用于枪械的电子瞄准器及其操作方法

专利名称:用于枪械的电子瞄准器及其操作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种便于枪械精确瞄准的装置，更具体地说，涉及一种安装在枪械上的枪械瞄准器，使用者通过这个瞄准器来观察潜在的目标。
背景技术：
多年来已经开发出多种不同的技术和设备来帮助人们将来复枪或靶标手枪这样的枪械精确瞄准。一种普通的方式是在枪械的枪管上安装一个瞄准器或观察镜，人们透过这些装置来观察与准具相关联的期望的目标。尽管现有的枪械瞄准器对于它们所期望的目的来说通常已经足够了，但它们还不能满足所有的方面。
例如，当首次将一个瞄准器安装到枪械的枪管上时，它需要与枪管校准或“归零”，这通常是通过试验和纠错过程来完成的。例如，一个人可以向位于已知距离处的靶标发射一颗或多颗子弹，确定子弹击中靶标的位置与他瞄准的位置之间偏离的程度，然后相对于枪械调整瞄准器使其校准，以消除偏差。这一系列步骤以反复的方式重复进行，直至子弹在与瞄准的位置基本相同的位置处击中靶标。
这种方法在一组特定的条件下实现了瞄准器与枪械的校准。然而，在后续使用枪械和瞄准器期间，例如在打猎时，种种条件可能与校准或归零过程中出现的条件有很大差别，因此可能会影响子弹的弹道轨迹。其中所包含的因素如温度、压力、湿度、风速及风向，所有这些因素会影响空气的密度，因此会影响对子弹所施加的摩擦阻力，而摩擦阻力进而会影响弹道轨迹。此外，枪械枪管的倾斜度也可能相对于子弹的最初弹道轨迹影响重力作用在子弹上的方向，这可能会进而影响重力如何对子弹的整个弹道轨迹发生作用。另外一个因素在于，目标的实际范围或距离通常与校准或归零过程中出现的范围或距离不同。
因此，即使当瞄准器已经在已知条件下相对于枪械被校准之后，在此之后使用该瞄准器使枪械瞄准的人在其他条件下仍需要做出适当的脑力或视觉的补偿。考虑到这一点，人通常必须将瞄准器的准具对准与目标上所期望的子弹击中点相偏离的一个点。例如，如果至目标的距离比用来使瞄准器归零的距离长得多，则人可能必须将瞄准器的准具对准位于目标上方的一个点。类似地，如果有风从左边或右边吹来，人可能必须将瞄准器的准具对准从目标向左或向右偏离的一个点，以补偿风对子弹的弹道轨迹产生的影响。有些准具以已知的角度增量带有记号，以帮助人做出适当的补偿，但这里仍然要涉及高度的人力猜测工作。
有些人可以调节瞄准器上的球状突起，以区别于瞄准器的初始设定来调整瞄准器的对准，从而对当前的条件进行补偿。可能需要一些不同的数据表来确定对各个不同因素的适当调节，并来自所述的多个数据表的数值必须被组合起来，以确定要作用到两个或更多个球状突起中每一个的圈数。但这种方法很复杂、繁琐，而且很慢，因此对于大多数实际情况来说是不现实的。例如，当猎人在做这种调节过程时，猎物目标往往不会一直等着。此外，这种方法通常也要在很大程度上涉及人力猜测工作，以确定当前条件如何。
假使存在多种可能会影响子弹的弹道轨迹的不同因素，这类试图以脑力或视觉方式进行有效补偿的尝试在很大程度上涉及预测和猜测工作，并且经常导致子弹完全错过目标，或者在与所期望的击中点有一定距离处击中目标。另一个问题在于，在任一给定的时刻，现有的瞄准器使用一个具有不同预定特征的选定的准具，所述特征如颜色、形状、大小和/或亮度。因此，例如如果所述准具是黑色，而目标恰好也是黑色，那么当准具对准目标时，要将准具和目标区分开可能是很困难的。
还有另外一种考虑在于，当通过一个现有的瞄准器观看时，有时很难将潜在的目标从通过该瞄准器观看的场景的其他部分中识别和/或区分出来。另外一个因素在于，使用枪械和瞄准器的猎人或其他人常常还单独携带着其他装备。这些装备例如包括纸质地图、指南针、激光测距仪、独立的全球定位系统(GPS)设备、以及设计用来吸引作为潜在目标的各种不同种类的猎物的多种模拟叫声装置(gamecalls)。

发明内容
由上所述可以了解，对于枪械瞄准器出现了能够避免与现有瞄准器相关的一些或所有缺点的需求。
本发明的一种方式涉及对一种枪械瞄准器的操作，并且涉及在一个观看区域上提供一个与数字准具相关联的场景的图像；接收表示能够影响发射弹道轨迹的一个参数的信息；并且自动调节所述数字准具相对于在观看区域上显示的图像的位置，从而对所述参数影响发射弹道轨迹的程度进行补偿。
本发明的一个不同的方式涉及在一个观看区域上为使用者显示一个与数字准具相关联的场景的图像；并且响应于该图像自动调节所述准具的特征。
本发明的另一个方式涉及在一个观看区域上为使用者显示一个与数字准具相关联的场景的数字图像；并且自动调节所述数字图像，从而将与所述准具基本对齐的第一个图像部分从与所述第一个图像部分相邻的第二个图像部分区分开来。
本发明的又一个方式涉及从一个枪械瞄准器生成一个可听到的声响。
本发明的另外一个方式涉及对具有一个显示器的枪械瞄准器的操作，并且涉及接收电磁信号；响应于所接收的电磁信号确定所述枪械瞄准器在地球表面上的位置，并在所述显示器显示表示所述枪械瞄准器在地球表面上的位置的信息。



从下面结合附图的详细描述中将能更好地理解本发明，图中图1是作为一个数字来复枪瞄准器的装置的示意性透视图，它体现了本发明的各个方面；图2是示出了图1中的来复枪瞄准器的相对一侧的示意性断裂透视图；图3是图1中的来复枪瞄准器的一个开关面板的示意性透视图，以放大的比例来表示；图4是图1中的来复枪瞄准器的框图，并示出了其在图1-3的视图中不可见的部分；图5是作为图1中的来复枪瞄准器的一个组成部件的彩色显示器在正常工作模式下的示意性视图；图6是所述显示器在菜单模式下的示意性视图，并示出了一个菜单选择列表；图7是所述显示器的示意性视图，示出了一个准具选择屏幕；图8是所述显示器的示意性视图，示出了一个用来为当前所选准具设定预测和左右瞄准偏移量的屏幕；图9是所述显示器的示意性视图，其处于一个用来显示存储在来复枪瞄准器的存储器中的图像和/或视频剪辑；图10是所述显示器的示意性视图，示出了一个选项菜单；图11是示出了由来复枪瞄准器的一个图像检测器检测到的整个图像、并示出了这个图像在显示器上当前显示的一部分的示意性视图；图12是与图11类似的示意性视图，但示出了所述瞄准器如何将所显示的图像相对于检测到的图像自动移位，使得所述准具指示子弹在检测到的场景内的所期望的击中点；图13是与图12类似的示意性视图，但示出了所述准具在目标上中心定位；图14是示出了在来复枪和瞄准器相对于一条纵轴倾斜几度的情况下、以及当自动弹道补偿特性被禁用时检测到的图像和该图像被显示的部分的示意性视图；图15是与图14类似的示意性视图，但示出了瞄准器如何使检测到的图像的被显示的部分自动重新定位、以使准具在期望的击中点上中心定位的示意性视图；以及图16是与图15类似的示意性视图，但示出了使用者如何将调整过的准具在目标上中心定位。
具体实施方式
图1是作为一个数字来复枪瞄准器10的装置的示意性透视图，它体现了本发明的各个方面。尽管瞄准器10在这里被称作“来复枪瞄准器”，但它实际上不仅能与来复枪一起使用，而且还能与其他类型的枪械、如靶标手枪一起使用。瞄准器10包括一个轨道安装器12，它能够将瞄准器10固定、牢固地安装在枪械的接纳装置或安装轨道上。
瞄准器10包括一个壳体14，所述壳体在其前端具有一个包括至少一个镜头17的物镜部分16，并且在其尾端具有一个目镜光学部分18。壳体14具有一个访问面板21，它以可移除的方式由翼形螺钉22固定在位置上。所述访问面板21可以被移除，从而对容纳所选组成部件的内部间隔腔进行访问，所述所选组成部件在后面还要详细讨论。
