SE1150113A1 - Eldledningssystem - Google Patents

Abstract

Eldledningssystem, omfattande. - ett hölje,. - en ljuskanal, genom vilken en användare kan observera ett mål och samtidigt mottaga visuellt visad information, vilken ljuskanal omfattar delvis reflekterande optik, - en ljuskälla utsändande ljus till den delvis reflekterande optiken via en strålgång, åstadkommande ljus för en retikel eller annan information synlig för en användare, - organ för mottagning av ett mått för ett avstånd till målet, - en processor, för fastställande av den korrekta positionen för riktpunkten, utgående från avståndet till målet,. varvid minst en vinklingsbar spegel är anordnad i strålgången så att en position för retikeln är styrbar genom styrning av spegelns vinkling.Att publiceras med Fig. 2.

Description

10 15 20 25 30 35 matriser därav är väldigt komplex, vilket påverkar komponentens och eldledningssystemets pris. Även om produkten har utmärkt prestanda finns det fortfarande utrymme för utveckling inom området.

Vid användning av ammunition med hög kulbana under fältmässiga förhållande är det självklart viktigt att ha en förhöjd medvetenhet vad gäller händelser i omgivningen. Av denna anledning är det fördelaktigt och önskvärt att ha ett eldledningssystem som saknar optik eller elektronik som skymmer synfåltet, exempelvis optiska eller elektroniska system som skapar en reell eller virtuell avbildning av målet, vilken inte är linje med användares siktöga och det faktiska målet.

Det är även fördelaktigt att kunna betrakta målet med det andra ögat när man siktar. Av dessa skäl är ett sikte, eller ett eldledningssystem, enligt föreliggande uppfinning ett lågförstorande sikte, eller ännu hellre ett ickeförstorande sikte, i vilket bilden av målet är väsentligen opåverkad av närvaron av ett sikte mellan användarens öga och målet.

Sammanfattning För detta ändamål omfattar ett uppfinningsenligt eldledningssystem: ett hölje; partiellt reflekterande optik genom vilken en användare kan observera ett mål och samtidigt mottaga visuellt återgiven information; en ljuskälla, för visualisering av en riktpunkt för användaren via den partiellt reflekterande optiken; organ för mottagande av ett mått på avståndet till målet; en processor, för fastställande av riktpunktens korrekta position utgående från avståndet till målet samt för styrning av vinklingen av minst en vinklingsbar spegel anordnad i strälgången mellan användaren och lj uskällan, varvid retikeln kan visualiseras i korrekt position. Som uttrycket används häri innefattar ”vinklingsbar” att spegelns lutning kan ändras i tre dimensioner, eller relativt två axlar, och begränsas alltså inte till att spegeln vrids kring en enda axel.

Nämnda minst en spegel kan även användas för visualisering av annan information som text, nummer eller bilder.

Enligt en utföringsforni är ljuskällan en enda punktkälla, företrädesvis en RCLED, och den vinklingsbara spegeln används för att rikta ljuset från ljuskällan på så vis att en retikel avbildas vid rätt position. Enligt denna utföringsform utgör den vinklingsbara spegeln den enda rörliga komponenten, vilket säkerställer möjligheten att skapa en tålig konstruktion.

Enligt en annan utföringsform är ljuskällan anordnad att belysa en tvådimensionell matris av individuellt styrbara mikrospeglar. Denna konstruktion möjliggör för matrisen at rikta endast en, eller ett utvalt parti av alla styrbara 10 15 20 25 30 35 mikrospeglar på ett sådant sätt att ljuset vidarebefordras till användares öga, varigenom en retikel kan formas. Ett kommersiellt exempel på en sådan mikrospegelmatris är en DMD (Digital Micromirror Device) som styrs med hjälp av DLP (Digital Light Processing). Sådana anordningar finns exempelvis i visningsapparater såsom projektorer, och en möjlig kandidat är TALPIOOOB-mikrospegeln som tillhandahålls av Texas Instruments. Enligt föreliggande utföringsforrn kan det vara tillräckligt att kunna anordna varje spegel i en position där ljuset kan vidarebefordras i strålgången för att forma en bild åt användaren och en position där ljuset inte kan det, dvs. en bistabil spegelupphängning.

Enligt en utföringsforrn är spegeln i valfri tidigare utföringsform försedd med en ytbeläggning för reflektering av ljus med den specifika våglängd eller i det våglängdsintervall som sänds ut av lj uskällan.

