TWI649533B - 利用彈道變焦之光學裝置及用於瞄準目標之方法 - Google Patents

Abstract

瞄準目標之方法包含接收光學裝置之初始條件。初始條件包含範圍元素之尺寸及與該範圍元素之尺寸相關之範圍。該方法更包含接收彈道資訊及自影像感測器接收影像。至少部分影像顯示於顯示器上。覆蓋範圍元素於影像之經顯示部分上。接收第一變焦輸入以設定對應至光學裝置之第一距離之第一變焦值。該方法亦包含基於第一距離及彈道資訊而決定第一射彈位置。

Description

利用彈道變焦之光學裝置及用於瞄準目標之方法

本發明係與利用彈道變焦之光學裝置及用於瞄準目標之方法相關。

本申請案係主張2014年2月7日所申請之美國專利申請案號14/175,803之優先權，該美國專利申請案號14/175,803係為2013年3月5日所申請之美國專利申請案號13/786,383之部分延續案，及該美國專利申請案號13/786,383係為2012年3月5日所申請之美國非臨時申請案號13/412,506之部分延續案；藉由於本文中參照該等美國專利/非臨時申請案之整體而整合該等美國專利/非臨時申請案之揭露於本文中。

當以槍枝進行長距離射擊時，射擊者首先必須基於至目標之距離(範圍)、肇因於子彈之飛行特性及重力之子彈落下(落下)及在發射時間時所吹之風之側風分量(風阻)而決定發射解決方案。

典型地，射擊者將具有貼在他武器側面之圖表或該 射擊者將記憶經更正之每者之值(即，在不同範圍處及風速之落下及風阻)。射擊者之後必須對該等元件值之每者做出更正。為了此目標常使用兩種方法。第一種方法係手動地調整光學瞄準裝置上的鏡頭轉臺，以便標線將射擊者引導至經更正之目標位置。第二種替代方法係使用所屬技術領域具有通常知識者通常稱為「彈道補償(Holdover)」之方法。為了此目標有許多類型之具有漸變標線之光學瞄準裝置。射擊者基於標線之漸變而放置該目標於標線上之不同位置處。

先前專利中有許多被引用之「光學解決方案」至「自動發射解決方案」之問題；然而，因自動移動光學元件的高昂成本及在武器之重複衝擊下維持準確度之困難，很少該等解決方案在市場中存活下來。

根據本發明之瞄準裝置或設備之第一實施例包含影像感測器及用於得到瞄準裝置所瞄準之物體之視訊影像之透鏡、影像處理器、用於感測相對於瞄準裝置之重力之傾斜感測器、用於顯示由影像感測器所捕捉及由影像處理器所處理之視訊影像之顯示器元件、允許使用者檢視顯示元件之目鏡透鏡、感測大氣條件之壓力及溫度感測器及覆蓋該等元件之合適手段。

設備提供全面「固態數位」及「免提」解決方案給遠程準確發射武器之任務。射擊者能藉由簡單地將武器自一邊傾斜到另一邊而輸入所有所需資訊，以在發射時沒有從武器移除他的手的情況下進行遠程射擊。

預先決定之臨界值角度定義傾斜功能。為了方便解釋起見，讓我們說這是10度。若武器之傾斜角度在任一方向(即，左邊或是右邊)小於10度，則為跨風阻調整而進行計算。隨著合適十字符號而疊加經調整之跨風阻量之表示，以定義呈現給射擊者之視訊影像上之瞄準點。若武器之傾斜角度在任一方向大於10度，則疊加於視訊影像上之範圍數字取決於大於10度之傾斜角度之方向及強度而逐步增加或減少。若視野(即，放大倍數)係在由前透鏡及影像感測器所定義之視野限制內，則呈現給射擊者之視訊影像之視野係同步地相關於範圍數字而增加或減少。

亦疊加測距圈於視訊影像上。此圈呈現預先定義之目標尺寸。若視野大於該圈之最低極限，則該圈於顯示元件上保持固定尺寸。若視野係在最低極限處，則逐步調整測距圈尺寸為相對於範圍設定之較小尺寸。為了找到至目標之距離，射擊者藉由向左或向右傾斜武器超過10度而調整範圍設定，直到目標符合測距圈為止。

如上文所描述的，裝置提供沒有明顯可見之外部控制之耐用的瞄準裝置。藉由傾斜武器而自動執行所有用於關於內部感測器及設定之遠距射擊所必要之彈道計算，從而簡單容易地使用瞄準裝置。

根據本發明之另一實施例係為數位瞄準鏡設備，該數位瞄準鏡設備包含管狀外殼，該管狀外殼係具有中軸及第一後端及第二後端及由外殼之第一後端承載之可交換數位相機模組。相機模組包含至少一聚焦透鏡，該至少一聚焦透鏡 軸向地從正常安裝之影像感測器至相機模組內之感測電路板上之透鏡軸間隔。由透鏡所投射之影像聚焦在感測器上之預先決定之位置處。可拆卸地固定具有縱軸之控制/顯示模組至外殼之第二後端。藉由相機模組之感測器電路板上之連接器將控制/顯示模組電連接至相機模組。當控制/顯示模組安裝於外殼之第二後端中時製造連接。控制/顯示模組具有控制部分，該控制部分包含電路板及安裝於其上之顯示元件及該控制部分包含顯示部分，該顯示部分遮蓋與顯示元件對齊之目鏡透鏡組件。

控制/顯示模組之控制部分較佳地具有所有連接至於控制/顯示模組中軸向導向之印刷電路板上之印刷電路之電力來源、傾斜感測器、外部電腦連接器、影像處理器、記憶體及一對轉換器。相機模組及控制/顯示模組於管狀外殼中同軸對準。當控制/顯示模組自相機模組分開及該控制/顯示模組繞其之縱向軸線旋轉時，控制/顯示模組經配置以允許使用者在可設置之預編程式參數間選擇。藉由一或更多個一對轉換器之致動而選擇一或更多個預編程式之參數。

控制/顯示模組中之傾斜感測器經配置以測量裝置關於外殼軸之傾斜角度，及該控制/顯示模組中之傾斜感測器使影像處理器產生經調整之目標影像以回應經測量之傾斜角度。一旦自傾斜感測器接收到大於臨界值角度之經測量傾斜角度時，影像處理器經配置以立即產生顯示影像視野中之變化。大於零及小於臨界值角度之傾斜角度使顯示影像視野中之風阻調整指示符改變位置。

控制/顯示模組經配置以當控制/顯示模組自相機模組分開、水平握持該控制/顯示模組及該控制/顯示模組繞該控制/顯示模組之縱向軸線旋轉時，而允許使用者在可設置之預編程式之參數間選擇。

在一態樣，技術相關於瞄準目標之方法，該方法包含以下步驟：接收光學裝置之初始化條件，其中該初始化條件包含範圍元素之尺寸及與該範圍元素之尺寸相關之範圍；接收彈道資訊；自影像感測器接收影像；顯示至少一部分該影像於顯示器上；覆蓋該範圍元素於該影像之該經顯示部分上；接收第一變焦輸入以設定第一變焦值，其中該第一變焦值對應至該光學裝置之第一距離；及基於該第一距離及該彈道資訊而決定第一射彈位置。在一實施例中，方法進一步包含以下步驟：至少基於部分該第一射彈位置及該第一變焦值而顯示第一感興趣區域。在另一實施例中，方法進一步包含以下步驟：顯示對應至該第一射彈位置之第一符號。在另一實施例中，方法進一步包含以下步驟：接收最大變焦輸入以設定最大變焦值，其中藉由影像感測器之感興趣區域及顯示器之感興趣區域定義該最大變焦值；顯示關於該最大變焦值之最大限度地經放大影像；接收第二變焦輸入以設定第二變焦值，其中該第二變焦值係對應至該光學裝置之第二距離；計算經調整範圍元素之尺寸；疊加該經調整範圍元素於該經顯示之最大限度地經放大影像；基於該第二距離及該彈道資訊而決定第二射彈位置；及至少基於部分之該第二彈道位置及該第二變焦值而顯示第二感興趣區域。在另一實施例中， 方法進一步包含以下步驟：顯示對應至該第二射彈位置之第二符號。

