NO333032B1

NO333032B1 - Vapensikte med lysforsterker

Info

Publication number: NO333032B1
Application number: NO20060917A
Authority: NO
Inventors: Gabriel Narcy; Jean-Luc Espie
Original assignee: Thales Sa
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2013-02-18
Also published as: WO2005017441A1; CN1829894A; IL173234A; EP1649233B1; US7409792B2; ZA200600677B; ES2291921T3; DE602004008643D1; IL173234A0; FR2858050B1; ATE371845T1; EP1649233A1; DE602004008643T2; FR2858050A1; NO20060917L; CN1829894B; US20060230665A1

Abstract

Oppfinnelsen vedrører sikter for skytevåpen med en lysforsterker. Et skytevåpen (31) kan utstyres med et kamera (1) som tillater infanteristen å ta sikte mens han forblir beskyttet, for å utføre visse typer avfyring. Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe nevnte funksjon om natten. Hensikten oppnås ved å utstyre skytevåpenet (31) med et nattsikte (2) med lysforsterker som har to optiske baner. Den første optiske bane leverer et forsterket bilde til kameraet (1), arrangert på skytevåpenet (1). Den andre bane forsyner personen som skyter med et direkte observerbart forsterket bilde. I en utførelse omfatter siktet (2) også en skjerm (282) som forsyner infanteristen med supplementær informasjon overlagret de forsterkede bilder.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører våpensikter med lysforsterker.

Det er av avgjørende viktighet for en soldat å opprettholde meget god mobilitet i alle oppdragssituasjoner og særlig når han beveger seg rundt i urbane omgivelser. Når en soldat sikter med sitt våpen, kan han bli et potensielt mål. For å unngå denne ulempe, plasseres et videokamera på løpet til våpenet, idet dette kamera for eksempel er av CCD (charge coupled device) sensor type. Dette kamera er koblet enten til et hjelmsikte plassert på soldatens hjelm, eller til en bildeenhet plassert for eksempel på håndleddet. Denne innretning tillater soldaten å ta et forskjøvet sikte på målet og tillater ham følgelig å fyre mens han forblir beskyttet. Imidlertid, den mest brukte avfyringskonflgurasjon forblir uansett den hvor soldaten tar direkte sikte på målet med det nakne øye. Kameraet må derfor være tilstrekkelig lite og forskjøvet fra siktelinjen slik at det ikke hindrer denne konvensjonelle avfyringskon-figurasjon. Denne konfigurasjon er illustrert i figur 4, som viser et perspektivbilde av vå pen/ka me ra system et. Siktelinjen 100 til kameraet 1 er forskjøvet bort fra siktelinjen 200 til soldaten for å gi ham et korrekt sikte uten å hindres av kameraet.

For å utføre nattoppdrag, er det vanlig å feste et nattsikte på våpenet. Dette sikte omfatter generelt i det minste et objektiv, en lysforsterker og et okular. Objektivet danner et bilde av det eksterne landskap på inngangsvinduet til lysforsterkeren. Denne omfatter tre hoveddeler: En første lysfølsom flate, som konverterer det optiske bilde til et elektronisk bilde, en elektronforsterker som forsterker det elektroniske bilde, og en andre flate som konverterer det elektroniske bilde til et forsterket lysbilde. Slik blir bildet av det eksterne landskap forsterket, og deretter kollimert til uendelig av okularet før det endelig blir observert av soldaten. I dette tilfelle går selvfølgelig bildet som leveres av kameraet tapt, idet lysnivåene er for lave til å tillate et korrekt bilde med dagens sensorer. Derfor tapes sikkerheten tilveiebrakt av kameraet under dagoppdrag. Husk at soldaten kan plukkes ut om natten av motstandere som enten har lysforsterkende kikkerter eller termale kameraer.

