Brevet FR2928722A1 — publié le 20090918

L'invention concerne une cible capable de détecter une position d'impact et une vitesse de projectile. Dans le domaine du tir classique et des projectiles perforants il est utilisé généralement des cibles cartonnées installées sur des supports métalliques. Dans le domaine du tir avec des projectiles non perforants par exemple de type "paintball" ou "flashball" les cibles classiques ne sont pas adaptées, soit en raison du fait qu'elles sont trop largement détruites, dans le cas de cibles en carton ou en papier, et le point d'impact n'est pas déterminable, soit du fait qu'elles ne sont pas entamées, c'est à dire que le projectile rebondit dessus et donc le point d'impact ne peut pas être déterminé. Il est par ailleurs utilisé dans le cadre des concours de tirs des dispositifs analyseurs d'images capables de déterminer la position de l'impact de la balle sur la cible et de transmettre cette information sur un afficheur, de tels dispositifs permettent l'emploi de cibles déroulées en continu et la restitution du score au tireur sans que celui-ci ait à se déplacer, les spectateurs peuvent aisément suivre de tels concours, ces moyens permettent une amélioration notable de l'entraînement et de la compétition toutefois des cibles "rudimentaires" sont toujours employées. Il a été proposé dans l'art antérieur différents dispositifs optiques permettant de déterminer la vitesse d'un projectile et sa localisation dans l'espace, toutefois ces appareillages généralement volumineux sont placés à proximité de la zone de tir et ne sont pas localisés sur la cible elle-même qui se présente de manière habituelle sous forme d'un ruban déroulé devant une enceinte de réception des balles. Dans le domaine des projectiles non perforants il est intéressant de déterminer simultanément la position et la vitesse de percussion des projectiles sur la cible, c'est par exemple le cas des balles de type "paintball", "flashball" et des ballons de football ou de handball dans des cibles représentant des buts. Dans ce domaine des projectiles non perforants il n'existe pas de cible permettant de déterminer ces paramètres directement depuis la cible sans faire appel à la vidéo ou à un ensemble de mesures optiques. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant une cible permettant de déterminer la localisation du projectile et sa vitesse et de transmettre ces données à une unité de traitement externe chargée de restituer les résultats sous différentes formes et formats. La présente invention concerne une cible de tir caractérisée par le fait qu'elle présente une structure multicouche comportant au moins une couche électriquement isolante et au moins deux couches électriquement conductrices. Les couches de la cible sont formées par une alternance de films isolants et de films conducteurs superposés assemblés et ajustés pour délivrer des effets capacitifs mesurables. La cible de tir étant employée avec des projectiles non perforants. Les avantages de la cible selon l'invention sont multiples : la cible elle-même est capable de fournir les informations de positionnement de l'impact et de la vitesse du projectile sans qu'un appareillage extérieur soit nécessaire, il est envisageable de réaliser des cibles de grandes dimensions pour des applications variées avec une grande précision sur le positionnement de l'impact et sur la détermination de la vitesse, ces informations étant particulièrement utiles pour des entraînements dans des sports tels que le tennis, le football, le handball, le paintball etc... des cibles comportant des motifs très variés sont envisageables, les données transmises vers le module externe de calcul chargé de la restitution des résultats des tirs pouvant être diffusées en temps réel aux tireurs et éventuellement stockées dans une unité mémoire indépendante pour une exploitation ultérieure, lesquels résultats pouvant être bien évidemment restitués sous différents formats éventuellement même configurés par les utilisateurs eux-mêmes, par exemple en reliant le module externe à un microordinateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés 5 qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 illustre en coupe la structure multicouche de la cible. La figure 2 est une vue de face d'une couche conductrice cible selon l'invention. La figure 3 est une représentation de la réponse des couches de détection en 10 fonction du temps sous l'action