在上述態樣之另一實施例中，第一符號具有在目標處之彈著點及引導符號之至少一者。在實施例中，第一射彈位置決定操作係至少基於部分側風輸入。在另一實施例中，第一射彈位置決定操作係至少基於部分射彈資訊輸入、環境溫度輸入、傾角輸入、傾斜輸入、炮口速度輸入及氣壓輸入。在另一實施例中，影像感測器具有相機。

在另一態樣中，技術相關於瞄準目標之方法，該方法包含以下步驟：接收彈道資訊；自影像感測器接收影像；接收變焦值；至少基於部分該彈道資訊而計算射彈軌跡；及基於該變焦值而顯示感興趣區域，其中該感興趣區域至少部分對應至該射彈軌跡。在一實施例中，方法進一步包含以下步驟：決定至目標之範圍。在另一實施例中，決定操作包含以下操作：顯示至少一部分影像於顯示器上；及疊加範圍元素於部分影像上。在另一實施例中，方法進一步包含以下步驟：接收變焦輸入，其中該變焦輸入包含經更新之變焦值；及基於該經更新之變焦值而顯示經更新之感興趣區域。

在另一態樣中，技術相關於瞄準目標之方法，該方法包含以下步驟：自影像感測器接收影像；顯示至少部分之該接收影像，其中該經顯示部分具有經顯示視野；以固定尺寸顯示與該經顯示視野相關之範圍元素；接收目標尺寸輸入；接收變焦輸入以設定變焦值；至少基於部分之該目標尺寸輸入及該變焦值而計算至目標之範圍。在一實施例中，目 標尺寸輸入具有預設目標尺寸輸入。在另一實施例中，該接收目標尺寸輸入之步驟包含自儲存裝置接收該目標尺寸輸入。在另一實施例中，自複數個預先決定之目標尺寸選擇該目標尺寸輸入。

在另一態樣中，技術相關於用於瞄準目標之設備，該設備包含：外殼；顯示器；影像感測器；及控制器，該控制器經配置以選擇性地以預設變焦模式及彈道變焦模式操作該設備；其中當在該預設變焦模式中時，變焦級別中之增加沿著自該設備至該目標之光路而改變視野；及其中當在該彈道變焦模式中時，該變焦級別中之該增加沿著來自該設備之彈道路徑而改變該視野。在一實施例中，其中在該預設變焦模式中，相關於一射彈著地點之符號顯示於該顯示器上，其中基於該變焦級別而變化在該顯示器上之該符號之位置。

100‧‧‧數位瞄準鏡系統

101‧‧‧外殼

102‧‧‧前透鏡

103‧‧‧影像感測器

104‧‧‧影像處理器

105‧‧‧傾斜感測器

105a‧‧‧按鈕

106‧‧‧電池

108‧‧‧控制/顯示模組

109‧‧‧影像顯示元件

110‧‧‧目鏡

110a‧‧‧眼睛感測器

200‧‧‧目標影像覆蓋

201‧‧‧十字線

202‧‧‧範圍元素

203‧‧‧側風修正符號

204‧‧‧範圍數字

205‧‧‧刻點標示

300‧‧‧瞄準裝置

301‧‧‧外殼

302‧‧‧前透鏡

303‧‧‧影像感測器

304‧‧‧微處理器

305‧‧‧傾斜感測器

306‧‧‧電池

307‧‧‧套環

308‧‧‧控制/顯示模組

309‧‧‧影像顯示元件

310‧‧‧目鏡透鏡組件

311‧‧‧整合安裝系統

312‧‧‧電腦連接埠

313‧‧‧控制部分

314‧‧‧按鈕

315‧‧‧顯示部分

316‧‧‧按鈕

318‧‧‧外部螺紋套環

319‧‧‧相機模組

320‧‧‧鏡筒

321‧‧‧表面

322‧‧‧接觸

324‧‧‧母連接器

326‧‧‧電路板

500‧‧‧獵人

502‧‧‧目標

504‧‧‧光學路徑

506‧‧‧彈道路徑

508‧‧‧瞄準裝置

510‧‧‧線

512a‧‧‧0碼

512b‧‧‧200碼

512c‧‧‧400碼

512d‧‧‧600碼

512e‧‧‧800碼

600‧‧‧影像

602‧‧‧ROI

604‧‧‧經顯示影像

606‧‧‧瞄準元素

608‧‧‧範圍元素

700‧‧‧瞄準裝置

702‧‧‧FOV

704‧‧‧內線

706‧‧‧目標

800‧‧‧方法

802‧‧‧操作

804‧‧‧操作

806‧‧‧操作

808‧‧‧操作

810‧‧‧操作

812‧‧‧操作

814‧‧‧操作

816‧‧‧操作

818‧‧‧操作

850‧‧‧方法

852‧‧‧操作

854‧‧‧操作

856‧‧‧操作

858‧‧‧操作

860‧‧‧操作

862‧‧‧操作

864‧‧‧操作

866‧‧‧操作

900‧‧‧方法

902‧‧‧操作

904‧‧‧操作

906‧‧‧操作

907‧‧‧操作

910‧‧‧操作

912‧‧‧操作

914‧‧‧操作

916‧‧‧操作

1000‧‧‧方法

1002‧‧‧操作

1004‧‧‧操作

1006‧‧‧操作

1008‧‧‧操作

1010‧‧‧操作

1012‧‧‧操作

1101‧‧‧操作

1102‧‧‧操作

1103‧‧‧操作

1104‧‧‧操作

1105‧‧‧操作

1106‧‧‧操作

1107‧‧‧操作

1108‧‧‧操作

1109‧‧‧操作

1201‧‧‧操作

1202‧‧‧操作

1203‧‧‧操作

1204‧‧‧操作

1205‧‧‧操作

1206‧‧‧操作

1207‧‧‧操作

1208‧‧‧操作

1209‧‧‧操作

1210‧‧‧操作

1211‧‧‧操作

當一起閱讀附加圖式時，可自下列各種實施例之描述而更全面瞭解本技術之其他特徵及優勢及本技術本身。該等附加圖式其中：

圖1為根據本發明之數位瞄準鏡之一實施例之部分截面示意圖。

圖2圖示圖1之數位瞄準鏡之目標影像覆蓋之一實施例。

圖3為根據本發明之數位瞄準鏡之另一實施例之側視圖。

圖4為圖3之數位瞄準鏡之部分截面示意圖。

圖5為圖3之數位瞄準鏡之控制/顯示模組之分離透視圖。

圖6為如圖5所展示之控制/顯示模組之另一透視圖。

圖7為圖6之控制/顯示模組之控制部分之分離透視圖。

圖8為圖6之控制/顯示模組之控制部分之透視圖，該透視圖展示經連接至控制部分之感測器電路板。

圖9為圖3所展示之數位瞄準鏡之實施例之可交換相機模組之分離截面示意圖。

圖10圖示圖3之數位瞄準鏡之控制/顯示模組所提供之四種典型顯示。

圖11為重力影響子彈飛行之簡化表示。

圖12A至圖12C描繪使用彈道變焦技術之瞄準裝置之經捕捉視野及經顯示檢視間之比較。

為傳統光學變焦系統之各種放大，圖13A描繪感興趣區域。

為根據本發明之一實施例之彈道變焦系統之各種放大，圖13B描繪感興趣區域。

圖14描繪視野及固定尺寸範圍元素間之關係。

圖15至圖18描繪瞄準目標之方法。

圖19圖示在如步槍之武器上之圖1及圖3所示之設備中初始對齊或瞄準之程序。

圖20圖示決定在如用於各種距離之步槍之特定武 器上之圖1及圖3所展示之設備之砲口速度(MV)及彈道特性(BC)值之程序。

現在仔細參考附加圖式，該等附加圖式至少協助圖示說明本發明所提供之新技術之相關實施例。

現在參考圖1，一數位瞄準鏡系統100之實施例經圖示說明。在該經圖示說明之實施例中，系統100包含具有前端及後端之細長的、中空的及管狀的外殼101。可自陽極氧化鋁或諸如此類製造外殼。將前透鏡102及影像感測器103安裝至接近於外殼101之前端。安裝前透鏡102以便將來自目標之光線聚焦在影像感測器103上。影像處理器104、傾斜感測器105及電池106安裝於管狀外殼101內。影像感測器103及傾斜感測器105與影像處理器104進行電子通訊。將控制/顯示模組108及影像顯示元件109安裝至接近於外殼101之後端。影像顯示元件109與影像處理器104進行電子通訊。為安裝瞄準裝置100至武器(例如，步槍)之目的，外殼101亦包含整合安裝系統(未圖示)。