Nattsiktet ifølge oppfinnelsen tillater soldaten å ha den samme sikkerhet ved avfyring om natten som under dagen, idet prinsippet er å levere det samme forsterkede bilde samtidig til soldaten og kameraet, som derfor kan betraktes direkte eller via et hjelmsikte eller en skjerm. For nattlige oppdrag festes dette siktet enkelt på våpenet uten noen modifikasjoner på kameraet som allerede er på plass. Soldaten må derfor ikke utføre noen komplekse mekaniske manipulasjoner i en kampsituasjon. Nærmere bestemt er oppfinnelsesgjenstanden et sikte for et våpen omfattende et objektiv og en bildeforsterker, disse er plassert i en mekanisk sammenstilling med et grensesnitt for fastsetting på nevnte våpen, nevnte objektiv danner bildet av det eksterne landskap på inngangsvinduet til bildeforsterkeren, nevnte våpen inkluderer et siktekamera hvis optiske akse er parallell med aksen til dens løp, og idet nevnte sikte erkarakterisert vedat det omfatter minst: • en første optisk kanal som gir, fra det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren, et første kollimert bilde, og • en andre optisk kanal som gir, fra det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren, et andre bilde som også er kollimert, idet dens optiske akse er parallell med den optiske akse til den første optiske kanal,

idet disse kanaler er arrangert på en slik måte at, når siktet er montert på våpenet via dets festegrensesnitt, sendes det første bildet til kameraets objektiv og det andre bildet sendes til øyet til soldaten som bærer våpenet.

Med fordel omfatter den første optiske kanal i det minste en bildeoverføringsoptikk for det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren, en halvreflekterende plate, en første videresendingsoptikk, et første okular, idet det endelige bildet fra det første okular er vesentlig kollimert og utgangspupillen av nevnte første optiske kanal er vesentlig sammenfallende med inngangspupillen til objektivet til kameraet når siktet er montert på våpenet. Videre omfatter den andre optiske kanal i det minste bildeoverføringsoptikken for det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren, den halvreflekterende plate, en andre videresendingsoptikk, og et andre okular, idet det endelige bilde fra det andre okular er vesentlig kollimert og utgangspupillen av nevnte andre optiske kanal er tilstrekkelig fjernt fra legemet til siktet, fra kameraet og fra våpenet på en slik måte at soldaten kan posisjonere sitt øye i nevnte pupille uten noen større vansker.

Med fordel inkluderer siktet også en tredje optisk kanal omfattende en mikroskjerm dannet av minst en skjerm og et andre bildeoverføringsobjektiv som danner et intermediært bilde av bildet fra skjermen, idet nevnte intermediære bilde blir sendt ved refleksjon og ved overføring av den halvreflekterende plate på den ene side, inn i den første optiske kanal, og på den annen side inn i den andre optiske kanal overlagret på det forsterkede bilde fra bildeforsterkeren.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått og ytterligere fordeler vil komme fram ved lesing av den følgende beskrivelse, som er gitt som et ikke begrensende eksempel, og ved hjelp av de vedføyde tegninger, hvor:

• figur 1 viser et skjematisk bilde av nattsiktet ifølge oppfinnelsen,

• figur 2 viser nevnte sikte i figur 1 montert på våpenet,

• figur 3 viser et snittbilde av en mulig utførelse av siktet ifølge oppfinnelsen, • figurene 4 og 5 viser to perspektivbilder av et våpen med og uten siktet ifølge oppfinnelsen, • figur 6 viser et skjematisk bilde av en variant av siktet med en tredje optisk kanal som har en mikroskjerm, og • figur 7 viser et snittbilde av en mulig utførelse av varianten av siktet vist diagrammessig i figur 6.

Figur 1 viser et skjematisk bilde av nattsiktet 2 ifølge oppfinnelsen. Banen til lysstrålene som kommer fra et objektpunkt lokalisert i uendelig på den optiske akse av siktet er indikert ved prikkede linjer, hvilket gjør det mulig å følge de forskjellige operasjoner for fokusering og kollimering utført på lysstrålene gjennom de forskjellige optikker i siktet.

