D型望远瞄准装置的制作方法

D型望远瞄准装置相关申请案本国际申请案主张于2012年3月5日提交申请的名称为“D-ScopeAimingDevice”的美国申请案第13/412,506号的优先权。所述美国申请案的内容以全文引用的方式并入本文。技术领域本发明是大致有关于一种瞄准装置，特别是有关于一种具有电子强化目标获取能力的瞄准装置。

背景技术：
当以枪炮进行长距离射击时，射击者首先必须基于目标距离(射程，Range)，子弹飞行特性与重力造成的子弹落差(落差，Drop)，及射击期间风所吹的横风分量(风力修正量，Windage)，以确定射击解决方案。一般来说，射击者会有一个贴在武器侧面的数值表，或者必须记住各种修正的数值，也即:在各种射程与风速的落差与风力修正量。射击者必须针对每一分量数值进行修正。为达到这个目的一般有二种方法可以运用。第一种是手动调整光学瞄准装置的转轮(turrets)，使得瞄准装置中十字线可以让射击者指向修正后的目标位置。第二种可替代方法是由熟练人员运用一般所称的“补偿射击”(Holdover)。为了达到这个目的，有很多型式的光学瞄准装置都具有刻度的十字线。射击者基于这些刻度，瞄准目标物在十字线的不同位置。在先前的专利中，针对“自动射击解决方案”(AutomaticFiringsolution)问题有提及许多“光学解决方案”(Opticalsolution)，然而很少解决方案可以在市场中存活，原因是自动移动光学组件需要高成本，且在武器的重复撞击下，很难维持准确度。