在此示例性實施例中，影像感測器103為可操作的以得到目標之原始影像資料。影像處理器104為可操作的以自影像感測器103接收原始影像資料及基於該原始影像資料產生目標影像。影像顯示元件109為可操作的以自影像處理器104接收目標影像及顯示目標影像給使用者，此可助於武器之瞄準。

傾斜感測器105為可操作的以測量瞄準裝置100之 傾斜角度及基於該傾斜角度產生角位置資料。如本文所使用的，「傾斜角度」意味瞄準裝置100之關於管狀外殼101之中軸之旋轉方向。在傾斜角度通過來自參考方向(例如，垂直)之裝置而經定位在橫軸的同時，表示該傾斜角度為裝置之旋轉移位(即，角移位)之量度。在一實施例中，傾斜感測器為加速度計。如本文所描述的，亦可利用經設置接近於目鏡110之眼睛感測器110a及該眼睛感測器110a與處理器104進行可操作之通訊。

影像處理器104較佳地包含微處理器、儲存靜態資訊及動態資訊之記憶體及伴隨著可操作以自傾斜感測器105接收角位置資料及基於該角位置資料而調整目標影像顯示之軟體。因此，舉例而言，在沿著通過武器槍管之軸對準或瞄準武器的同時，經由附加瞄準裝置100之武器之順時針/逆時針旋轉而改變傾斜角度可助於控制與裝置相關之一或更多個瞄準功能。在替代實施例中，此傾斜感測器之控制及調整功能可用按鈕105a、轉換器、旋紐或其他實施而被替代或補充。

儲存於影像處理器104記憶體中之靜態資訊包含影像感測器103上之光學焦點位置座標。因影像感測器103為稱為像素之感光單元之二維陣列，故陣列上之透鏡之焦點之x-y座標定義用於顯示之影像之中心之參考位置。燒錄該等座標至影像感測器之非揮發性記憶體中。

在圖1及圖2之經圖示實施例中，改變傾斜角度可控制此類如視野調整、落下修正及/或風阻修正之瞄準功能。臨界值傾斜角度可定義瞄準裝置100之個別功能。在一實施 例中，使用者可藉由應用大於臨界值角度之傾斜角度至瞄準裝置100而控制經顯示目標影像之視野(即，有效放大率)。當傾斜感測器105在任一方向感測到傾斜角度大於臨界值角度時，影像處理器104可藉由調整視野而回應。不論是增加或減少視野，在該增加或減少視野中之速率可取決於傾斜角度之方向及強度。

在一實施例中，臨界值傾斜角度為10度。因此，應用往右方(即，順時針)之傾斜角度30度可使視野快速地減少(即，增加放大率)，從而快速地使目標影像中之物體對使用者來說看起來較大。反過來說，應用往左方(即，逆時針)之傾斜角度15度可使視野緩慢地增加(即，減少放大率)，從而緩慢地使目標影像中之物體對使用者來說看起來較小。

目標影像之視野可具有由影像感測器103之解析度及影像顯示元件109之解析度所決定之限制。舉例而言，影像感測器103可具有2560 X 1920像素之解析度，及影像顯示元件109可具有320 X 240像素之解析度。當來自影像感測器103上之一像素之資料控制影像顯示元件109上一像素之輸出時，可因此達到目標影像之最小視野(即，最大放大率)。因此，在此範例中之最大放大率處，影像顯示元件109可顯示由影像感測器103所收集之1/8資料。當具有320 X 240像素之影像顯示元件109顯示所有由具有2560 X 1920像素之影像感測器103所收集之資料時，可達到目標影像之最大視野(即，最小放大率)。因此，在此範例中之最小放大率處，來自由影像感測器103所收集之像素塊被結合至稱之為「裝倉 (binning)」之程序中，及之後發送該等來自由影像感測器103所收集之像素塊以控制影像顯示元件109上之一像素。為了以高解析度執行測距功能，可在小步驟中之最大值及最小值間逐步修改目標影像之視野。因此，影像感測器103之視野將在小步驟中自2560 X 1920像素變化至320 X 240像素，及藉由影像顯示元件109所顯示之影像之解析度將固定保持為320 X 240像素。因此，在一示例性實施例中，瞄準裝置具有可變之放大比率8比1。再者，一或更多個按鈕105a、旋紐或轉換器亦可執行如上文所述之與傾斜感測器105相關之調整。

現在參考圖2，目標影像覆蓋200之一實施例經圖示說明。微處理器104可疊加目標影像覆蓋200於經顯示目標影像上。目標影像覆蓋200顯示可助於武器之瞄準之資訊給使用者。在該圖2之經圖示說明之實施例中，目標影像覆蓋200包含十字線201、為範圍圈的範圍元素202、側風修正符號203、範圍數字204及刻點標示205。使用十字線201以定義目標影像內之瞄準位置。範圍數字204顯示範圍。測量範圍之單位可為使用者可選擇之碼(yard)或米(meter)。將側風修正符號203和刻點標示205結合以指示經修正之每小時英里或每小時公里之側風量。如所展示之覆蓋200以可選之所選擇之英制單位指示自右方來之每小時3英里之側風係被修正，及距離目標525碼之所計算之子彈落下係被修正。

經圖示之目標影像覆蓋200包含範圍元素202。在經描繪實施例中，範圍元素202為範圍圈，但可利用其他元 素形狀。瞄準裝置100可經由使用為範圍圈的範圍元素202之「視距測量法(Stadiametric method)」而測量至目標之距離(即，範圍)。為範圍圈的範圍元素202表示預先決定之目標尺寸。為了決定至目標之範圍，可調整視野(例如，藉由應用大於10度之傾斜角度)且同時保持為範圍圈的範圍元素202之尺寸為常數，直到目標影像看起來像是完全地填滿範圍圈。作為替代地，若呈現在瞄準裝置100上，則可按壓按鈕105a及可旋轉鏡頭轉台等。影像處理器104之後可使用三角學(trigonometry)而計算至目標之距離。舉例而言，構成目標之可見頂部、目標之可見底部及前透鏡120之三點定義出直角三角形。從目標之頂部到底部之距離定義該三角形之第一邊。範圍圈提供與第一邊相反之角度之測量。因此，影像處理器104可計算該三角形之鄰近邊之長度(即，至目標之距離)。

在至目標之非常長之距離處，即使係在最大放大率(即，最小視野)處，目標之影像仍可能不夠大地填滿為範圍圈的範圍元素202。因此，在一實施例中，當已達到最大放大率時，影像處理器104可開始以減少為範圍圈的範圍元素202之尺寸，以回應持續輸入而減少視野(例如，在超過臨界值角度之角度處持續握持瞄準裝置100)。因此，即使係在超過最大放大率之距離處仍可有助於測距。於下文中更進一步地描述此程序。

