IT201600097814A1

IT201600097814A1 - Un sensore ottico

Info

Publication number: IT201600097814A1
Application number: IT102016000097814A
Authority: IT
Inventors: Sergio Mian
Original assignee: Smtech S R L Unipersonale
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-03-29
Also published as: WO2018060913A1; MA46360A; EP3519759A1; EP3519759B1

Description

“UN SENSORE OTTICO”

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione è applicabile al comparto dei giochi tattici o di simulazione di eventi militari ed ha particolarmente per oggetto le attrezzature per simulazioni tattiche tramite il lasertag.

Più in dettaglio, la presente invenzione si riferisce ad un sensore ottico per il rilevamento di un fascio elettromagnetico che simula un proiettile nelle simulazioni tattiche militari con il lasertag.

Stato della Tecnica

Sia nell’ambito delle attività sportive e dei giochi di squadra che in ambito professionale hanno avuto particolare sviluppo e diffusione le simulazioni tattiche militari e poliziesche. In questo ambito si iscrivono attività ludiche denominate lasertag o laser game nonché, ovviamente, l’addestramento delle forze speciali e delle forze armate con l’utilizzo di fasci laser al posto dei proiettili.

In tutte tali situazioni, un aspetto rilevante è costituito dalla precisione e dal realismo della simulazione tattica, non solo per garantire il corretto svolgimento del gioco nel caso ludico, ma soprattutto per garantire una perfetta simulazione tattica nel caso di utilizzo da parte delle forze militari o di pubblica sicurezza.

Uno degli aspetti rilevanti è che il fascio laser deve simulare quanto più possibile un proiettile non tanto nella gittata (aspetto di facile soluzione), quando nella dimensione del fascio in prossimità dell’obbiettivo. In questo senso, infatti, il fascio laser deve essere il più possibile puntiforme per garantire che non vi siano falsi positivi, ossia colpi che avrebbero mancato il bersaglio ma che risultano a segno a causa delle eccessive dimensioni del fascio laser.

D’altro canto, i sensori ottici attuali non consentono di coprire tutto l’obiettivo per cui un fascio eccessivamente puntiforme non garantisce il rilevamento del colpo a segno. Taluni sensori, peraltro, non sono in grado di rilevare fasci eccessivamente puntiformi anche se ne vengono colpiti direttamente.

Di conseguenza, secondo la tecnica attuale si provvede a stringere e focalizzare quanto più possibile il fascio e ad aumentare quanto più possibile il numero di sensori applicati. Tuttavia, i sensori non possono essere in numero elevato sia per questioni economiche che per questioni pratiche. Di conseguenza il fascio nella tecnica attuale non simula correttamente un proiettile essendo mantenuto più ampio per garantire il rilevamento del colpo.

Ne consegue che gli inconvenienti sopra evidenziati non sono superati, ma solo limitati.

Un altro inconveniente della tecnica nota è costituito dal fatto che in talune occasioni si registrano falsi positivi poiché il fascio che colpisce un obiettivo viene in parte riflesso andando a colpire obiettivi circostanti. Ciò falsifica spesso l’esito della simulazione tattica rendendone incerte le valutazioni.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un sensore ottico che consenta di focalizzare correttamente il fascio al fine di simulare coerentemente un proiettile.

Un altro scopo è che il sensore ottico dell’invenzione consenta il rilevamento del fascio quando da esso colpito anche se tale fascio è sostanzialmente puntiforme.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un sensore ottico che consenta di rilevare colpi a segno nella maggior parte dell’obiettivo senza che vi sia un sostanziale aumento dei costi e senza costituire impedimento per l’utente o per l’oggetto che lo indossa.

Un altro scopo è mettere a disposizione un sensore ottico che consenta di limitare quanto più possibile la riflessione di sue porzioni nell’area circostante in modo da limitare o azzerare il problema dei falsi positivi.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un sensore ottico per il rilevamento di fasci elettromagnetici simulanti proiettili in accordo con le rivendicazioni che seguono le quali sono da considerarsi parte integrante del presente brevetto.

