Brevet FR2664374A1 — publié le 19920110

VISEUR CLAIR COLLIMATE POUR LA CHASSE ET LE TIR La présente invention concerne le domaine technique général des dispositifs de visée permettant L'acquisition visueLLe d'une cible pour La mise en coincidence de La cibLe avec des organes de guidage solidaires d'un support matérieL. La présente invention concerne pLus particuLièrement un dispositif de visée destiné à être mis en pLace sur une arme de tir cLassique, d'épaule ou de hanche, du genre fusiL par exempLe, mais s'applique également à tout support matériel utilisabLe pour Le tir de chasse, ou pLus généraLement pour L'observation visueLLe. Les dispositifs classiques de visée montés sur des armes Légères, du genre fusiL par exempLe, comprennent en règle généraLe un oeiLLeton situé sur Le canon de L'arme, vers une extrêmité et à proximité de L'oeiL du tireur, et un guidon également solidaire du canon de L'arme mais disposé vers son extrêmité terminaLe. L'oeiLLeton a pour rôLe d'amener en coincidence L'axe optique de L'oeiL du tireur avec L'axe de tir de L'arme, La visée s' effectuant aLors par alignement du guidon sur L'objectif ou la cible. Les conditions d'obtention d'une bonne précision de tir sont étroitement liées, bien évidemment aux qualités et à La vision propres du tireur, mais aussi au diamètre de L'oeiLLeton qui réduit d'autant pLus Le champ oculaire (diaphragmation) que son diamètre est petit. Toute réduction du diamètre de L'oeiLLeton entraîne une augmentation de La précision du tir. Les systèmes de visée utilisant Les organes de guidage visueL précédemmment décrits ne donnent pas entièrement satisfaction et souffrent de nombreux inconvénients. IL a été ainsi constaté qu'en raison de La proximité de L'oeiL du tireur de L'oeiLLeton et du guidon, L'oeiL du tireur ne pouvait accommoder simuLtanément dans Les pLans de L'oeiLLeton, du guidon et de La cibLe. L'oeiLLeton, situé à une très faibLe distance de l'oeiL, est toujours perçu de manière fLoue par Le tireur, et L'accommodation s'effectue aLors soit sur Le guidon, La cibLe étant fLoue, soit sur La cible, le guidon étant dans ce cas indistinct. En pratique, L'accommodation s'effectue de manière périodique et aLternée sur Le guidon puis sur La cibLe et inversement. Cette accommodation aLternée et continueLLe provoque rapidement une fatigue visueLLe importante du tireur, conduisant à une précision de tir décroissant dans Le temps.Par aiLLeurs, une teLLe fatigue visuelLe rend délicate voire impossible une visée correcte dans des conditions de mauvais écLairage de La cibLe. Enfin, Le principe même de L'oeiLLeton qui nécessite La fermeture d'un oeiL, nuit à une bonne précision de tir en réduisant Le champ visueL et en provoquant la perte de La perception du reLief. IL en résuLte que Le tireur utiLisant des dispositifs traditionnels de visée, se trouve placé dans des conditions de tir qui impliquent des efforts élevés de concentration difficilement compatibLes avec les contraintes physiques et psychologiques subies par un tireur pLacé dans un environnement hostiLe. Enfin, il doit être noté que Les systèmes de visée cLassiques sont généraLement du type monoculaire, ce qui introduit un paramètre supplémentaire dans La visée, lié au problème bien connu de L'oeil directeur du tireur. L'objet de L'invention consiste en conséquence à palLier aux différents inconvénients énumérés ci-dessus et à proposer un dispositif de visée permettant une visée binocuLaire, rapide et précise queLque soient Les conditions de Luminosité et d'environnement, tout en Limitant La fatigue visueLLe du tireur par suppression du phénomène d'accommodation visueLLe. Un autre objet de L'invention consiste à proposer un dispositif de visée permettant de s'adapter à des variations extérieures de Luminosité par régLage des contrastes Lumineux. Un autre objet de L'invention consiste à proposer un dispositif de visée adaptabLe sur tout type d'arme d'épauLe ou de hanche, et permettant