ES2291921T3 - Anteojo de tiro de vision nocturna con dos oculares. - Google Patents
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Abstract
Anteojo de tiro (2) para arma de fuego (31) que comprende un objetivo (22) y un intensificador de imágenes (23) dispuestos en un conjunto mecánico (21) que comprende una interface de fijación en dicha arma, dicho objetivo formando la imagen del paisaje exterior en la ventana de entrada (231) del intensificador de imágenes (23), dicha arma (31) comprendiendo una cámara de puntería (1) montada en el arma (31) y que cuyo eje óptico es paralelo al eje de su cañón (3), dicho anteojo comprendiendo al menos: ¿ Una primera vía óptica (24, 25, 17) que da la imagen intensificada salida del intensificador de imágenes (23) una primera imagen enfocada, ¿ Una segunda vía óptica (24, 25, 26) que da la imagen intensificada salida del intensificador de imágenes (23) una segunda imagen también enfocada cuyo eje óptico (200) es paralelo al eje óptico (100) de la primera vía óptica. dispuestos de manera tal que, el anteojo (2) está montado en el arma (31) por su interface de fijación, la primera imagen es enviada hacia el objetivo de la cámara (1) y la segunda imagen es enviada hacia el ojo (4) del soldado de infantería que lleva el arma.
Description
Anteojo de tiro de visión nocturna con dos
oculares.
El campo de la invención es aquel de los
anteojos de tiro con intensificador de luz para arma de fuego.
El documento USH1891H H proporciona una base
para la reivindicación 1.
Es de importancia primaria que un soldado de
infantería conserve muy buenas capacidades de progresión en todas
sus configuraciones de misión y particularmente cuando evoluciona en
zona urbana. Cuando apunta con su arma, puede convertirse en una
blanco potencial. Para paliar este inconveniente, se dispone sobre
el cañón del arma una cámara de vídeo que puede ser, por ejemplo,
de sensores CCD (Charge Coupled Device). Esta cámara está acoplada
a un visor de casco colocado en el casco del soldado de infantería,
o con un conformador de imágenes colocado, por ejemplo, en su
muñeca. Este dispositivo permite al soldado de infantería tomar una
puntería desviada del blanco y por lo tanto tirar permaneciendo
protegido. Sin embargo, la configuración de tiro más utilizada
sigue siendo no obstante aquella donde el soldado de infantería toma
una puntería directa a ojo desnudo del blanco. La cámara debe ser
entonces suficientemente pequeña y desviada del eje de puntería para
no obstruir esta configuración de tiro clásica. Esta configuración
es ilustrada en la figura 4 representando una vista en perspectiva
del sistema arma-cámara. El eje de puntería 100 de
la cámara 1 está desviado del eje de puntería 200 del soldado de
infantería para asegurarle una puntería correcta sin obstruir la
cámara.
Para asegurar las misiones de noche,
clásicamente, se adapta sobre el arma un anteojo de visión nocturna.
Este anteojo comprende generalmente al menos un objetivo, un
dispositivo con intensificador de luz y un ocular. El objetivo
forma una imagen del paisaje exterior en la ventana de entrada del
dispositivo con el intensificador. Éste comprende tres partes
principales: una primera superficie fotosensible que convierte la
imagen óptica en imagen electrónica, un dispositivo con
amplificación de electrones que amplifica la imagen electrónica,
una segunda superficie que reconvierte la imagen electrónica en
imagen luminosa amplificada. Así, la imagen del paisaje exterior
entonces es amplificada y luego enfocada al infinito por el ocular
para ser finalmente observada por el soldado de infantería. En este
caso, por supuesto, la imagen proporcionada por la cámara se
pierde, siendo los niveles luminosos demasiado débiles para permitir
una imagen correcta con los sensores actuales. Se pierde así la
seguridad asegurada por la cámara durante las misiones de día. Debe
ser recordado que el soldado de infantería puede ser localizado de
noche por combatientes que disponen de prismáticos con
intensificador de luz ligero o de cámaras térmicas.
