FR2706661A1 - Simulateur à sphère-écran de petites dimensions et à dispositifs de visualisation réalistes de scènes extérieures. - Google Patents

Abstract

Le simulateur de l'invention comporte une sphère-écran (1) de petit diamètre, un projecteur d'images d'horizon à fish-eye, un projecteur (43) d'aide au vol à très basse altitude, et des projecteurs d'images frontales à haute définition. Application: simulateur d'avion d'armes.

Description

SIMULATEUR A SPHERE-ECRAN DE PETITES DIMENSIONS
ET A DISPOSITIFS DE VISUALISATION REALISTES DE SCENES
EXTERIEURES
La présente invention se rapporte à un simulateur à sphère écran de petites dimensions et à dispositifs de visualisation réalistes de scènes extérieures.

On connaît d'après le brevet français 2 636 459 un simulateur à sphère-écran de petites dimensions (environ 2m de diamètre), dont les dispositifs de visualisation sont répartis en deux catégories principales.

D'une part, il y a un dispositif de projection à grand champ optique (du type "fish-eye") visualisant des images ne nécessitant pas de définition élevée (horizon) et qui est disposé à l'intérieur de la sphère. D'autre part, il y a plusieurs dispositifs de projection à faible champ visualisant des images nécessitant une haute définition (par exemple pour un avion d'armes: images de cibles, image de viseur, images de la planche de bord...).

Chacun de ces dispositifs de projection est chargé de visualiser un seul type d'image, ce qui permet d'atteindre la haute définition requise du fait que ces images ne nécessitent qu'un faible champ de projection (leurs dimensions sont faibles par rapport à celles de l'image à grand champ). Une partie de ces dispositifs à faible champ peut être logée à l'intérieur de la sphèreécran, et l'autre partie à l'extérieur (projection sur une surface translucide de la sphère).

Un tel simulateur est beaucoup moins onéreux que les simulateurs de l'art antérieur, car, outre le fait que la sphère-écran est de plus petites dimensions que les sphères connues (dont le diamètre était de l'ordre de 8 à 1 Om), les dispositifs de projection en sont plus simples et moins onéreux que ceux des simulateurs connus du fait que chacun d'eux n'est chargé que d'une tâche simple et n'a pas besoin d'une grande énergie lumineuse. Cependant, du fait des faibles dimensions de la sphère-écran, on ne peut y loger un grand nombre de projecteurs, et certaines images visualisées sur la sphère-écran peuvent manquer de réalisme à cause d'une distance de projection faible. De plus, les projecteurs utilisés sont onéreux.

La présente invention a pour objet un simulateur à sphère-écran de petites dimensions présentant les images de l'environnement du pilote de la façon la plus réaliste possible, ces images pouvant être au moins partiellement superposées ou non, indépendantes ou non, et ce, avec le champ de vision respectant le champ de vision des images réelles ainsi simulées avec la meilieure définition possible, et pour un coût le plus faible possible.

Le simulateur conforme à l'invention, à sphère-écran de petites dimensions, comporte plusieurs projecteurs dont chacun est chargé de projeter des images relatives à une seule fonction, ces fonctions étant l'horizon à faible définition et grand champ optique, des feux d'aide au vol à très basse altitude, à haute définition, et des images frontales à haute définition.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessins annexé, sur lequel:
- la figure 1 est une vue simplifiée de côté d'un simulateur conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue, partiellement en coupe, d'un dispositif de projection d'images d'horizon du simulateur de la figure 1;
- la figure 3 est un schéma simplifié d'un exemple de circuits de commande des moteurs commandant les lames vibrantes du dispositif de la figure2;
- les figures 4 et 5 sont des vues partielles d'une image projetée par le dispositif de projection de la figure 2, sans et avec ses lames vibrantes;
- les figures 6 et 7 sont des vues schématiques expliquant le fonctionnement d'un projecteur d'images d'aide à l'entraînement au vol à très basse altitude conforme à l'invention;
- la figure 8 est un schéma simplifié d'un projecteur conforme à l'invention, pour l'aide à l'entraînement au vol à très basse altitude;
- la figure 9 est un schéma simplifié d'une variante de réalisation du projecteur de la figure 8;
- les figures 10 et Il sont des vues simplifiées, respectivement de côté et de dessus d'un simulateur comportant des projecteurs de scènes airsol conformes à l'invention, la figure 11 montrant en outre des projecteurs supplémentaires d'horizon conformes à l'invention; et
- la figure 12 est une vue simplifiée de dessus d'une variante de réalisation d'un dispositif de projection d'images d'horizon conforme à l'invention.