pour une même arme, au choix du tireur, une visée d'épaule ou de hanche. Ces objectifs sont atteints à L'aide d'un dispositif de visée du type destiné à être mis en place sur une arme de tir par exemple, comprenant une fenêtre de visée, à travers laquelle une cible peut être observée, et un réticule de visée caractérisé en ce qu'il comprend - une source d'écLairage du réticuLe apte à fournir un faisceau Lumineux composant une image virtueLLe du réticuLe, - et un bLoc optique constitué . d'une première unité optique, de projection à L'infini de L'image virtueLLe du réticuLe vers La fenêtre de visée, - et d'une seconde unité optique disposée reLativement à Ladite première unité optique, de manière à permettre L'acquisition visueLle binocuLaire par transparence de la cible et à assurer par L'intermédiaire d'une surface optique semi-réfléchissante, La superposition dans un même pLan d'observation à travers La fenêtre de visée de L'image virtueLLe à L'infini du réticuLe d'une part, et de L'image de La cibLe, d'autre part. Diverses autres caractéristiques ressortent de La description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exempLes non Limitatifs, des formes de réaLisation de L'objet de L'invention. L'invention n'est pas Limitée aux exempLes décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. La Fig. 1 montre une vue généraLe d'un exempLe de réaLisation du dispositif de visée seLon L'invention. La Fig. 2 montre une vue généra Le schématique des principaux éLéments optiques et éLectriques composant Le dispositif de visée seLon L'invention. La Fig. 3 montre une vue en coupe transversaLe et LongitudinaLe du dispositif de visée seLon L'invention. La Fig. 4 iLLustre de manière schématique, Le trajet des faisceaux Lumineux à travers le dispositif de visée selon L'invention, dans le cas d'une visée d'épaule, et d'une visée de hanche. Un système de visée conforme à L'invention et teL que montré à La Fig. 1 se présente généraLement sous La forme d'un boîtier 1 soLidaire d'une arme de tir, et par exempLe de sa poignée de support 2, par L'intermédiaire d'un support d'adaptation 3. Le montage et La fixation du boîtier 1 sur L'arme peut être réaLisé à L'aide de moyens techniques divers bien connus de L'homme de L'art qui ne seront en conséquence pas décrits en détaiL. IL importe seuLement de pouvoir réaLiser outre La fixation proprement dite du boîtier 1, son réglage en site et azimut, ainsi que L'aLignement de L'axe de tir de L'arme. Le support d'adaptation peut ainsi comprendre une embase fixée sur L'arme eLLe-même et une pLatine solidaire du boîtier 1 et apte à assurer le réglage de position.La partie avant du support 3 peut comporter un axe d'articulation utilisable pour le régLage en site et azimut, tandis que La partie arrière 4 peut être munie d'un système d'alignement de L'axe optique du viseur ou du boîtier 1 sur L'axe de tir de L'arme. D'autres moyens techniques équivalents assurant Les mêmes fonctions sont bien évidemment envisageabLes. Le boîtier 1 est constitué d'un bLoc optique 5 et d'un ensembLe éLectrique 6, dont Les différentes parties constitutives sont montrées schématiquement aux Fig. 2 et 3. L'ensembLe électrique 6 est destiné à fournir un faisceau lumineux permanent et artificiel dirigé vers le bloc optique 5. Pour plus de commodité, le sens de progression des rayons formant ledit faisceau est matérialisé schématiquement par la flèche I. L'ensemble électrique 6 comprend, selon la Fig. 2, un coffret extérieur 7, de préférence de forme cylindrique, destiné à contenir une source d'énergie alimentant une diode électro-Luminescentre 8, par exempLe une diode Laser, apte à fournir un faisceau Lumineux. La diode 8 est intégrée dans une cLoison de support 9, et Le régLage de L'intensité Lumineuse du faisceau Lumineux est assuré par un éLément variateur de Luminosité 10, à poLarisation. Un exempLe particuLier de réalisation de L'ensembLe éLectrique 6 est illustré par la Fig 3, qui