WO2023111285A1 - Viseur pour système de tir - Google Patents

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WO2023111285A1
WO2023111285A1 PCT/EP2022/086387 EP2022086387W WO2023111285A1 WO 2023111285 A1 WO2023111285 A1 WO 2023111285A1 EP 2022086387 W EP2022086387 W EP 2022086387W WO 2023111285 A1 WO2023111285 A1 WO 2023111285A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
viewfinder
optical
transparent screen
optical unit
scene
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/086387
Other languages
English (en)
Inventor
Gabriel Narcy
Original Assignee
Thales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
Priority to EP22839310.4A priority Critical patent/EP4449047A1/fr
Priority to CA3240417A priority patent/CA3240417A1/fr
Publication of WO2023111285A1 publication Critical patent/WO2023111285A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/30—Reflecting-sights specially adapted for smallarms or ordnance

Definitions

  • the present invention relates to a sight for a firing system.
  • the present invention also relates to a firing assembly comprising a firing system and such a sight.
  • the infantryman is required to use shooting aids, such as sights or riflescopes, to help him perform precise aiming.
  • a clear viewfinder is an optical assembly allowing an image to be superimposed on an observed scene.
  • the image is, for example, a symbol, a light point or even a thermal image.
  • a clear viewfinder returns the image from a display to infinity and superimposes it on the scene observed through the viewfinder.
  • Such a viewfinder generally comprises lenses, blades and deflection mirrors.
  • Such clear viewfinders generally have either a reduced image projection field, or an exit pupil of restricted dimensions, or are bulky.
  • a reduced projection field is problematic for projecting images having a larger field than a point or an aiming reticle.
  • a small exit pupil is detrimental to the comfort of aiming.
  • Bulky viewfinders are due in particular to an offset of the viewfinder optics, which increases the field of image projection but generates clutter and reduces optical quality (aberrations).
  • the present description relates to a viewfinder in which the optical device comprises: a. a first optical unit capable of collimating an incident light beam, originating from the displayed image, the first optical unit having an optical power, and b. a second optical unit able to compensate the power of the first optical unit for the direct vision of the scene.
  • the viewfinder comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to all the technically possible combinations:
  • the optical device comprises: a. a first optical unit capable of collimating an incident light beam, coming from the displayed image, the first optical unit having an optical power, and b. a second optical unit able to compensate the power of the first optical unit for the direct vision of the scene;
  • the first optical unit comprises an own semi-reflecting mirror, on the one hand, to reflect and collimate the incident light beam coming from the displayed image and, on the other hand, to transmit the light beam resulting from direct vision from the scene ;
  • the semi-reflecting mirror is a Mangin mirror
  • the Mangin mirror is made up of a doublet comprising a diverging lens attached to a converging lens;
  • the second optical unit is a counterform comprising only diopters
  • the optical device is centered on an optical axis, the transparent screen being centered on the optical axis of the optical device;
  • the optical device has an exit pupil, the dimensions of the exit pupil being greater than or equal to 30 mm in diameter when the exit pupil is circular, and greater than or equal to 30 mm in length and 30 mm in width when the exit pupil is rectangular;
  • the sight has no element having an optical power between the transparent screen and the sighting window.
  • This description also relates to a firing assembly comprising a firing system and a sight as described above.
  • FIG. an assembly comprising a sight and a firing system, figure 2, the sight of figure 1 on which the light rays coming from an image displayed on a transparent screen of the sight have been represented, and FIG. 3, the viewfinder of FIG. 1 on which the light rays coming from the direct vision of a scene and arriving in the eye of an observer have been represented.
  • a sight 10 and a firing system 14 are illustrated in FIG.
  • the firing system 14 is suitable for firing projectiles, such as bullets.
  • the firing system 14 is, for example, a weapon such as a handgun or a rifle.
  • the firing system 14 has a firing axis, also called gun axis.
  • the viewfinder 10 is suitable for assisting the aiming of a user of the firing system 14.
  • the viewfinder 10 is suitable for displaying indications relating to the anticipated point of impact of a projectile fired by the firing system 14 or additional information relating to the scene observed by the user in direct vision (for example display of thermal images superimposed on the direct vision of the scene).
  • the scene is the portion of space in the field of vision of a user of the viewfinder 10.