Los anteojos de visión nocturna según la
invención permiten al soldado de infantería conservar la misma
seguridad de tiro de día como de noche, el principio siendo
proporcionar simultáneamente al soldado de infantería y a la cámara
la misma imagen intensificada que puede ser así mirada directamente
o a través de un visor del casco o de un exhibidor. Para las
misiones de noche, este anteojo se adapta fácilmente en el arma sin
modificaciones de la cámara ya en el lugar. Se evita así al soldado
de infantería en situación de combate hacer manipulaciones
mecánicas complejas.
Más precisamente, la invención tiene como objeto
un anteojo de tiro para arma de fuego que comprende un objetivo y
un intensificador de imágenes dispuestos en un conjunto mecánico que
comprende una interface de fijación en dicha arma, dicho objetivo
forma la imagen del paisaje exterior en la ventana de entrada del
intensificador de imágenes, dicha arma comprende una cámara de
puntería montada en el arma y donde el eje óptico es paralelo al
eje de su cañón, dicho anteojo comprendiendo igualmente al
menos:
\bullet Una primera vía óptica que da la
imagen intensificada salida del intensificador de imágenes una
primera imagen enfocada,
\bullet Una segunda vía óptica que da la
imagen intensificada salida del intensificador de imágenes una
segunda imagen igualmente enfocada donde el eje óptico es paralelo
al eje óptico de la primera vía óptica.
dispuesto de manera que, el anteojo al ser
montado en el arma por su interface de fijación, la primera imagen
es enviada hacia el objetivo de la cámara y la segunda imagen es
enviada hacia el ojo del soldado de infantería que lleva el
arma.
Ventajosamente, la primera vía óptica comprende
al menos una óptica de recuperación de imágenes de la imagen
intensificada salida del intensificador de imágenes, una lámina
semi-reflectora, una primera
óptica-retransmisión y un primer ocular, la imagen
final salida del primer ocular que es sensiblemente enfocada y la
pupila de salida de dicha primera vía óptica que es sensiblemente
confundida con la pupila de entrada del objetivo de la cámara
cuando el anteojo está montado en el arma. Y, la segunda vía óptica
comprende al menos la óptica de recuperación de imágenes de la
imagen intensificada salida del intensificador de imágenes, la
lámina semi-reflectora, una segunda
óptica-retransmisión y un segundo ocular, la imagen
final salida del segundo ocular siendo sensiblemente enfocada y la
pupila de salida de dicha segunda vía óptica estando suficientemente
alejada del cuerpo del anteojo, de la cámara y del arma de modo que
el soldado de infantería pueda colocar su ojo en dicha pupila sin
gran incomodidad.
Ventajosamente, el anteojo también comprende una
tercera vía óptica que comprende un micro-display
compuesto al menos de un exhibidor y de un segundo objetivo de
recuperación de imágenes que forman una imagen intermedia de la
imagen salida del exhibidor, dicha imagen intermedia siendo enviada
por reflexión y por transmisión por la lámina
semi-reflectora por una parte en la primera vía
óptica y por otra parte en la segunda vía óptica en superposición
sobre la imagen intensificada salida del intensificador de
imágenes.
La invención será mejor comprendida y otras
ventajas aparecerán con la lectura de la descripción que seguirá
dada a título no limitativo y gracias a las figuras anexadas entre
las cuales:
La figura 1 representa una vista esquemática del
anteojo de tiro de visión nocturna según la invención.
La figura 2 representa dicho anteojo de tiro de
la figura 1 montado en el arma.
La figura 3 representa una vista en corte de una
realización posible del anteojo según la invención.
Las figuras 4 y 5 representan dos vistas en
perspectiva de un arma con y sin el anteojo de tiro según la
invención.
La figura 6 representa una vista esquemática de
una variante del anteojo de tiro que comprende una tercera vía
óptica que posee un micro-display.
La figura 7 representa una vista en corte de una
realización posible de la variante del anteojo esquematizado en la
figura 6.
La figura 1 representa una vista esquemática del
anteojo de tiro 2 de visión nocturna según la invención. El avance
de los rayos luminosos que salen de un punto objeto situado al
infinito en el eje óptico del anteojo es indicado por las líneas
punteadas, permitiendo así seguir las diferentes focalizaciones y
enfoques de los rayos luminosos a través de las diferentes ópticas
del anteojo de tiro.
