 1 à 10.

- une lunette de tir à vision de senseur.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Lunette (10) de vision nocturne comprenant :

- un objectif de prise de vue (SL) et un dispositif intensificateur de lumière (ILD) comprenant un écran (E) sur lequel est affichée une image dite image amplifiée (lamp),

- un premier système optique (OS1 ) de transport et d’inversion d’image comprenant au moins une lentille, présentant un axe optique (OA) et configuré pour réaliser une image dite intermédiaire (lint) courbe de ladite image amplifiée, ladite image intermédiaire courbe étant localisée sur une surface image courbe (SIC),

- un premier afficheur (TD1 ) transparent présentant une zone périphérique annulaire (ZPA) disposée au voisinage de ladite surface image courbe et configurée pour afficher des informations, lesdites informations se superposant à l’image intermédiaire,

- un oculaire (EP) configuré pour former une image redressée de ladite image intermédiaire, le premier système optique et l’oculaire formant le système optique global de la lunette.

2. Lunette selon la revendication précédente dans laquelle le premier afficheur comprend une pluralité de motifs (PAT) adressés indépendamment pour afficher lesdites informations.

3. Lunette selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier afficheur est monochrome.

4. Lunette selon l’une des revendications 1 ou 2 dans lequel le premier afficheur est configuré pour afficher des informations présentant au moins deux couleurs différentes.

5. Lunette selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier afficheur est plan et lesdites informations sont présentes uniquement dans ladite zone périphérique annulaire.

6. Lunette selon l’une des revendications 1 à 4 dans laquelle le premier afficheur est souple et présente une forme qui épouse la surface image courbe.

7. Lunette selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier afficheur présente une dimension supérieure à une dimension de l’image intermédiaire, au moins une partie desdites informations étant localisée dans une partie de la zone périphérique du premier afficheur en dehors du champ de l’image intermédiaire.

8. Lunette selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le système optique global comprend une voie optique comprenant un combineur optique (Comb), un deuxième système optique (SO2) et un deuxième afficheur (Disp) configurés pour qu’une image du deuxième afficheur (I2) soit confondue avec l’image intermédiaire.

9. Lunette selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier système optique (OS1) comprend un premier groupe optique (GO1 ) de champ disposé devant le premier afficheur et un second groupe optique (GO2) d’ouverture formant ladite image intermédiaire, et dans laquelle l’oculaire comprend un troisième groupe optique (GO3) disposé au voisinage de ladite image intermédiaire et un quatrième groupe optique (GO4).

10. Lunette selon la revendication précédente dans laquelle le système optique global comprend une voie optique comprenant un combineur optique (Comb) disposé entre le premier groupe optique et le second groupe optique, un deuxième système optique (OS2) et un deuxième afficheur (Disp), l’image du deuxième afficheur réalisée par le deuxième système optique, le combineur optique et le second groupe optique étant confondue avec ladite image intermédiaire.

11. Lunette selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre un troisième afficheur (TD2) transparent présentant une zone centrale (ZC) disposée au voisinage de ladite surface image courbe et configurée pour afficher des informations.