Siktets huvudsyfte är såklart att hjälpa användaren att träffa målet och eldledningssystemet kommer åstadkomma en retikel som kan överlagras målet. Det bör noteras att det finns andra möjligheter än att överlagra en retikel. Retikeln kan ha annan for, såsom en hårkorsform eller en cirkelform, och dessa utföringsfonner faller inom kravets skyddsomfång. Spegeln möjliggör avbildning av en retikel som är förflyttbar i en vertikal riktning, på så vis att en retikel för olika målavstånd kan visas.

Riktpunkten läge beräknas utgående från det uppmätta avstående till målet.

Vidare gör den endimensionella matrisen det möjligt att utsända ljus från flera punkter hos matrisen samtidigt, vilket ökar eldledningssystemets funktionalitet. I händelse av en målmiss kan möjligheten att visa flera riktpunkter vara användbar vid korrigering av riktpunktens position, exempelvis genom att låta den riktpunkten som användes kvarstanna på målet medan en annan riktpunkt förflyttas elektroniskt till den verkliga träffpunkten. På detta sätta kan processorn korrekt räkna ut riktpunkten så att nästa skott resulterar i en träff.

Processorn kan innefatta tabeller och/eller algoritmer rörande prestanda för olika sorters ammunition. Den uppenbara pararneter som behövs rör kulbanan för olika avstånd, eftersom riktpunktens position förlitar sig på denna typ av data. Processorn möjliggör dock långt mer komplicerade manövrer, såsom korrektion för vindhastighet, inklination, lufttryck, luftfuktighet, korrigeringar, etc., och gör eldledningssystemet väldigt mångsidigt. Enligt en eller flera utföringsforrner kan eldledningssystemet således även innehålla data rörande olika sorters ammunition, och i sådana fall inkluderas sådana data vid framtagandet av riktpunktens position. Framtagandet kan även inkludera uppgifter rörande vindhastighet, lufttemperatur, luftfuktighet, vapnets 10 15 20 25 30 lutning i tvärriktningen, och andra faktorer som påverkar ammunitionens kulbana, och valet av riktpunkt. Ett annat exempel är att det finns två olika elevationer vid vilka ammunitionen kommer att träffa målet; en låg elevation som resulterar i en lägre kulbana, och en hög elevation som resulterar i en högre kulbana. Beroende på typen av mål, terrängen framför målet, och ammunitionen kan antingen den högre eller den lägre kulbanan vara föredragen. Genom att tillhandahålla önskat scenario till kontrollenheten kan den, om det är geometriskt möjligt, visa antingen den ena eller båda av de applicerbara riktpunktema.

I ovanstående sammanhang avser termen ”position” en position i ett plan som är ortogonalt mot siktlinjen mellan användarens ökan och målet. För flera applikationer är det även viktigt vid vilket avstånd från användarens öga den upplysta delen, dvs. riktpunkten, av lj uskällan är belägen.

Optiken som avbildar riktpunkten åt användaren kan omfatta optik som är anpassad att skapa en bild av riktpunkten som är väsentligen parallaxfri relativt målet.

En väsentligen parallaxfri riktpunkt förenklar mycket för användaren eftersom det inte föreligger något behov av att upprikta några andra komponenter förutom att bara lägga riktpunkten på målet och avfyra. Om ammunition med hög kulbana används kommer siktesfönstret genom vilket användaren observerar målet vanligen vara betydligt större än vad som används för ett normalt kikarsikte, och det bör medge en betydande inklination av vapnet, och därmed av eldledningssystemet, med bibehållen visuell kontakt med målet genom eldledningssystemet. En väsentligen parallaxfri riktpunkt skapas generellt genom att låta optiken skapa en bild på oändligt avstånd från användarens öga, eller vid ett typiskt användaravstånd, såsom 300 m. Detta innebär även att ett normalt mänskligt öga kan vara relaxerat, vilket gynnar användarens förmåga att hålla koncentrationen under lång tid. Om riktpunkten är belägen på ett oändligt avstånd från användarens öga, eller 300 m, och målet är beläget 100 m bort kommer det att föreligga viss parallax, som dock saknar signifikant betydelse för vapnets precision, så länge som användaren fortfarande kan överlagra riktpunkten relativt målet under observation genom eldledningssystemet. Pga. det faktum att mål kommer att vara belägna på olika avstånd är en helt parallaxfri riktpunkt mycket svår att åstadkomma, vilket är orsaken till att ordet ”väsentligen” används. För föreliggande uppñnnings syfte har ”väsentligen parallaxfri” optik ett väldigt lågt inneboende beroende på avståndet till observerade objekt när det gäller att visa små eller obefintliga parallaxeffekter. 10 15 20 25 30 35 Enligt en eller flera utföringsforrner kan eldledningssystemet kombineras med utrustning för infraröd belysning och/eller mörkerkikarsystem, vilket kan öka eldledningssystemets användbarhet.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en schematisk illustration av ett eldledningssystem enligt en första utföringsfonn av föreliggande uppfinning, i en sidovy.