瞄准器10具有一个激光测距仪26，它固定安装在其一侧上。测距仪26使用已知种类的技术，并能够通过发送激光束然后分析反射的能量来确定与目标之间的距离。在壳体14的顶部提供了一个全球定位系统(GPS)天线28，使得瞄准器10可以接收由GPS卫星发射的已知类型的电磁GPS信号。利用这些接收到的GPS信号，瞄准器10能够以已知方式确定其在地球表面上的精确位置，其精确度在几英尺以内。
在瞄准器10的壳体14的顶部安装一个已知类型的风力传感器31。所述风力传感器31具有球形的外壳，在外壳上有穿过它的多个间隔开的开孔，并具有安放在外壳内的传感器系统。风力传感器31能够检测周围的任何风的速度和方向。在所公开的实施例中，风力传感器31是一种在商业上可获得的、由维吉尼亚州的Aeroprobe Corporationof Blacksburg公司制造的商标名为OMNIPROBE的元件。但是，作为替代也可以用任何其他适用的装置来实现风力传感器。
图2示出了图1中的来复枪瞄准器的相对一侧的示意性断裂透视图。瞄准器10在壳体14内具有某种电路，包括一个电路板41。提供了两个可在商业上获得的类型的、可取下的电池42和43来为电路供电。访问面板21(图1)可以被移除，从而能够接近电池42和43，以便能够对其进行更换。尽管在所公开的实施例中电池42和43是可更换的，作为替代也可以使用可充电电池。
如图2中示意性示出的，瞄准器10包括一个可取下的存储卡46。在所公开的实施例中，存储卡46是数码相机中通常使用的类型的存储卡，例如通常被称为多媒体卡(MMC)或安全数字(SD)卡的类型的工业标准卡。然而，作为替代也可以使用任何其他适用的装置作为可取下的存储卡46。访问面板21(图1)可以被移除，从而接近存储卡46，以便能够对其进行更换。
壳体14包括一个壁结构46，它将壳体14的内部的一个部分与所述内部的其余部分隔离开来。特别地，所述壁结构49限定了一个间隔腔51，它是壳体14内部的一个与壳体内部其余部分密封隔离的部分。壳体14在其尾端具有一个壁部分，所述壁部分具有穿过它的一组小的开孔，以便在间隔腔51的内部与围绕瞄准器10的周围空气之间提供流体连通。
在间隔腔51之内提供了另一个电路板56，它穿过壁49通过一个连接器57电气连接到电路板41。电路板56上的电路包括一个倾斜度传感器61，它可以检测出瞄准器10相对于瞄准器10的纵轴倾斜或滚转的程度，以及瞄准器10相对于和所述纵轴横向延伸的水平轴倾斜或偏移的程度。在所公开的实施例中，倾斜度传感器61用一种可在商业上获得的、由马萨诸塞州的诺伍德市的Analog Devices公司制造的部件号为ADXL203的元件来实现。但是，作为替代也可以任何其他适用的装置来实现倾斜度传感器61。
电路板56上的电路还包括一个压力传感器62，它可以感知瞄准器10附近的环境中的大气压力。在所公开的实施例中，压力传感器62是用一种可商业上获得的、由伊利诺斯州的绍姆堡镇的摩托罗拉公司制造的MPX4115A/MPXA4115A系列的元件来实现。但是，作为替代也可以用任何其他适用的装置来实现压力传感器62。
电路板52上的电路还包括一个传感器63，它能够检测出瞄准器10附近的环境温度和环境湿度。在所公开的实施例中，温度和湿度传感器63用一种可在商业上获得的、由伊利诺斯州的弗里波特市的Honeywell公司的传感及控制部门制造的部件号为HIH-3602-C的元件来实现。
电路板56上的电路的另一个组成部件是一个加速计66。在所公开的实施例中，加速计66是一种能够在商业上获得的、由AnalogDevices公司制造的部件号为ADXL105的装置。但是，作为替代也可以用任何其他适用的装置来实现加速计66。加速计66是一种高度敏感的传感器，它能够检测出在安装了瞄准器10的枪械中，当撞针撞击弹药筒时产生的相当微小的冲击波。当然，当撞针撞击弹药筒时，其触发了填装在弹药筒内的火药或其他推进剂的燃烧，从而从弹药筒和枪械射出子弹或其他射弹。
当撞针撞击弹药筒时，加速计66的输出具有与响应弹药筒内填料的燃烧所产生的频谱不同的频谱。因此，瞄准器10内的电路能够将代表撞针撞击弹药筒的冲击波与代表其他类型的事件、如弹药筒内的燃烧的不同的冲击波区分开来。
弹药筒内的燃烧产生了一个比撞针撞击弹药筒时所产生的冲击波大许多个数量级的冲击波或后坐力。加速计66具有检测撞针撞击弹药筒时产生的相当小的冲击波所需的灵敏度和带宽，并且还具有抵挡紧接着在弹药筒内燃烧所产生的大得多的冲击波或后坐力所需的耐受性。
电路板56上的电路还包括一个陀螺仪67，它在这里被称作速度陀螺仪(rate gyro)。在所公开的实施例中，速度陀螺仪67用一对已知的装置来实现，该装置是可以在商业上获得的、由Analog Devices公司制造的部件号为ADXRS150的装置。但是，作为替代也可以用任何其他适合的装置来实现速度陀螺仪67。两个ADXRS150部件被如此定位，使得它们相互正交，从而使这些部件检测出关于各自的垂直轴和水平轴的角移动。因此，速度陀螺仪67能够检测出瞄准器10相对于未示出的垂直轴和未示出的水平轴的角移动速率。换句话说，速度陀螺仪67是一种高度敏感的设备，它能有效地检测出瞄准器10在垂直于物镜部分16的未示出的中心线的方向上的移动速率。
一个小的扬声器68被支撑在电路板56上，靠近穿过壳体14的开孔。瞄准器10内的电路能够使用扬声器68通过开孔52发出选定的音频声响，如通常作为模拟叫声所熟知的、希望用来将所期望的目标吸引到使用瞄准器10的猎人这里来的动物叫声。
尽管所公开的实施例中使用了壳体14内的扬声器68，作为替代也可以使用设置在壳体14外部的较大的扬声器。考虑到这一点，较大的扬声器可以设置在位于壳体14外部并与之隔离的另一个壳体内，例如设置在访问面板21后面的间隔腔内(图1)。如果在这样的外部壳体内提供了扬声器，则还可以在同一壳体内提供一个用电池来工作的放大器，用于在将音频信号提供给扬声器之前将这些音频信号放大。
在壳体14的顶部提供了一个开关面板76，其具有多个可手动操作的开关。图3是这种开关面板76的以放大的比例显示的示意图。开关面板76包括一个功率开关78。手动操作功率开关78使其在开和关两种状态之间转换，在这些状态下所述功率开关分别提供和中断从电池42-43到瞄准器10内的电路的电功率流。
在开关面板76的中央提供了一个可手动操作的菜单开关81，其目的在后面讨论。菜单开关81由一个环形的四路开关82所围绕，所述四路开关用于后面要讨论的不同目的。按下开关82的四个方向86-89中的任意一个，在瞄准器10内生成一个相应的不同电信号。开关面板76还包括一个快门开关83，以及一个模拟叫声开关84，这两个开关都将在后面讨论。
图4是来复枪瞄准器10的一个框图，并示出了该瞄准器在图1-3的外部视图中不可见的某些内部部分。上面已经讨论过的各种元件在图4中示意性地示出，并用上面所使用的相同的附图标记来表示。
参照图4，瞄准器10的物镜部分16具有5°的视野(FOV)，但是作为替代也可以有其他的视野。瞄准器10包括一个图像检测器102，并且物镜部分16可操作用来将一个远处的场景或目标101成像到图像检测器102上。在所公开的实施例中，图像检测器102是一种已知类型的互补金属氧化物半导体(CMOS)设备。它具有以2352列乘1728行的二维阵列排列的多个检测器单元。每个检测器单元对应于由图像检测器102所产生的每幅图像中的一个相应的像素，因此该图像检测器102有效地构成了一个4.1兆像素检测器。作为替代，也可以用任何其他适合的装置来实现图像检测器102，包括具有的检测器单元数目更大或更小的检测器，或者除CMOS图像检测器之外的检测器，如电荷耦合器件(CCD)阵列。