Det siste omfatter et objektiv 22 som danner et bilde av det eksterne landskap på inngangsvinduet 231 av en bildeforsterkerinnretning 23. Dette gir, på dens ut-gangsvindu 232, et invertert forsterket bilde. To optiske kanaler plassert bak forsterkeren 23 gir hver et kollimert bilde. Disse to optiske kanaler har en felles del dannet fra en bildeoverføringsoptikk 24 og en halvreflekterende plate 25.

Overføringsoptikken 24 tilveiebringer et første bilde av det forsterkede bilde som kommer fra forsterkeren 23. I figur 1 reflekterer den halvreflekterende plate 25 en del av nevnte bilde inn i en første optisk kanal og sender den annen inn i den andre optiske kanal. Den halvreflekterende plate er en plate med planparallelle flater. Dens virkning er innrettet ifølge den optiske kanal som det er ønskelig å prioritere. Selvfølgelig kan de optiske kanaler reverseres.

Den spesifikke del 17 av den første optiske kanal omfatter essensielt en første videresendingsoptikk 171, et plant speil 173 og et okular 172. Den første videresendingsoptikk fokuserer bildet som kommer fra optikken 24 på fokus av okularet 172, hvilket gir et endelig bilde i uendelig. Det plane speilet 173 folder de optiske stråler slik at den optiske akse 100 av okularet er parallell med siktelinjen 200 av den andre optiske kanal.

Konvensjonelt er den optiske forstørrelsen av den første optiske kanal lik forholdet mellom den fokale lengde av objektivet 22 og den fokale lengde av okularet 172 delt på forstørrelsen av kombinasjonen av overføringsoptikken 24/videresendingsoptikken 171.

Den spesifikke del 26 av den andre optiske kanal omfatter essensielt en andre videresendingsoptikk 261 og et okular 262. Den andre videresendingsoptikk fokuserer bildet som kommer fra optikken 24 på fokus av okularet 262, som gir et endelig bilde i uendelig. Pupillen av den andre optiske kanal er plassert på en slik måte at dens bilde gjennom de forskjellige optiske elementer 24, 261 og 262 er tilstrekkelig fjernt fra optikken 262 slik at soldatens øye 4 kan posisjoneres i denne pupille uten store vansker. Okularet kan være utstyrt med en dioptrisk justering for å optimalisere siktekomforten for soldaten.

Konvensjonelt er den optiske forstørrelse av den andre optiske kanal lik forholdet mellom den fokale lengde av objektivet 22 og den fokale lengde av okularet 262 delt på forstørrelsen av kombinasjonen overføringsoptikk 24/videresendingsoptikk 261.

De forskjellige flater av linsene er antirefleksjonsbehandlet for å optimalisere lys-overføringen og redusere falske bilder som skyldes multiple refleksjoner.

Legg merke til at den optiske konfigurasjon av den andre optiske kanal gjør det mulig å oppnå et bilde som oppfattes av soldaten i den samme retning som det direkte bilde av det eksterne landskap når det brukes en enkel lysforsterker, det vil ingen lysvender (light inverter), hvilket ikke er tilfelle når det for eksempel brukes nattsynsbriller, i hvilket tilfelle forsterkeren nødvendigvis må inkludere en bildeven-der. Denne konfigurasjon forenkler realiseringen av siktet og reduserer dets kost-nad.

Kombinasjonen av de forskjellige optiske elementer er plassert i en mekanisk sammenstilling 21 som holder dem sammen og beskytter dem, idet siktet 2 må brukes i militære omgivelser under ekstreme temperatur og miljøforhold (fuktighet, regn osv.). Denne mekaniske sammenstilling har et festegrensesnitt (ikke vist i dia-grammet). Dette festegrensesnitt tillater siktet å festes på et våpen 31 og har ingen spesielle egenskaper spesifikke for siktet ifølge oppfinnelsen.