montre à titre d'exemple non Limitatif un coffret cyLindrique 7, fermé de manière étanche à une extrêmité par un capuchon 12 dé Limitant une jupe externe 13 en appui sur La périphérie externe du coffret 7. L'énergie éLectrique de L'ensemble 6 est assuré par deux pi les 14 de type R6 par exempLe, utiLisées pour L'aLimentation de La diode 8, les pi Les 14 et La diode 8 étant Logées à L'intérieur du coffret7. Avantageusement, on prévoit de Loger quatre pi Les disposées en étoiLe, dans un bariLLet, afin de disposer en permanence de deux pi Les de réserve augmentant L'autonomie éLectrique. Un interrupteur 15, de type manueL par exempLe pLacé en série dans Le circuit, assure de manière cLassique La mise en service ou hors service des pi Les 14. Une cLoison séparatrice 16, assurant égaLement une fonction de contact éLectrique entre Les pi Les 14 et La diode 8 s'étend dans La cavité interne du coffret 7 et transversaLement à son axe principaL. Des conducteurs éLectriques 17 reLient Les pi Les 14, La cloison 16 et la diode 8. A L'extrémité opposée au capuchon 12, Le coffret 7 est muni d'une bague interne engagée avec possibilité de rotation dans une saignée cylindrique 19 ménagée dans l'épaisseur du coffret 7 et entourant la diode 8. La bague interne 18 est maintenue en place dans la saignée 19 par appui contre un épaulement terminal 21 du coffret 7. Une surface ou lame optique polarisante 22 solidaire de la bague interne 18 est disposée en regard de la diode 8 et de préférence centrée par rapport à cette dernière. Entre La surface optique poLarisante 22 et La diode 8, on interpose une seconde surface ou Lame optique poLarisante 23, inserrée et bLoquée dans un évidement de L'épaisseur du coffret 7, et située en regard de La diode 8. A L'intérieur du coffret 7 et concentriquement à La bague interne 18, une bague externe 24 est montée à rotation dans une rainure aménagée dans L'épaisseur du coffret 7.La bague externe 24 est destinée à assurer La rotation de la bague interne 18 portant la surface poLarisante 22. La commande en rotation est assurée en incLuant deux aimants permanents 25 et 25' se faisant face respectivement dans Les épaisseurs de La bague interne 18 et de La bague externe 24. On assure de cette manière la commande de la rotation de La bague interne 18 par manipuLation de La bague externe 24 et on obtient ainsi par rotation de La surface poLarisante 22 par rapport à La surface poLarisante 23 un réglage de l'intensité de la Lumière issue de La diode 8. En avaL de L'ensembLe éLectrique 6 en considérant le sens de progression I du faisceau Lumineux, Le bLoc optique 5, est disposé et rapporté et/ou scellé hermétiquement par tous moyens appropriés sur Le coffret 7. Le bLoc optique 5 comporte en considérant Le sens des faisceaux Lumineux incidents, indiqué par La fLèche I, une première unité optique 29 posée en regard de La surface optique poLarisante 22 et composée d'un réticuLe de visée 30 monté dans ou sur un éLément optique 31, apte à assurer une réfLexion totale des faisceaux lumineux formant L'image du réticuLe 30. Le réticuLe de visée 30 peut être constitué de toute forme géométrique appropriée et habitueLLe, et par exempLe par deux cercLes concentriques et deux segments de droites perpendicuLaires se joignant au centre commun des deux cercLes. D'autres configurations sont bien évidemment possibLes.Dans L'exempLe montré aux Fig 2 et 3, L'éLément optique 31 est avantageusement un prisme à réflexion totaLe, dont La face optique 32 opposée à L'angle droit du prisme réfLéchit en totaLité et selon un angLe droit Le faisceau Lumineux issu du réticuLe 30, vers une LentiLLe 33 destinée à former à L'infini L'image virtueLLe duréticule 30, et à La transmettre en avaL à une seconde unité optique 34. Cette dernière assure par sa disposition reLative avec La première unité optique 29 et par L'intermédiaire d'une surface optique semi-réfléchissante 35, égaLement obLique et parallèle à La surface définie