可基於如與子彈相關之範圍及彈道資料之此類變數，而藉由影像微處理器104計算及修正重力在子彈上之影 響(即，子彈落下)。可輸入彈道資料及可儲存該彈道資料於瞄準裝置100中。於下文中參考額外示例性實施例而更進一歩地描述此類輸入之範例。為了助於子彈落下修正，雖然對檢視者來說影像將看起來像是位於十字線中央，但影像處理器104可基於所計算之子彈落下而相對於十字線201將目標影像上移，從而使射擊者有效地瞄準目標上方之點。在其他下文所描述之實施例中，影像處理器104可在距離射擊者之某些距離處而顯示關於射彈之感興趣區域。之後將要求射擊者將武器抬高以便對齊在目標上之十字線。此動作修正在任何沿著射彈路徑之點之子彈落下。

可基於如範圍、彈道資料及發射時之環境風條件之此類變數，而藉由影像處理器104計算及修正風在子彈上之影響(即，跨風阻(cross-windage))。可使用所屬技術領域中已知之技術而測量或估計環境風條件。可藉由應用適當傾斜角度至瞄準裝置100而輸入跨風阻至影像處理器104。為助於跨風阻修正，影像處理器104可基於所計算或已知之跨風阻而相對於十字線201將目標影像水平移動，從而使射擊者瞄準目標之迎風點。在其他下文所描述之實施例中，影像處理器104可基於跨風阻而在某些距離處顯示關於射彈之感興趣區域。之後將要求射擊者移動武器以便對齊在目標上之十字線。此動作修正在任何沿著射彈路徑之點之跨風阻。

使用者可藉由應用瞄準裝置100之小於臨界值角度之傾斜角度而控制跨風阻修正功能。應用至瞄準裝置100之傾斜強度及方向可控制跨風阻輸入之強度及方向，因此控制 跨風阻修正。舉例而言，若臨界值傾斜角度為10度，則向右(即，順時針)之傾斜角度5度可對應適當補償自使用者右測吹來之10英里小時之風之跨風阻修正。反之，向左(即，逆時針)之傾斜角度3度可對應適當跨風阻調整以補償來自左邊之7英里小時之風。

側風修正符號203可藉由允許使用者更準確地輸入跨風阻而助於跨風阻修正。影像處理器104可使側風修正符號203相對於十字線201左右滑動，以回應傾斜角度之強度及方向，從而指示使用者與影像處理器104進行通訊之跨風阻輸入之強度及方向。

此外，即使為由側風修正符號203所指示之側風而修正武器之視線，影像處理器104仍調整經顯示目標影像之由左至右之位置而使得目標保持在十字線中央。舉例而言，在圖2所示之示例性圖示說明中，因射擊者所看見之顯示影像被適當地移動，故側風修正符號203指示由右到左之跨風阻輸入3單位(例如，英里小時)，同時為此3英里小時側風而自動向右調整武器槍管對齊。因此，射擊者必須在發射武器的同時維持此3單位傾斜，以自動地修正側風。在替代實施例中，當射擊者可在發射前將槍枝回復至直立位置時，不需維持傾斜。

為初始對齊如步槍之武器上之裝置100，首先該裝置100必須安裝於武器上及在已知距離處「瞄準」。操作順序概述於圖19中。使用此程序以補償用於相關於武器槍管之機械對齊變化之裝置。第一垂直調整被稱之為用於在參考距 離處之機械「提升」之修正。典型地以步槍為例，在100碼之目標距離處完成此事。補償安裝之水平變化之第二調整被稱之為機械「風阻」。對於裝置100來說，於常駐於外部裝置上之軟體中做出該等調整，該外部裝置如膝上型電腦、iPad、智慧型手機或連接至裝置100中之微處理器104之PC。

如圖19之操作步驟1101所展示的，載入假設完整槍管對齊之初始預設值、所期待之炮口速度(MV)值及所期待之彈道係數(BC)作為裝置100中之預設值。接著，在操作1102中，取出武器至其中目標放置在已知距離處(舉例而言，100碼處)之目標範圍，及裝置100瞄準該目標。較佳地，當沒有側風影響做好之修正時完成此事。接著，在操作步驟1103中，以垂直(未傾斜)及瞄準之裝置100發射第一測試射擊，使得十字線被置於目標影像之中央。在操作1104中，測量及記錄來自目標中央之子彈撞擊偏差。在操作1105中，進行第二測試射擊，及在操作1106中，記錄來自目標中央之子彈撞擊偏差。在操作1107中，多次重複該等測試射擊。在操作1108中，輸入所有該等經記錄之偏差值至軟體中，以產生用於特定武器上之裝置100之機械升高及風阻修正值。最後，在操作1109中，經由範圍裝置100之USB埠下載用於裝置100之軟體經決定升高及風阻修正值至該範圍裝置100。

為提供合適炮口速度(MV)及對武器量身訂製之彈道係數(BC)資料，需要額外之於不同距離處發射之測試。參考圖20解釋該等操作。至步驟1208之該等步驟與圖19相似。在操作1209中，重複先前步驟以用於各種不同目標距離。在 操作1210中，之後輸入偏差於軟體中以產生資料之最佳擬合及產生用於武器中所發射之特定槍彈之準確之炮口速度及彈道係數資料。之後在操作1211中，下載該等數值至裝置100中。

所使用以產生MV及BC資料之軟體代碼係基於眾所皆知之用於射彈之牛頓物理公式。可在肯吳德(Kenwood)出版社之亞瑟J‧佩賈(Arthur J.Pejsa)所著之現代實用彈道(Modern Practical Ballistics)第二版中找到用於此目標之示例性方程式。一旦已知用於特定武器/目標裝置結合之該等MV及BC值及下載該等用於特定武器/目標裝置結合之該等MV及BC值，裝置100之操作立即為簡單明確的。

在操作中，裝置100之使用者簡單地將武器瞄準於目標處及以反時針方向傾斜武器超過10度以視覺地放大目標，之後，當顯示器中大小合適時，讓武器回復垂直及取決於所感知到的側風而向左方或右方傾斜武器，進行射擊。經由將顯示影像上移或下移之微處理器自動地修正範圍。十字線保持於中央及自動提供及顯示範圍修正。藉由射擊者傾斜武器至他的或她的由圖2所展示之影像顯示中之側風修正符號203所提供之所欲目標偏移量之估計而自動做出跨風阻修正。自動地在顯示器中將目標影像右移或左移，以便十字線保持在中央，及射擊者在維持所欲傾斜的同時以中央十字線瞄準經顯示影像而進行射擊，因此修正側風。

現在參考圖3至圖4，圖示說明瞄準裝置300之第二實施例。在該經圖示說明之實施例中，瞄準裝置300包含 具有前端及後端之細長的、中空的及管狀的外殼301。可自陽極氧化鋁或諸如此類製造外殼。將前透鏡302及影像感測器303一起安裝於接近外殼301之前端之一密封單元中。安裝前透鏡302以便將來自目標之光線聚焦在影像感測器303上。前透鏡302及感測器303為經密封之可交換相機模組319之部分。影像感測器303安裝於電路板上，及該影像感測器303較佳地包含感測器、影像處理器及非揮發性記憶體。

如下文所描述的，微處理器304、壓力及溫度感測器(未展示)、傾斜感測器305及電池306安裝於控制/顯示模組308中之電路板326。影像感測器303、溫度、壓力、及傾斜感測器305與微處理器304進行電子通訊。

控制/顯示模組308及影像顯示元件309可移除地安裝於接近外殼301之後端。影像顯示元件309與微處理器304進行電子通訊。外殼301亦包含為安裝瞄準裝置300至武器(例如，步槍)之目的之整合安裝系統311。