图像检测器102生成场景101的一系列数字彩色图像，并且这一系列图像被提供给一个处理部分106。尽管所公开的实施例中的图像检测器102生成的是彩色图像，作为替代所述图像也可以是单色图像，或者黑白图像。处理部分106包括一个已知类型的处理器107和存储器108。
图4中的存储器是为处理器107所提供的存储器的示意性表示，并且可以包括超过一种存储器类型。例如，存储器108可包括只读存储器(ROM)，它保存由处理器107执行的程序，以及在程序执行期间没有改变的数据。存储器108也可以包括某种随机存取存储器(RAM)，在其中处理器可以保存在程序执行期间动态改变的数据。存储器108也可包括某种通常已知作为“闪存”RAM类型的半导体存储器，它是一种随机存取存储器，当掉电时仍能维持保存在其中的数据。这种类型的存储器通常用在诸如数码相机的存储卡的设备中。
处理部分106还包括一个已知类型的重新格式化装置111，它能够提取由图像检测器102生成的图像，并将该图像重新格式化为适用于在比图像检测器102分辨率更低的显示器上显示的较低分辨率图像。由重新格式化装置111处理过的图像被提供给显示器驱动电路116，该电路进而驱动彩色显示器117。在所包含的实施例中，彩色显示器117是一种已知类型的液晶显示器(LCD)，并具有以640列乘480行的二维阵列排列的多个像素单元。但是，该显示器117也可以具有数目更多或更少的像素单元，或者也可以是任何其他适合类型的显示器装置，如有机发光二极管(OLED)显示器、硅上液晶(LCOS)显示器、或者微型机电系统(MEMS)反射显示器。请注意，在所公开的实施例中，图像检测器102的像素数超过显示器117的像素数的13倍。这便于实现下面要讨论的多种特性。
目镜光学元件18包括已知类型的光学元件，其允许使用与枪械相结合的瞄准器10的人的眼睛123更舒适地观看显示器117。在所公开的实施例中，目镜光学部分18具有15°的FOV，但是作为替代也可以有其他适合的FOV。对于允许人以超过大约8英寸的观看距离直接观显示器117的应用来说，所公开的实施例中的目镜光学部分18能够可选地被省去，因此对于眼睛的适应性调节可能很少或不会产生舒适的观看效果。
上面所述的倾斜度传感器61、压力传感器62、温度和湿度传感器63、加速计66、速度陀螺仪67和扬声器68分别通过连接器57可操作地耦合到处理部分106。如上所述，可移除的访问面板21可以手动地被移除，以获得对间隔腔的访问，其中可以接近电池42-43或存储卡46，以便对其进行更换。
位于访问面板21后面的间隔腔还包括一个外部的电源连接器141，它可以耦合到一个外部电源，这样的转换器将交流电(AC)转换成直流电(DC)。电池42-43和外部电源连接器分别耦合到功率开关78。当功率开关78分别接通和关断时，其分别允许和中断从电池42-43和/或连接器141到设置在瞄准器10内、并且需要电功率来工作的电路的电流。
位于访问面板21后面的间隔腔还包含一个耦合到处理部分106的连接器146。连接器16以及通过它传输的信号符合一种通常称作通用串行总线(USB)标准的已知工业标准。但是，作为替代也可以使用任何其他适合的连接器类型和通信协议，如标准串行连接器和通信协议，或者标准并行连接器和通信协议。当连接器146连接到未示出的计算机的USB总线上时，瞄准器10自动检测到它已经连接到总线上，并作为相对于USB总线的USB海量存储从设备。连接器146可以用来从瞄准器10将图像数据或视频数据上传到一台未示出的计算机。另外，连接器146可以用来从计算机将各种类型的信息下载到瞄准器10中。例如，来自计算机的信息可以经由处理部分106下载到可取下的存储卡46中。
位于访问面板21后面的间隔腔还包括了另外一个连接器148，它可以用来将视频信息从瞄准器10传送到一个外部设备。在所公开的实施例中，连接器148是一种通常已知作为RCA插座类型的标准部件，并且通过它传输的信息符合通常已知作为国家电视标准委员会(NTSC)协议和逐行倒相(PAL)协议这两种工业视频标准的一种。但是，作为替代也可以使用任何其他适合的连接器类型，并且视频信息可根据任何其他适合的协议来传输。
由图4中可以看到，风力传感器31和激光测距仪26分别可操作地耦合到处理部分106。瞄准器10内的电路包括一个GPS电路156，它耦合到GPS天线28，并耦合到处理部分106。GPS电路156被配置为通过GPS天线28接收GPS无线电信号，并通过已知的方式将该信号转换成适于由处理部分106所使用的形式。
图5是彩色显示器117的示意图，如在瞄准器10的正常工作模式下，人的眼睛123通过瞄准器10的目镜部分18所看到的。在正常工作模式下，显示器117显示场景101的图像，如图像检测器102通过目镜部分16所捕获的。场景101由图5中的虚线示意性地表示。
处理部分106在场景101的图像上叠加一个准具201-205。在图5中，所述准具包括一个小的中心圆圈201，以及分别相对于圆圈201径向延伸的四条线202-205，这四条线以90°间隔偏移。准具201-205是可由瞄准器10使用的多种不同的准具的一个例子。在所公开的实施例中，瞄准器10包括两个预先确定的准具。一个是在201-205处所示的准具，它被称作“十字准线”准具。另一个预先确定的准具是在瞄准器10中表示为“军用圆点”准具的标准军用准具。
另外，两个定制的准具的电子定义可以通过USB连接器146下载到瞄准器10的存储卡46上。这些定制准具被称作“定制1”和“定制2”，并可具有用户所希望的几乎任何配置。特别地，具有事实上任何所需配置的准具可以由用户在一台独立的计算机中创建，或者可以由用户从瞄准器制造商处获得，或者通过如互联网这样的网络从第三方处获得。然后每个这样的定制准具都能通过连接器146以数字形式可选地、并以电子方式下载到存储卡46中。
这样，在任一给定的时刻，瞄准器10都将包括准具的两个到四个定义。用户选择这些准具定义中的一个，并且由瞄准器10使用所选的准具，直到用户选择了一个不同的准具定义。在正常工作期间，处理部分106提取所选的准具，并将其以数字方式叠加到要发送给显示器117的图像上。在图5中，准具201-205已经以下述方式被叠加到图像上，使得该准具在显示器117上中心定位。但是，正如下面还要更详细地讨论的，准具在显示器117上的位置的模式，以及准具相对于场景101的图像的位置，可以偏离中心定位的位置。
如图5所示，显示器117在正常工作模式下提供了一些附加信息。考虑到这一点，显示器117的左下角包括一个风力修正量或方位角调节值211，它是代表准具201-205与初始校准或“归零”条件之间的水平偏移量的一个正数或负数，如下面要讨论的。类似地，显示器117的右下角包括一个仰角或倾斜度调节值212，它是代表准具201-205与其初始校准或“归零”条件之间的垂直偏移量的一个正数或负数，如下面要讨论的。在正常工作期间，如果还没有从“归零”条件进行校准调节，则在211和212处显示的风力修正量和仰角调节值将分别为零。
显示器117的右上角具有一个电池充电指示器213，它被划分成五段，用来指示电池42-43的状态。特别地，当电池是新的时候，滇池充电指示器213的所有五段都被点亮。然后，当电池42-43逐渐被放电时，电池充电指示器213的被点亮的段数将逐渐下降。
显示器117的左上角显示了一个计数指示器214，它与以下事实相关，即处理部分106能够将单一的图像和/或短视频剪辑存储在可取下的存储卡46中，如下面要讨论的。计数指示器214是对有多少附加图像或视频剪辑能够以当前选定的分辨率和压缩率设定(这些在后面讨论)被存储在存储卡46中对存储图像可用的空间内的指示。