par La face optique 32, La superposition dans un même pLan d'observation, de L'image virtueLLe à L'infini du réticuLe, et de L'image d'une cibLe M perçue directement à travers cette même surface optique semi-réfléchissante 35.En pratique, on utiLisera un cube séparateur dont La cLoison séparatrice divisant Le cube en deux prismes symétriques est formée par La surface optique 35 Laquelle est aLors constituée avantageusement d'un dioptre semi-transparent qui s'étend en conséquence selon un pLan définit par Les diagonaLes du cube. Dans ce cas La face 35a, du dioptre tournée vers La LentiLLe 33 et disposée en regard de La première unité optique 29 réfLéchit à angledroit L'image virtueLLe projetée à L'infini du réticule de visée 30, alors que L'autre face 35b reçoit L'image d'une cibLe M et La transmet directement au tireur, La surface optique 35 servant aLors de fenêtre de visée. Les deux unités optiques seront généraLement intégrées et montées dans une coque commune étanche obtenue parexempLe par mouLage d'une matière pLastique. Les éLéments constitutifs du bLoc optique 5 sont réaLises à L'aide de composants utiLisés de manière habitueLLe en optique, à savoir par exempLe en métacryLate de méthyl. L'assembLage des éléments est effectué de façon mécanique ou encore par collage afin de rendre le bloc optique 5 indéréglable même en cas de choc. Les alignements optiques respectifs des axes principaux des surfaces optiques sont de préférence prévus de construction et effectués en conséquence Lors de L'assembLage. A titre de variante de réaLisation, iL est possibLe à La pLace du prisme à réflexion totale, d'utiliser un simpLe miroir réfléchissant. La Fig 4 iLLustre Le fonctionnement du dispositif de visée selon L'invention. Par souci de simpLification, L'ensembLe éLectrique 6 situé en avant du réticuLe de visée 30 n'a pas été représenté. L'oeiL du tireur étant dans La position A, L'accommodation s'effectue à L'infini et L'oeiL observe d'une part L'image de La cibLe M perçue directement à travers La surface optique semi-réfléchissante 35 et matériaLisée par Les rayons Lumineux Im, et d'autre part, L'image virtueLLe nette du réticuLe de visée 30 formée à L'infini par Le faisceau Ir et la lentille 33. L'image virtuelLe du réticuLe de visée 30 est repLiée une première fois par La face réfLéchissante 32 puis une seconde fois par La face également réfléchissante de La surface optique 35. Le second oeil du tireur peut observer directement la cibLe M sans utiLiser Le système de visée selonl'invention, et Le système de visée développé peut donc être considéré comme binocuLaire. Dans Le cadre de L'invention, iL est également possibLe d'utiliser un cube séparateur présentant deux fenêtres de visée F1 et F2 correspondant respectivement à deux faces d'observation adjacentes dudit cube séparateur. Cette variante permet L'adaptation du viseur sur une arme avec LaqueLLe on peut réaLiser, non seulement une visée d'épaule à travers La fenêtre F1 seLon Le principe précédemment défini, mais aussi une visée de hanche à travers La fenêtre F2. Dans ce dernier cas, en effet, L'oeiL ou Les deux yeux du tireur étant dans La position B, L'image du réticuLe de visée 30 est observée à L'infini à travers La fenêtre F2 et la surface semi-réfLéchissante 35, L'image du réticuLe de visée 30 ayant été repLiée une seuLe fois sur La surface optique 32.En revanche, L'image de La cibLe M est repLiée par une face de la surface réfléchissante 35 et observée également à l'infini par Le tireur. Dans Les deux cas de visée A et B, L'oeiL de L'observateur voit se superposer sur La cibLe située à L'infini une image virtuelLe à l'infini du réticule de visée 30. Le tireur peut effectuer Le régLage de L'intensité Lumineuse incidente provenant de La diode 8 par rotation de La bague externe 24, modifiant ainsi L'angLe entre Les directions de poLarisation respectives de chacune des surfaces poLarisantes 22 et 23. Ce réglage permet au tireur de maintenir