  • the viewfinder 10 is a so-called clear or reflex viewfinder, that is to say a viewfinder through which a scene can be observed in direct vision in a viewport window. In other words, an image of the scene is returned to infinity in a viewport viewable by the user.
  • the viewing window defines all the gaze directions of a user for which the scene is seen in direct vision.
  • the viewfinder 10 comprises a transparent screen 20 and an optical device 22.
  • the transparent screen 20 is suitable for displaying images.
  • the images are, for example, images of an aiming indicator, such as a point or an aiming reticle, or additional information, for example thermal images (spectral range 8 pm-12 pm) of the scene which are superimposed on direct vision.
  • transparent screen it is understood a screen allowing a user to see what is displayed on the screen while being able to see through the screen. Surrounding light passes through the screen.
  • the transparent screen 20 is for example an OLED screen (from the English “Organic Light Emitting Diode” translated into French by “Diode Electroluminescente Organique”).
  • the transparent screen 20 is arranged so that the light beam from the image displayed on the transparent screen 20 is directed in the opposite direction to the direction of arrival of the beam resulting from the direct view of the scene.
  • the image displayed by the transparent screen 20 is not directly visible to an observer looking into the viewing window, it is only visible once reflected at infinity.
  • the transparent screen 20 is placed on a transparent support 23, such as a glass slide. This protects the transparent screen 20.
  • the optical device 22 is able to collimate an incident light beam, coming from the image displayed on the transparent screen 20, in the viewing window superimposed on the direct vision of a scene.
  • the optical device 22 is a catadioptric device.
  • a catadioptric device is a device comprising at least one refracting surface and at least one reflecting surface.
  • the optical device 22 is a system centered on an optical axis, that is to say that all of the optics of the optical device 22 have a symmetry of revolution centered on the optical axis of the optical device 22.
  • the transparent screen 20 is preferably centered on the optical axis of the optical device 22.
  • the optical device 22 is not necessarily a centered system and includes, for example, optics using FreeForm technology, also called lenses. digital.
  • the offset of the transparent screen 20 is such that the transparent screen is on the path of the collimated light beam in the sighting window.
  • the number of optics forming the optical device 22 is less than or equal to five. This makes it possible to limit the weight and the size of the optical device 22 and therefore of the viewfinder 10.
  • the optical device 22 has an exit pupil.
  • the exit pupil is delimited by a diaphragm 50.
  • the dimensions of the exit pupil are greater than or equal to 30 mm, preferably greater than or equal to 40 mm, in diameter when the exit pupil is circular.
  • the dimensions of the exit pupil are greater than or equal to 30 mm in length and 30 mm in width, preferably greater than or equal to 40 mm in length and 40 mm in width, when the exit pupil is rectangular.
  • the optical device 22 comprises a first optical unit 30 and a second optical unit 32.
  • the first optical unit 30 is suitable for collimating the incident light beam, coming from the image displayed on the transparent screen 20. More precisely, the first optical unit 30 is capable of infinitely reflecting the light beam coming from the displayed image.
  • the first optical unit 30 has an optical power, called first optical power (non-zero).
  • the optical power of a system is the ratio of the angle at which the eye sees the image of an object output from the system to the size of the object.
  • the assembly formed by the transparent screen 20 and the first optical unit 30 forms a projection channel for the image displayed on the transparent screen 20, in the direction of gaze of a user (viewing window).
  • the first optical unit 30 comprises a semi-reflecting mirror 35.
  • semi-reflecting mirror is understood to mean a mirror capable of reflecting a light beam arriving on one of these faces. (reflecting side) and to transmit a light beam arriving on the opposite side (non-reflecting side).
  • the semi-reflecting mirror 35 is suitable for, on the one hand, reflecting and collimating the incident light beam coming from the displayed image and, on the other hand, for transmitting the light beam resulting from the direct vision of the scene.
  • the semi-reflective treatment is, for example, of the 50% in reflection and 50% in transmission type, on the visible spectrum but could be of another type in order to favor the luminance of the perceived screen compared to the luminance of the scene.
  • the semi-reflective treatment is of the 100% dichroic type in reflection, high pass, or band pass, centered on the emission spectrum of the screen when the screen is monochrome (red for example).
  • the semi-reflecting mirror 35 is a Mangin mirror.