Figur 2 viser et diagram av siktet montert på et våpen 31. Montert på våpenet 31

er et kamera 1 omfattende et objektiv 11 og en sensor 12, som særlig kan være en CCD sensor. Når siktet er montert på våpenet, er den første optiske kanal plassert foran objektivet til kameraet, idet den optiske akse 100 av den første optiske kanal er sammenfallende med den optiske akse av nevnte objektiv. Utgangspupillen av den første optiske kanal er vesentlig sammenfallende med inngangspupillen til objektivet 11 av kameraet 1 slik at den optiske overføring av bildet er optimal uten å begrense det optiske synsfeltet.

Figur 3 viser et snittbilde av en mulig utførelse av siktet ifølge oppfinnelsen. Den mekaniske sammenstilling 21 omfatter et hovedlegeme 212 som understøtter lysforsterkeren 23, bildeoverføringsoptikken 24 og den halvreflekterende plate 25.

Montert på dette hovedlegeme er:

• et andre legeme 211 som understøtter objektivet 22. I figur 3 omfatter dette objektivet fire grupper av linser, som totalt gir syv linser, • et tredje legeme 213 som understøtter den andre videresendingsoptikk 261 og okularet 262. Dette tredje legeme kan inkludere en translasjons-justering som tillater dioptrisk justering av okularet 262. I figur 3 omfatter den andre videresendingsoptikk tre optiske grupper med totalt fire linser, og • et fjerde legeme 214 som understøtter den optiske enhet 171, 172 og 173 av den første kanal. Den første videresendingsoptikk omfatter tre linser og okularet 172 omfatter fire linser.

Denne modulære design gjør det mulig å modifisere en av komponentene, for eksempel for å bytte ut objektivet 22 eller modifisere festegrensesnittet avhengig av det valgte våpen, uten å måtte omgjøre hele det optomekaniske design av siktet.

I dette eksempel er objektivet 11 som er plassert foran sensoren til kameraet et objektiv omfattende seks linser.

Figur 4 er et perspektivbilde av våpenet som understøtter kameraet 1 uten nattsiktet. Siktelinjen 100 av dette kamera er parallell med siktelinjen for våpenet. Kameraet er lite og forskjøvet fra siktelinjen for ikke å hindre soldatens direkte utsyn. Denne konfigurasjon tillater våpenet å brukes under dagen. Figur 5 er et perspektivbilde av våpenet i figur 4 som denne gang inkluderer siktet 2 (med heltrukne linjer i figuren). Siktet er plassert på en slik måte at den første optiske kanal er plassert foran objektivet til kameraet. Utgangspupillen av den andre optiske kanal er tilstrekkelig fjernt fra legemet til siktet, fra kameraet og fra våpenet på en slik måte at soldaten kan posisjonere øyet i nevnte pupille uten større vansker.

figur 6 viser en variant av siktet ifølge oppfinnelsen. Hensikten med denne variant er å addere et bilde som kommer fra en skjerm 282 til den frie kanal fra den halvreflekterende plate 25. Derfor adderes en kombinasjon 28 bestående av en skjerm 282 og en andre bildeoverføringsoptikk 281, som danner et intermediært bilde av skjermen 2, over den halvreflekterende plate 25. Etter refleksjon på den halvreflekterende plate 25 blir dette intermediære bilde 25 overlagret på det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren 24. Følgelig vil soldaten se i okularet 262 informasjonen som kommer fra skjermen overlagret det forsterkede bilde av det eksterne landskap. Denne informasjon når også kameraet ved overføring gjennom den halvreflekterende plate. De spektrale emisjonsbånd av skjermen og forsterkerrøret kan være forskjellig. I dette tilfelle kan refleksjons og transmisjonskoeffisientene av den halvreflekterende plate være forskjellig avhengig av det spektrale bånd, for å gi forskjellig preferanse til den første optiske kanal eller til den andre optiske kanal for hvert av de to bilder. Informasjonen levert av skjermen kan særlig være tråd-kors (sight reticles). Som et ikke-begrensende eksempel kan skjermen 282 være en flytende krystall skjerm eller en skjerminnretning med mikrospeil.