La présente invention est décrite ci-dessous en référence à un simulateur d'avion à sphère-écran de petites dimensions, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à cette seule application, et qu'elle peut être mise en oeuvre dans de nombreux types de dispositifs de visualisation d'images, par exemple à sphère-écran de plus grandes dimensions (diamètre supérieur à 2m), à écran de projection plan ou de forme quelconque, dispositif de visualisation autre que simulateur, etc
On a représenté en figure 1, de façon simplifiée, un simulateur à sphère-écran 1 de petit diamètre (environ 2m). Par la suite, on appellera simulateur l'ensemble constitué essentiellement par la sphère-écran, tous les projecteurs et le siège de l'utilisateur, étant bien entendu qu'un simulateur complet comporte d'autres éléments non représentés en particulier un générateur d'images synthétiques et un mouvement-cabine (imprimant à la sphère-écran des mouvements de translation et'ou de rotation), et, le cas échéant, un poste d'instructeur. La sphère-écran sera également appelée écran, puisque c'est là son rôle principal. L'écran 1 se présente comme une sphère presque entière comportant essentiellement une ouverture 2 pour l'introduction de l'utilisateur et se situant à l'arrière de la sphère (l'avant de la sphère coïncidant avec l'avant de l'appareil simulé et étant la direction dans laquelle regarde normalement l'utilisateur). La surface intérieure de l'écran 1 est traitée de façon à constituer une surface bien réfléchissante. Toutefois, si des projecteurs extérieurs projettent des images sur des parties de sa surface extérieure, ces parties sont translucides de manière à recevoir simultanément des images issues de l'intérieur et de l'extérieur de la sphère-écran, de la façon décrite dans le brevet français 2 636 459. Pour réduire les dimensions de cette ouverture, on munit avantageusement le siège 3 de l'utilisateur de roulettes 4 roulant sur des rails 5 fixés sur la plateforme 6 (ou directement sur le sol) sur laquelle est fixée la sphère 1, I'utilisateur prenant place sur le siège 3 à l'extérieur de la sphère. La sphère-écran 1 comporte en outre, et à sa partie supérieure, légèrement en arrière de son sommet, une petite ouverture 7 par laquelle passent les rayons projetés par un projecteur 8 disposé à l'extérieur de la sphère, sur un support 9 fixé sur une colonne 10 elle-même fixée sur la plateforme 6, juste derrière la sphère 1. La colonne 10 supporte également d'autres projecteurs (projecteurs d'horizon, de scènes air/sol, de vol très basse altitude, décrits ci-dessous, ainsi que d'autres projecteurs tels que des projecteurs de cibles, ... qui peuvent être de tout type approprié). Ces autres projecteurs etlou leurs supports passent par la partie supérieure de l'ouverture 2, laissant juste assez de place pour le passage dans la sphère de l'utilisateur assis sur le siège 3. Bien entendu, ces autre projecteurs, ou une partie d'entre eux, pourraient être fixés à l'intérieur de la sphère 1, sur la sphère elle-même ou sur un support approprié.