瞄準裝置300可包含瞄準裝置100之第一實施例之一些或全部特徵，舉例而言，該瞄準裝置100之第一實施例之一些或全部特徵包含如視野調整、子彈落下(範圍)修正及/或跨風阻修正之此類特徵。此外，瞄準裝置300較佳地包含可交換相機模組319，該相機模組319由鏡筒320中之前透鏡302及影像處理器303構成。影像感測器303正常安裝於固定於筒320之後端之電路板上之透鏡軸線上，及該影像感測器303較佳地密封至該筒320中。影像感測器電路板包含用於接收如下文描述之自控制/顯示模組308之前端所延伸之刀片式 針腳連接器之同軸向後延伸之母連接器324。

經由外部螺紋套環318而固定相機模組319至外殼301，該外部螺紋套環318經由對齊表面321(圖9中所展示)而引導及安全地安裝鏡筒320於外殼301內之確切對齊中。此可交換相機模組特徵允許在不需要於不同相機模組319中重新瞄準的情況下，於各種不同環境中(如長距離或短距離情形)利用一目標設備或瞄準裝置300。對使用者來說此可為非常具有優勢的。

現在參考圖5至圖8，圖示說明可移除之控制/顯示模組308之一實施例。藉由套環307而可移除地安裝控制/顯示模組308至細長管狀外殼301之後端。自管狀外殼301之控制/顯示模組308之移除可助於電池更換及/或助於如下文所描述之裝置設定之配置。套環307可應用至在武器發射期間可維持控制/顯示模組308及管狀外殼301間之機械連接之卡口類型、螺紋或任何其他合適安裝系統。

套環307之前開口套在管狀外殼301之後端之外表面上。在此示例性實施例中之管狀外殼301之後端之外表面包含環型槽。套環307之內表面包含環型凸條，該環型凸條經配置以適合於槽中，使得套環307旋轉安裝至管狀外殼301。套環307之後開口之內表面係螺紋的。控制/顯示模組308之前端之外表面為同樣螺紋，使得控制/顯示模組308可經由套環307之旋轉而螺紋安裝至管狀外殼301。因此，在沒有控制/顯示模組308相對於管狀外殼301之旋轉的情況下，套環307允許控制/顯示模組308連接至及不連接至管狀外殼 301。因此，接著允許使用插頭或卡口類型之在控制/顯示模組308及相機模組319間之電子連接。

控制/顯示模組308包含目鏡透鏡組件310。目鏡透鏡組件310助於影像顯示元件309之檢視。在一實施例中，自目鏡透鏡組件310中之目鏡透鏡至影像顯示元件309之距離可為手動可調的以助於屈光度調整。舉例而言，目鏡透鏡組件310可螺紋安裝至控制/顯示模組308中使得目鏡透鏡組件310之順時針旋轉使自目鏡透鏡至影像顯示元件309之距離減少，反之亦然。

如圖8所最佳顯示的，控制/顯示模組包含控制部分313，該控制部分313包含電池306所在之電路板326、傾斜感測器及壓力感測器，及溫度感測器附加至該電路板326及該電路板326與微處理器304連接，該微處理器304接下來連接至控制/顯示模組308之顯示部分315中之顯示元件309。電路板326之前端包含公刀片型連接器322，該公刀片型連接器322與母連接器324匹配，以如上文所述的，當控制/顯示模組308安裝於外殼301內時，將影像感測器303牢靠地連接至安裝於電路板326上之微處理器304。

控制/顯示模組308之自管狀外殼301之分隔允許使用者輸入要被儲存的資訊於微處理器304之電子記憶體中。此類資訊可包含彈道資料、(舉例而言)環境溫度、壓力、炮口速度、阻力及/或與一或更多個子彈類型相關之彈道係數。在瞄準裝置300的示例性實施例中，自管狀外殼301移除控制/顯示模組308暴露電腦連接埠312，該電腦連接埠312經由電 路板326而與處理器304進行電子連接。在一實施例中，電腦連接埠312為USB埠。因此，控制/顯示模組308經連接至具有能經由電腦連接埠312而與處理器304通訊之合適應用軟體之電腦。之後可輸入用於一或更多個子彈槍彈類型之彈道資料及儲存該用於一或更多個子彈槍彈類型之彈道資料於瞄準裝置300中，以用於與藉由處理器304之範圍內(in-the-field)子彈軌跡計算相關之使用，從而如上文所描述的助於武器之瞄準。

現在回到圖9，展示可交換透鏡模組319之一實施例。在經圖示之實施例中，透鏡模組包含具有對齊表面321之鏡筒320。對齊表面321助於外殼301中之可交換透鏡模組319之正確對齊。如上所述，影像感測器303較佳地包含非揮發性記憶體。非揮發性記憶體儲存沿著相機模組319之視線放置之影像感測器303之像素陣列內之像素(本文稱為「參考像素」)座標(x,y)。當可交換透鏡模組319安裝於瞄準裝置300中時，微處理器304可為可操作的，以讀取參考像素之座標從而建立目標影像上之參考點。因此，可安裝至瞄準裝置300中之可交換透鏡模組319之每者為自我包含的且為經密封的。此外，本文所描述之可變特性並不因相機模組319之變化而被影響。

由予輕微的製造缺陷(例如，鏡頭缺陷)，相機模組319之視線可不與相機模組319之縱向中心軸線確切一致。較佳地，參考像素經決定為製造透鏡組件319之程序中之最後步驟。為決定參考像素，可連接可交換透鏡模組319至包含 與對齊表面321匹配之表面之校準設備(未圖示)。校準設備更包含經定位之校準目標，使得當可交換相機模組319安裝於校準設備中時，透鏡模組319之中軸對準於校準目標。之後可經由感測器303而得到校準目標之影像。之後可經由分析影像而定位參考像素，以決定感測器303之哪一像素捕獲自校準目標中央所發出的光。之後可經由校準設備儲存(例如，「燒錄」)參考像素之座標於影像感測器303之非揮發性記憶體中。

現在參考圖10，藉由數位瞄準範圍之控制/顯示模組所提供之四種示例性選單顯示經圖示說明。在一控制/顯示模組308之實施例中，控制/顯示模組308之自管狀外殼301之分隔允許使用者做此類功能(如為範圍圈的範圍元素202之尺寸、最大變焦範圍及子彈類型)之範圍內選擇。

較佳地組織該等功能於選單中。舉例而言，槍彈選單可顯示多個槍彈類型。在選單上變化槍彈類型，而使由處理器304所進行之軌跡計算所使用之彈道資料、MV及BC值對應地變化。

在一實施例中，使用者可藉由改變分隔之控制/顯示模組308之傾斜角度而透過各種選項選擇等級。舉例而言，第一選單出現於傾斜角度0度處，第二選單出現於傾斜角度90度處，第三選單出現於傾斜角度180度處，及於傾斜角度270度處可呈現第四選單。使用者可經由按下按鈕314及316之使用而透過每一選單內之各種選項選擇等級。因此，使用者可施加對此類功能(如為範圍圈的範圍元素202之尺寸、最 大變焦範圍及與一或更多個子彈槍彈類型相關之彈道資料)之範圍內變化。在其他實施例中，可使用如上文所描述之眼睛感測器以經由選單選擇等級。眼睛感測器可對齊眼睛之特定且刻意的移動，因而該眼睛感測器可調整選單上之選擇。舉例而言，眼睛感測器可對齊眼睛之向下移動，及該眼睛感測器可將信號引導至處理器以強調在先前選單選擇下方之選單選擇。眼睛之向左移動或向右移動可選擇或不選擇選擇。亦可使用(例如)具有較預先定義時間長之期間之刻意眨眼以選擇或不選擇選項。亦可考量藉由其他眼睛移動所採取之行動。

較佳地藉由自瞄準裝置移除前透鏡蓋(未描述)而完成開啟瞄準裝置100或300。藉由更換瞄準裝置上之前透鏡蓋而完成將瞄準裝置設為低功率待機狀態之動作。理所當然地，移除電池將使用於儲存之裝置無法運作，但移除電池並不會抹除儲存於非揮發性記憶體中之靜態資訊。

