Brevet FR2672702A1 — publié le 19920814

VISEUR DE CASQUE La présente invention concerne les viseurs de cas- que du type comprenant des moyens collimateurs de projec- tion de l'image d'un réticule de visée monoculaire dans le champ oculaire du porteur du casque et des moyens de mesure de la position angulaire du casque par rapport à une structure de référence, telle que l'habitacle d'un aéronef occupé par un membre d'équipage muni du casque Lé terme "casque" doit être interprété de façon large et comme désignant tout ensemble assujetti sur la tête d'un porteur et se déplaçant avec elle. On connaît déjà de tels viseurs qui permettent au porteur du casque d'indiquer une cible simplement en ali- gnant l'image du réticule avec cette cible La localisation est effectuée par des moyens de calcul qui reçoivent les signaux fournis par les moyens de mesure. Les viseurs actuels sont prévus pour projeter l'image du réticule en un emplacement déterminé par rapport au casque, habituellement au centre du champ monoculaire du porteur du casque En conséquence, le champ angulaire dans lequel la visée est possible est beaucoup plus réduit que le champ de vision que peut regarder le porteur du viseur par combinaison des mouvements de la tête et des mouvements de l'oeil: du fait que l'emplacement du réticule par rap- port à la tête est immuable, le champ de visée est limité au domaine de débattement angulaire de la tête. La présente invention vise notamment à accroître le champ de visée, en ne mettant en oeuvre que des moyens sim- ples. Dans ce but elle propose un viseur du type ci- dessus défini caractérisé en ce que les moyens collimateurs de projection sont conçus pour donner au réticule une posi- tion dont l'écart angulaire par rapport à une orientation de référence liée au casque (généralement l'axe du champ monoculaire utilisé, droit ou gauche) est une fonction croissante des déplacements angulaires du casque, par rapport à la structure de référence, à partir d'une posi- tion médiane prédéterminée. Dans la pratique, cet ajustage automatique de la position du réticule dans le champ n'exige pas de complica- tion appréciable du système optique collimateur de forma- tion d'image Souvent en effet l'image formée par les moyens de projection comporte non seulement celle du réti- cule, mais des symboles d'information du porteur, ce qui exige de fournir dans le plan objet une représentation d'une zone qui dépasse largement le réticule; autrement dit le système optique présente un champ notable Dans ce cas il suffit en conséquence d'associer les moyens de géné- ration des symboles dans le plan objet des moyens collima- teurs de projection, constitués par exemple par un écran à cristaux liquides, à une électronique permettant de former le réticule en divers emplacements des moyens de généra- tion, c'est-à-dire du champ du système optique. La loi de variation de l'emplacement du réticule par rapport au centre de l'image fournie par les moyens de projection peut être linéaire; il peut cependant être pré- férable d'adopter une loi non linéaire, par exemple pour maintenir le réticule dans une position centrée, c'est-à- dire dans l'orientation médiane, donnant un maximum de précision à la visée, aussi longtemps que les déplacements angulaires de la tête et du casque sont faibles. Dans tous les cas, l'invention utilise la mobilité de l'oeil par rapport à la tête pour augmenter le champ de visée possible dans des proportions qui permettent de le rapprocher du champ total d'observation du porteur du cas- que. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limita- tif La description se réfère aux dessins qui l'accompa- gnent, dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe des compo- sants essentiels d'un viseur de casque pouvant être réalisé conformément à l'invention; la figure 2 est un schéma montrant l'allure des frontières du champ visuel monoculaire d'un porteur de vi- seur, le champ de visée d'un oeil muni d'un viseur de cas- que de type classique et le champ de visée agrandi par mise en oeuvre de l'invention; la figure 3 montre des courbes possibles de va- riation de la position du réticule dans le champ visuel, données à titre d'exemple; la figure 4 est un schéma destiné à montrer l'écart angulaire donné au réticule lors des déplacements angulaires du casque. Le viseur de casque montré schématiquement et à titre d'exemple en figure 1 a une constitution particuliè- rement simple Il comprend des moyens collimateurs de pro- jection d'image d'un réticule de visée dans le champ ocu- laire du porteur du casque Ces moyens sont constitués par des éléments optiques fixés sur le casque 10 et permettant de former l'image d'un réticule, généré par un imageur 12, à l'infini dans le champ monoculaire Ces éléments optiques comprennent des lentilles de collimation 14, un miroir 16 de renvoi et une lame