On a représenté en figure 2 un dispositif 11 de projection d'image d'horizon conforme à la présente invention. Ce dispositif de projection Il comporte un projecteur trichrome 12, avantageusement du type à modulateur à trois matrices à cristaux liquides (une pour chacune des trois couleurs fondamentales R, V et B) associées à un prisme mélangeur 13. De préférence, le projecteur 12 est un projecteur du commerce à usage général, par exemple le projecteur EPSON type VP 100. Pour cet exemple, le prisme mélangeur 13 est suivi d'un objectif 14 de projection à l'infini, qui est conservé.

Selon l'invention, on munit le projecteur 12 d'un dispositif optique 15 d'élargissement de champ de projection. Le dispositif 15 est fixé sur un support 16, lui-même fixé sur le projecteur 12. Le dispositif 15 comporte essentiellement, dans l'ordre, un objectif de reprise 17, un dispositif 18 de suppression de grille et un objectif 19 à très grand angle (du type "Fisheye"). Un cache 19A est fixé sur la partie inférieure de la lentille de sortie de l'objectif 19 afin de ne pas illuminer la planche de bord 19B (figure 1).

L'objectif 17, par exemple un objectif ordinaire d'appareil photographique à focale de 50 mm, est accolé à l'objectif 14 ou, comme représenté sur le dessin, disposé à faible distance de celui-ci et relié à lui par un tube 17A.

Le dispositif 18 est accolé à l'objectif 17 et se compose essentiellement d'un tube 20 dans lequel sont disposés successivement une première lame de verre (lame à faces parallèles) vibrante 21, une lentille de champ 22 et une deuxième lame de verre vibrante 23. La lame 21 vibre autour d'un premier axe passant par son centre, et la lame 23 vibre autour d'un second axe passant par son centre et perpendiculaire audit premier axe. Dans l'exemple représenté, le premier axe est vertical, et le second horizontal. Les lames 21 et 23 sont fixées chacune sur l'arbre d'un moteur de type "scanner", respectivement 24, 25. Les moteurs sont fixés sur le tube 20 traversé par leurs arbres respectifs. La lentille 22, ayant une distance focale de 80mm par exemple, et disposée entre les lames 21 et 23, concentre la lumière, sortant de l'objectif 17 et ayant traversé la lame 21, sur la pupille d'entrée de l'objectif 19 à travers la lame 23. Cet objectif 19 est fixé sur le tube 20 par l'intermédiaire d'un manchon 26 dont la longueur est telle que le diamètre du faisceau lumineux arrivant à l'entrée de l'objectif 19 soit pratiquement égal au diamètre de sa pupille d'entrée. Bien entendu, les caractéristiques des objectifs 17 et 19, et de la lentille 22 sont choisies de façon que le dispositif optique 15 soit le plus court possible.

On a représenté en figure 3 un exemple de circuits de commande des scanners 24 et 25. A partir d'un réseau triphasé avec neutre N arrivant sur les bornes A, B, C, on alimente un ensemble de trois transformateurs monophasés indépendants 27A, 27B et 27C. L'une des extrémités de chacun des enroulements primaires 28 à 30 des transformateurs 27A à 27C est respectivement reliée à l'une des bornes A, B et C. Les autres extrémités de ces enroulements primaires 28 à 30 sont toutes reliées au neutre N. Les enroulements secondaires correspondant aux enroulements primaires 28 à 30 sont respectivement référencés 31 à 33. L'enroulement 31 est relié par une résistance série R1 à l'enroulement de commande 34 de l'un des scanners, par exemple le scanner 24. Le vecteur tension aux bornes de l'enroulement 31 est référencé a, et celui aux bornes de l'enroulement 34 est référencé A. Les enroulements 32 et 33 sont reliés en série entre eux et via une résistance série R2 à l'enroulement 35. Les vecteurs tensions aux bornes des enroulements 32 et 33 sont respectivement b et c, et celui aux bornes de l'enroulement 35 est référencé B. Les résistances R1 et R2 sont ajustées pour limiter les courants dans les enroulements 34 et 35 respectivement à des valeurs appropriées.