  • a Mangin mirror is a lens or set of lenses forming a negative meniscus with a reflective or semi-reflective treatment (in this case) on the rear face of the lens (the last) forming a curved mirror which reflects the light without spherical aberration.
  • a negative meniscus lens has a steeper concave surface and is thinner in the center than at the periphery. The use of a Mangin mirror facilitates the correction of aberrations over a wider field than a mirror.
  • the Mangin mirror is a doublet formed by a diverging lens 37 (of low dispersive index) and a converging lens 38 (of dispersive index) comprising a treatment semi -reflecting on the surface of the converging lens, not attached to the diverging lens 38.
  • a doublet makes it possible in particular to correct the chromatism in the event of use of a wide spectral band screen.
  • the second optical unit 32 is chosen so as to compensate the first optical power for the direct vision of the scene and thus to ensure that the optical power in direct crossing is zero.
  • the first optical unit 30 and the second optical unit 32 thus form a direct vision path of the scene.
  • the second optical unit 32 has an optical power, called second optical power.
  • the second optical power is thus opposed to the first optical power. This allows the light from the scene to be returned to infinity so that it can be viewed in direct vision by the user.
  • the second optical unit 32 is a counterform, that is to say an optical assembly whose shape matches the shape of the first optical unit 30.
  • the second optical unit 32 only comprises diopters.
  • the second optical unit 32 is formed of a doublet of a converging lens 38 and a diverging lens 40.
  • the converging lens 38 is attached to the semi-reflecting surface of the Mangin's mirror.
  • the distance of the counterform from the Mangin mirror is adjusted to introduce optical magnification on the path in direct vision.
  • the first optical power is then compensated only in part.
  • the optics of the optical device 22 are aspherical optics. This limits the aberrations.
  • the asphericity coefficients are calculated so as to reduce at least one of: the distortion on the projection path, the distortion on the direct path, the parallax of the projection path and in particular on the projection field of the aiming reticle when the eye explores the exit pupil of the device and the parallax between the direct path and the projection path, in particular on the projection field of the aiming reticle.
  • the viewfinder 10 has no element having an optical power (i.e. a non-zero optical power) between the transparent screen 20 and the viewing window, that is to say on the side of the transparent screen at the opposite of the first optical unit 30.
  • optical power i.e. a non-zero optical power
  • FIGS. 2 and 3 break down the path of the light on the projection path on the one hand, and on the direct vision path on the other hand. Nevertheless, in operating conditions, all of the light beams of Figures 2 and 3 are superimposed.
  • FIG. 2 illustrates the light rays coming from the image displayed on the transparent screen 20.
  • the light beam coming from the transparent screen 20 is reflected on the semi-reflecting surface of the first optical unit 30 and returned to infinity in direct vision.
  • Figure 3 because that the screen is a transparent screen 20, the direct vision of the user is not affected.
  • the viewfinder 10 described previously makes it possible, by using a transparent screen 20, to obtain a clear viewfinder architecture with an improved compromise for compactness, pupil diameter and image projection field.
  • the use of a transparent screen 20 makes it possible to offer in-line optics as opposed to off-axis optics, the correction of aberrations of which is more complex.
  • the proposed viewfinder 10 is simple to produce and has a reduced number of components compared to the solutions of the state of the art. Such a viewfinder 10 also has increased compactness compared to such solutions while offering a larger exit pupil diameter. In particular, the pupil diameter can be increased by a factor of two compared to state-of-the-art architectures. Thus, it is possible to obtain pupil dimensions of the order of 40 mm to 50 mm.

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Abstract

La présente invention concerne un viseur (10) pour système de tir (14), comprenant : a. un écran transparent (20) propre à afficher une image, et b. un dispositif optique (22) catadioptrique propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l'image affichée sur l'écran transparent (20), dans une fenêtre de visée en superposition de la vision directe d'une scène.

Description

TITRE : Viseur pour système de tir
La présente invention concerne un viseur pour système de tir. La présente invention concerne aussi un ensemble de tir comprenant un système de tir et un tel viseur.
Lors de ses missions de terrain avec armement, le fantassin est amené à utiliser des dispositifs d’aide au tir, tels que des viseurs ou lunettes de tir, pour l’aider à effectuer une visée précise.