Éste comprende un objetivo 22 que forma del
paisaje exterior una imagen en la ventana de entrada 231 de un
dispositivo con intensificador de imágenes 23. Éste da en su ventana
de la salida 232 una imagen intensificada invertida. Dos vías
ópticas colocadas detrás del intensificador 23 dan cada una una
imagen enfocada. Estas dos vías ópticas tienen una parte común
constituida de una óptica de recuperación de imágenes 24 y de una
lámina semi-reflectora 25.
La óptica de recuperación 24 proporciona una
primera imagen de la imagen intensificada que viene del
intensificador 23. En la figura 1, la lámina
semi-reflectora 25 refleja una parte de dicha imagen
hacia una primera vía óptica y transmite la otra parte hacia la
segunda vía óptica. La lámina semi-reflectora es una
lámina con las caras planas y paralelas. Su tratamiento se adapta
en función de la vía óptica que se desea privilegiar. Por supuesto,
las vías ópticas podrían ser invertidas.
La parte específica 17 de la primera vía óptica
comprende esencialmente una primera
óptica-retransmisión 171, un espejo plano 173 y un
ocular 172. La primera óptica-retransmisión focaliza
la imagen que viene de la óptica 24 con el foco del ocular 172 que
da una imagen final al infinito. El espejo plano 173 permite
replegar los rayos ópticos de modo que el eje óptico 100 del ocular
sea paralelo al eje de puntería 200 de la segunda vía óptica.
Clásicamente, la amplificación óptica de la
primera vía óptica es igual a la relación de las distancias focales
del objetivo 22 y del ocular 172 dividido por la amplificación del
conjunto óptico de recuperación 24 -
óptica-retransmisión 171.
La parte específica 26 de la segunda vía óptica
comprende esencialmente una segunda
óptica-retransmisión 261 y un ocular 262. La
segunda óptica-retransmisión focaliza la imagen que
viene de la óptica 24 con el foco del ocular 262 que da una imagen
final al infinito. La pupila de la segunda vía óptica es dispuesta
de modo que su imagen a través de los diferentes elementos ópticos
24, 261 y 262 esté suficientemente alejada de la óptica 262 de modo
que el ojo 4 del soldado de infantería pueda posicionarse en esta
pupila sin gran incomodidad. El ocular puede estar provisto de un
ajuste dióptrico de manera de optimizar el confort de puntería del
soldado de infantería.
Clásicamente, la amplificación óptica de la
segunda vía óptica es igual a la relación de las distancias focales
del objetivo 22 y del ocular 262 dividido por la amplificación del
conjunto óptico de recuperación 24 -
óptica-retransmisión 261.
Las diferentes caras de las lentes son tratadas
contra-reflectoras para optimizar la transmisión
luminosa y para disminuir las imágenes parásitas debido a las
reflexiones múltiples.
Debe ser observado que la configuración óptica
de la segunda vía óptica permite obtener una imagen percibida por
el soldado de infantería en la misma dirección que la imagen directa
del paisaje exterior cuando se utiliza un intensificador de luz
simple, es decir sin el inversor de imágenes, lo que no es el caso
cuando se utilizan, por ejemplo, prismáticos de visión de noche
donde necesariamente, el intensificador debe comprender un inversor
de imágenes. Esta configuración simplifica la realización del
anteojo y reduce su coste.
El conjunto de los diferentes elementos ópticos
es dispuesto en un conjunto mecánico 21 que asegura su mantenimiento
y su protección, el anteojo 2 debiendo ser utilizado en el ambiente
militar en condiciones de temperatura y ambiente (humedad,
lluvia,...) extremos. Este conjunto mecánico posee una interface de
fijación no representada en el esquema. Esta interface de fijación
permite fijar el anteojo de tiro en una arma 31 y no presenta
particularidades propias al anteojo según la invención.
La figura 2 representa el esquema del anteojo de
tiro montado en un arma 31. En el arma 31, una cámara 1 es montada
incluyendo un objetivo 11 y un sensor 12 que puede ser
particularmente un sensor CCD. Cuando el anteojo está montado en el
arma, la primera vía óptica se encuentra colocada delante del
objetivo de la cámara, el eje óptico 100 de la primera vía óptica
se encuentra confundido con el eje óptico de dicho objetivo. La
pupila de salida de la primera vía óptica está sensiblemente
confundida con la pupila de entrada del objetivo 11 de la cámara 1
de modo que la transmisión óptica de la imagen sea óptima sin
diafragmación del campo óptico.