Fig. 2 är en schematisk illustration av ett eldledningssystem enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 3A och 3B är schematiska vyer framifrån av mikrospegelmatriser, vilka kan användas hos ett sikte enligt den andra utföringsfonnen.

Beskrivning av utföringsformer Fig. 1 är en schematisk vy av ett sikte 100 enligt en första utföringsforrn av föreliggande uppfinning. I denna utföringsforrn tillhandahåller en ljuskälla 102, företrädesvis en punktkälla såsom en ensam LED eller hellre en RCLED ljuset för till den retikel som ska visualiseras. Ljusets strålgång illustreras av den heldragna linjen för vilken pilspetsama indikerar riktningen. Efter att av avlänkats med hjälp av den vinklingsbara spegeln 106 reflekteras ljuset mot komponenten 114 med hjälp av vilken det riktas mot användaren (symboliserad av ögat). En optiskt yta (glasfönster) 116 är anordnad mellan komponentema 114 och användarens öga. Rörande komponenten 114 är det föredraget att den har en parabolisk spegels egenskaper vad gäller ljuset från ljuskällan 102, men i de flesta utföringsformer utgörs den av en manginspegel (eng. mangin mirror), vilken är enklare att tillverka än en verkligt parabolisk spegel. Det ska även noteras att användaren betraktar ett målområde genom komponenterna 114 och 116. Därför är det också föredraget att komponenten 1 14 omfattar ett kompenseringsarrangemang så att förvanskning av målområdet begränsas i möjligaste mån. Detta implicerar även att manginspegelns reflekterande yta omfattar en beläggning som reflekterar våglängder i det våglängdsintervall som sänds ut av ljuskällan medan den släpper igenom övriga synliga våglängder.

När väl målavståndet är inhämtat kan en kontrollenhet fastställa en korrekt vinkling för spegeln 106, vilket ger en korrekt retikelposition. Ytterligare avbildningsoptik man vara anordnad i strålgången mellan lj uskällan och den semitransparenta komponenten 114. 10 15 20 25 30 Den prickstreckade ramen indikerar att de visade komponenterna är anordnade inom ett eldledningssystems hölje.

I den andra uttöringsform av siktet 200, vilken visas i den schematiska illustrationen i Fig. 2, finns det vissa framträdande skillnader med avseende på hur retikelpositionen kontrolleras. I denna uttöringsform belyser ljuskällan 202 en tvådimensionell matris 206 mikrospeglar, valbart via ytterligare optik 204. Optiken 204 kan säkerställa en jämn belysning av mikrospegelanordningen 206. I den minst komplicerade utföringsforrnen kan varje mikrospegel inta två positioner. I en första position vidarebefordrar den ljus från lj uskällan mot användarens ögon, och en andra position gör den det inte. Ytterligare optik 208, 210, 212, 214 används för att avbilda mikrospegelanordningen för användaren. Komponenten 214 kan ha egenskaper liknande dem hos komponenten 114 i den första utföringsformen, och även den kan utgöras av en manginspegel.

En styrenhet kan fastställa vilken av mikrospeglarna som ska vara i den första positionen och därigenom fastställa den avbildade retikelns position (eller annan visuellt visad information, såsom text, siffror eller bilder). En möjlig nackdel hos denna utföringsfonn är att endast en liten andel av det utsända ljuset vidarebefordras till användares, och den är därför inte lika energieffektiv som den första utföringsforrnen.

Av detta skäl övervägs utföringsformer där mikrospeglarna kan styras till fler positioner än av-/påpositionema som beskrivs ovan. I sådana utföringsforrner kan flerra mikrospeglar användas för avbildning av en enda retikel.

Hur mikrospegelanordningar fungerar har beskrivits tidigare, och det kommer inte att beskrivas i mer detalj här.