亦可使用本文所描述之技術(如變焦級別增加或減少)於顯示沿著射彈之彈道曲線之該射彈之位置之瞄準或光學裝置中。示例性條件呈現於圖11中。如上所述，當子彈自步槍行進至意欲目標時，好幾個力量影響子彈之飛行。當子彈自槍枝行進至目標時，重力使子彈自高處落下。若獵人500接近他的/她的目標502，則子彈落下很少。此軌跡在短距離時接近光學路徑504。然而，槍枝和彈藥之改善可允許獵人自遠距離瞄準獵物。如藉由圖11之彈道路徑506所表示的，在該等更遠的距離處，重力使子彈自高處更顯著地落下。其他因素亦影響子彈之飛行。舉例而言，側風使子彈水平地沿著 子彈之飛行路徑移動。通常稱用於已在子彈之飛行上之影響風之光學裝置中之補償為風阻。溼度、高度、溫度及其他環境因素亦可影響子彈之飛行。

為正確地瞄準顯著距離處之目標，可調整典型的光學裝置(即，在沒有影像感測器的情況下，使用複數個沿著光學路徑之透鏡之光學裝置)以增加沿著裝置之光學路徑之放大率。即，放大率之增加增加了沿著瞄準裝置及目標間之直線之目標之經檢視尺寸。然而，為了補償子彈落下，使用者必須藉由輕抬起槍枝而調整觀景窗內之目標位置，從而基於至目標之範圍而對齊不同瞄準元素於目標上。匆忙或分心之初學(或甚至是進階)射擊者常忘記此額外步驟，而導致不正確的瞄準。此可導致失誤射擊；或更糟的，此可導致非致命射擊。在如下描述之稱做「彈道變焦」技術中，瞄準裝置在任何給定至射擊者之距離處顯示關於彈道位置之區域，因此迫使射擊者抬起、放低或以其他方式調整槍枝之位置以補償子彈落下或側風。

本文所描述之彈道變焦技術與先前技術不同，在該本文所描述之彈道變焦技術中，放大率(或變焦)之增加係沿著子彈之彈道路徑506發生。對於任何已知之彈道資訊(例如，射彈口徑、炮口速度、側風速度等)來說，在任何至槍枝之距離處，射彈之位置係為已知。如圖11所描繪的，本文所描述之技術沿此彈道路徑506變焦。瞄準裝置508捕捉視野(FOV)(由線510所劃定)。然而，瞄準裝置508僅顯示視野510之部分給使用者。此經顯示部分(亦稱為感興趣區域(ROI))為 圍繞射彈位置之視野之區域。多個感興趣區域512描繪於圖11中。舉例而言，自目標裝置512a之零碼係為圍繞在空間中之點之射彈之區域。於200碼(512b)、400碼(512c)、600碼(512d)及800碼(512e)描繪感興趣區域。變焦值(如下文所更進一步敘述的)係與彈道曲線相關，因而允許瞄準裝置508決定用於給定範圍之放大率，反之亦然。經顯示之感興趣區域512可為如特定應用程式所需要或所意欲之任何區域。當子彈沿著彈道路徑506落下時，獵人500被迫使舉起槍枝，以維持正確地放置於目標502上之經顯示瞄準元素。

圖12A至圖12C描繪經捕捉視野相對於在各種變焦級別處使用彈道變焦技術之用於瞄準裝置之經顯示檢視之比較。並不描繪由使用瞄準裝置內之透鏡所導致之影像反轉。圖12A描繪由如相機之影像感測器所捕捉之影像600。典型地，此影像600為感測器之完整FOV。對射擊者呈現ROI 602為顯示器上之經顯示影像604。在此圖中，ROI 602為全部經捕捉影像600。如十字線之瞄準元素606經疊加於經顯示影像604上。為十字線之瞄準元素606指示將在至瞄準裝置之特定距離處之哪裡定位子彈，其中該特定距離係與瞄準裝置之變焦級別相關。在此情形中，以範圍圈之形式之範圍元素608亦經疊加於經顯示影像604上。

在所有變焦級別高達及包含最大變焦級別處，範圍元素608之經顯示尺寸與影像600之FOV係相同尺寸，及該範圍元素608之經顯示尺寸係被校準至已知目標尺寸。因此，當使用經校準至六英尺目標之範圍元素時，一旦目標「適於」 範圍元素內時(藉由增加放大率)，則瞄準裝置立即能基於如上所述之視距測量法而計算至目標之範圍。不像沿著光學路徑增加放大率之前案裝置，彈道變焦技術係沿著彈道路徑增加放大率。因此，因當遠離槍枝之距離增加時，彈道路徑落下，故當變焦級別增加時，經顯示影像604係自影像600之FOV之較低部分上之ROI 602取得。舉例而言，圖12B描繪在4x變焦級別之關係。此處，經捕捉影像或影像600之FOV自圖12A為不變的。ROI 602較影像600之FOV小，且放置該ROI 602接近於影像600之FOV之底部區域。如經顯示影像604般地顯示ROI 602。瞄準元素606及範圍元素608之尺寸及位置於顯示器上保持不變。圖12C描繪在8x變焦級別之關係。再次地說，經捕捉影像或影像600之FOV自圖12A為不變的。ROI 602較完整影像600之FOV小，且放置該ROI 602於影像600之FOV之底部。藉由像素裝倉或其他所屬領域已知技術而可縮放感測器解析度至顯示器解析度。當變焦增加能量時，顯示越來越小之ROI 602。此外，因放大率跟隨著彈道路徑，故ROI 602總是在用於特定變焦級別及相關範圍之子彈位置處之中央。此事幫助確保在距離處之準確射擊。

圖13A描繪用於各個習知光學變焦系統之放大率之感興趣區域。在習知變焦系統中，放大率係位於FOV之中央，及ROI係對應至FOV之經中央定位區域。因此，在越來越遠之距離處，使用者必須對齊不同瞄準元素至目標，以確保準確射擊。此外，鑑於所描繪之側風，使用者必須利用風阻瞄準元素以補償側風。在此情形中，使用者必須將槍枝往左瞄 準，以補償朝右移動之側風。

對之，圖13B描繪用於各種彈道變焦系統之放大率之感興趣區域。此處，ROI之中央允許子彈彈道曲線，使得在每一變焦級別處，子彈位置係在ROI之中央。當變焦級別增加時，ROI之中央係根據所計算之子彈落下而向下移動，及該ROI之中央根據所計算之子彈源於側風之飄移而水平移動。此事迫使使用者將單一可用之瞄準點置於目標中央，以簡單得到準確射擊。

圖14描繪視野及固定尺寸範圍元素間之關係。描繪具有FOV 702(藉由最外面的線所定義)之瞄準裝置700。內線704描繪與FOV 702有關之範圍元素程度。在任何變焦級別處，FOV角度α為已知。故範圍元素(由內線704表示)在任何變焦級別處對向(subtend)已知範圍元素角度β。使用者可自將尺寸設為適合特定目標706尺寸之範圍元素中選擇。舉例而言，使用者可選擇在已知距離處對應至特定尺寸之目標(例如，用於麋鹿或其他大型獵物之六英尺目標或用於豬或較小獵物之三英尺目標)之圈。因僅有經由範圍元素(由內線704表示)確切圍住目標706之單一範圍R，故瞄準裝置700能基於變焦級別而決定該範圍R。瞄準裝置執行計算以決定至目標706之範圍R。使用此範圍以計算彈道及定位ROI。亦可沿著變焦級別、側風速度或其他資訊而展示範圍R。