La figura 3 representa una vista en corte de una
realización posible del anteojo según la invención. El conjunto
mecánico 21 comprende un cuerpo principal 212 que porta el
intensificador de luz 23, la óptica de recuperación de imágenes 24
y la lámina semi-reflectora 25. En este cuerpo
principal están montados:
\bullet un segundo cuerpo 211 que porta el
objetivo 22. En la figura 3, este objetivo comprende 4 grupos de
lentes para un total de 7 lentes.
\bullet un tercer cuerpo 213 que porta la
segunda óptica-retransmisión 261 y el ocular 262.
Este tercer cuerpo puede comprender un ajuste en traslación que
permite el ajuste dióptrico del ocular 262. En la figura 3, la
segunda óptica-retransmisión comprende 3 lentes
convergentes y el ocular comprende 3 grupos ópticos para un total
de 4 lentes.
\bullet Un cuarto cuerpo 214 que porta el
bloque óptico 171, 172 y 173 de la primera vía. La primera
óptica-retransmisión comprende 3 lentes y el ocular
172 comprende 4 lentes.
Este diseño modular permite poder modificar uno
de los elementos, por ejemplo cambiar el objetivo 22 o modificar la
interface de fijación en función del arma elegida sin tener que
rehacer todo el diseño opto-mecánico de los
anteojos de tiro.
En este ejemplo, el objetivo 11 colocado delante
del sensor de la cámara es un objetivo con 6 lentes.
La figura 4 es una vista en perspectiva del arma
que porta su cámara de visualización 1 sin el anteojo de tiro de
visión de noche. El eje 100 de puntería de esta cámara es paralelo
al eje de puntería del arma. La cámara es de pequeña dimensión y
desviada del eje de puntería para no obstruir la puntería directa
del soldado de infantería. Esta configuración permite la
utilización de día del arma. La figura 5 es una vista en perspectiva
del arma de la figura 4 que comprende esta vez el anteojo 2 (en
trazos gruesos en la figura). El anteojo es dispuesto de manera que
la primera vía óptica esté posicionada delante del objetivo de la
cámara. La pupila de salida de la segunda vía óptica está
suficientemente alejada del cuerpo del anteojo, de la cámara y del
arma de modo que el soldado de infantería pueda colocar su ojo en
dicha pupila sin gran incomodidad.
La figura 6 presenta una variante del anteojo de
tiro según la invención. El objeto de esta variante es agregar en
la vía libre de la lámina semi-reflectora 25 una
imagen que viene de un exhibidor 282. Se agrega así por encima de
la lámina semi-reflectora 25 un conjunto 28
compuesto de un exhibidor 282 y de una segunda óptica de
recuperación de imágenes 281 que forma una imagen intermedia del
exhibidor 282. Esta imagen intermedia se sobrepone después de la
reflexión en la lámina semi-reflectora 25 con la
imagen intensificada que viene del intensificador de imágenes 23.
Por lo tanto, el soldado de infantería ve en el ocular 262 las
indicaciones provenientes del exhibidor sobrepuestas a la imagen
intensificada del paisaje exterior. Estas informaciones también
vienen a la cámara por transmisión a través de la lámina
semi-reflectora. Las bandas espectrales de emisión
del exhibidor y del tubo intensificador pueden ser diferentes. En
este caso, los coeficientes de reflexión y de transmisión de la
lámina semi-reflectora pueden ser diferentes según
la banda espectral de forma de privilegiar diferentemente la
primera vía óptica o la segunda vía óptica para cada una de las dos
imágenes. Las indicaciones proporcionadas por el exhibidor pueden
ser particularmente retículos de puntería. A título de ejemplo no
limitativo, el exhibidor 282 puede ser un exhibidor de cristales
líquidos o un dispositivo de exhibición de
micro-espejos.