显示器117的顶部中间部分具有一个捕捉模式指示器215，以及一个分辨率指示器216。捕捉模式指示器215指示了当前有效的是两个捕捉模式中的哪一个。特别地，用户可以选择一个指定的事件使得瞄准器10是将单一的图像还是将包含多幅连续图像的短视频剪辑存储到存储卡46中。如果用户选择了视频剪辑模式，则指示器215的读数为“VID”。否则的话，指示器215的读数为“IMG”。
用户能够选择用两种分辨率中的哪一种来存储图像或视频剪辑。如果用户选择了较高的分辨率。则指示器216的读数为“HI RES”，每幅单一图像或视频剪辑图像包含1920乘1440个像素。另一方面，如果用户选择了低分辨率，则指示器216的读数为“LO RES”，每幅单一图像或视频剪辑图像包含640乘460个像素。作为替代，也可以使用分别涉及其他数目的像素的不同的分辨率，和/或不同数目的分辨率选择。
显示器117的底部部分具有一个撞针检测指示器217。指示器217反映了瞄准器10目前是否能够检测出在一个相关联的枪管中的撞针撞击弹药筒的事件，如后面要讨论的。当这种能力被启用时，指示器217的读数为“FP”。否则。指示器217为空白。
显示器117的底部中央部分还包括一个距离指示器218，它显示一个瞄准器10当前所使用的数值作为距目标或场景101的距离。在图5中，距离指示器218中的字母“M”表示所显示的数字值的单位为“米”。但是，作为替代，与目标之间的距离也可以用任何其他所希望的单位来表示，如“码”。
显示器32的中央部分具有一个角误差指示器231，指示器231是一个比准具201-205的中心处的圆圈201大、并与之同心的圆圈。指示器231的直径响应于从速度陀螺仪67接收到的信息而增大或减小。特别地，处理部分107监视速度陀螺仪67的输出。在典型情况下，用户要使枪械瞄准，并试图使准具中心201在考虑作为目标的场景101的一个部分上精确地保持中心定位。
如果用户恰好非常稳定地持枪，速度陀螺仪67将检测到瞄准器10和枪械仅有很小的角移动或者没有角移动，或者换句话说，其垂直于物镜部分16的中心线的移动很小或者没有移动。因此，处理部分107将指示器231显示为一个直径比较小的圆圈，从而向用户表明枪械相当精确地保持在选定的目标上。另一方面，如果用户很难稳定地持枪，速度陀螺仪67将检测到枪械和瞄准器有较大程度的角移动。因此，处理部分107用较大的直径来显示指示器231，从而表明准具中心201没有像所希望那么精确地保持在目标上。
在所公开的实施例中，指示器231的直径的变化是连续的。换句话说，枪械和瞄准器发生角移动的量的连续增长导致指示器231的直径连续增大。相反，枪械和瞄准器发生角移动的量的连续降低导致指示器231的直径连续减小。这样，当准具中心201在目标上中心定位时，并且当指示器231具有较小的直径以表示枪械目前被保持得非常稳定时，在一个时刻用户将尽力固定住枪械的板机。
在正常工作模式期间，按下四路开关82中的部分88或89(图3)将增大或减小显示器117的亮度。另外，在正常工作模式期间，按下四路开关82的部分86或87(图3)将产生缩放效果。特别地，按下其中的一个部分将增大缩放系数，按下另一个部分将降低缩放系数。在所公开的实施例中，缩放是连续的，并且范围可以是从1×到4×，但是作为替代，也可以采用具有多个离散等级的非连续的缩放，和/或其他一些缩放范围。
如上面所解释的，图像检测器102具有比显示器117更多的像素。当瞄准器10正在以4×的缩放系数操作时，从由图像检测器102生成的每个图像中抽取出一部分，其大小为640乘480个像素。然后在彩色显示器117上显示这个部分，来自被抽取的部分中的每个像素按照一对一的关系被直接映射为显示器117中的一个相应的像素。
当缩放系数为1×时，重新格式化装置111基本上从图像检测器102提取整个图像，将该图像的像素划分成相互排他的组，每组有排列成4乘4格式的16个像素，对每组中的16个像素求平均或者进行内插，得到一个单个的计算出的像素，然后将每个计算出的像素映射到显示器117上的一个相应的对应像素。类似地，当缩放系数为3×时，重新格式化装置111基本上从图像检测器102提取一幅图像，抽取一个大小约为1920乘1440个像素的部分，将这部分像素划分成相互排他的组，每组有排列成3乘3格式的9个像素，对每组中的9个像素求平均或者进行内插，得到一个单个的计算出的像素，然后将每个计算出的像素映射到显示器117上的一个相应的对应像素。按照另外一个例子，当缩放系数为2×时，重新格式化装置111基本上从图像检测器102提取一幅图像，抽取一个大小约为1280乘960个像素的部分，将这个中央部分的像素划分成相互排他的组，每组有排列成2乘2格式的6个像素，对每组中的4个像素求平均或者进行内插，得到一个单个的计算出的像素，然后将每个计算出的像素映射到显示器117上的一个相应的对应像素。
在所公开的实施例中，从1×到4×的缩放是连续的。因此，当缩放系数在1×和2×之间时，或者在3×和4×之间时，重新格式化装置111从检测器102提取一幅图像的相应的部分，然后对这部分像素进行分组、内插和映射，以和上面讨论相类似的方式得到显示器117上的像素。尽管所公开的实施例中缩放是连续的，但是作为替代，缩放系数也可以在离散的缩放等级之间移动，如1×、2×、3×和4×四个离散的缩放等级。
在正常工作模式期间，如果用户按下菜单按钮81(图3)，瞄准器10将进入菜单模式。在这种模式下，图5中所示类型的信息从显示器117上被去除，用一个菜单来代替，一个例子在图6中示出。在图6中，显示器117的左侧显示了菜单选择的列表，这些菜单选择中的一个被高亮显示。显示器的右侧示出了对于大多数菜单选择来说各种可允许的选项。在显示器的右侧，在每组选项内，当前所选择的选项被高亮显示。
在菜单模式下，用户可以通过按下四路开关82(图3)的部分86或部分87在显示器左侧的菜单选择上滚动，并且当前所选择的菜单选择被高亮显示。如果被高亮显示的选择具有在其右侧示出的选项，则用户可以通过按下四路开关82的部分88或部分89在这些选项上滚动，并且当这种滚定发生时高亮显示在这些选项之间移动。
现在将更详细地描述图6左侧示出的每个菜单选择。第一个菜单选择是“记录模式”，它允许用户选择一个特定的事件是使瞄准器10存储一个单个图像还是存储一个视频剪辑。这些选项为图6中的“图像”或“视频”，并且所选的选项在图5中的捕捉模式指示器215中反映为“IMG”或“VID”。
图6中的第二个菜单选择是“记录分辨率”。如上所述，用户可以选择每个所存储的图像或视频是用高分辨率还是用低分辨率来存储，其在图6中对应于“高”和“低”的相应选项。所选的选项在图5中的捕捉模式指示器215中反映为“HI RES”或“LO RES”。
图6中的第三个菜单选择是“压缩”。这个菜单选择允许用户选择存储在存储卡46中的每个图像或视频剪辑所要采用的压缩量，其进而影响到存储该图像或视频剪辑所需的存储空间量。瞄准器10使用本领域已知类型的压缩技术，如由联合图像专家组(JPEG)所发布的那些技术。如图6中所示，用户可以在高、中、低压缩选项之间进行选择，其分别由“高”、“中”和“低”来表示。
图6中的下一个菜单选择是“记录准具”选择。这个选项允许用户选择当前所选的准具是包括在每个所存储的图像或视频剪辑中还是从每个所存储的图像或视频剪辑中省略。该选项为“是”和“否”。如果用户选择了“是”，则准具将被包括在所存储的信息中。如果用户选择了“否”，则准具将从所存储的信息中被省略。