On a également représenté sur la figure 3 les vecteurs a, A, B, b, et c. Si l'on suppose qu'à un instant donné le vecteur a est vertical (+11/2), le vecteur A l'est aussi. Les vecteurs b et c sont alors respectivement à + 2il/3 et - 2TI/3. Le vecteur B, résultant de l'addition des vecteurs b et c est à + in, ce qui fait qu'il est déphasé de 1112 par rapport à
A. Les rotations des lames 21 et 23 sont donc déphasées de Il/2, ce qui fait que la composition de leurs effets (décalage en gisement et décalage en site respectivement) fait tourner l'ensemble de l'image à la sortie de la lame 23 sur une ellipse, si les amplitudes des mouvements des lames 21 et 23 ne sont pas égales, ou sur un cercle centré sur l'axe de l'objectif 17 si ces amplitudes sont égales entre elles, du fait que, comme cela est bien connu en optique, une lame à faces parallèles fait subir à un faisceau qui ne lui est pas perpendiculaire une translation parallèlement à lui-même.

On a représenté en figure 4 un fragment d'image projeté par l'objectif 19 sur la sphère-écran 1 en l'absence des lames vibrantes 21 et 23.

Cette image est une image d'horizon (ciel clair et terre foncée). Du fait du très fort grandissement de l'image, on voit sur l'écran 1, en l'absence des lames vibrantes 21 et 23, une grille 36 gris foncé, correspondant au réseau matriciel de cellules à cristaux liquides des matrices R, V et B du projecteur 12. Cette grille est nettement visible sur l'écran 1 et constitue une gêne pour l'utilisateur. Les carrés formés par cette grille ont des côtés d'environ 13 mm pour une sphère de 2 m de diamètre. Le dispositif de rotation d'image, comprenant en particulier les lames 21 et 23 et leurs moteurs de commande 24, 25, permet de rendre invisible à l'écran la grille 36 (voir figure 5) lorsque l'on applique aux moteurs 24, 25 des tensions sinusoïdales en quadrature, à la fréquence du secteur (50 ou 60 Hz), dont l'amplitude est telle que, sur l'écran 1, la rotation de chaque point de l'image projetée se fasse sur un cercle dont le diamètre est sensiblement égal au côté des carrés de la grille 36 (soit environ 13 mm pour l'exemple cité). La luminosité de l'image est rendue uniforme par suite de l'intégration lumineuse de la grille foncée avec le contenu des carrés délimités par la grille.

Le dispositif décrit ci-dessus permet de restituer l'image de l'horizon présentée sur un grand champ voisin de 1 80C. Cette image est constituée de deux zones (zone claire représentant le ciel, zone sombre représentant la terre). La ligne séparant ces deux zones représente la ligne d'horizon.

Selon l'invention, L'image représentant ces deux zones est une image de télévision constituée de points (pixels) dont la dimension apparente ou résolution est voisine de quarante cinq minutes d'arc soit treize millimètres sur l'écran situé à un mètre. Cette résolution suffisante pour restituer avec réalisme l'attitude (roulis et tangage) de l'aéronef simulé ne permet pas de restituer en particulier les repères nécessaires au pilote pour juger de son altitude, de sa vitesse et de ses variations d'altitude dans la zone située entre le sol et 500 pieds (150 m environ). Le même problème se pose pour la restitution de l'image du dispositif miroir d'appontage situé sur les porte-avions, permettant au pilote de suivre la trajectoire de descente idéale précédant l'appontage.