d'un projectile. La cible de tir selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est formée d'une superposition de couches électriquement conductrices et électriquement isolantes. Au sens de l'invention une couche conductrice doit être comprise comme 15 constituée d'un film conducteur plan, ou constituée avec des éléments conducteurs sous forme d'un ou plusieurs fils situés dans un même plan, ou encore constituée de motifs conducteurs complexes associant des circuits et des surfaces disposés dans un même plan. Les différents éléments conducteurs sont reliés avec l'extérieur pour former des circuits électriques 20 configurés en fonction des données à retransmettre vers l'utilisateur de la cible. Ces données pouvant être par exemple des valeurs attribuées à des secteurs de la cible, lesquels secteurs pouvant être concentriques ou non selon la nature des cibles. Les cibles selon l'invention sont utilisées avec des projectiles non perforants, 25 préférentiellement dans les catégories des balles rondes et des ballons, les applications envisagées se situant dans le cadre des entraînements et des compétitions pour différents sports ainsi que dans l'entraînement de policiers pour ce qui concerne l'emploi du flash bail et d'armes fonctionnant avec des projectiles non perforants. Selon l'invention la cible présente une structure multicouche comportant au moins une couche électriquement isolante et au moins deux couches électriquement conductrices, une telle structure minimale permet de déterminer la position d'un impact sur la cible. Selon l'invention les couches sont formées par une alternance de films isolants et de films conducteurs et les couches superposées sont assemblées et ajustées pour délivrer des effets capacitifs mesurables, une structure de cible telle que décrite par l'invention est représentée sur la figure 1. La figure 1 illustre une vue en coupe d'une cible selon l'invention permettant de déterminer à la fois la position et la vitesse d'un projectile au moyen de trois couches conductrices référencées 5, 7 et 9 et quatre couches isolantes référencées 4, 6, 8 et 10. La flèche représente l'arrivée du projectile sur la cible et le point d'impact 1. La cible est formée par un ensemble des couches conductrices et isolantes encapsulées dans un corps de protection 2. Le corps de protection 2 est chargé de protéger les couches internes des intempéries et des interférences pouvant perturber les mesures, la face visible 3 de la cible par l'utilisateur comportant un graphisme imprimé ou un dispositif d'affichage permettant au tireur de déterminer les zones valorisées, par exemple des points dans des secteurs concentriques ou des surfaces de buts dans lesquelles les gardiens ne peuvent pas attraper des ballons ou encore des zones spécifiques dans le cas de représentations de cibles humaines. La première couche de la cible déformée par un projectile est une couche isolante 4 formant une interface entre la couche conductrice 5 et l'extérieur. Un projectile arrivant au point d'impact 1 déforme la couche isolante 4 qui transmet cette déformation à la première couche conductrice, cette couche appelée dans la suite de la description couche conductrice cible 5 est de préférence représentative de la cible imprimée ou affichée sur la face visible 3 par l'utilisateur. Ainsi selon l'invention dans la cible de tir au moins une des couches conductrices est formée par un graphisme conducteur représentatif du motif externe de la cible imprimé ou affiché sur la face visible 3 par l'utilisateur, cette couche conductrice cible 5 étant de préférence située la plus près du point d'impact 1 par rapport aux autres couches conductrices. Dessous la couche conductrice cible 5 il est disposé dans l'épaisseur de la cible une couche isolante 6 puis une autre couche conductrice 7, l'espacement entre la couche conductrice cible 5 et la couche conductrice 7 produit un effet capacitif mesurable. La déformation de la couche isolante 6 due au projectile se traduit par une variation de l'effet capacitif généré entre les deux couches 5 et 7, la détection de cette variation permet la détermination de la position de l'impact 1 sur la cible. Selon l'invention la résistance à la déformation d'au moins une couche isolante placée entre deux couches conductrices est ajustée de manière à réguler la variation d'au moins un des effets capacitifs dans le multicouche, les couches isolantes considérées étant référencées 