Brevet FR2706047A1 — publié le 19941209

Cette invention concerne un système d'affichage de casque et en particulier un système d'affichage de casque pour membre de l'équipage d'un avion militaire, dont le système d'affichage peut être utilisé en liaison avec un collimateur de pilotage (HUD). Il est souhaitable de présenter aux membres de l'équipage d'un avion militaire des informations sous une forme visible dans le champ de vision direct de ces membres d'équipage. Ces informations peuvent concerner l'altitude, la vitesse, etc. de l'avion, des informations émanant d'un radar, ou peuvent être une vue par grâce à laquelle on peut pointer des armes sur une cible. Ces informations sont conventionnellement fournies par un collimateur de pilotage, qui est fixe par rapport à l'avion. Pour cette raison, ces informations ne peuvent pas être en ligne directe de vue d'un membre de l'équipage si cette personne regarde ailleurs que droit devant elle. De plus, pour que la vue d'une cible s'affiche, il faut que l'avion soit aligné avec la cible. Plus récemment, on a mis au point des systèmes d'affichage de casque dans lesquels les informations voulues sont fournies sur le viseur du casque. On réalise ceci en plaçant sur le viseur un mélangeur, qui réfléchit le rayonnement de façon à permettre que l'image projetée sur la surface arrière du viseur soit vue par le porteur du casque. Les mélangeurs holographiques peuvent être accordés en fréquence sur la bande de fréquences sélectionnée d'une image projetée, et donnent de bonnes valeurs de transmission pour des fréquences situées en dehors de cette bande, mais, malheureusement, ils réfléchissent aussi le rayonnement compris dans la bande de fréquences sélectionnée qui est reçu extérieurement au viseur. Ceci pose tout particulièrement un problème lorsque l'affichage du casque doit être utilisé en liaison avec un collimateur de pilotage conventionnel, car les bandes de fréquences relatives à la fois à l'affichage de casque et au collimateur de pilotage sont sensées être identiques, soit, normalement autour de 545 nm, puisque, à cette longueur d'onde l'oeil est particulièrement sensible. Cependant, une grande proportion, typiquement 80 % environ, du rayonnement provenant du collimateur de pilotage et arrivant sur le mélangeur est réfléchie. Selon l'invention, il est fourni un système d'affichage de casque comprenant: un viseur d'affichage comportant un mélangeur qui réfléchit le rayonnement compris dans une bande de fréquences sélectionnée relativement étroite du spectre visible; un dispositif permettant de projeter une image appartenant à la bande de fréquences sélectionnée sur un oeil du porteur de casque par réflexion sur le mélangeur, et un viseur anti-éblouissement ayant des valeurs de transmission élevées dans une bande de fréquences du spectre visible correspondant essentiellement à la bande de fréquences sélectionnée par rapport aux valeurs de transmission associées au reste du spectre visible, le viseur d'affichage et le viseur anti-éblouissement étant disposés de telle sorte que, lors de l'utilisation, le porteur du casque peut voir une scène à travers les deux viseurs simultanément. L'invention résulte de la compréhension du fait que le collimateur de pilotage d'un avion, ainsi que d'autres instruments, est conçu de façon à pouvoir fournir un affichage d'une intensité suffisamment élevée pour qu'il puisse être vu lorsqu'un viseur de densité neutre (anti-éblouissement) est abaissé, lequel présente typiquement une valeur de transmission de 16 % environ. Cependant, lorsqu'on ajoute un mélangeur holographique sur un viseur d'affichage, ce mélangeur atténue alors le signal dans la bande de fréquences particulière sur laquelle il est accordé, et, par conséquent, la valeur de transmission du viseur anti- éblouissement dans la bande de fréquences sélectionnée peut être augmentée. Ceci compense donc l'atténuation due au mélangeur, et, de préférence, la somme des valeurs de transmission des deux viseurs est sensiblement uniforme sur tout le spectre visible. Cependant, grâce à l'invention, le porteur du casque peut voir à la fois l'affichage du casque et le collimateur de pilotage conventionnel, même lorsque le viseur anti-éblouissement est abaissé. De plus, il n'est pas nécessaire d'ajuster l'intensité du collimateur de pilotage en fonction de la position du viseur anti-éblouissement, et la légère coloration obtenue lors de l'utilisation du viseur d'affichage lui-même, ou en combinaison avec un viseur de densité neutre classique (du fait de l'atténuation de la bande de fréquences sélectionnée par le mélangeur), s'affaiblit ou s'élimine entièrement lorsqu'on utilise