constant le contraste entre La cibLe M et Le réticuLe de visée 30, que La cibLe soit fortement ou faibLement ilLuminée. Le dispositif selon L'invention permet donc par superposition de L'image du réticuLe de visée 30 dans Le pLan de La cibLe M de supprimer Les problèmes Liés à L'accommodation visueLLe Lors du tir avec Les systèmes traditionneLs. Par aiLLeurs, L'absence de diaphragmation du champ de vision, par suppression de L'oeiLLeton et du guidon, et La conservation d'une visée binocuLaire puisque Les deux yeux restent ouverts, permettent au tireur une perception totaLe de L'environnement et du reLief. De même, les probLèmes Liés à L'oeiL directeur de visée sont supprimés. IL est ainsi possible de reconnaître et d'acquérir visueLlement avec précision et très rapidement sans fatigue excessive un objectif, tant en conservant dans Le champ de vision pendant la visée d'autres objectifs potentiellement importants. La visée de nuit ou par conditions d'écLairage réduit est en outre particuLièrement faciLitée puisqu'en raison de La suppression de L'oeiLLeton, La diaphragmation, réduisant Le niveau de Lumière perçue, n'est pas provoquée. La visée de nuit est, par aiLLeurs, entièrement discrète puisqu'aucun rayon Lumineux d'écLairage n' est dirigé vers La cibLe. Diverses modifications du dispositif de visée sont possibles sans sortir du cadre de L'invention, et en particuLier, Le réglage de L'intensité Lumineuse formée par La diode, peut être réaLisé par un rhéostat à régLage manueL ou motorisé permettant de faire varier Le courant d'aLimentation fourni par Les pi Les 14. A La pLace d'une aLimentation par pi Les, on peut d'aiLLeurs avoir recours à des ceLLuLes photovoltaîques utilisant L'énergie solaire, ou même tout simpLement à un dispositif optique captant directement La Lumière natureLle. Le système de régLage manueL par bagues, de L'intensité Lumineuse fourni par La diode 8 peut être rempLacé par un circuit éLectronique ana Logique ou digitaL asservissant automatiquement Le courant fournie à La diode 8 au courant fourni par un capteur, par exemple, photoélectrique, de l'éclairage naturel ambiant. La seconde unité optique 34 peut égaLement être constituée d'un dioptre semi-réfléchissant composé d'un empiLement de couches réalisées en matériaux diélectriques. Le dioptre est alors conçu et calculé, de telle sorte que l'épaisseur des matériaux diélectriques et leurs indices de réfraction assurent une réflexion chromatique sélective de La Lumière formant L'image virtueLLe du réticuLe 30 et eventuellement sa polarisation. La réflexion chromatique sélective permet une adaptation aux longueurs d'ondes spécifiques, en général 540 ou 640 nm, du faisceau Lumineux de La diode 8 d'éclairage. Le recours à un dioptre polarisant permet de modifier, voire supprimer, La surface poLarisante 22. Le bLoc optique 5, et en particuLier La surface semi-réfléchissante 35, peut de même être constitué d'un hologramme, soit calculé par ordinateur, soit consistant en un enregistrement sur un support photosensible de deux ondes Lumineuses pLacées en situation d'interférence. L'une des ondes représente L'image à L'infini du réticuLe 3, à travers une LentiLLe collimatrice, L'autre étant une onde dite de référence. La restitution de L'image hoLographique du réticuLe à L'infini est obtenue en écLairant l'hoLogramme par La diode 8. Un teL dispositif fait office de surface semi-réfléchissante incLuant le réticuLe de visée et au moins partieLLement La première unité optique. REVENDICATIONS : 1. Dispcsitif de visée du type destiné à être mis en place sur une arme de tir par exemple, comprenant une fenêtre de visée (F1, F2) à travers laquelle une cible (M) peut être observée, et un réticule de visée (30), caractérisé en ce qu'il comprend - une source d'éclairage (8) du réticule apte à fournir un faisceau lumineux composant une image virtuelle du réticule (30), - et un bloc optique (5) constitué d'une première unité optique (29, 31, 