6 ou 8 sur la figure 1. Les motifs conducteurs représentatifs de la cible disposés dans la couche conductrice cible 5 sont illustrés sur la figure 2, chaque cercle 11 étant constitué d'un élément conducteur enserré dans une matrice de polymères et relié par une sortie 12 vers le module externe de mesure et de calcul de manière à déterminer une variation capacitive produite dans un secteur de la cible. Une cible de tir permettant la détermination de la position d'un projectile au point d'impact 1 au moyen d'une variation d'effet capacitif comporte de fait cinq couches dont les deux couches externes 4 et 8 sont isolantes et les trois couches internes sont formées par deux couches conductrices 5 et 7 séparées par une couche isolante 6, la couche conductrice la plus éloignée du point d'impact, la couche conductrice 7, se présentant sous la forme d'une surface conductrice plane sans motif. Pour réaliser une détermination de la vitesse du projectile il est nécessaire d'ajouter d'autres couches, notamment la couche conductrice 9 et la couche isolante 8 qui forme une séparation entre les couches 7 et 9. Pour fermer la cible de manière électriquement étanche il est utile d'ajouter 10 une dernière couche isolante 10 à l'arrière de la couche conductrice 9. Ainsi selon l'invention la cible de tir permettant la détermination à la fois de la position et de la vitesse d'un projectile au moyen d'une variation d'effet capacitif comporte sept couches superposées dont les deux couches externes sont isolantes et les cinq couches internes sont formées par des 15 alternances de couches conductrices et de couches isolantes, les deux couches conductrices les plus éloignées du point d'impact 1, les couches 7 et 9, se présentant sous la forme de surfaces conductrices planes sans motif. La détermination de la vitesse est réalisée au moyen de la mesure du décalage temporel entre la détection de la variation capacitive mesurée entre 20 les couches 5 et 7 et entre les couches 7 et 9. Ce décalage temporel étant représenté sur la figure 3. Le module externe chargé de calculer la vitesse dispose des paramètres essentiels permettant de relier la vitesse avec le décalage temporel constaté en fonction des paramètres des couches de la cible et notamment des 25 épaisseurs et des aptitudes à la déformation des différentes couches et plus particulièrement de la couche isolante 8 séparant les couches conductrices 7 et 9. Selon l'invention les variations des effets capacitifs entre les couches, provoqués par des projectiles, sont transmises au module externe de traitement qui est capable de restituer les informations recueillies traduites en positions sur la cible et en vitesses desdits projectiles. Ce module externe est conçu pour être connecté à un afficheur ou à un microordinateur de manière à transmettre au tireur toutes les informations sur son résultat. La figure 1 illustre la structure multicouche de la cible, de préférence selon l'invention au moins une des couches conductrices est formée elle-même par un empilement de feuillets, lequel empilement en feuillets étant constitué par une feuille d'aluminium en sandwich dans un ensemble de couches de polymères, lesquels étant de préférence de type polyester. De préférence encore les couches conductrices 5, 7 et 9 sont structurellement identiques en constitution même si la couche 5 comporte des motifs ou des fils conducteurs alors que les couches 7 et 9 sont des films conducteurs plans. Selon l'invention au moins une couche isolante 4, 6, 8 ou 10 est formée avec une mousse de polyuréthane et toutes les couches conductrices 5, 7 et 9 sont formées par un ensemble multicouche comprenant une feuille d'aluminium en sandwich dans un ensemble de couches de polymères, lesquels étant de préférence de type polyester, les couches conductrices et isolantes étant encapsulées dans un corps de protection 2. De préférence selon l'invention les couches isolantes sont toutes identiques et constituées d'une mousse de polyuréthane, avantageusement l'épaisseur de cette couche est de 0.5 mm. Plusieurs variantes de la cible comportant une structure multicouche sont envisageables, les épaisseurs de chacune des couches et les matériaux constitutifs peuvent être réglés dans une large plage sans sortir du cadre de l'invention, le nombre de couches peut varier, notamment il peut être imaginé de réaliser des couches isolantes elles-mêmes multicouches avec des matériaux différents. Les