A cet effet, il est connu des solutions de visée de type viseur clair, aussi appelé viseur réflex. Un viseur clair est un ensemble optique permettant de superposer une image sur une scène observée. L’image est, par exemple, un symbole, un point lumineux ou encore une image thermique. Classiquement, un viseur clair renvoie à l’infini l’image issue d’un afficheur et la superpose sur la scène observée au travers du viseur. Un tel viseur comprend généralement des lentilles, des lames et des miroirs de renvoi.
Toutefois, de tels viseurs clairs présentent généralement soit un champ de projection d’images réduit, soit une pupille de sortie de dimensions restreintes, soit sont volumineux.
Or, un champ de projection réduit est problématique pour projeter des images ayant un champ plus grand qu’un point ou un réticule de visée. De plus, une petite pupille de sortie nuit au confort de la visée.
Les viseurs volumineux sont notamment dus à un excentrement des optiques du viseur, ce qui permet d’augmenter le champ de projection d’images mais génère de l’encombrement et diminue la qualité optique (aberrations).
Il existe donc un besoin pour une solution de viseur clair permettant la projection d’images plus grand champ qu’un simple réticule de visée, tout en étant compact et avec un bon confort de visée.
A cet effet, la présente description a pour objet un viseur dans lequel le dispositif optique comprend : a. une première unité optique propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée, la première unité optique ayant une puissance optique, et b. une deuxième unité optique propre à compenser la puissance de la première unité optique pour la vision directe de la scène. Suivant des modes de mise en œuvre particuliers, le viseur comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le dispositif optique comprend : a. une première unité optique propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée, la première unité optique ayant une puissance optique, et b. une deuxième unité optique propre à compenser la puissance de la première unité optique pour la vision directe de la scène ;
- la première unité optique comprend un miroir semi-réfléchissant propre, d’une part, à réfléchir et collimater le faisceau lumineux incident en provenance de l’image affichée et, d’autre part, à transmettre le faisceau lumineux résultant de la vision directe de la scène ;
- le miroir semi-réfléchissant est un miroir de Mangin ;
- le miroir de Mangin est formé d’un doublet comprenant une lentille divergente accolée à une lentille convergente ;
- la deuxième unité optique est une contreforme comprenant seulement des dioptres ;
- le dispositif optique est centré sur un axe optique, l’écran transparent étant centré sur l’axe optique du dispositif optique ;
- le dispositif optique présente une pupille de sortie, les dimensions de la pupille de sortie étant supérieures ou égale à 30 mm de diamètre lorsque la pupille de sortie est circulaire, et supérieure ou égale à 30 mm de longueur et 30 mm de largeur lorsque la pupille de sortie est rectangulaire ;
- le viseur est dépourvu d’élément ayant une puissance optique entre l’écran transparent et la fenêtre de visée.
La présente description porte aussi sur un ensemble de tir comprenant un système de tir et un viseur tel que décrit précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : figure 1 , une représentation schématique d’un ensemble comprenant un viseur et un système de tir, figure 2, le viseur de la figure 1 sur lequel les rayons lumineux en provenance d’une image affichée sur un écran transparent du viseur ont été représentés, et figure 3, le viseur de la figure 1 sur lequel les rayons lumineux en provenance de la vision directe d’une scène et arrivant dans l’œil d’un observateur ont été représentés.
Un viseur 10 et un système de tir 14 sont illustrés par la figure 1 .
Le système de tir 14 est propre à tirer des projectiles, tels que des balles. Le système de tir 14 est, par exemple, une arme telle qu’une arme de poing ou un fusil. Le système de tir 14 présente un axe de tir, aussi appelé axe canon.
Le viseur 10 est propre à aider la visée d’un utilisateur du système de tir 14. Par exemple, le viseur 10 est propre à afficher des indications relatives au point d’impact anticipé d’un projectile tiré par le système de tir 14 ou des informations additionnelles relatives à la scène observée par l’utilisateur en vision directe (par exemple affichage d’images thermiques en superposition de la vision directe de la scène). La scène est la portion d’espace dans le champ de vision d’un utilisateur du viseur 10.
Le viseur 10 est un viseur dit clair ou reflex, c’est-à-dire un viseur au travers duquel une scène est observable en vision directe dans une fenêtre de visée. En d’autres termes, une image de la scène est renvoyée à l’infini dans une fenêtre de visée visualisable par l’utilisateur. La fenêtre de visée définit l’ensemble des directions de regard d’un utilisateur pour lesquelles la scène est vue en vision directe.