La caractéristique selon l'invention concernant la restitution de ces repères consiste suivant la figure 6 à superposer à l'image 37 de l'horizon à mauvaise résolution, décrite précédemment une image 38 à très haute résolution constituée de points lumineux 39 très fins (de luminosité contrôlée en fonction de la distance) de diamètre apparent inférieur à trois minutes d'arc. La position de chacun de ces points est contrôlée avec une résolution Aa inférieure à 0,3 minutes d'arc voisine du seuil de détection en alignement de l'oeil estimé à 0,2 minute d'arc. Ces points lumineux représentent une image simulant (figure 7) la projection dans le plan de vision pilote 40 de feux immobiles 41 situés au-dessus du sol 42 survolé.

L'altitude de ces points est comprise entre zéro et 500 pieds par exemple.

La résolution de position de 0,3 minute d'arc permet au pilote de juger de l'évolution très précise de sa trajectoire par rapport au sol par l'observation directe de l'évolution de l'angle Aa séparant deux points A et B situés sur des alignements voisins. Si l'angle Aa augmente, le point A étant situé audessous du point B, la trajectoire suivie par l'aéronef passe au-dessus du point A. Par contre si l'angle Aa augmente, le point A étant situé au-dessus du point B, la trajectoire suivie par l'aéronef passe en-dessous du point A avec risque d'intercepter le sol. Si maintenant Aa reste très faible et pratiquement constant, la trajectoire suivie est proche de la ligne AB situé très près du sol. Le vol à vue en très basse altitude est ainsi contrôlé, comme dans la réalité, par observation continue du paramètre A séparant des éléments ponctuels du paysage.

La présentation de ces feux est selon l'invention obtenue au moyen d'un dispositif de projection 43 dont un emplacement possible est représenté en figure 1. Ce dispositif 43 est par exemple situé légèrement audessus du centre de la sphère écran 1. L'oeil du pilote 44 est situé légèrement en-dessous du même centre.

Le dispositif 43 projetant les points décrits ci-dessus en référence aux figures 6 et 7 dans le plan de vision 40 représentant la sphère écran 1 est schématisé en figure 8. Ce dispositif 43 comprend selon l'invention une source laser 45 du type diode laser modulée ou laser continu modulé par un dispositif acoustooptique associé à ladite source. Le faisceau 46 en sortie de la source traverse un dispositif optique composé par exemple d'une lentille convergente 47 de manière à obtenir sur l'écran 1 un point Po dont le diamètre est le plus petit possible. La position du point Po sur l'écran 1 est contrôlée dans un champ 48 vu par l'utilisateur (oeil 44) sous un angle voisin de 50" en horizontal et 50" en vertical en déviant le faisceau au moyen de deux miroirs mobiles en rotation 49 et 50 suivant des axes formant entre eux un angle droit. Les miroirs 49, 50 sont entraînés en rotation par des moteurs 49A, 50A respectivement Chaque point lumineux formant l'image est tracé sur l'écran au cours d'un cycle élémentaire comprenant les événements suivants: positionnement des miroirs en rotation, commandés par un dispositif du type "scanner" mentionné ci-dessus en référence à la figure 2, arrêt des miroirs, allumage du faisceau pendant un court instant après arrêt des miroirs. Le positionnement est analogique et sa révolution inférieure à 0,15 minute d'arc. La durée d'un cycle élémentaire est comprise entre 1 et 4 millisecondes de manière à tracer le plus grand nombre possible de points.

La fréquence d'affichage des points est choisie supérieure à 50 Hz afin d'éviter le phénomène de papillotement lors de l'observation de l'image formée par les points. L'orientation des miroirs 49 et 50 pour chaque point est choisie de manière à corriger les distorsions de projection dues à la position excentrée du projecteur.

Une autre caractéristique selon l'invention consiste, afin de permettre l'observation stéréoscopique de l'image, à présenter successivement deux images formées de points dont les positions sont calculées respectivement suivant les points de vue oeil droit et oeil gauche.

L'observation des images est assurée au moyen de lunettes stéréoscopiques bien connues occultant successivement l'oeil droit et l'oeil gauche au rythme des images présentées. La représentation stéréoscopique permet de simuler de manière avantageuse la vitesse de l'aéronef par rapport au sol, ou à un porte-avions durant la phase d'appontage.