In particolare, il sensore ottico comprende un corpo sostanzialmente laminare che a sua volta comprende almeno uno strato canalizzatore conformato per convogliare e mantenere al proprio interno porzioni di fascio elettromagnetico che presentano un angolo di incidenza allo stesso strato canalizzatore inferiore a 90°.

Vi è poi almeno uno strato di materiale rifrangente per frammentare i fasci elettromagnetici che lo colpiscono e deviare tali frammenti verso gli strati canalizzatori con un angolo di incidenza inferiore a 90°.

Agli strati canalizzatori sono poi accoppiati uno o più sensori di fasci elettromagnetici per rilevare i fasci elettromagnetici canalizzati.

Vantaggiosamente, quindi, gli strati canalizzatori consentono di convogliare verso i fasci elettromagnetici da cui vengono colpiti verso i sensori con ciò estendendo l’estensione dell’area superficiale sensibili a tali fasci elettromagnetici.

Ancora vantaggiosamente, lo strato rifrangente consente di massimizzare la quantità di fascio elettromagnetico convogliato dagli strati canalizzatori poiché esso “esplode” tali fasci su più direzioni incidenti gli strati canalizzatori con angoli tipicamente inferiori a 90°.

Ancora vantaggiosamente, il sensore ottico dell’invenzione consente di ottenere un’ampia area sensibile ai fasci elettromagnetici incidenti pur utilizzando un basso numero di sensori di fasci elettromagnetici. Infatti, ancora vantaggiosamente, il sensore ottico dell’invenzione consente di ottenere il risultato appena citato anche con l’utilizzo di un solo sensore elettromagnetico.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un sensore ottico per il rilevamento di fasci elettromagnetici simulanti proiettili in una simulazione tattica militare secondo l’invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta il sensore ottico dell’invenzione in vista schematizzata;

la FIG. 2 rappresenta il sensore ottico dell’invenzione in una sua configurazione operativa;

la FIG.3 rappresenta un particolare operativo del sensore ottico di FIG.1. Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione dell’invenzione Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla fig.1, si descrive un sensore ottico 1 per il rilevamento di fasci elettromagnetici. Tale sensore viene vantaggiosamente, ma non esclusivamente, utilizzato nello svolgimento di simulazioni tattiche militari come sensore ottico di rilevamento di fasci elettromagnetici simulanti proiettili.

Il sensore ottico 1 ha un corpo sostanzialmente laminare 2 il quale è comprende più strati 3.

Un primo di tali starti 3 è uno strato canalizzatore 4 che è conformato per convogliare e mantenere al proprio interno porzioni di fascio elettromagnetico che presentano un angolo di incidenza a tale strato canalizzatore 4 inferiore a 90°. In altri termini, lo strato canalizzatore 4 è sostanzialmente una guida d’onda per i fasci elettromagnetici da esso catturati. In questo senso, secondo alcune forme di esecuzione lo strato canalizzatore comprende fibra di vetro, mentre secondo altre forme di esecuzione esso comprende PVC.

Un esempio di sensore ottico 1 secondo l’invenzione è visibile in fig 2 ed è costituito da un corpetto indossabile dall’utente. Da tale esempio si evince che, poiché tipicamente il sensore ottico 1 dell’invenzione è bene sia particolarmente esteso e flessibile, generalmente lo strato canalizzatore 4 è una membrana, ma ciò non deve essere considerato limitativo per differenti forme di esecuzione dell’invenzione dove, ad esempio, lo strato canalizzatore è uno strato rigido oppure non lastriforme.

Secondo un aspetto dell’invenzione, un secondo degli strati 3 è costituito da uno strato di materiale rifrangente 5 il cui scopo è quello di frammentare i fasci elettromagnetici che lo colpiscono e deviare tali frammenti verso gli strati canalizzatori con un angolo di incidenza inferiore a 90° in modo che questi possano catturarli.