Comme illustré par les figures 1 à 3, le viseur 10 comprend un écran transparent 20 et un dispositif optique 22.
L’écran transparent 20 est propre à afficher des images. Les images sont, par exemple, des images d’un indicateur de visée, tel qu’un point ou un réticule de visée, ou encore des informations complémentaires, par exemple des images thermiques (domaine spectral 8 pm-12 pm) de la scène qui viennent se superposer à la vision directe.
Par le terme « écran transparent », il est entendu un écran permettant à un utilisateur de voir ce qui est affiché sur l’écran tout en étant capable de voir au travers de l’écran. La lumière environnante traverse donc l’écran.
L’écran transparent 20 est par exemple un écran OLED (de l’anglais « Organic Light Emitting Diode » traduit en français par « Diode Electroluminescente Organique »).
Dans l’exemple illustré par les figures 1 à 3, l’écran transparent 20 est disposé de sorte que le faisceau lumineux issu de l’image affichée sur l’écran transparent 20 soit dirigé dans le sens opposé au sens d’arrivée du faisceau résultant de la vision directe de la scène. En d’autres termes, l’image affichée par l’écran transparent 20 n’est pas visible directement par un observateur regardant dans la fenêtre de visée, elle l’est uniquement une fois réfléchie à l’infini. Optionnellement, comme illustré par les figures 1 à 3, l’écran transparent 20 est disposé sur un support transparent 23, tel qu’une lame de verre. Cela permet de protéger l’écran transparent 20.
Le dispositif optique 22 est propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée sur l’écran transparent 20, dans la fenêtre de visée en superposition de la vision directe d’une scène.
Par le terme « collimater » relativement à un faisceau lumineux, il est entendu que les rayons lumineux formant le faisceau sont quasiment parallèles quand ils se propagent. Les rayons lumineux d’un faisceau collimaté sont, ainsi, renvoyés à l’infini.
Le dispositif optique 22 est un dispositif catadioptrique. Un dispositif catadioptrique est un dispositif comprenant au moins une surface réfringente et au moins une surface réfléchissante.
De préférence, le dispositif optique 22 est un système centré sur un axe optique, c’est-à-dire que l’ensemble des optiques du dispositif optique 22 ont une symétrie de révolution centrée sur l’axe optique du dispositif optique 22. Dans ce cas, de préférence, l’écran transparent 20 est centré sur l’axe optique du dispositif optique 22.
En variante, lorsque le centre de l’écran transparent 20 est décalé de l’axe optique du dispositif optique 22, le dispositif optique 22 n’est pas nécessairement un système centré et comprend par exemples des optiques utilisant la technologie FreeForm, également appelées verres numériques. Dans ce cas, le décalage de l’écran transparent 20 est tel que l’écran transparent est sur le trajet du faisceau lumineux collimaté dans la fenêtre de visée. De préférence, le nombre d’optiques formant le dispositif optique 22 est inférieur ou égal à cinq. Cela permet de limiter le poids et l’encombrement du dispositif optique 22 et donc du viseur 10.
Le dispositif optique 22 présente une pupille de sortie. Par exemple, comme illustré par la figure 3, la pupille de sortie est délimitée par un diaphragme 50.
De préférence, les dimensions de la pupille de sortie sont supérieures ou égales à 30 mm, de préférence supérieures ou égale à 40 mm, de diamètre lorsque la pupille de sortie est circulaire. De préférence, les dimensions de la pupille de sortie sont supérieures ou égales à 30 mm de longueur et 30 mm de largeur, de préférence supérieures ou égales à 40 mm de longueur et 40 mm de largeur, lorsque la pupille de sortie est rectangulaire. Comme illustré par les figures 1 à 3, le dispositif optique 22 comprend une première unité optique 30 et une deuxième unité optique 32.
La première unité optique 30 est propre à collimater le faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée sur l’écran transparent 20. Plus précisément, la première unité optique 30 est propre à réfléchir à l’infini le faisceau lumineux en provenance de l’image affichée.
La première unité optique 30 a une puissance optique, dite première puissance optique (non nulle). La puissance optique d’un système est le rapport de l’angle sous lequel l’œil voit l’image d’un objet en sortie du système sur la taille de l’objet.