下一个菜单选择是“撞针检测”。这个选项允许用户启用和禁用瞄准器10使用加速计66(图2和图4)检测撞针何时撞击相关枪管中的弹药筒的能力。特别地，用户选择“开”选项来启用该特性，而选择“关”选项来禁用这一特性。如果这一特性被启用，则图5中撞针检测指示器217的读数为“FP”，而如果该特性被禁用，则指示器217将为空白。
当这一特性被启用时，每次当瞄准器10检测到由撞针撞击弹药筒引起的冲击波时，瞄准器10根据“记录模式”菜单选择已经被设定为“图像”还是“视频”，分别将一个单个的图像或视频剪辑保存到存储卡46中。应当注意到，由于视频剪辑是一系列的多幅图像，将一个视频剪辑保存到存储卡46中将占用比保存单幅图像所需存储空间多几倍的空间。在保存图像或视频剪辑之后，处理部分106调整在显示器117上所显示的计数指示器214(图5)。
特别地，如果在“图像”模式下保存了一个单个图像，则计数指示器214将递减，以反映以当前所选的分辨率和压缩率能够存储在剩余的存储空间中的其他图像的数目。另一方面，如果在“视频”模式下保存了一个视频剪辑，则指示器214的值将减少对应于该视频剪辑中的图像数目的量，使得指示器214反映以当前所选的分辨率和压缩率能够存储在剩余的存储空间中的其他视频剪辑的数量。
如果“撞针检测”菜单选择被设定为“关”，瞄准器10将不检测撞针撞击弹药筒的事件，因此不会自动保存图像或视频剪辑。然而，相反当每次用户手动按下开关面板76上的快门开关83(图3)时，瞄准器10将根据用户在“记录模式”菜单选择中当前所选的选项保存一个单个图像或一个视频剪辑。
图6中的下一个菜单选择是“自动待机”菜单选择。用户可以将这个特性设定为“开”或“关”。当这个特性被打开时，并且当瞄准器10打开时，瞄准器10连续地寻找特定类型的动作，包括手动启动任何开关、或者来自特定传感器的输出位于一个选定的阈值之上，其一个例子是由加速计66对撞针撞击弹药筒的检测。如果在2.5分钟的时间间隔内没有检测到任何动作，则瞄准器10使得所显示的准具201-205开始闪烁。然后，如果在接下来的30秒内还没有检测到任何动作，则瞄准器10在这个30秒周期结束时自动转换到一个节电待机状态。在待机状态下，瞄准器10对开关和所选的传感器进行监视，并当检测到任何开关或所选的传感器有任何动作时，自动转换回打开状态。作为替代，如果当准具正在闪烁时在30秒时间间隔内检测到了任何动作，瞄准器10将自动停止准具的闪烁，并将维持在打开状态，而不是转换到待机状态。
另一方面，如果“自动待机”菜单选择被设定为“关”选项，则当瞄准器10打开时，其总是保持在完全工作模式下，而不考虑是否存在开关或传感器动作，并且不会转换到或者转换出节电待机模式。
图6中的下一个菜单选择是“视频输出格式”菜单选择。这个选择允许用户指定瞄准器10经由连接器148输出的视频信息是“NTSC”格式还是“PAL”格式。
下一个菜单选择是“自动弹道补偿”，它决定该特性是否被启用。特别地，用户选择“是”来启用该特性，或者选择“否”来禁用该特性。自动弹道补偿特性的操作将在后面详细描述。
图6中的下一个菜单选择是“准具选择”。应注意的是，这个菜单选择在图6中其右侧没有显示任何选项。如果用户滚动到“准具选择”菜单选择，然后按下菜单按钮81(图3)，瞄准器10将用一个准具选择屏幕来替换图6中的菜单。图7是准具选择屏幕的示意图。
在图7中，当前所选的准具被显示在显示器117的中央，而二至四个可用准具的名称分别被显示在屏幕的相应的角上，当前所选的准具的名称被高亮显示。图7中所示信息被叠加在由图像检测器102当前检测到的场景101的图像上。用户可以使用四路开关82将高亮显示从当前所选的准具切换到任意其他可用准具，在这种情况下将显示该准具。如果用户随后按下“菜单”按钮81，当前所选的准具将变为已选准具，并且瞄准器10将返回到图6中的菜单屏幕。
作为替代，仍然参照图7，用户也可以使用四路开关82来高亮显示位于显示器上部中央的“零仰角和风力修正量”。然后用户可以按下菜单按钮81，它使得显示器从图7所示的屏幕切换到图8中示意性示出的屏幕，并且用来为当前所选准具设定仰角和风力偏差修正量。
特别地，按下四路开关82的部分88或部分89将相对于显示器117上显示的图像向左或向右移动准具的位置，用来调节风力修正量，移动的量在屏幕的左下角表示。类似地，按下四路开关82的部分86或87将使得准具相对于显示器117向上或向下一栋，以用作仰角调节。仰角调节的量在屏幕的右下部分表示。在屏幕的底部，标签“按菜单归零”总是被高亮显示。按下菜单按钮81(图3)将导致未示出的“这里为零？”的确认请求。选择“是”并按下菜单按钮81将放弃在图8的屏幕中做出的风力修正量和仰角调节，并使风力修正量和仰角调节保持在它们先前的值。另一方面，选择“是”将保存在图8的屏幕中做出的调节，作为新的风力修正量或仰角“零”值，然后瞄准器10将直接返回到图5所示的操作显示(除了在211和212处显示的风力修正量和仰角偏差分别为零之外)。在图5中，准具被显示在屏幕的中央，并且场景101的图像相对于准具偏移所选的风力修正量和仰角偏差的量。
再次参照图6所示的菜单，下一个菜单选择是“回顾”选择。用户可以使用这个选择来回顾已经存储在瞄准器10的存储卡46中的图像或视频剪辑。特别地，如果用户选择了“回顾”选择，然后按下了“菜单”按钮81，图6的菜单将由在图9中示意性地示出的图像显示屏幕来代替。
参照图9，如果没有包含图像或视频剪辑的已保存文件，则未示出的短语“没有图像被保存”将出现在显示器上。否则，最后保存的文件的图像将在显示器117的中央显示，如251处示意性表示的。如果最后保存的文件包含了一个视频剪辑而不是一个单个图像，则显示第一个图像或视频剪辑帧。最后一个文件的名称被显示在显示器的顶部中央。如果有超过一个被保存的文件，则三角形图标253和254将显示在该文件名相对的两侧，以表明四路开关82的部分88和89可以用来在前向或相反的方向上在文件间连续滚动。
标签“按下用于选项的菜单”出现在图9的屏幕底部。如果用户按下菜单按钮81，一个选项菜单将重叠在图像251上，如图10示意性地示出的。然后用户可以利用四路开关82的部分86和87在这些菜单选项上滚动，并高亮显示其中的一个菜单选项，并且可以按下菜单按钮81来选择被高亮显示的选项。第一个选项是“范围显示”，它立即使瞄准器10返回到其正常工作模式，其中显示器117显示图5的屏幕。在图10中，第二个选项是“播放视频”，它只有当回顾之下的文件是视频剪辑时才出现，并且使视频剪辑对用户播放。当视频剪辑结束时，瞄准器10返回到图9的屏幕，并再次播放当前视频剪辑的第一个图像。
图10的菜单中的第三个选项是“删除当前图像”。这允许用户删除包含当前图像或视频剪辑的文件。如果用户选择了这个选项，瞄准器10将在显示器117上显示一个未示出的提示，请求用户确认当前文件是否要被删除。如果用户确认了这个文件要被删除，则瞄准器10将删除该文件。
图10的菜单中的最后一个选择是“删除所有图像”。如果用户选择了这个选项，瞄准器10将在显示器117上显示一个未示出的提示，请求用户确认是否所有已保存的文件都要被删除。如果用户确认了这些文件都要被删除，则瞄准器10将删除所有这些文件。当用户选择了图10的菜单中的最后两个选项中的任一个，并且无论用户是否实际删除了一个或多个文件，瞄准器10将向用户返回图9所示的屏幕，如果当前图像未被删除的话则显示当前图像，或者现实还未被删除的下一个可用的图像。