32, 33) de projection à l'infini de L'image virtuelle du réticule (30) vers la fenêtre de visée (F1, F2), et d'une seconde unité optique (34) disposée relativement à ladite première unité optique (29), de manière à permettre l'acquisition visuelle binoculaire par transparence de la cible (M) et à assurer par L'intermédiaire d'une surface optique semi-réfléchissante (35), la superposition dans un même plan d'observation à travers la fenêtre de visée (F1,F2) de l'image virtuelle à L'infini du réticule (30), d'une part, et de L'image de La cible (M), d'autre part. 2 - Dispositif selon La revendication 1, caractérisé en ce que la première unité optique (29, 31, 32, 33) est disposée en aval du réticule de visée (30) et La seconde unité optique (34) est disposée en aval de la première unité optique (29, 31, 32, 33). 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que La source d'éclairage (8) du réticule (30) est une source artificielle. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que La source artificielle est une diode électro-Luminescente (8), de préférence une diode laser. 5. Dispositif selon les revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que La diode électro-Luminescente (8) fournit une intensité Lumineuse qui estréglable à l'aide d'au moins deux Lames polarisantes (22, 23) mobiles en rotation respectivement. 6. Dispositif selon La revendication 5, caractérisé en ce que L'entraînement en rotation des Lames (22, 23) est assuré par une bague de réglage (24) dont La rotation est commandée par un champ magnétique. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que L'intensité lumineuse de la diode électro-Luminescente (8) est réglable par L'intermédiaire d'un rhéostat à commande manuelle ou motorisée. 8. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première unité optique (29) comporte un prisme à réflexion totale associé par L'une de ses faces opposée à L'angle droit, au réticule de visee (30), et par l'autre face avec au moins une lentille (33) destinée à projeter à l'infini L'image du réticule. 9. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première unité optique (21, 32, 33) comporte un miroir réfléchissant interposé entre le réticule de visée (30) et au moins une lentille (33) destinée à projeter à l'infini l'image du réticule. 10. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface optique semi-réfléchissante (35) présente deux faces opposées, l'une disposée en regard de la première unité optique (29) pour recevoir l'image virtuelle projetée à l'infini du réticule de visée (30), L'autre disposée vers l'extérieur du dispositif pour recevoir l'image de la cible (M). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la seconde unité optique (34) est un cube séparateur présentant en tant que fenêtre de visée, deux faces d'observation (F1, F2) et dont la surface semi-réfléchissante (35) est un dioptre semi-transparent s'étendant dans un plan défini par les diagonales du cube, les deux faces du dioptre assurant respectivement selon la face d'observation choisie, la réflexion de l'image virtuelle du réticule (30) et La transmission de L'image de La cible, et vice-versa. 12 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde unité optique (34) est un dioptre semi-réfléchissant composé d'un empilement de couches réalisées en matériaux diélectriques assurant la réflexion chromatique sélective de la Lumière formant l'image virtuelle du réticule (30) et éventuellement sa polarisation. 13 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la surface semi-réfléchissante (35) est constituée d'un hologramme calculé ou enregistré sur un support photosensible et constitué d'une première onde lumineuse représentant L'image à l'infini du réticule (30), à travers une lentille collimatrice et d'une seconde onde dite de référence interférant avec la première onde. 14. Arme de tir équipée d'un dispositif de visée conforme à l'une des revendications 1 à 13.