Fig. 3A och 3B visar två alternativa utföringsformer av mikrospegelmatriser 12 som kan användas hos föreliggande uppfinning. Den matris som visas i Fig. 3A är av standardutförande med avseende på sin form (som är rektangulär eller kvadratisk), medan matrisen enligt Fig. 3B har tagits fram för användning i föreliggande eldledningssystem och har formen av en parallelltrapets. Den kortare av de parallella sidoma hos parallelltrapetsen har en bredd av ca 30-50 pixlar, exempelvis 40 speglar, och den längre av de parallella sidorna har en bredd av ca 100-140 speglar, exempelvis 120 speglar. Avståndet mellan de parallella sidorna kan vara ca 150-200 speglar, exempelvis 175 speglar. Andra parallelltrapetsformer är tänkbara utan att man därmed frångår denna aspekt av föreliggande uppfinning 10 15 20 25 30 Parallelltrapetsforrnen resulterar i flera fördelar, vilka samtliga relaterar till det faktum att matrisens funktion kommer att bibehållas medan dess yta reduceras (för båda jämfört med en konventionell, rektangulär matris). För det första, vilket kanske är viktigast, har föreliggande sökande inte upptäckt några markanta nackdelar, vilket gör det lättare att uppskatta fördelarna. En fördel är att under produktion möjliggör den uppfinningsenliga utfonnningen för fler matriser att tillverkas per ytenhet. Matrisen som visas i fig. 3B anordnas i eldledningssystemet 1 på så vis att dess smala ände kan användas för att avbilda riktpunkten för mål som är långt borta. Matrisens form har ett färre antal pixel, vilket förbättrar utfallet (eng. yield) vid tillverkning.

Den bild som genereras av ett uppfinningsenligt sikte kan vara en virtuell bild på oändligt avstånd från användaren, i syfte att relaxera ögat så mycket som möjligt.

En laseravståndsmätare (visas ej) kan innefattas i föreliggande sikte. En sådan laseravståndsmätare kan vara av standardutfornming, och arbeta vid 1550 nm (som inte är synligt för ljusförstärkande system av standardutformning), och så kan även hårdvaran, mjukvaran och de lagringsmöjligheter som används vara. Andra standardvåglängder som används är kring 900 nm, vilket fortfarande är i IR-området, samt synligt ljus. Det senare har nackdelen att en ljusblixt syns vid användning.

Avståndet till målet mäts normalt med avståndsmätaren och vidarebefordras automatiskt till styrenheten, men en avståndsinställning skulle också kunna inmatas av användaren.

Siktets hölje måste vara styvt och hållbart. I en utföringsforrn är det gjort av extruderad aluminium med hög hållfasthet som är anodiserad, vilket resulterar i ett starkt, styvt och hållbart hölje med låg vikt. Istället för att vara extruderat kan vara utformat från en massiv komponent eller från en gjutning av basmaterial. Det finns även andra altemativ för hölj et, såsom exempelvis armerad plast eller kompositmaterial. För den första utföringsformen kan den faktiska stymingen av RCLED-intensiteten utföras genom variation av pulslängden till RCLED:en på så vis att det mänskliga ögat tolkar det som en variation av intensiteten. Denna reglermetod beskrivs i detalj i EP 1 210 561 A av föreliggande sökanden och kommer inte att beskrivas mer här, dock införlivas relevanta detalj er av ansökan genom referens. Även justering av strömmen i pulsama kan användas för att utöka intervallet inom vilket intensiteten kan ställas in.

Detta är extra viktigt när utrustning för mörkerseende används.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Eldledningssystem, omfattande - ett hölj e, - en ljuskanal, genom vilken en användare kan observera ett mål och samtidigt mottaga visuellt visad infonnation, vilken ljuskanal omfattar delvis reflekterande optik, - en ljuskälla utsändande ljus till den delvis reflekterande optiken via en strålgång, åstadkommande ljus för en retikel eller annan information synlig for en användare, - organ for mottagning av ett mått for ett avstånd till målet, - en processor, for fastställande av den korrekta positionen for riktpunkten, utgående från avståndet till målet, varvid minst en vinklingsbar spegel är anordnad i strålgången så att en position for retikeln är styrbar genom styming av spegelns vinkling.

2. Eldledningssystem enligt krav 1, varvid den vinklingsbara spegeln åstadkoms av en enda reflekterande yta.

3. Eldledningssystem enligt krav 1, varvid den vinklingsbara spegeln åstadkoms av en mikrospegelanordning omfattande flera vinklingsbara speglar i en matrisuppsättning, företrädesvis en tvådimensionell matris.

4. Eldledningssystem enligt något föregående krav, varvid den vinklingsbara spegeln definierar en plan yta.

5. Eldledningssystem enligt krav 3 eller 4, varvid matrisen har formen av en parallelltrapets.

6. Eldledningssystem enligt något föregående krav, varvid siktet vidare omfattar en avståndsmätare inom sitt hölje.

7. Eldledningssystem enligt något föregående krav, varvid optiken som synliggör retikeln för användaren är anpassad att skapa en bild av retikeln som är väsentligen parallaxfri relativt målet.