couches conductrices ont été décrites de préférence d'une même nature, sous forme de films plans, de fils ou de motifs, de préférence avec une structuration en sandwich avec un feuille aluminium enserrée dans des films en polyester, toutefois il est également concevable d'employer d'autres structurations de ce complexe disposant d'une âme conductrice, différents métaux peuvent se substituer à l'aluminium et d'autres polymères que le polyester peuvent être employés sans sortir du cadre de l'invention. Les motifs et circuits envisagés pour la couche conductrice cible pouvant être très divers sans sortir du cadre de l'invention. La variation de l'effet capacitif sous l'impact d'un projectile est dépendant de l'épaisseur et de la nature du matériau isolant placé entre les couches conductrices, il est bien évident que dans le cadre de l'invention de multiples matériaux peuvent être employés avec des textures variées permettant de transcrire la position et la vitesse du projectile, lesquels matériaux ainsi que leurs épaisseurs étant de préférence adaptés en fonction des projectiles envisagés sur la cible. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.20 REVENDICATIONS 1- Cible de tir caractérisée par le fait qu'elle présente une structure multicouche comportant au moins une couche électriquement isolante et au 5 moins deux couches électriquement conductrices. 2- Cible de tir selon la revendication 1 dans laquelle les couches sont formées par une alternance de films isolants et de films conducteurs et les couches superposées sont assemblées et ajustées pour délivrer des effets capacitifs mesurables. 10 3- Cible de tir selon la revendication 2 dans laquelle au moins une des couches conductrices est formée par un graphisme conducteur représentatif du motif externe de la cible imprimé ou affiché sur la face visible (3) par l'utilisateur, cette couche conductrice cible (5) étant de préférence située la plus près du point d'impact (1) par rapport aux autres couches conductrices 15 (7, 9). 4- Cible de tir selon la revendication 3 dans laquelle la résistance à la déformation d'au moins une couche isolante (6, 8) placée entre deux couches conductrices (5, 7, 9) est ajustée de manière à réguler la variation d'au moins un des effets capacitifs. 20 5- Cible de tir selon la revendication 4 permettant la détermination de la position d'un projectile au point d'impact (1) au moyen d'une variation d'effet capacitif comprenant cinq couches dont les deux couches externes (4, 8) sont isolantes et les trois couches internes sont formées par deux couches conductrices (5, 7) séparées par une couche isolante (6), la couche 25 conductrice (7) la plus éloignée du point d'impact se présentant sous la forme d'une surface conductrice plane sans motif. 6- Cible de tir selon la revendication 4 permettant la détermination à la fois de la position et de la vitesse d'un projectile au moyen d'une variation d'effet capacitif comprenant sept couches superposées dont les deux couches externes (4, 10) sont isolantes et les cinq couches internes sont formées par des alternances de couches conductrices et de couches isolantes, les deux couches conductrices (7, 9) les plus éloignées du point d'impact (1) se présentant sous la forme de surfaces conductrices planes sans motif. 7- Cible de tir selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 dans laquelle les variations d'effets capacitifs provoqués par un projectile sont transmises à un module externe de traitement capable de restituer les informations recueillies traduites en position et en vitesse du projectile. 8- Cible de tir selon la revendication 7 dans laquelle au moins une des couches conductrices (5, 7, 9) est formée elle-même par un empilement de 15 feuillets. 9- Cible de tir selon la revendication 8 dans laquelle l'empilement de feuillets est constitué par une feuille d'aluminium en sandwich dans un ensemble de couches de polymères, lesquels étant de préférence de type polyester. 20 10- Cible de tir selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle au moins une couche isolante (4, 6, 8, 10) est formée avec une mousse de polyuréthane et toutes les couches conductrices (5, 7, 9) sont formées par un ensemble multicouche comprenant une feuille d'aluminium en sandwich dans un ensemble de couches de polymères, lesquels étant de 25 préférence de type polyester, les couches conductrices et isolantes étant encapsulées dans un corps de protection (2).