再次参考图6，所示菜单中的下一个可用的选择是“GPS模式”选择。如果用户高亮显示这个选择，然后按下“菜单”按钮81，瞄准器10将利用通过GPS天线28和GPS电路156接收到的信息来确定瞄准器10的地球表面上的当前位置。然后瞄准器10将在显示器117上显示存储在瞄准器10的存储卡46中的一些地图数据的适当位置，并在这个地图上叠加一个图标，以指示瞄准器10的当前位置。这是通过GPS设备的技术领域：
中已知的技术来实现的。用于这种GPS功能的地图数据可以通过连接器146(图4)被下载到瞄准器10的存储卡46中。用户可以按下菜单按钮81来退出GPS模式，并返回到正常工作模式，在该模式下显示器117现实一个如图5所示类型的屏幕。
再次参考图6，最后一个菜单选择是“模拟叫声”选择。用户可以通过连接器146将一个或多个文件下载到存储卡46中，这些文件分别包含代表一种音频声响的信息，典型地是一种通常作为模拟叫声所知的类型的相应动物叫声。在某些情况下，这可以是由一种动物发出的如交配叫声这样的声响，其希望用来吸引相同种类的其他动物。在另一些情况下，这可以是由一种动物发出的如在危急情况下的叫声的声响，其希望用来吸引作为第一种动物的天敌的另一种动物。
如果用户在图6的菜单中选择了“模拟叫声”选择，然后按下了菜单按钮81，瞄准器10将用一个未示出的菜单来代替图6中的菜单，这个未示出的菜单列出了用户下载到瞄准器10中的每个模拟叫声文件。然后用户可以利用四路开关82在这些模拟叫声之间滚动，并选择其中的一个，然后可以按下菜单按钮81，以选择这个特定的模拟叫声，并使瞄准器10返回到其正常工作模式，在该模式下显示器117显示图5所示类型的屏幕。在此之后，只要用户按下了模拟叫声按钮84(图3)，瞄准器10内的电路就利用扬声器68生成当前所选模拟叫声的音频声响。
如上所述，图6的菜单中的一个选择是“自动弹道补偿”选择。这个特性也可以称为自动瞄准点调节。在详细解释这个特性之前，需要适当地介绍一些背景信息。
子弹或其他弹射物的弹道轨迹通过运动定律来确定。一颗子弹以由来复枪特性及弹药筒特性这样的因素所确定的出膛初速度沿着膛线从枪管射出。弹药筒特性可包括如弹药筒中火药量这样的因素。一旦子弹离开了来复枪，作用到子弹上的外力可能导致子弹飞行轨迹的改变。影响子弹的主要的力是重力、风力和摩擦阻力。
在真空中，当子弹被水平发射时，水平速度分量没有遇到阻力并保持恒定，而恒定的重力将使得子弹垂直下落，其整体效果是子弹遵循一条已知的抛物线路径。但在真空之外，空气产生了摩擦阻力，使得子弹速度的水平分量和垂直分量均慢下来。由于速度降低，到达给定距离所需的飞行时间增加。较长的飞行时间使得由于重力而造成的下落程度进一步增大。风力也可能影响子弹的弹道轨迹。
更具体地关注摩擦阻力，作用到子弹上的摩擦阻力是由于作用到子弹表面上的压力不同，以及空气沿子弹表面发生摩擦。这些力取决于多种因素，包括子弹形状和速度、以及周围空气的密度。温度、压力或湿度的改变将改变空气的密度，使其偏离标准海平面条件，这进而可能影响对子弹所施加的摩擦阻力。例如，在较高温度下空气密度较低，导致摩擦阻力降低。作为另一个例子，在较高的大气压下空气密度较高，导致摩擦阻力增加。
已经根据经验对于标准子弹确定了在标准海平面大气条件下相对于不同形式的因素作为子弹速度的函数的摩擦阻力系数。已经开发出根据由摩擦阻力而引起的多种因素对于标准子弹的速度延迟进行预测的数学模型。军火商对他们的子弹进行测试，并公布将他们的子弹的速度延迟与标准子弹的速度延迟相关联的弹道系数。已经开发出基于不同的因素，如初始出膛速度、弹道系数、重力以及像风力、压力、温度和湿度这样的主要环境条件，对子弹的弹道轨迹进行预测的计算机程序。能够执行这类计算的软件程序的一个例子是名为“Load froma Disk(从磁盘加载)”的程序，它可以从德克萨斯州休斯顿市的W.Square Enterprises公司商业获得。
如上所述，所公开的来复枪瞄准器10包括提供与子弹弹道轨迹有关的信息的多种传感器。风力传感器31提供了关于任何主要的风的方向和速度的信息，倾斜度传感器61提供了关于来复枪相对于两个不同的轴倾斜的程度的信息，传感器62提供了关于周围大气压的信息，传感器63提供了关于周围温度和湿度的信息，而测距仪26提供了关于到目标的实际距离的信息。
另外，瞄准器10的存储器108存储了与弹道轨迹计算有关的表格和/或其他弹道数据。在所公开的实施例中，为了简单解释本发明，假定用户已经下载了对于用户所使用的特定子弹和来复枪特定的表格或其他弹道数据。但是作为替代，瞄准器10也可以包含特定的标准数据，并允许用户使用上述各种菜单系统从两种或更多种子弹类型中选择参数信息。由处理器107所执行的程序包括已知类型的等式或其他智能，其允许处理器107根据提供给它的信息计算子弹的弹道轨迹，所述信息不仅包括存储在其存储器中的数据，还包括当前从瞄准器10的各种不同传感器接收的信息。
当任何瞄准器被首次按照到任何枪械上时，它必须首先对于该枪械被校准，使得当正在瞄准的来复枪位于目标上时，子弹能精确地打击到已知距离处的目标。这通常是通过手动试错过程来完成的。例如，人可以向一个已知距离远的靶标发射一颗或多颗子弹，确定子弹在偏离人瞄准位置的位置处打击到靶标的范围，然后以希望消除偏差的方式相对于枪械来校准瞄准器。这一系列步骤以反复的方式重复进行，直到子弹在与人瞄准位置基本相同的位置打击到靶标。
一旦现有的瞄准器已经以这种方式对于已知距离被校准或“归零”，在此之后使用该枪械和瞄准器的人必须能够对可能与最初校准过程中存在的条件不同的各种因素进行脑力和视觉上的调整，这些因素包括更大或更小的距已经可能影响摩擦阻力的各种大气条件。相反，当图6的菜单中的“自动弹道补偿”选择被启用时，瞄准器10将自动利用它的传感器及其所存储的弹道数据来精确地计算在当前条件下子弹所遵循的弹道轨迹，然后计算出在瞄准点所需的适当的调节。然后瞄准器10自动调节在显示器117上所显示的准具和场景的相对位置，使得当使用者将准具在目标上中心定位时，能够预见到子弹打击到目标，而无需使用者在脑力上和视觉上相对于目标调节准具的偏差，以试图对不同的环境条件进行补偿。
现在将讨论一些特殊的例子，以便于理解当该特性被启用时瞄准器10如何能够进行自动弹道补偿，或者说是进行自动瞄准点调节。首先，假定自动弹道补偿特性还未被启用。考虑到这一点，图11是一个示意图，其中附图标记301表示由图像检测器102(图4)检测到的整个图像，附图标记302表示这个图像当前显示在彩色显示器117上的部分。如先前所讨论的，瞄准器10能够选择图像301的一个特定部分，用于显示在显示器117上。在图11中，显示器117示出了一个包括一个目标306的图像，它是一个动物，如山羊。当前所选的准具307叠加在所显示的图像上。
显示器在308处表示瞄准器10已经对于200米的距离被归零，并在311和312处表示该瞄准器正使用对于风力修正量和仰角的归零设定。然而，假定到目标306的实际距离并不是200米，而是400米。由于自动弹道补偿特性未被启用，如果使用来复枪的人仅仅是将准具307在目标306上中心定位，如图11所示，子弹将落到目标之外。
现在假定条件相同，但启用了自动弹道补偿特性。瞄准器10将利用其不同的传感器来确定当前的温度、压力、湿度、风速、风向、到目标的距离、以及瞄准器和来复枪在二维上的倾斜度。然后，与已知等式相结合地使用这些信息以及使用所存储的对于正在使用的特定类型的子弹和来复枪的弹道信息，瞄准器10计算出到目标306的弹道轨迹，并在所期望的目标击中点处显示准具307。
考虑到这一点，图12是与图11类似的示意图，但示出了瞄准器10已经使所显示的图像302相对于检测到的图像301自动偏移，使得准具307识别出所期望的子弹击中点位于检测到的场景内。应注意的是，指示器308已经被自动调节，以表示到目标的实际距离是400米，并且指示器213表示仰角设定已经被自动调节，以补偿校准距离和实际距离之间的差值。