Figur 7 viser et snittbilde av en mulig utførelse av en variant av siktet 2 avbildet i figur 6. Konstruksjonen av dette siktet er lignende den vist i figur 3. Hovedlegemet 212 har simpelthen blitt modifisert i den del som ligger over den halvreflekterende plate for å huse den mekaniske komponent 215 som understøtter objektivet 281. Skjermen 282 er ikke vist i denne figur. Selv om størrelsene av utgangsvinduene til forsterkeren 23 og skjermen 282 er lignende eller identiske, er den første bilde-overføringsoptikk 24 og den andre bildeoverføringsoptikk 281 valgt å være identiske som å forenkle konstruksjonen av siktet, som illustrert i figur 7, hvor disse to optikker har den samme optiske kombinasjon omfattende tre linser.

Claims

1. Sikte (2) for et våpen (31), omfattende et objektiv og en bildeforsterker, idet disse er plassert i en mekanisk sammenstilling med et grensesnitt for festing på nevnte våpen, nevnte objektiv danner bildet av det eksterne landskap på inngangsvinduet (22) til bildeforsterkeren (23), nevnte våpen inkluderer et siktekamera 1 hvis optiske akse er parallell med aksen til dens løp (3), nevnte sikte erkarakterisert vedat det omfatter i det minste: • en første optisk kanal (24, 25, 17) som gir et første kollimert bilde fra bildet som kommer fra bildeforsterkeren, og • en andre optisk kanal (24, 25, 26) som fra det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren (23) gir et andre bilde som også er kollimert, idet dens optiske akse (200) er parallell med den optiske akse (100) av den førs-te optiske kanal, disse kanaler er arrangert slik at, når siktet (2) er montert på våpenet (31) via sitt festegrensesnitt, blir det første bilde sendt til objektivet til kameraet (1) og det andre bilde sendes til øyet (4) til soldaten som bærer våpenet.

2. Sikte ifølge krav 1, karakterisert vedat den første optiske kanal omfatter minst en bilde-overføringsoptikk (24) for det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren (23), en halvreflekterende plate (25), en første videresendingsoptikk (171), et førs-te okular (172), idet det endelige bilde fra det første okular (172) er vesentlig kollimert og utgangspupillen av nevnte første optiske kanal er vesentlig sammenfallende med inngangspupillen til objektivet (11) av kameraet 1 når siktet er montert på våpenet.

3. Sikte ifølge krav 1, karakterisert vedat den andre optiske kanal omfatter minst bildeoverfø-ringsoptikken (24) for det forsterkede bilde som kommer fra bildeforsterkeren (23), den halvreflekterende plate (25), en andre videresendingsoptikk (261), og et andre okular (262), idet det endelige bilde fra det andre okularet er vesentlig kollimert og utgangspupillen av nevnte andre optiske kanal er tilstrekkelig fjernt fra legemet til siktet (21), fra kameraet (1) og fra våpenet (31) på en slik måte at soldaten kan posisjonere sitt øye (4) i nevnte pupille uten større vansker.

4. Sikte ifølge et av kravene 2 eller 3, karakterisert vedat den halvreflekterende plate brukes for refleksjon i den første optiske kanal og for transmisjon i den andre optiske kanal.

5. Sikte ifølge et av kravene 2 eller 3, karakterisert vedat den halvreflekterende plate brukes for transmisjon i den første optiske kanal og for refleksjon i den andre optiske kanal.

6. Sikte ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat bildeforsterkeren er av bildeinversjonstypen.

7. Sikte ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat siktet også inkluderer en tredje optisk kanal omfattende en mikroskjerm (28) dannet av i det minste en skjerm (282) og et tredje bildeoverføringsobjektiv (281) som danner et intermediært bilde av skjermen (282), idet nevnte intermediære bilde på den ene side blir sendt inn i den første optiske kanal ved refleksjon og ved transmisjon av den halvreflekterende plate, og på den annen side inn i den andre optiske kanal overlagret det forsterkede bilde fra bildeforsterkeren (23).