La figura 7 representa una vista en corte de una
realización posible de la variante del anteojo 2 descrito en la
figura 6. El diseño de este anteojo está cerca de aquella
representada en la figura 3. El cuerpo principal 212 fue modificado
simplemente en su parte situada por encima de la lámina
semi-reflectora de forma de alojar la pieza
mecánica 215 que porta el objetivo 281. El exhibidor 282 no es
representado en esta figura. Si los tamaños de la ventana de salida
del intensificador 23 y del exhibidor 282 son cercanos o idénticos,
la primera óptica de recuperación de imágenes 24 y la segunda
óptica de recuperación de imágenes 281 son seleccionadas idénticas
para simplificar el diseño del anteojo, como es ilustrado en la
figura 7 donde esas dos óptica presentan la misma combinación
óptica de 3 lentes.
Claims (7)
1. Anteojo de tiro (2) para arma de fuego (31)
que comprende un objetivo (22) y un intensificador de imágenes (23)
dispuestos en un conjunto mecánico (21) que comprende una interface
de fijación en dicha arma, dicho objetivo formando la imagen del
paisaje exterior en la ventana de entrada (231) del intensificador
de imágenes (23), dicha arma (31) comprendiendo una cámara de
puntería (1) montada en el arma (31) y que cuyo eje óptico es
paralelo al eje de su cañón (3), dicho anteojo comprendiendo al
menos:
- \bullet
- Una primera vía óptica (24, 25, 17) que da la imagen intensificada salida del intensificador de imágenes (23) una primera imagen enfocada,
- \bullet
- Una segunda vía óptica (24, 25, 26) que da la imagen intensificada salida del intensificador de imágenes (23) una segunda imagen también enfocada cuyo eje óptico (200) es paralelo al eje óptico (100) de la primera vía óptica.
dispuestos de manera tal que, el
anteojo (2) está montado en el arma (31) por su interface de
fijación, la primera imagen es enviada hacia el objetivo de la
cámara (1) y la segunda imagen es enviada hacia el ojo (4) del
soldado de infantería que lleva el
arma.
2. Anteojo de tiro según la reivindicación 1
caracterizado porque la primera vía óptica comprende al menos
una óptica de recuperación de imágenes (24) de la imagen
intensificada salida del intensificador de imágenes (23), una
lámina semi-reflectora (25), una primera
óptica-retransmisión (171) y un primer ocular (172),
la imagen final salida del primer ocular (172) siendo sensiblemente
enfocada y la pupila de salida de dicha primera vía óptica siendo
sensiblemente confundida con la pupila de entrada del objetivo (11)
de la cámara (1) cuando el anteojo está montado en el arma.
3. Anteojo de tiro según la reivindicación 1
caracterizado porque la segunda vía óptica comprende al menos
la óptica de recuperación de imágenes (24) de la imagen
intensificada salida del intensificador de imágenes (23), la lámina
semi-reflectora (25), una segunda
óptica-retransmisión (261) y un segundo ocular
(262), la imagen final salida del segundo ocular siendo
sensiblemente enfocada y la pupila de salida de dicha segunda vía
óptica estando suficientemente alejada del cuerpo del anteojo (21),
de la cámara (1) y del arma (31) de modo que el soldado de
infantería pueda colocar su ojo (4) en dicha pupila sin gran
incomodidad.
4. Anteojo de tiro según las reivindicaciones 2
o 3 caracterizado porque la lámina
semi-reflectora es utilizada en la reflexión en la
primera vía óptica y en la transmisión en la segunda vía óptica.
5. Anteojo de tiro según las reivindicaciones 2
o 3 caracterizado porque la lámina
semi-reflectora es utilizada en la transmisión en
la primera vía óptica y en la reflexión en la segunda vía
óptica.
6. Anteojo de tiro según una de las
reivindicaciones precedentes caracterizado porque el
intensificador de imágenes es del tipo de inversión de
imágenes.
7. Anteojo de tiro según una de las
reivindicaciones precedentes caracterizado porque el anteojo
también comprende una tercera vía óptica que comprende un
micro-display (28) compuesto al menos de un
exhibidor (282) y de un tercer objetivo de recuperación de imágenes
(281) que forman una imagen intermedia de la imagen del exhibidor
(282), dicha imagen intermedia siendo enviada por reflexión y por
transmisión por la lámina semi-reflectora por una
parte en la primera vía óptica y por otra parte en la segunda vía
óptica en superposición sobre la imagen intensificada salida del
intensificador de las imágenes (23).
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