semi-transparente 18. Le viseur comprend également des éléments exté- rieurs, représentés comme constitués d'une électronique 20 de commande de l'imageur 12 et d'un organe de calcul 22. L'image peut par exemple être fournie par un tube cathodi- que miniature ou une matrice à cristaux liquides L'ensem- ble constitué par l'imageur et l'électronique de commande peut être regardé comme constituant un générateur de réticule. Dans les viseurs actuels, l'électronique de comman- de 20 est constituée de façon à former l'image 23 du réti- cule au centre du champ monoculaire 24, c'est-à-dire dans l'orientation médiane de l'oeil Dans ces conditions, comme le montre la figure 2, le domaine angulaire de visée 24 se limite à l'angle solide de débattement de la tête et il est très inférieur au champ de vision 26 qu'autorise la combi- naison des mouvements oculaires et des mouvements de la tête Le générateur de réticule est fréquemment prévu pour permettre de former, dans le champ oculaire, l'image de symboles supplémentaires, tels que 28, indiquant l'emplace- ment d'une cible ou d'une menace. Pour augmenter le champ de visée, l'électronique 20 et le calculateur 22 sont prévus pour donner au réticule une position qui n'est centrée que lorsque le casque occupe une position angulaire ou une zone angulaire médiane prédéterminée. Pour cela le calculateur 22 reçoit, de capteurs de position non représentés, des signaux indiquant la position angulaire du casque 10, par exemple les composantes hori- zontale a et verticale b du déplacement du casque à partir de la position médiane Le calculateur 22 élabore, à partir de a et de b, des écarts Aa et Ab qui peuvent obéir à la même loi de variation ou à des lois de variations différent tes Ces lois peuvent être linéaires ou non Les écarts peuvent être symétriques ou non par rapport à la position médiane Dans le cas illustré sur la figure 3, la variation de l'écart est faible ou nulle pour les angles a et b faibles, de façon que la précision de visée ne soit pas dégradée dans la partie centrale du champ oculaire. La figure 4 montre par exemple le décalage donné à l'image 23 du réticule à travers la visière 30 lorsque le casque passe de sa position médiane suivant x à une orientation a. L'invention permet d'augmenter notablement le champ de visée (au maximum à concurrence du champ de l'optique) et, par exemple, de le faire passer à la zone indiquée en 24 a sur la figure 2. Les valeurs Aa et Ab sont fournies par le calcula- teur 22 à l'ordinateur du système d'armes pour que ce der- nier puisse calculer la position de la cible visée par rap- port à la structure de référence à partir des valeurs a, b, ha et Ab. L'invention est applicable à tous les types de viseur dont l'imageur permet de fournir un symbole décalé d'une valeur connue et réglable par rapport à une position de référence Elle est applicable par exemple aux viseurs de casque dont l'ensemble optique comporte des miroirs courbes et/ou holographiques et est également applicable quels que soient les moyens de mesure de la position angulaire du casque: il peut s'agir aussi bien de moyens électromagnétiques que de moyens électromécaniques du genre de ceux décrits dans la demande de brevet déposée le même jour que la présente demande pour "Equipement de tête à bras articulé". REVENDICATIONS 1 Viseur de casque comprenant des moyens collima- teurs de projection de l'image ( 23) d'un réticule de visée monoculaire dans le champ de vision du porteur du casque ( 10) et des moyens de mesure de la position angulaire du casque par rapport à une structure de référence, caractéri- sé en ce que les moyens collimateurs ( 20,12,14) de projec- tion sont conçus pour donner au réticule une position angu- laire dont l'écart (ta, Ab) par rapport à une orientation de référence liée au casque est une fonction croissante des déplacements angulaires (a,b) du casque à partir d'une po- sition médiane prédéterminée par rapport à la structure de référence. 2 Viseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite orientation de référence (x) est l'orienta- tion de l'oeil du porteur du casque regardant au centre du champ monoculaire. 3 Viseur selon la revendication 1 ou 2, caractéri-. sé en ce que la loi de variation est linéaire. 4 Viseur selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que la loi de variation est telle que l'écart va- rie moins vite, ou ne varie pas, pour les déplacements an- gulaires du casque inférieurs à un seuil déterminé que pour les déplacements dépassant ce seuil. 5 Viseur selon la revendication 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que les moyens collimateurs de projection comprennent un imageur ( 12) fournissant, dans le plan objet d'une optique ( 14,16), la représentation d'une zone dans un champ optique dépassant largement le réticule lorsque ce dernier est dans sa position centrée.