A tale fine, tipicamente lo strato rifrangente 5 è costituito da materiale plastico, ma anche tale caratteristica non deve essere considerata limitativa per la presente invenzione. Secondo una variante esecutiva non rappresentata nelle figure, ad esempio, tale strato rifrangente è costituito da un’apposita vernice applicata su una parete di uno strato canalizzatore.

Vantaggiosamente, quindi, lo strato rifrangente 5 massimizza le porzioni di fascio elettromagnetico che vengono catturate dallo strato canalizzatore 4.

Peraltro, in presenza di fasci particolarmente puntiformi vi sarebbe il rischio che esso non vengano validamente catturati dallo strato canalizzatore 4. Vantaggiosamente, lo strato rifrangente sopperisce a tale evenienza frammentando tale fascio puntiforme in modo che esso sia facilmente convogliati dallo strato canalizzatore 4.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il sensore ottico 1 comprende anche, come ovvio, sensori di fasci elettromagnetici 8 accoppiati agli strati canalizzatori 4 per riceverne i fasci elettromagnetici canalizzati.

La posizione di tali sensori di fasci elettromagnetici 8 può essere vantaggiosamente qualsivoglia poiché gli strati canalizzatori 4 si occupano di convogliarvi i fasci elettromagnetici catturati. Peraltro, in figura si osserva che nella forma di esecuzione rappresentata i sensori di fasci elettromagnetici 8 sono due, ma anche tale caratteristica non deve essere considerata limitativa per l’invenzione poiché il numero di tali sensori può essere qualsivoglia.

Tuttavia, vantaggiosamente, si osserva che il sensore ottico 1 dell’invenzione può essere esteso a piacere aumentando la superficie attiva di rilevamento di fasci elettromagnetici senza la necessità di aumentare il numero di sensori di tali fasci.

Ancora vantaggiosamente, il rischio di falsi negativi è sostanzialmente annullato poiché tutta la superficie di interesse può essere ricoperta dal sensore ottico 1 dell’invenzione garantendo la cattura di qualsiasi fascio la colpisca.

Per quanto detto sopra, peraltro, il sensore ottico 1 dell’invenzione può essere realizzato con materiali flessibili rendendolo facilmente e comodamente utilizzabile anche in caso di grandi dimensioni.

Dalla fig. 1 si osserva che, secondo la forma di esecuzione che si descrive, il sensore ottico 1 è composto da uno strato rifrangente 5 interposto tra due strati canalizzatori 4. Tale esecuzione consente di ottenere più vantaggi.

Operativamente, infatti, il fascio elettromagnetico F, come si osserva nel particolare di fig. 3, incide sul primo 10 dei due strati canalizzatori 4.

Tipicamente almeno una parte di esso viene catturato e convogliato verso i sensori di fasci elettromagnetici 8.

Qualora vi siano porzioni di fascio elettromagnetico che riescono a superare il primo strato canalizzatore 10, esse incidono sullo strato rifrangente 5 che le frammenta deviandole nuovamente verso il primo strato canalizzatore 10.

Tuttavia, può accadere che alcune porzioni del fascio elettromagnetico riescano ad attraversare anche lo strato rifrangente 5 o che quest’ultimo non riesca a deviarle in direzione del primo strato catalizzatore 10. In tal caso, tali porzioni incidono sul secondo strato canalizzatore 11 che le cattura e le convoglia verso i sensori di fasci elettromagnetici 8.

Vi è pure il caso che alcune porzioni del fascio elettromagnetico rimbalzino sul secondo strato canalizzatore 11. In questo caso esse subiscono ancora l’effetto dello strato rifrangente 5 venendo nuovamente frammentate e catturate o dal primo 10 o dal secondo strato canalizzatore 11. Allo stesso modo, qualora alcune delle porzioni del fascio elettromagnetico incidente il sensore ottico 1 e che hanno superato il primo strato canalizzatore 10 rimbalzino sullo strato rifrangente 5, esse verranno o catturate dal primo strato canalizzatore 10 o rimbalzate da esso nuovamente verso lo strato rifrangente 5 o verso il secondo strato canalizzatore 11.

