Brevet FR2349122A1 — publié le 19771118

L'invention concerne la simulation des phénomènes atmoseheriques, naturels ou artifciels, susceptibles de réduire la transparence de l'air, tels que la brume, le- fumées ou les effets optiques provoqués par les inégalités Iocales de température de l'air. fes systemes d'entraÎnement au tir zu canon ont, entre autres, pour but de familiariser les éleves tireurs avec ces phénomènes perturbateurs. Tîs comportent des dispositifs capables de simuIer la brume et,en particulier, les passages de humée ou d'air chaud lors du départ simulé des projectiles. L'inventon concerne, de maniere particulière,un systeme permetta2t, sur commande et de manière réversible, d'altérer la qualité d'images optiques et de saler des phénomènes atmospneriques réduisant la visibilité Selon l'invention, ce système est constitué par des cellules à cristaux liquides excites électriquement. -- Ta simulation de ces phénomènes est actuellement obtenue dans les systèmes d'entraînement au tir, en plaçant dans le faisceau optique du dispositif d'obser- vation du paysage, des éléments optiques en forme généralement de lames dont la transparence a été altérée par des irrégularités de surface, des dépôts de substances diffusantes ou des variations d'epaisseur. L'apparition, l'évolution et la disparition des phénomènes sont obtenues mécaniquement par déplacement des éléments optiques dans le champ du faisceau. Les cristaux liquides sont des substances qui se comportent mécaniquement comme des liquides. TTs sont cependant caractérisés par un état particulier situé entre la phase solide ou cristalline et la phase liquide isotrope. Leurs propriétés optiques varient suivant les substances considérées, lesquelles sont réparties en différentes classes : les cristaux smectiques, les cristaux les cristaux nématiques. Un champ électrique appliqué en particulier aux cristaux de cette dernière classe provoque une orientation de leurs molécules qui donne lieu à une réflexion diffuse de la lumière. Une lame de faible épaisseur d'une telle substance, normalement parfaitement transparente, devient translucide sous l'effet du champ électrique. Ce résultat conduit à des applications connues telles que la réalisation d'atténuateurs de luminosité et de certains dispositifs d'affichage. Elles reposent sur l'utilisation de ces cristaux liquides en régime permanent, c 'est-à-dire en dehors du temps initial d'établissement de-la translucidité, L'invention réside dans une application nouvelle des cristaux liquides consistant à les utiliser en régime transitoire ~corme moyen d'altération commandée et réversible d'inages optiques. Le caractère altérant se manifeste par une diminution de la netteté -, celle-ci consistant en une réduction du contraste et de la définition et s'établissant de maniere évolutive à partir d'un point ou d'une zone privilégiée de la cellule à cristaux liquides. Ces cellules s'avèrent ainsi bien adaptées à la simulation des passages de brumes et des passages de fumées ou d'air chaud dans les systemes d'entraînement au tir. Leur commande n'exige que des moyens électroniques classiques plus souples fomprenant, par exemple, un génerateur de tension-alternative modulée en créneaux) que les dispositifs mécaniques et beaucoup plus simples que des dispzsitifs éventuels de simulation synthétin,ue et de visualisation directe sur cran cathodi- que. D'autres caractéristiques du système selon l'invention apparaatront dans la description qui fait suite, cette description étant illustrez par une planche unique comportant cinq figures. La figure 1 reprersente le schéma de principe du systeme selon l'invention. Le faisceau optique du dispositif d'observation, propre au système d'entraînement au tir et q11i peut être quelconque, est représenté sons la forme simplifiée d'un faisceau rectiligne F. Un élève E observe une image T, réelle ou virtuelle, représentant par exemple un paysage, au moyen dtune Limette L. Une ou plusieurs cellules C sont placées dans le faisceau optique, en dehors de la zone de netteté de vision de l'éleve et de manière à couvrir le champ d'observation. Un générateur G, constitué par des circuits électroniques classiques, fournit un signal électrique S1 qui excite la ou les cellules a cristaux liquides.Le signal Si est déclenché par un signal S2 fournit, par exemple, par une commande de aise -à feu propre au système d'entraînement. La figure 2 représente une cellule à cristaux liquides. Une certaine quantité de substance est immobilisee entre deux plaques de verre L1 et L2,conductrices,et comportant respectivement deux électrodes El et R2 entre lesquelles est appliqué le signal S1. Cette figure montre egalement l'effet d'établissement progressif de la translucidité sur toute la surface de la cellule, à partir du queusot de l'une des plaques, des l'instant d'application d'un signal d'excitation alternatif, le temps d'établissement t de la translucidité étant d'une fraction de seconde environ. Cet effet donne l'impression de mouvement et permet de simuler le déplacement et les turbulences d'une nappe de fumée ou d'air chaud. Un réalisme satisfaisant est obtenu par un signal S1, constitué par un signal de base A qui,selon le phénomène à simuler,est utilisé seul ou, de préférence, utilise apres modulation soit par deux signaux B ét C, soit encore par l'un de ces signaux seulement. La figure 3 montre le signal de base A constitué par un train d'ondes de durée T égale à celle du phénomène sirNlé. La fréquence F des ondes, ainsi que leur tension de crête V,sont choisies en fonction de la cellule utilisée. Leurs valeurs sont égales, par exemple, à 3 kz et 50 Volts. La forme des ondes peut être quelconque. La figure 4 montre un premier signal de modulation B de forme trapézoidale dont les fronts avant et arrière ainsi que Te palier central peuvent être modifiés en fonction de l'effet désire. Le front arriere, réalisé par exemple suivant une courbe exponentielle, permet dtobtenir une disparition progressive de la fumée. La figure 5 montre un second signal de modulation C constitué par un signal rectangulaire de période sensiblement égale au double du temps t d'établisseinent. Cette seconde modulation, correspondant à une commutation en tout ou rien du signal \ éventuellement modulé par le signal B, apporte une impression de fluctuation pendant toute la durée T du phénomene 5iTflUIé. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. PF-VENDTCATTONS 1. Systeme permettant d'altérer la qualité d'images~optiques, caractérisr en ce que, pour simuler, dans un systcwe d'entraînement, des phénomènes atmos phériques réduisant la visibilite, une ou plusieurs cellules à cristaux liquides sont placées dans le faisceau optique du dispositif d'observation du système d'entraînement et excites par un signal électrique. 2. Procédé de commande d'un systeme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal électrique est constitué par un train d'ondes alternatives. 3. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le train d'ondes est modulé par un premier signal de modulation de forme trapézol- dale. 4. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le train d'ondes est modulé par un second signal de modulation rectangulaire, dont la période est sensiblement égale au double du temps d'établissement de la translucidité. 5. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le train d'ondes est modulé a la fois par le premier signal de modulation et par le second signal de modulation.