L’ensemble formé de l’écran transparent 20 et de la première unité optique 30 forme une voie de projection de l’image affichée sur l’écran transparent 20, dans la direction de regard d’un utilisateur (fenêtre de visée).
Dans un exemple de mise en œuvre, la première unité optique 30 comprend un miroir semi-réfléchissant 35. Par le terme « miroir semi-réfléchissant », il est entendu un miroir propre à réfléchir un faisceau lumineux arrivant sur l’une de ces faces (face réfléchissante) et à transmettre un faisceau lumineux arrivant sur la face opposée (face non réfléchissante).
Le miroir semi-réfléchissant 35 est propre à, d’une part, réfléchir et collimater le faisceau lumineux incident en provenance de l’image affichée et, d’autre part, à transmettre le faisceau lumineux résultant de la vision directe de la scène.
Le traitement semi-réfléchissant est, par exemple, de type 50 % en réflexion et 50 % en transmission, sur le spectre visible mais pourrait être d’un autre type afin de favoriser la luminance de l’écran perçue par rapport à la luminance de la scène. En variante, le traitement semi-réfléchissant est de type dichroïque 100% en réflexion, passe haut, ou passe-bande, centré sur le spectre d’émission de l’écran lorsque l’écran est monochrome (rouge par exemple).
De préférence comme illustré par les figures 1 à 3, le miroir semi-réfléchissant 35 est un miroir de Mangin. Un miroir de Mangin est une lentille ou un ensemble de lentilles formant un ménisque négatif avec un traitement réfléchissant ou semi-réfléchissant (dans le cas d’espèce) sur la face arrière de la lentille (la dernière) formant un miroir courbé qui réfléchit la lumière sans aberration sphérique. Une lentille à ménisque négatif a une surface concave plus raide et est plus mince au centre qu’à la périphérie. L’utilisation d’un miroir de Mangin permet de faciliter la correction d’aberrations sur un champ plus large qu’un miroir.
De préférence, comme illustré par les figures 1 à 3, le miroir de Mangin est un doublet formé d’une lentille divergente 37 (d’indice peu dispersif) et d’une lentille convergente 38 (d’indice dispersif) comprenant un traitement semi-réfléchissant sur la surface de la lentille convergente, non accolée à la lentille divergente 38. Un tel doublet permet notamment de corriger le chromatisme en cas d’utilisation d’un écran large bande spectrale. La deuxième unité optique 32 est choisie de sorte à compenser la première puissance optique pour la vision directe de la scène et de faire, ainsi, en sorte que la puissance optique en traversée directe soit nulle. La première unité optique 30 et la deuxième unité optique 32 forment, ainsi, une voie de vision directe de la scène.
La deuxième unité optique 32 a une puissance optique, dite deuxième puissance optique. La deuxième puissance optique est, ainsi, opposée à la première puissance optique. Cela permet ainsi de renvoyer la lumière issue de la scène à l’infini pour qu’elle soit visualisable en vision directe par l’utilisateur.
La deuxième unité optique 32 est une contreforme, c’est-à-dire un ensemble optique dont la forme s’accouple à la forme de la première unité optique 30. De préférence, la deuxième unité optique 32 comprend seulement des dioptres. Dans l’exemple illustré par les figures 1 à 3, la deuxième unité optique 32 est formée d’un doublet d’une lentille convergente 38 et d’une lentille divergente 40. La lentille convergente 38 est accolée à la surface semi-réfléchissante du miroir de Mangin.
En variante facultative, l’éloignement de la contreforme par rapport au miroir de Mangin est ajusté pour introduire un grossissement optique sur la voie en vision directe. La première puissance optique est alors compensée seulement en partie.
De préférence, les optiques du dispositif optique 22 sont des optiques asphériques. Ce qui permet de limiter les aberrations. Par exemple, les coefficients d’asphéricité sont calculés de sorte à réduire au moins l’un de : la distorsion sur la voie de projection, la distorsion sur la voie directe, la parallaxe de la voie de projection et notamment sur le champ de projection du réticule de visée lorsque l’œil explore la pupille de sortie du dispositif et la parallaxe entre la voie directe et la voie de projection, notamment sur le champ de projection du réticule de visée.