La très grande vitesse de rapprochement d'un missile peut également être restituée de cette manière.

Une autre caractéristique selon l'invention concerne l'utilisation de plusieurs sources laser indépendantes de couleurs différentes (rouge, verte et bleue par exemple) en remplacement de la source 45 afin de permettre de composer la couleur de chaque point représenté. Les faisceaux des trois sources sont bien entendu mélangés au moyen de miroirs dichroiques (prisme mélangeur tel que le prisme 13 de la figure 2) de manière à former un faisceau coaxial unique dont on maîtrise la couleur. Ce faisceau remplace le faisceau 46 représenté en figure 8. L'avantage de ce dispositif est de permettre en particulier la simulation de l'ensemble des feux de balisage d'un porte-avions y compris les feux émis par le dispositif miroir d'appontage.

Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention (figure 9) le dispositif à deux miroirs mobiles décrit ci-dessus est suivi d'un ensemble optique à focale variable constitué d'une lentille fixe 51 convergente et de deux lentilles 52 et 53 respectivement divergente et convergente. Ces deux dernières lentilles sont mobiles le long de l'axe optique 54 de l'ensemble des lentilles, de manière à assurer les deux fonctions de grandissement dans un rapport de 1 à 10 par exemple et de mise au point de l'image sur l'écran 1.

La projection de l'image en un endroit quelconque de l'écran est assurée au moyen d'un dispositif bien connu en soi comprenant un miroir 55 mobile en rotation suivant deux axes orthogonaux. Le dispositif représenté en figure 9 présente, par rapport au dispositif décrit figure 8, I'avantage de permettre d'augmenter la résolution de l'image, et de présenter une partie seulement de cette image, par exemple les feux du miroir d'appontage 56 d'un porteavions dans un domaine angulaire plus important que celui (voisin de 50" horizon et 50" vertical) représenté figure 8.

La sphère-écran du simulateur décrit ci-dessus est très encombrée, et si l'on désire lui ajouter d'autres projecteurs, notamment pour projeter des images haute définition, superposées aux images projetées par le projecteur d'horizon décrit ci-dessus, et se rapportant au paysage que le pilote est censé voir devant lui (projecteurs dénommés ci-après projecteurs de scènes air-sol), on ne peut en général les loger à proximité du centre de la sphère-écran à cause de la présence en cette zone d'autres projecteurs (horizon, vol très basse altitude, cibles ...). On pourrait alors disposer ces projecteurs loin du centre, mais dans ce cas, soit ils gêneraient la vision de l'utilisateur, soit les images qu'ils projetteraient seraient fortement déformées.

Selon l'invention, on dispose les projecteurs de scènes air-sol (ou de scènes frontales en général, pour d'autres applications), qui sont au nombre d'au moins un, et de préférence de trois, à l'extérieur de la sphèreécran, et on associe à chacun d'eux un conduit de lumière débouchant près du centre de la sphère-écran.

Sur les figures 10 et 11, on a représenté trois tels projecteurs, respectivement référencés 57 (projecteur central), 58 (projecteur de gauche) et 59 (projecteur de droite). Ces trois projecteurs sont de tout type approprié, de préférence trichromes, par exemple à matrices de cristaux liquides ou à tubes cathodiques. Le projecteur 57 est par exemple fixé sur la colonne 12, suffisamment haut pour laisser un passage pour l'utilisateur. Devant son objectif de sortie, on fixe un conduit de lumière 60. Ce conduit de lumière peut être rectiligne ou coudé, comme les autres conduits décrits ci-dessous.