圖15至圖18描繪根據幾個實施例之瞄準目標之方法。圖15描繪以瞄準或光學裝置瞄準目標之第一方法800。方法800開始於操作802，其中接收光學裝置之初始化條件。 初始化條件可包含範圍元素之尺寸及與範圍元素相關之範圍。舉例而言，範圍元素可基於大約6英尺之目標，且可取決於所期待目標之尺寸而藉由使用者選擇該範圍元素。瞄準裝置之處理器與帶有已知範圍之已知範圍元素相關，使得適合範圍元素內之目標範圍為已知。在操作804中，接收彈道資訊，該彈道資訊如炮口速度、射彈重量或類型、側風速度及方向、氣壓、傾角、傾斜、環境溫度及其他資訊。典型地，雖然在使用期間通常會設定側風速度，但在使用之前，會將很多此資訊程式化至瞄準裝置之儲存元素中。在操作806中，藉由影像感測器接收影像(一般來說為FOV)。在操作810中，顯示至少部分此影像(ROI)於顯示器上給使用者。之後，在操作812中，可接收第一變焦輸入，及設定第一變焦級別。此變焦級別對應至自瞄準裝置開始之已知距離。變焦輸入可基於所採取之部分在使用者上的行動，該行動舉例而言為按鈕或旋紐之致動及傾斜槍枝等。在操作814處，當瞄準裝置於變焦級別中增加時，決定伴隨著相關彈道資訊之於已知距離(或變焦級別)處之射彈位置。如在操作816中，基於變焦值及射彈位置，可顯示通常圍繞著射彈位置之ROI。雖然可為瞄準而使用經顯示十字線，但瞄準裝置仍可顯示如在十字線之交叉點處之瞄準元素之符號，以更強調射彈位置。

圖16描繪一次以影像感測器所達到之最大變焦級別瞄準目標之方法850。若目標離瞄準裝置使用者相當遠，且若在執行例如圖15所描繪之方法800後，瞄準裝置已達到該瞄準裝置之最大變焦級別時，則此類條件可發生。方法850 藉由接收設定最大變焦級別之最大變焦輸入而開始於操作852處。可藉由影像感測器ROI及經顯示影像定義最大變焦級別；舉例而言，一旦影像感測器ROI之解析度符合經顯示影像之解析度時。在操作854處顯示最大限度地經放大影像。之後，在操作856處，第二變焦輸入設定第二變焦值。不像如上所述之方法800，在達到最大變焦值後之更進一步之變焦輸入減少範圍元素之經顯示尺寸。在操作858中，基於變焦輸入或變焦級別而計算範圍元素之尺寸。之後在操作860中，疊加經調整範圍元素於最大限度地經放大影像上。在操作862處，當瞄準裝置之變焦輸入增加時，決定伴隨著相關彈道資訊之在已知距離(或變焦級別)處之射彈位置。基於變焦值及彈道位置，可顯示通常圍繞著射彈位置之感興趣區域。如圖15之方法800中，瞄準裝置可顯示如瞄準元件之符號，以更強調射彈位置。

圖17描繪瞄準目標之方法900。方法900包含接收彈道資訊，及所有或部分該彈道資訊可經儲存於記憶體中。在操作904中，自影像感測器接收影像。在操作906中，接收變焦值，及在操作908中，計算射彈軌跡。如同上文所述之方法，在操作910中顯示基於變焦值之ROI。通常來說，ROI係對應至少部分射彈位置。雖然可使用經顯示十字線以用於瞄準，但瞄準裝置可顯示如在十字線之交叉點處之瞄準元素之符號，以更強調射彈位置。在操作912中，藉由疊加範圍元素於部分經顯示影像上而可決定至目標之範圍。亦可利用其他決定範圍之方法。在操作914中，一旦(舉例而言) 藉由使用者之按鈕致動及傾斜瞄準裝置等而接收到變焦輸入，則在操作916中可立即展示經更新之ROI。

另一瞄準目標之方法1000圖示於圖18中。此處，在操作1002中，接收藉由影像感測器(如相機)所接收到的影像。在操作1004中，顯示部分所接收到的影像之視野。在操作1006中，顯示或疊加與經顯示視野相關之具有固定尺寸之範圍元素於視野上。在操作1008中，接收目標尺寸輸入。此目標尺寸輸入可為預設目標尺寸輸入(舉例而言，用於六英尺高之目標)，或可自儲存裝置接收輸入。在其他實施例中，自複數個預先決定之目標尺寸中選擇目標尺寸輸入。在操作1010中，接收設定變焦值之變焦輸入，及之後在操作1012中，計算至目標之範圍。

為利用如相機之影像感測器之瞄準裝置而可利用本文所描述之彈道變焦技術。在某些實施例中，可選擇使用彈道變焦為選項，而不是如上文所描述之習知或預設變焦(即，變焦級別或放大之變焦系統沿著光學路徑而增加)。因此，射擊者可如所意欲的用於特定情景及使用者偏好等而能夠改變變焦系統(彈道或習知)。在其他實施例中，可選擇光學裝置設定，其中(舉例而言，圖12A至圖12C中)所描繪之十字線與射彈位置並不相關。在此類實施例中，顯示器可呈現一或更更多個自十字線分離之瞄準元素，該等瞄準元素與給定距離處之射彈位置相關。可將ROI放在此類實施例中之瞄準元素之中央。

現在參考圖19及圖20，可在武器中所使用之最多 四種類型槍彈/子彈結合之每者而瞄準瞄準裝置300。如上文所描述之第一實施例，為了初始對齊武器(如步槍)上之瞄準裝置300，首先該瞄準裝置300需要安裝於武器上及在已知距離處「瞄準」。操作順序概述於圖19中。使用此程序以補償用於相關於武器槍管之機械對齊變化之裝置。第一垂直調整被稱之為用於在參考距離處機械「子彈落下」之修正。典型地，對步槍來說，在100碼之目標距離處完成此事。補償安裝之水平變化之第二調整被稱之為機械「風阻」。對於瞄準裝置300來說，於常駐於外部裝置上之軟體中做出該等調整，該外部裝置如膝上型電腦、iPad、智慧型手機或當自外殼301移除該外部裝置時，之後經由控制/顯示模組308上之USB埠312下載該等調整至瞄準裝置300中之微處理器304之PC。

如圖19之操作步驟1101所示，最初載入假設完美槍管對齊之預設值、所期待之炮口速度(MV)值及所期待之彈道係數(BC)至瞄準裝置300中作為預設值。接著在操作1102中，取走武器至目標範圍，其中放置目標於已知距離(舉例而言100碼)處，及瞄準裝置300經瞄準於目標處。較佳地，當沒有側風會影響所做出之修正時完成此事。接著在操作步驟1103中，以經垂直(未傾斜)握持及經基本地水平瞄準之瞄準裝置300發射第一測試射擊，使得十字線經放入於目標影像之中央。在操作1104中，測量及記錄來自目標中央之子彈撞擊偏差。在操作1105中，進行第二次測試射擊，及在操作1106中，記錄來自目標中央之子彈撞擊偏差。在操作1107中，重複該等測試射擊多次。在操作1108中，輸入所有該等經記錄 之偏差值至軟體中，以產生用於武器上之瞄準裝置300之機械提升及風阻修正值。最後，在操作1109中，經由瞄準裝置300之USB埠下載經軟體決定之用於設備之提升及風阻修正值至該瞄準裝置300。

為提供合適的砲口速度(MV)及對武器準確地量身訂製之彈道係數(BC)資料，需要在各種距離處之額外測試發射。參考圖20解釋該等操作。至步驟1208之該等步驟與圖19相似。在操作1209中，重複先前步驟以用於各種不同目標距離。在操作1210中，之後輸入偏差於軟體中以產生資料之最佳擬合及產生用於武器中所發射之特定槍彈之準確之炮口速度(MV)及彈道係數資料。在操作1211中，之後下載該等數值至瞄準裝置300中。