De préférence, le viseur 10 est dépourvu d’élément ayant une puissance optique (i.e. une puissance optique non nulle) entre l’écran transparent 20 et la fenêtre de visée, c’est-à-dire du côté de l’écran transparent à l’opposé de la première unité optique 30.
Le fonctionnement du viseur 10 va maintenant être décrit en référence notamment aux figures 2 et 3. Il sera compris que les figures 2 et 3 décomposent le trajet de la lumière sur la voie de projection d’une part, et sur la voie de vision directe d’autre part. Néanmoins, en conditions de fonctionnement, l’ensemble des faisceaux lumineux des figures 2 et 3 sont superposés.
En particulier, la figure 2 illustre les rayons lumineux issus de l’image affichée sur l’écran transparent 20. Comme visible sur cette figure 2, le faisceau lumineux issu de l’écran transparent 20 est réfléchi sur la surface semi-réfléchissante de la première unité optique 30 et renvoyé à l’infini dans la vision directe. Comme illustré sur la figure 3, du fait que l’écran est un écran transparent 20, la vision directe de l’utilisateur n’en est pas affectée.
Ainsi, le viseur 10 décrit précédemment permet en utilisant un écran transparent 20 d’obtenir une architecture de viseur clair avec un compromis amélioré pour la compacité, le diamètre de pupille et le champ de projection d’images. Notamment, l’utilisation d’un écran transparent 20 permet de proposer une optique en ligne par opposition aux optiques hors d’axe dont la correction des aberrations est plus complexe.
Le viseur 10 proposé est simple à réaliser et présente un nombre de composants réduit par rapport aux solutions de l’état de la technique. Un tel viseur 10 présente aussi une compacité accrue par rapport à de telles solutions tout en proposant un diamètre de pupille de sortie plus important. Notamment, le diamètre de pupille peut être augmenté d’un facteur deux par rapport aux architectures de l’état de la technique. Ainsi, il est possible d’obtenir des dimensions de pupilles de l’ordre de 40 mm à 50 mm.
[Merci de compléter le cas échéant par d’autres avantages procurés par la présente invention].
L’homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes précédemment décrits peuvent être combinés pour former de nouveaux modes de réalisation pourvu qu’ils soient compatibles techniquement.

Claims

8 REVENDICATIONS
1. Viseur (10) pour système de tir (14), comprenant : a. un écran transparent (20) propre à afficher une image, et b. un dispositif optique (22) catadioptrique propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée sur l’écran transparent (20), dans une fenêtre de visée en superposition de la vision directe d’une scène.
2. Viseur (10) selon la revendication 1 , dans lequel le dispositif optique (22) comprend : a. une première unité optique (30) propre à collimater un faisceau lumineux incident, en provenance de l’image affichée, la première unité optique (30) ayant une puissance optique, et b. une deuxième unité optique (32) propre à compenser la puissance de la première unité optique (30) pour la vision directe de la scène.
3. Viseur (10) selon la revendication 2, dans lequel la première unité optique (30) comprend un miroir semi-réfléchissant (35) propre, d’une part, à réfléchir et collimater le faisceau lumineux incident en provenance de l’image affichée et, d’autre part, à transmettre le faisceau lumineux résultant de la vision directe de la scène.
4. Viseur (10) selon la revendication 3, dans lequel le miroir semi-réfléchissant (35) est un miroir de Mangin.
5. Viseur (10) selon la revendication 4, dans lequel le miroir de Mangin est formé d’un doublet comprenant une lentille divergente (37) accolée à une lentille convergente (38).
6. Viseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la deuxième unité optique (32) est une contreforme comprenant seulement des dioptres.
7. Viseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif optique (22) est centré sur un axe optique, l’écran transparent (20) étant centré sur l’axe optique du dispositif optique (22). 9
8. Viseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif optique (22) présente une pupille de sortie, les dimensions de la pupille de sortie étant supérieures ou égale à 30 mm de diamètre lorsque la pupille de sortie est circulaire, et supérieure ou égale à 30 mm de longueur et 30 mm de largeur lorsque la pupille de sortie est rectangulaire.
9. Viseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le viseur (10) est dépourvu d’élément ayant une puissance optique entre l’écran transparent (20) et la fenêtre de visée.
10. Ensemble de tir comprenant un système de tir (14) et un viseur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020055319A1 (fr) * 2018-09-12 2020-03-19 Aimpoint Ab Viseur reflex réglable

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