Le conduit de lumière comporte essentiellement un tube dont la face intérieure est avantageusement noircie, et dans lequel sont disposées au moins une lentille à chaque extrémité. Si le tube est coudé, il comporte dans chaque coude un miroir de renvoi. La lentille d'entrée et les éventuelles lentilles intermédiaires guident le faisceau lumineux arrivant du projecteur de façon à lui faire subir le minimum possible de pertes ou de réflexions dans le tube. La lentille de sortie assure la projection du faisceau sortant du tube avec un champ de projection approprié, par exemple un champ ayant un angle vertical d'environ 30 à 35 , et un angle horizontal d'environ 40 à 50".

Les projecteurs 58 et 59 sont par exemple disposés, comme représenté sur les figures 10 et 11, près du sommet de la sphère, symétriquement par rapport à un plan vertical passant par le centre de la sphère et par le centre de la zone de visualisation. Des conduits de lumière 61, 62 sont respectivement fixés devant les objectifs de sortie des projecteurs 58, 59, et aboutissent près du centre de la sphère, légèrement en arrière de celui-ci. Les extrémités de sortie des conduits 61, 62 sont avantageusement dirigées vers les côtés qui leur sont opposés, c'est-à-dire que le conducteur 61 étant à gauche du centre de la sphère, son extrémité de sortie est dirigée vers la droite de la scène frontale, et inversement pour le conducteur 62. Ainsi, leurs faisceaux de sortie respectifs passent par le centre de la sphère, et les images qu'ils projettent sur la sphère-écran sont peu déformées.

Bien entendu, les images des projecteurs 57 à 59 peuvent être projetées en stéréoscopie, en mettant en oeuvre des moyens similaires à ceux décrits ci-dessus pour le vol à très basse altitude.

II est également bien entendu que d'autres projecteurs peuvent être déportés à l'extérieur de la sphère et coopèrent alors avec des conduits de lumière transportant leurs faisceaux lumineux à proximité du centre de la sphère.

L'ensemble des projecteurs 57 à 59 peut également être remplacé par un dispositif "visuel de casque" de type connu en soi, présentant des images du monde extérieur dans la direction de l'axe du casque du pilote.

Ces images sont, bien entendu, des images virtuelles situées à la même distance (un mètre environ) que les autres images, c'est-à-dire sur l'écran sphérique.

Le projecteur d'horizon il décrit ci-dessus en référence à la figure 2 a un champ de projection s'étendant, dans le sens horizontal et vertical, sur environ 1800. Pour augmenter ce champ dans le sens horizontal, et permettre ainsi de visualiser un champ sensiblement aussi large que dans la réalité, on adjoint au projecteur 11 deux projecteurs supplémentaires 63, 64 disposés à l'extérieur de la sphère, à peu près en 3/4 arrière gauche et droite. Les parties de la sphère écran éclairées extérieurement par ces deux projecteurs 63, 64 sont, bien entendu, translucides, et sont adjacents à la partie de la sphère écran éclairée intérieurement par le projecteur 11. Bien entendu, on pourrait disposer ces projecteurs supplémentaires à l'intérieur de la sphère si elle n'est pas trop encombrée et si on réalisait des projecteurs peu encombrants. Ces projecteurs supplémentaires sont avantageusement trichromes, par exemple du type à tubes cathodiques ou à matrices de cristaux liquides. Dans ce dernier cas, on peut les munir chacun d'un dispositif de suppression de grille tel que celui décrit ci-dessus en référence à la figure 2.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les générateurs d'images synthétiques alimentant les trois projecteurs d'horizon très grand champ (11, 63 et 64) peuvent être remplacés par un générateur d'images couleurs unique calculant trois images indépendantes (rouge, verte et bleue) de géométries différentes. Les composantes vidéo de ces trois images sont respectivement envoyées aux projecteurs 11, 63 et 64, de manière à former sur écran une image blanche continue de l'horizon.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les trois projecteurs 11, 63 et 64 peuvent être remplacés par deux projecteurs 65, 66 situés à l'intérieur de la sphère (figure 12). Ces projecteurs 65 et 66 sont équipés chacun d'un objectif de type "Fish-eye", 67, 68 respectivement. Ces deux objectifs 67, 68 sont par exemple situés derrière et au-dessus du pilote, leurs axes 69, 70, pratiquement parallèles, sont calés de manière que les deux images grand champ ainsi projetées se raccordent dans un plan vertical 71 passant par le centre de la sphère.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Simulateur à sphère-écran de petites dimensions et à dispositifs de visualisation réalistes de scènes extérieures, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs projecteurs (11, 45, 57 à 59, 65, 66) dont chacun est chargé de projeter des images relatives à une seule fonction, ces fonctions étant l'horizon (11, 65, 66) à faible définition et grand champ optique, des feux d'aide au vol à très basse altitude (45) à haute définition, et des images frontales à haute définition (57 à 59).

2. Simulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le projecteur d'images d'horizon (11) du type à objectif de sortie à très grand angle (19) et à modulateur à matrices à cristaux liquides, comporte un dispositif (21, 23) de suppression de grille, due aux matrices à cristaux liquides, dans l'image projetée.

3. Simulateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de suppression de grille comporte deux lames vibrantes à faces parallèles (21, 23) ces lames vibrant autour d'axes perpendiculaires entre eux

4. Simulateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moteurs (24, 25) commandant les vibrations des lames sont alimentés par des tensions alternatives (A, B) déphasées de Il/2.

5. Simulateur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le projecteur d'images d'horizon est un projecteur du commerce à usage général devant l'objectif de sortie (19) duquel on dispose un dispositif de suppression de grille et un objectif à très grand champ.

6. Simulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le projecteur d'aide au vol à très basse altitude (45) projette sur l'image d'horizon des points lumineux (39) simulant la projection dans le plan de vision (40) du pilote de feux immobiles (41) situés au-dessus du sol survolé.

7. Simulateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la position des points lumineux est contrôlée avec une résolution voisine du seuil de détection en alignement de l'oeil.

8. Simulateur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que l'altitude des points lumineux est comprise entre 0 et 150 m environ.

9. Simulateur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le projecteur de points lumineux comprend une source laser (45) suivie d'une lentille convergente (47) et d'un dispositif de déviation à deux miroirs (49, 50) mobiles en rotation autour de deux axes perpendiculaires entre eux.

10. Simulateur selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que la projection des points lumineux est effectuée en stéréoscopie.

11. Simulateur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le projecteur de points lumineux projette successivement des images de points dont les positions sont calculées respectivement suivant les points de vue oeil droit et oeil gauche1 et que l'observateur porte des lunettes occultant successivement l'oeil droit et l'oeil gauche au rythme des images projetées par le projecteur.

12. Simulateur selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé par le fait que le projecteur comporte trois sources de couleurs différentes.

13. Simulateur selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait que le dispositif de déviation à deux miroirs mobiles est suivi d'un ensemble optique à focale variable (51 à 53) et d'un dispositif de déviation (55) mobile en rotation suivant deux axes orthogonaux.

14. Simulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif de projection d'images frontales comporte trois projecteurs (57 à 59) devant les objectifs de sortie de chacun desquels on place un conduit de lumière (60 à 62) aboutissant près du centre de la sphère-écran.

15. Simulateur selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les projecteurs projettent des images en stéréoscopie.

16. Simulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif de projection d'images d'horizon comporte un projecteur intérieur à la sphère-écran (12) dont l'objectif de sortie est situé près du centre de la sphère, et deux projecteurs (63, 64) disposés à l'extérieur de la sphère, à peu près en 3/4 arrière gauche et droite, et illuminant des parties translucides de la sphère.

17. Simulateur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que le dispositif de projection d'images d'horizon comporte deux projecteurs (65, 66) intérieurs à la sphère-écran, à objectifs du type "Fisheye" dont les images se raccordent dans un plan vertical (71) passant par le centre de la sphère.