les viseurs de l'invention en combinaison. Le viseur anti-éblouissement, destiné à être porté sur le viseur d'affichage, est en mesure de résister à la force de souffle subie lors de l'éjection hors d'un avion de combat. Le viseur anti-éblouissement peut avantageusement être photochromique. On va maintenant décrire un mode de réalisation de l'invention à simple titre d'exemple en se reportant aux dessins annexés dont: la figure la illustre un système d'affichage de casque selon l'invention; la figure lb est une vue en plan simplifiée des viseurs et des dispositifs de génération d'image du casque de la figure la; et les figures 2a à 2d montrent des valeurs de transmission pour: (a) le mélangeur de la figure la; (b) un viseur de densité neutre conventionnel; (c) un viseur de densité neutre modifié selon l'invention; et (d) la combinaison du mélangeur et du viseur de densité neutre modifié selon l'invention. Comme représenté sur les figures la et lb, un système d'affichage de casque comprend: un casque 1 auquel est fixé un viseur anti- éblouissement 2, dont les valeurs de transmission sont illustrées à la figure 2c; un viseur d'affichage 3 dans lequel sont formés des mélangeurs holographiques 4; et deux dispositifs 5 de projection d'image qui comprennent chacun un tube à rayons cathodiques et des optiques relais. Les dispositifs de projection d'image 5 pourraient comprendre, selon une autre forme de réalisation des optiques relais et la terminaison d'un câble à fibre optique relié à un dispositif de génération d'image placé à distance du casque. Comme on peut le voir sur la figure lb, les mélangeurs holographiques 4 réfléchissent le rayonnement venant des dispositifs de projection d'image 5 sur les yeux 6 du porteur du casque. Les propriétés du mélangeur sont choisies de façon que 80% environ du rayonnement reçu, lequel a une longueur d'onde de 545 nm, soit réfléchi, et que, par conséquent % seulement du rayonnement reçu par le collimateur de pilotage 7 à la même longueur d'onde soit transmis par le viseur. Les propriétés de transmission du viseur anti- éblouissement 2 sont illustrées à la figure 2c et sont identiques aux caractéristiques de transmission d'un viseur anti-éblouissement classique, sauf que la valeur de transmission est élevée pour une bande de fréquences étroite centrée sur 545 nm. Les caractéristiques de transmission additionnées des deux viseurs sont illustrées à la figure 2d et celles-ci sont identiques à celles du viseur de densité neutre conventionnel qui sont illustrées à la figure 2b. Le viseur anti-éblouissement peut être photochromique. L'homme de l'art pourra naturellement concevoir, à partir du système décrit ci-dessus à titre illustratif et nullement limitatif, diverses variantes comprises dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'affichage de casque caractérisé en ce qu'il comprend: un viseur d'affichage (3) comportant un mélangeur (4) qui réfléchit le rayonnement compris dans une bande de fréquences sélectionnée relativement étroite du spectre visible; un dispositif permettant de projeter une image appartenant à la bande de fréquences sélectionnée sur un oeil du porteur de casque par réflexion sur le mélangeur; et un viseur anti-éblouissement (2) ayant des valeurs de transmission élevées dans une bande de fréquences du spectre visible correspondant essentiellement à la bande de fréquences sélectionnée, par rapport aux valeurs de transmission associées au reste du spectre visible, le viseur d'affichage et le viseur anti-éblouissement étant disposés de telle sorte que, lors de l'utilisation, le porteur du casque peut voir une scène à travers les deux viseurs simultanément. 2. Système d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des valeurs de transmission des deux viseurs est sensiblement uniforme sur tout le spectre visible. 3. Système d'affichage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un mélangeur holographique (4) qui collimate les images. 4. Système d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'image est projetée par des optiques relais situées sur le casque. 5. Système d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande sélectionnée est sensiblement centrée sur 545 nm. 6. Système d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, utilisé dans un avion de combat, caractérisé en ce que le viseur anti- éblouissement est destiné à être porté sur le viseur d'affichage, et en ce que le viseur anti-éblouissement est en mesure de résister à la force de souffle subie lors de l'éjection hors d'un tel avion. 7. Système d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le viseur anti-éblouissement est photochromique.