如果使用来复枪和瞄准器的人现在抬高了来复枪枪管的外端，目标306将在检测到的图像301内向下移动，直到准具307在目标306上中心定位。考虑到这一点，图13是与图12类似的示意图，但示出了准具307已经在目标上中心定位。所期望的子弹击中点现在在目标306上中心定位，并且子弹将精确地命中目标。应注意的是，使用来复枪和瞄准器的人不需要试图对准具偏差进行任何脑力上的估计，以期望补偿如环境温度、压力、湿度、风力和到目标的距离这样的各种因素，并且不需要在视觉上使准具307从实际目标306偏离这个估计出的量。
作为另一个例子，假定使用来复枪和瞄准器的人需要瞄准以使来复枪和瞄准器相对于枪管的纵轴倾斜一定角度。图14是一个示意图，示出了在这些条件下检测到的图像301，并示出了当自动弹道补偿被禁用时该图像应当被显示的部分302。在图14中，321表示来复枪的膛线，322表示来复枪和瞄准器相对于一个纵轴倾斜或滚动的角度α，323表示重力的方向，326表示在检测到的场景内所期望的子弹实际击中点。应注意的事，在这个特殊的例子中，所期望的击中点并不在检测到的图像301的被显示的部分302中。为了试图击中目标，使用来复枪和瞄准器的人需要对所需准具偏移量进行脑力上的估计，然后试着在视觉上使准具偏移这个估计出的量，这在这些条件下是很困难的。
现在假定使用瞄准器10的人启用了自动弹道补偿特性。倾斜度传感器61(图4)将为瞄准器10提供包括倾斜或滚动角322的信息。利用标准三角关系，瞄准器10可以计算出使部分302相对于图像301重新定位以使准具307在所期望的子弹击中点326上中心定位所需的水平和垂直偏移量331和332。
图5是一个与图14类似的示意图，但示出了瞄准器10是如何使检测到的图像301的被显示的部分302自动重新定位偏移量331和332(图14)的，以使得准具307现在在所期望的击中点上中心定位。然后使用来复枪和瞄准器的人可以调节准具的位置，使得目标306在图像301内移动，直到准具307在目标306上中心定位。图16是与图15类似的示意图，但示出了用户是如何将调节后的准具在目标306上中心定位的。所期望的子弹击中点现在与目标重合，并且可以预料到子弹将精确命中目标。因此，通过由自动弹道补偿特性所提供的自动瞄准点调节能力，使用来复枪和瞄准器的人可以将准具直接定位到目标上，而无需试图在脑力和视觉上使准具从目标偏移一个为补偿各种不同环境因素所需的估计出的量。
当瞄准器10处于其对应于图5的屏幕的正常工作模式下时，快速按下菜单按钮81两次，或者换句话说，“双击”这个按钮，将使得使用瞄准器的人能够利用四路开关82(图3)进行一些手动调节。所出现的手动调节的类型取决于当前自动弹道补偿特性是否被启用。
如果当前自动弹道补偿特性未被启用，则四路开关82的操作将在显示器117上对所选的准具201-205和所显示的图像之间的偏移量进行临时性的调节。特别地，按下四路开关82的部分86或87将使准具201-205与所显示的图像进行相对垂直运动，而且仰角指示器212的值将被调整为反映手动调节的量。类似地，按下四路开关82的部分88或89，将使准具201-205与所显示的图像进行相对水平运动，并且风力修正量指示器211的值将被调整为反映这种手动调节的量。当用户再次按下菜单按钮81时，瞄准器10将放弃这些临时性调节，并返回其正常工作模式，使用在双击该菜单按钮之前有效的仰角和风力修正量设定。特别地，风力修正量和仰角调节211和212将分别显示一个零值，并且距离指示器308将显示枪械与瞄准器归零的距离。
另一方面，如果当菜单按钮81被双击时自动弹道补偿特性被启用，则四路开关82的操作将对为自动弹道调节所使用的距离设定进行临时性调节。特别地，按下四路开关82的部分86或87将手动增大或减小距离设定，并且该手动值将被用来代替来自测距仪26的信息，用于执行自动弹道调节。当手动调节距离时，距离指示器218(图5)将被调节为显示手动指定的距离的当前值。当用户再次按下菜单按钮81时，瞄准器10将放弃这个手动输入的距离值，并将返回其正常工作模式。使用由测距仪26所提供的距离信息。
再次参考图11，瞄准器10的另一个特性在于它自动调整准具307的一个或多个特征，以提高准具的可见性。在所公开的实施例中，如果准具307在目标306上中心定位，并且如果目标306是一种相对较暗的颜色，瞄准器10将为准具307自动选择并使用一种补偿性的亮色，使得准具307具有高度可见性。相反，如果准具307在一个具有相对较亮的颜色的目标306上中心定位，瞄准器10将为准具307自动选择并使用一种补偿性的暗色，使得准具307具有高度可见性。以类似的方式，作为替代，瞄准器10也可以调节准具307的各种其他特征中的一种或多种特征，包括但不限于准具的大小、亮度和/或形状。
另外一个特性是瞄准器10利用了能够提高目标可见性的技术。考虑到这一点，并且参照图11，当准具307在一个对象、如一个目标306上中心定位时，瞄准器10用已知的图像处理和图像增强技术将检测到的图像中作为目标306的部分与检测到的图像中与目标306相邻的其他部分区分开来，尤其是通过调节所显示的图像的一个或多个特征，如颜色、亮度和/或对比度，从而为目标306提供相对于其背景更高的可见性。
另外，瞄准器10能够比较场景中的每对连续的检测到的图像，从而识别出可能表示运动的像素改变。因此，例如如果一个作为预期目标306的对象或动物在检测到的场景内移动时，瞄准器10可以利用已知的图像分析技术检测到这种运动，然后可以调节一个或多个特征，如颜色、亮度和/或对比度，从而相对于场景中未发生移动的其他部分高亮显示检测到的移动。
本发明提供了多种优点。一个这样的优点是从提取代表一个或多个当前条件的信息的能力中获得的，以便利用该信息来为发射物自动确定所期望的击中点，然后自动调节准具或瞄准点，使得其与所期望的子弹击中点相一致。当利用一个或多个传感器自动获得关于当前条件的一些或所有信息时实现了一种相关的优点。
当枪械瞄准器能够相对于准具所叠加的场景自动调节准具的至少一个特征时实现了另外一个优点，例如根据准具当前所叠加的图像部分来调节准具的颜色、形状、大小和/或亮度。
另一个优点通过提供采用图像处理和增强技术来提高场景的一部分相对于其周围部分的可见性的能力来获得。例如，准具中心定位的场景部分可相对于其他相邻部分被增强。作为替代，检测到的连续图像可以进行比较，以检测出代表运动的像素变化，并且对应于检测出的运动的场景部分可以被高亮显示。
另一个优点通过在来复枪瞄准器中提供接收全球定位系统(GPS)信号、并利用在枪械瞄准器当前位置的地图上的指示来显示地图的一部分的能力来获得。一个相关的优点通过将所选地图信息下载到来复枪瞄准器中的能力来实现。
当来复枪瞄准器能够有选择性地生成一个音频声响，如通常作为模拟叫声所知的声响时，实现了另一个优点。当能够在计算机中选择一组由一个或多个模拟叫声构成的声响组、然后将其下载到来复枪瞄准器中的时候，实现了另外一个优点。
尽管已经详细阐述和说明了一个实施例，应当理解多种替代和变体都是可行的，不会背离如后面的权利要求
所限定的本发明的主旨和保护范围。
权利要求
1.一种包括枪械瞄准器的装置，其包括一观看部分，它允许用户观看与一个数字准具相关联的场景的图像；便于将代表可能影响发射物弹道轨迹的因素的信息输入到所述枪械瞄准器中的结构；以及响应于所述信息并可与所述观看部分协同操作、用于相对于由所述观看部分所显示的所述图像来自动调节所述数字准具的一部分从而补偿所述因素影响发射物弹道轨迹的程度的电路。