如參考圖20所描述之此程序之後必須重複最多4次不同之槍彈/子彈結合，因對於每個結合來說，MV值及BC值將為不同的。一旦完成此程序，瞄準裝置300可立即「得知」為瞄準裝置300之準確操作所需之準確之炮口速度及彈道係數。為了執行準確跨風阻修正計算，我們需要範圍值、傾斜值、MV值、BC值及空氣密度值。藉由傾斜(例如，大於10度)瞄準裝置300及武器而手動設定範圍，直到目標影像適當地填滿顯示器中之影像圈。之後若在發射時沒有側風。則將槍回復小於10度(或許是垂直)。若有側風，則射擊者只需適當傾斜、並根據經顯示影像中之十字線201及側風修正符號203再度瞄準，及進行射擊。溫度及大氣壓力兩者皆為關鍵性的以準確決定空氣密度。

注意當控制/顯示模組308安裝於外殼301內時，溫度值及壓力值可不再準確地反映環境條件是重要的。因此，到射擊現場前皆不應安裝控制/顯示模組，或至少當抵達射擊現場時暫時地移除該控制/顯示模組，以便可反映正確的溫度及壓力。一旦抵達射擊現場，使用者可立即移除及重新設定電池306，以重新設定控制/顯示模組308，從而在重新安裝控制/顯示模組308至外殼301內前測量及儲存壓力值及溫度值。因為接觸322，故當完全安裝控制/顯示模組時，感測器303、該感測器303之微處理器及微處理器304偵測相機模組319被連接，及因而知道當移除透鏡蓋時呈現視訊。

在操作中，瞄準裝置100或300之使用者只需將武器瞄準於目標處，逆時針傾斜武器超過10度以視覺地放大目標，之後，當顯示器中大小合適時，讓武器回到垂直及取決於所感知到的側風而向左方或右方稍微傾斜武器，進行射擊。經由為子彈落下而將顯示影像適當上移或下移之微處理器自動地修正範圍。十字線保持中央及自動提供範圍修正。藉由射擊者於小於對應至側風之估計之10度之角度處傾斜設備以及直接瞄準十字線之目標而亦可自動地進行跨風阻修正。此傾斜使顯示影像右移或左移，以便將瞄準修正於保持在中央之十字線。藉由圖2所展示之影像顯示中之為指示符的側風修正符號203而展示跨風阻修正。

因此，此處展示及描述數位瞄準裝置之獨特設計及概念。雖然此描述係針對特定實施例，但應該要瞭解的是所屬技術領域具有通常知識者可思及對本文所展示及描述之特 定實施例之修改及/或變化。及意欲將任何此類修改或變化包含於本文中。應該要瞭解的是，本文之描述係僅意欲為圖示說明的，且該本文之描述並不意欲為限制性的。取而代之的是，僅由附加於本文之申請專利範圍而限制本文所描述之發明範疇。

雖然已於本文中描述什麼是被視為本技術之示例性及較佳實施例，但對所屬技術領域具有通常知識者來說，自本文之技術來看，此技術之其他實施例將而為顯而易見的。本文所揭露之特定方法之操作、製造及配置實質上係為示例性的，且並不被視為限制。因此，附加之申請專利範圍係意欲為固定的，及所有此類修改係屬於此技術之精神及範疇。因此，意欲藉由專利證書固定之「什麼」係為後述之申請專利範圍及所有等同物所定義及差異化之技術。

Claims (19)

1. 一種瞄準一目標之方法，該方法包含以下步驟：接收一光學裝置之一初始化條件，其中該初始化條件包含一範圍元素之一尺寸及與該範圍元素之該尺寸相關之一範圍；接收一彈道資訊；自一影像感測器接收一影像；顯示至少一部分該影像於一顯示器上；覆蓋該範圍元素於該影像之該經顯示部分上；接收一變焦模式選擇信號；接收一第一變焦輸入以設定一第一變焦值，其中該第一變焦值對應至該光學裝置之一第一距離；基於該第一距離及該彈道資訊而決定一第一射彈位置；及至少部分地基於該變焦模式選擇信號顯示一第一感興趣區域。
2. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：至少基於部分該第一射彈位置及該第一變焦值而顯示該第一感興趣區域。
3. 如請求項2所述之方法，進一步包含以下步驟：顯示一對應至該第一射彈位置之第一符號。
4. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：接收一最大變焦輸入以設定一最大變焦值，其中藉由一影像感測器之感興趣區域及一顯示器之感興趣區域定義該最大變焦值；顯示一關於該最大變焦值之最大限度地經放大影像；接收一第二變焦輸入以設定一第二變焦值，其中該第二變焦值係對應至該光學裝置之一第二距離；計算一經調整範圍元素之一尺寸；疊加該經調整範圍元素於該經顯示之最大限度地經放大影像上；基於該第二距離及該彈道資訊而決定一第二射彈位置；及至少基於部分之該第二彈道位置及該第二變焦值而顯示一第二感興趣區域。
5. 如請求項4所述之方法，進一步包含以下步驟：顯示一對應至該第二射彈位置之第二符號。
6. 如請求項3所述之方法，進一步包含以下步驟：其中該第一符號包含在該目標處之一彈著點及一引導符號之至少一者。
7. 如請求項1所述之方法，其中該第一射彈位置決定操作係至少基於部分一側風輸入。
8. 如請求項1所述之方法，其中該第一射彈位置決定操作係至少基於部分一射彈資訊輸入、一環境溫度輸入、一傾角輸入、一傾斜輸入、一炮口速度輸入及一氣壓輸入。
9. 如請求項1所述之方法，其中該影像感測器包含一相機。
10. 一種瞄準一目標之方法，該方法包含以下步驟：接收一彈道資訊；自一影像感測器接收一影像；接收一變焦模式選擇信號；接收一變焦值；至少基於部分該彈道資訊而計算一射彈軌跡；及基於該變焦值而顯示一感興趣區域，其中該感興趣區域至少部分對應至該變焦模式選擇信號。
11. 如請求項10所述之方法，進一步包含以下步驟：決定該目標之一範圍。
12. 如請求項11所述之方法，其中該決定操作包含以下步驟：顯示至少一部分該影像於一顯示器上；及疊加一範圍元素於該影像之該部分上。
13. 如請求項10所述之方法，進一步包含以下步驟：接收一變焦輸入，其中該變焦輸入包含一經更新之變焦值；基於該經更新之變焦值而顯示一經更新之感興趣區域。
14. 一種瞄準一目標之方法，該方法包含以下步驟：自一影像感測器接收一影像；接收一變焦模式選擇信號；顯示至少部分之該接收影像，其中該經顯示部分包含一經顯示視野；以一固定尺寸顯示一與該經顯示視野相關之範圍元素；接收一目標尺寸輸入；接收一變焦輸入以設定一變焦值；至少基於部分之該目標尺寸輸入及該變焦值而計算至一目標之一範圍。
15. 如請求項14所述之方法，其中該目標尺寸輸入包含一預設目標尺寸輸入。
16. 如請求項14所述之方法，其中該接收該目標尺寸輸入之步驟包含以下步驟：自一儲存裝置接收該目標尺寸輸入。
17. 如請求項14所述之方法，其中自複數個預先決定之目標尺寸選擇該目標尺寸輸入。
18. 一種用於瞄準一目標之設備，該設備包含：一外殼；一顯示器；一影像感測器；及一控制器，該控制器經配置以選擇性地以一預設變焦模式及一彈道變焦模式操作該設備；其中當在該預設變焦模式中時，一變焦級別中之一增加沿著一自該設備至該目標之光路而改變一視野；及其中當在該彈道變焦模式中時，該變焦級別中之該增加沿著來自該設備之一彈道路徑而改變該視野。
19. 如請求項18所述之設備，其中在該預設變焦模式中，一相關於一射彈著地點之符號顯示於該顯示器上，其中基於該變焦級別而變化在該顯示器上之該符號之一位置。