In altri termini, vantaggiosamente, i due strati canalizzatori 4 realizzano una complessiva guida d’onda all’interno della quale il fascio elettromagnetico o viene immediatamente catturato, o i suoi frammenti rimbalzano finché non vengono catturati. Se ne deduce, vantaggiosamente, che sono sostanzialmente annullate le perdite di porzioni di fascio (e quindi di energia catturata) per attraversamento del sensore ottico 1 nonché le possibile riflessioni di porzioni di fascio verso l’esterno con il rischio di falsi positivi nell’ambiente circostante.

Tuttavia, tale forma di esecuzione non deve essere considerata limitativa per l’invenzione. Infatti, il numero di strati rifrangenti e di strati canalizzatori può essere qualsivoglia. In questo senso, secondo due differenti varianti esecutive non rappresentate in questa sede sono presenti un solo strato rifrangente ed un solo strato canalizzatore. In un primo caso, vi è il solo primo strato canalizzatore puntando sul fatto che lo strato rifrangente è progettato in modo da impedire che porzioni del fascio elettromagnetico lo possano attraversare. Nel secondo caso vi è il solo secondo strato canalizzatore puntando sul fatto che i materiali utilizzati e gli accorgimenti costruttivi sono tali da limitare, se non annullare, la possibilità di riflessione di porzioni di fascio elettromagnetico verso l’area circostante.

Per quanto detto è evidente che il sensore ottico dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, esso consente di focalizzare correttamente il fascio al fine di simulare coerentemente un proiettile poiché anche fasci puntiformi sono sicuramente rilevabili se incidono sull’obiettivo.

Il sensore ottico consente inoltre di rilevare colpi a segno anche nella totalità della superficie dell’obiettivo senza che vi sia un sostanziale aumento dei costi e senza costituire impedimento per l’utente o per l’oggetto che lo indossa poiché non è necessario un aumento dei sensori di fasci elettromagnetici utilizzati.

Come appena visto, peraltro, il sensore ottico dell’invenzione consente di limitare quanto più possibile la riflessione di sue porzioni nell’area circostante in modo da limitare o azzerare il problema dei falsi positivi.

L’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela del trovato definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

“UN SENSORE OTTICO” RIVENDICAZIONI 1. Un sensore ottico per il rilevamento di fasci elettromagnetici (F) simulanti proiettili in una simulazione tattica militare, detto sensore ottico (1) avendo un corpo sostanzialmente laminare (2) che comprende: − almeno uno strato canalizzatore (4) conformato per convogliare e mantenere al proprio interno porzioni di fascio elettromagnetico (F) che presentano un angolo di incidenza a detto strato canalizzatore (4) inferiore a 90°; − almeno uno strato di materiale rifrangente (5) per frammentare i fasci elettromagnetici (F) che lo colpiscono e deviare tali frammenti verso detto almeno uno strato canalizzatore (4) con un angolo di incidenza inferiore a 90°; − almeno un sensore di fasci elettromagnetici (8) accoppiato almeno a detto strato canalizzatore (4) per riceverne i fasci elettromagnetici canalizzati.
2. Sensore ottico secondo la rivendicazione 1, in cui almeno un primo (10) di detti strati canalizzatori (4) è interposto tra detto strato rifrangente (5) e l’ambiente di provenienza dei fasci elettromagnetici (F).
3. Sensore ottico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto strato rifrangente (5) è interposto tra l’ambiente di provenienza dei fasci elettromagnetici (F) ed almeno un secondo (11) di detti strati canalizzatori (4).
4. Sensore ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato rifrangente (5) è costituito da materiale plastico.
5. Sensore ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto strato rifrangente è costituito da uno strato di vernice rifrangente.
6. Sensore ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato canalizzatore è una membrana.
7. Sensore ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato canalizzatore (4) comprende fibra di vetro.
8. Sensore ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato canalizzatore comprende PVC.