技术实现要素：
本发明包括:影像传感器及镜头以获取瞄准装置中瞄准目标物的视频影像；影像处理器；倾斜传感器以感测瞄准装置的重力；显示组件以显示影像传感器所获取，并经过影像处理器处理后的视频影像；接目镜头以让使用者可以查看显示组件；压力及温度传感器以感测大气状态及适当构件以放置所述组件。本发明提供一种完整的“固态数字”(solidstatedigital)及“免手持”(handsfree)解决方案，以达成在长射程下精准射击武器的任务。射击者可以在射击时手不离开武器的情况下，借着轻易地倾斜武器从一边到另一边，以输入长射程射击所需的所有信息。预定的临界角度用以定义倾斜功能。为了便于解释，举例来说临界角度为10度。如果武器在任何方向，也即向左或向右的倾斜角度低于10度，则对风力修正量调整进行计算。风力修正量的调整量表示方式为在显示给射击者查看的视频影像中，迭加一个沿着十字瞄准线的适当符号，以定义瞄准点。如果在任意方向的倾斜角度大于10度，则射程数值迭加在视频影像中，且依据倾斜角度大于10度的方向与大小渐进地增加或减少数值。如果视野范围(也即放大倍率)在前透镜与影像传感器所定义的极限视野范围内，则呈现给射击者的视频影像中，视野范围是依据射程数值同时增加或减少。射程测距刻度环也迭加于视频影像上。这个刻度环表示预定目标尺寸。如果视野范围大于刻度环最小值，则刻度环在显示组件中保持固定尺寸。如果视野范围为最小值，则射程测距刻度环的大小会依据射程设定而渐进地调整至较小的尺寸。为了找到与目标的距离，射击者只要通过向左或向右倾斜武器大于10度，调整射程设定，直到目标物与射程测距刻度环相符。如上所述，本发明提供一种没有可见的外部控制器的耐用瞄准装置。长射程射击所需的所有弹道计算结果是依据内部传感器及设定自动执行，而内部传感器及设定均通过倾斜武器来执行，且藉此得以简单且简易的显示结果呈现，以利于使用瞄准装置。附图说明除了上述的陈述，当参照后续详细说明，本说明书将更能完整了解且目的将更明显。参考附图进行相关发明说明，图中:图1是图示本发明的一实施例的示意剖面视图。图2是图示众多可能的视频影像迭加的其中之一代表图。具体实施方式请参照第1图，第1图是图示本发明的瞄准系统100的一实施例的代表剖面视图。当然，根据瞄准装置的实际使用状态也可以使用其它配置装置看，例如:用于来复枪，手枪，或需要手动瞄准的其它型态装置。如第1图所示的系统(或装置)包括长管型外壳101，一般来说，包括但不限于以电镀的铝材或其它类似材质制成。外壳101包括:用以装设前透镜102的构件；以及影像传感器103、影像处理器104及相关组件的外壳；及电池106，用以提供本系统的电力。外壳101也可以包括整合安装系统(未图示)，用以装设此瞄准装置100于使用所述瞄准装置100的武器上。前透镜102的装设是用来将装置所瞄准的目标的光线，聚焦于影像传感器103的影像平面。可轻易卸除的观景段108通过装设系统107装设于长管型外壳101的后端，此装设系统107提供观景段108与长管型外壳101的机械连接与电连接。装设系统107可以是刺刀型式、螺纹型式或其它适合的装设系统，用以在武器射击时保持机械连接及电连接。观景段108为外壳，所述外壳具有可调整屈光度的接目镜头110，以螺纹装设于外壳后端，并使得射击者在近距离内，可以查看内部收纳的影像显示组件109。观景段108以可卸除型式装设，是为了方便电池的替换，及连接计算机用于内建程序的设定及初始瞄准。影像处理器104及影像处理器104的相关组件，通过卸除观景段108及电池106，以便使用计算机连接装置(未描述)，即可以用来连接具有适当软件(未描述)的计算机。适当的软件可以让射击者输入统计信息至影像处理器104，例如：风力修正量及海拔设定以对准瞄准装置100与武器、弹道校正信息、可选选项等。影像处理器104负责控制影像传感器103；自影像传感器103接收原始视频影像数据；自倾斜传感器105接收倾斜数据；自压力及温度传感器(为了清楚描述未图示)接收大气数据；进行弹道计算以确定影像偏移；以信息的迭加格式化上述的数据；且送出此格式化的视频影像信息至影像显示组件109。请参照第2图，第2图图示众多可使用的可能的视频影像迭加的一代表图200。十字瞄准线201用来定义视频影像(未图示)中瞄准位置。射程数值204简单地显示射程设定，射程设定是通过倾斜装设有本瞄准装置的武器来控制。测量单位可以是码或者米，可通过计算机连接由使用者选择。横风修正符号203连同多个刻点标记用来标示横风的修正量，以每小时多少英里或每小时多少公里为单位。以选择英制单位为例，如图所示影像迭加200表示从右方有每小时3英里的横风被修正，且基于目标距离525码所计算的子弹落差被修正。基于计算的子弹落差与视野范围，子弹落差的修正是通过相对于十字瞄准线201向上平移视频影像(未图示)计算后的数值。如此使得射击者为了让目标位于十字瞄准线201上，会抬高武器的射击轴线。如果没有横风，很明显地，无须修正横风。在此情况下，射击者需要知道武器是否水平。横风修正符号203是默认执行这个功能。有经验的射击者都知道，如果武器在倾斜的状态下射击，子弹将向倾斜方向偏离目标，且偏离量为子弹落差乘倾斜角的正弦函数。原因在于重力使得子弹落差的呈现已不在武器的相同平面上。横风修正通过二个方法来达成。第一个方法是通过使用事实自然产生，即当射击者在射击期间需要向横风来源方向倾斜武器，以告知影像处理器104需要进行横风修正。第二个方法是相对于十字瞄准线201侧向平移视频影像(未图示)计算后的数值，在横风源头方向，横风修正数值还需减去子弹落差乘上倾斜角的正弦函数。值得一提的是，每小时25英里的横风力量几乎等于射击时子弹所受的重力。如果横风修正仅通过使用的倾斜角度来补偿，在每小时25英里的横风下，武器需要倾斜45度。使用如上所述二方法横风修正，可以提供方便的倾斜角度，以告知影像处理器104需要横风修正。到目标的距离(射程)是通过“视距测量方法”(Stadiametricmethod)来确定。这种测距方法在某些古文明中已知，也被应用在一些光学观测装置中，然而相信从未被使用在数字观测装置中。影像传感器104本身并无法提供相关信息以测量射程。影像传感器104只能提供信息，用以测量视野范围内物体的角度位移。如果已知物体的实体尺寸，至物体的距离可以利用视频影像(未图示)及适当迭加的尺寸参考，例如射程环(202)所导出的角度位移，通过简单的三角运算获得。射击者可以通过倾斜武器向左或向右至一个角度，并大于预定的临界倾斜角，以指示影像处理器104变更视频影像(未图示)的视野范围。影像传感器103及前镜头102确定了视频影像(未图示)的视野范围的实体极限。为了更清楚的说明，我们假设影像传感器103具有2560×1920像素的分辨率，影像显示组件109具有320×240像素的分辨率。视频影像(未图示)的最小视野范围，即最大放大率，发生在指示影像传感器103仅传输影像传感器103全视野的一小部分，此部分为320×240像素。在此情况下，影像传感器103上一个像素的数据控制影像显示组件109中一个像素的输出。视频影像(未图示)的最大视野范围，即最小放大率，发生在指示影像传感器103传输影像传感器103全视野2560×1920像素。在此情况下，影像传感器103及影像处理器104用所谓“分组”(binning)程序合并所选的多个像素区块，然后输出以控制影像显示组件109中的一个像素。为了以高分辨率执行射程测距功能，视频影像(未图示)的视野范围必须在最小及最大范围之间以小步长渐进地变更。用以产生影像显示组件109中固定320×240的分辨率的可变分组程序的算法是十分复杂也是自然不必要的，这一点无须说明。影像传感器103的视野范围以多个小步长从2560×1920像素变成320×240像素，而影像显示组件109显示的影像分辨率维持在320×240像素。藉此可以产生从8到1的可变放大率。在目标距离非常远，且依据射击者选择性设定目标大小及射程下，目标的最大放大率不一定可以让目标大到足以与射程环202相符。在此情况下，射程数值204会继续响应以大于临界倾斜角的角度倾斜，但是射程环202将依据射程数值204而缩小。从瞄准装置移除前镜头盖(未说明)，即完成瞄准装置的开启。将前镜头盖置回瞄准装置，即完成让瞄准装置处于低耗能的待机状态。很自然地，移除电池会使得装置不能用于储存，但不会抹除储存于非易失性内存中的统计信息。因此，以上已显示并描述了一种数字瞄准装置的独特设计与概念。虽然本描述针对特定的实施方式，任何熟练技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可对上述实施例作各种改变及/或修改。任何这种改变及/或修改，仍不脱离本说明书要包含的精神范围。上述的内容仅为用于说明的实施例，但上述的内容并非用以限定本发明。因此本发明的保护范围应该以之前所界定的申请专利范围为准。