2.如权利要求
1所述的装置，其中所述结构包括用于自动检测所述因素的传感器。
3.如权利要求
1所述的装置，其中所述因素是到目标的距离、所述枪械瞄准器的倾斜程度、所述枪械瞄准器的滚动程度、环境温度、环境湿度、环境压力、环境风力以及环境风速中的一个。
4.如权利要求
1所述的装置，其中所述结构便于将代表可能影响发射物弹道轨迹的另一个因素的信息输入到所述枪械瞄准器中，所述因素是不同的；并且其中所述电路响应于代表每个所述因素的所述信息对所述数字准具的所述位置进行所述自动调节，从而补偿每个所述因素影响发射物弹道轨迹的程度。
5.如权利要求
4所述的装置，其中所述结构包括用于自动检测每个所述因素的传感器结构。
6.如权利要求
4所述的装置，其中每个所述因素是到目标的距离、所述枪械瞄准器的倾斜程度、所述枪械瞄准器的滚动程度、环境温度、环境湿度、环境压力、环境风力以及环境风速中的相应的一个。
7.如权利要求
1所述的装置，其中所述枪械瞄准器包括一个端口，与发射物弹道轨迹相关的信息可经由这个端口从所述枪械瞄准器外部以电子方式被引入到所述电路中。
8.一种装置，包括一观看部分，它允许用户观看与一个数字准具相关联的场景的图像；以及响应于所述图像用于自动调节所述准具的特征的结构。
9.如权利要求
8所述的装置，其中所述准具的所述特征包括其颜色、亮度、大小或形状中的至少一个。
10.如权利要求
8所述的装置，其中所述结构对所述准具进行所述调节，以提高所述准具与在所述准具区域内所述图像的一个部分的对比度。
11.如权利要求
8所述的装置，其中所述结构响应于在所述准具区域内所述图像的一部分，用于对所述准具的特征进行所述调节。
12.如权利要求
8所述的装置，包括一个枪械瞄准器，所述观看部分和所述结构是所述枪械瞄准器的相应部分。
13.一种装置，包括一观看部分，它允许用户观看与一个准具相关联的场景的数字图像；以及用于自动调节所述数字图像从而将与所述准具基本校准的所述图像的第一部分与和其所述第一部分相邻的所述图像的第二部分区分开的结构。
14.如权利要求
13所述的装置，其中所述结构通过调节所述图像的所述第一和第二部分之间的对比度来对所述数字图像进行所述调节。
15.如权利要求
13所述的装置，包括一个枪械瞄准器，所述观看部分和所述结构是所述枪械瞄准器的相应部分。
16.一种包括枪械瞄准器的装置，具有能够产生听得见的声响的结构。
17.如权利要求
16所述的装置，其中所述听得见的声响是由对一种动物发出的声响的模拟。
18.如权利要求
16所述的装置，其中所述结构包含对多个听得见的声响的定义，这些声响分别是对一种相应的不同动物发出的声响的模拟；并且其中所述结构从所选的一个所述定义中生成所述听得见的声响。
19.一种包括枪械瞄准器的装置，其包括接收电磁信号的接收器；响应于所述接收的电磁信号用于确定所述枪械瞄准器在地球表面上的一个位置的电路；以及显示器，所述电路在所述显示器上显示代表所述枪械瞄准器在地球表面上的位置的信息。
20.如权利要求
19所述的装置，其中所述接收器是一个全球定位系统(GPS)接收器，并且由所述接收器接收到的所述电磁信号是GPS信号。
21.如权利要求
19所述的装置，其中所述电路包括地图信息；其中由所述电路在所述显示器上显示的所述信息包括所述地图信息中选定的一部分；并且其中所述电路在所述地图信息的所述选定部分上的一个适当的位置处在所述枪械瞄准器的所述显示器上进行所述显示。
22.操作枪械瞄准器的方法，包括在一个观看部分上提供与一个数字准具相关联的场景的图像；接收代表可能会影响发射物弹道轨迹的因素的信息；并且相对于在所述观看部分上显示的所述图像自动调节所述数字准具的位置，从而补偿所述因素影响发射物弹道轨迹的程度。
23.如权利要求
22所述的装置，包括使用传感器自动检测所述因素。
24.如权利要求
22所述的装置，包括选择到目标的距离、所述枪械瞄准器的倾斜程度、所述枪械瞄准器的滚动程度、环境温度、环境湿度、环境压力、环境风力以及环境风速中的一个用作所述因素。
25.如权利要求
22所述的装置，包括接收代表可能会影响发射物弹道轨迹的另一个因素的信息，所述因素是不同的；并且其中执行自动调节以补偿每个所述因素影响发射物弹道轨迹的程度。
26.如权利要求
25所述的装置，包括使用传感器系统来自动检测每个所述因素。
27.如权利要求
25所述的装置，包括选择到目标的距离、所述枪械瞄准器的倾斜程度、所述枪械瞄准器的滚动程度、环境温度、环境湿度、环境压力、环境风力以及环境风速中相应的一个用作每个所述因素。
28.如权利要求
22所述的装置，包括通过一个端口以电子方式从所述枪械瞄准器的外部接收与发射物弹道轨迹有关的信息。
29.一种方法，包括在一个观看部分上为用户显示与一个数字准具相关联的场景的图像；并且响应于所述图像自动调节所述准具的特征。
30.如权利要求
29所述的方法，包括所述准具的颜色、亮度、大小或形状中的至少一个作为所述准具的所述特征。
31.如权利要求
29所述的方法，其中所述自动调节包括提高在所述准具与所述准具区域内所述图像的一部分之间的对比度。
32.如权利要求
29所述的方法，其中所述自动调节按照所述准具区域内所述图像的一部分的函数被执行。
33.一种方法，包括在一个观看部分上为用户显示与一个准具相关联的场景的数字图像；并且自动调节所述数字图像从而将与所述准具基本校准的所述图像的第一部分与和其所述第一部分相邻的所述图像的第二部分区分开。
34.如权利要求
33所述的方法，其中所述自动调节包括调节所述图像的所述第一和第二部分之间的对比度。
35.一种方法，包括从枪械瞄准器生成听得到的声响。
36.如权利要求
35所述的方法，包括选择由一种动物发出的声响的模拟作为所述听得到的声响。
37.如权利要求
35所述的方法，包括提供多个听得到的声响的定义，这些声响分别是由相应的一种不同的动物发出的声响的模拟；选择所述定义中的一个；并且利用所述选择的定义来执行所述听得到的声响的生成。
38.操作具有显示器的枪械瞄准器的方法，包括接收电磁信号；响应于所述接收到的电磁信号确定所述枪械瞄准器在地球表面上的一个位置；并且在所述显示器上显示代表所述枪械瞄准器在地球表面上的位置的信息。
39.如权利要求
38所述的方法，其中所述接收利用全球定位系统(GPS)信号作为所述电磁信号来执行。
40.如权利要求
38所述的方法，包括在所述枪械瞄准器内提供地图信息；并且其中所述显示包括在所述显示器上利用对所述枪械瞄准器在地球表面上的所述位置的一个所选的地图信息的指示来显示所述地图信息的所述所选的部分。
专利摘要
一种枪械瞄准器(10)，接收关于一个因素的信息，然后自动调节观看部分上的一个数字准具(201－205)和一幅图像的相对位置，以补偿该因素对发射物弹道轨迹的影响。一种不同的特性涉及基于该图像自动调节准具(201－205)的一个特征。另一种特性涉及自动调节数字图像，以将该图像与准具校准(201－205)的部分与其相邻的部分区分开来。另外一种特性涉及使枪械瞄准器(10)生成一个听得到的声响。另一种特性涉及在观看部分上显示代表枪械瞄准器(10)在地球表面上的位置的信息。
文档编号F41G3/08GKCN101065638SQ200580018544
公开日2007年10月31日 申请日期2005年6月6日
发明者菲利普·考克斯, 詹姆斯·M·弗洛伦斯 申请人:雷斯昂公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan