WO2024141591A1 - Electronic binoculars - Google Patents
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Definitions
- the invention is part of electronic binoculars equipped with a microscreen, particularly when used at night.
- binoculars are, for example, light intensifying night vision binoculars or thermal binoculars.
- the microscreen makes it possible to display, in the range of wavelengths visible to the human eye, the image of the optical flow captured by the binoculars' video detector.
- the light emitted by the microscreen is easily visible, particularly when the user moves the binoculars closer to or further from their eyes and this light reflects on their face.
- a first solution consists of turning off the microscreen by pressing a button on the binoculars. This solution is functional, but not automatic.
- Another solution consists of detecting the presence of a user by measuring a pressure difference between the inside and outside of the windshield.
- this involves creating a difference in pressure between the inside and outside of the windshield, which impacts the autonomy and discretion of the binoculars.
- Yet another solution consists of using a mechanical device allowing the diaphragms to be opened by pressing on the eyepiece cups. However, this involves constantly resting the binoculars on the eye sockets. In addition, this solution does not offer the possibility of increasing autonomy by cutting off the microscreen.
- Yet another solution consists of detecting the presence of a user by a vibration and movement sensor. However, this is not compatible with observation on a resting tripod or observation from height downwards (tower or helicopter towards the ground).
- the present description relates to electronic binoculars comprising: an assembly for capturing an optical flow coming from a scene,
- the detection assembly comprising:
- the detection block further comprises a double time constant filter capable of validating the output signal indicating detection or not of proximity, only following obtaining a predetermined number of consecutive samplings of the detection signal detection giving an output signal in the same state;
- FIG 2 a schematic representation of an example of an embodiment of the electronic binoculars of Figure 1
- the detection assembly 16 includes a capacitive sensor 50, a detection block 52 and a calibration block 54.
- the capacitive sensor 50 is a proximity sensor.
- the capacitive sensor 50 comprises a metallic element forming a capacitor with the user (the human body being a conductor). At least one measuring electrode makes it possible to measure the capacitance of the capacitor thus formed.
- the capacitive sensor 50 is a dedicated sensor, different from the eyepieces 36.
- the capacitive sensor 50 is, for example, an armored metal plate. This variant corresponds in particular to the embodiment of Figure 3.
- the detection block 52 comprises an oscillator 60, a first phase shifter, called detection phase shifter 62, a second phase shifter, called reference phase shifter 64, and a sampler 66.
- Oscillator 60 is capable of generating a clock signal, called internal signal CLK.
- the sampler 66 is capable of sampling the detection signal SENSE from the sampling signal DCLK, to obtain an output signal Q.
- the output signal Q is capable of taking two states such as:
- the output signal Q is in a second state, indicating proximity detection.
- the sampler 66 is capable of sampling the detection signal SENSE on the two fronts (at 0° and 180°) of the sampling signal DCLK.
- the filter 68 with double time constant makes it possible to confirm the detection, in particular after a large number of sampling pairs (07180°) in the same state and consecutively.
- the consecutive aspect is obtained, on the one hand, thanks to the constant of “large” time which makes it possible to achieve the large number of samplings in the same state, and, on the other hand, thanks to the “small” time constant which makes it possible to reset the state of the filter 68 as soon as a sampling pair 07180° does not present complementary logic levels.
- the “large” time constant is chosen to be both large compared to the period of oscillator 60, and at the same time small enough not to introduce any significant delay on a human scale when the user brings his face closer to the capacitive sensor. 50.
- the “large” time constant is, for example, equal to 1000 periods of oscillator 60, or 30 ms.
- the detection block 52 also includes a protection module 70 between the capacitive sensor 50 and the detection phase shifter 62.
- the protection module 70 is capable of filtering high frequency radiation (both internal and external) and/or or to form protection against electrostatic discharge (ESD protection). ESD protection is useful since the capacitive sensor 50 is a conductive part accessible outside the binoculars 10 and electrically connected to the inside of the binoculars 10.
- the calibration block 54 is capable of carrying out the update only in the absence of proximity detected by the detection assembly 16 so that the detection threshold is frozen at its last value during a proximity detection.
- the calibration block 54 takes proximity detections into account to stop the calibrations and not compensate for a variation in capacity by proximity. This is made possible because variations in surrounding capacitance are very small during normal viewing times through binoculars.
- the detection threshold is therefore adjusted, by the calibration block 54, as a function of the surrounding capacitance and in the absence of a user near the eyepiece 36. This makes it possible to compensate for variations in surrounding capacitance.
- the calibration block 54 uses a calibration algorithm which measures the surrounding capacitance and forms the detection threshold by the sum of a sliding average of this surrounding capacitance (in the absence of detection) and a sensitivity offset (concept mentioned above in the context of the example of realization of the detection block 52).
- the sensitivity offset is, for example, adjustable by a user so as to adjust the distance from which the detection block 52 detects proximity.
- the maximum temperature variation at each iteration of the calibration algorithm is 0.5°C, or 1.07 LSB (Least Significant Bit) of the range to be compensated. It is therefore possible, for example, to limit the compensations of the calibration algorithm to 2 LSB maximum at each iteration.
- the calibration block 54 is capable of communicating with the control assembly 18 (main electronics of the binoculars 10) via a control/command link (typically a serial link).
- a control/command link typically a serial link.
- This link makes it possible to exchange information relating to the calibration, and makes it possible to configure the sensitivity of the detection block 52.
- the proximity information of the user's face can, for its part, be sent to the control assembly. 18 either by this serial link, or by a specific interrupt signal.
- This absence of proximity detection is communicated by the detection assembly 16 to the control assembly 18, thus allowing the control assembly 18 to keep the microscreen 34 inactive, or to deactivate it if it was on.
- This proximity detection is communicated by the detection assembly 16 to the control assembly 18, thus allowing the control assembly 18 to activate the microscreen 34 or to continue to keep it active.
- the detection assembly 16 makes it possible to detect the proximity of a user in relation to one of the eyepieces 36 of the binoculars 10. This allows the control assembly 18 to automatically turn off the microscreen 34 of the binoculars 10 as soon as that the user moves his face away from the binoculars 10 (or his eyes from the eyepieces 36), so that the light from the microscreen 34 is not reflected on his face, which would make him very easy to spot in the middle of the night. Such a function also makes it possible to optimize the consumption of the binoculars 10 by eliminating that of the microscreen 34 each time the user moves his eyes away.
- Freezing the detection threshold at its last value once a proximity is detected allows detection of both long proximities and short proximities, without detection error at the start or end of these proximities.
- Capacitive proximity detection also has the advantage of being discreet: no visible, near infrared (PIR) or infrared radiation, and very low electromagnetic radiation.
- PIR near infrared
- Capacitive proximity detection also has the advantage of being discreet: no visible, near infrared (PIR) or infrared radiation, and very low electromagnetic radiation.
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Abstract
Description
TITRE : Jumelles électroniques TITLE: Electronic binoculars
La présente invention concerne des jumelles électroniques. The present invention relates to electronic binoculars.
Plus précisément, l’invention s’inscrit dans le cadre des jumelles électroniques équipées d’un microécran, notamment lors d’une utilisation de nuit. De telles jumelles sont par exemple des jumelles de vision nocturne à intensification de lumière ou des jumelles thermiques. Le microécran permet d’afficher, dans le domaine de longueurs d’onde visibles par l’œil humain, l’image du flux optique capté par le détecteur vidéo des jumelles. More precisely, the invention is part of electronic binoculars equipped with a microscreen, particularly when used at night. Such binoculars are, for example, light intensifying night vision binoculars or thermal binoculars. The microscreen makes it possible to display, in the range of wavelengths visible to the human eye, the image of the optical flow captured by the binoculars' video detector.
Néanmoins, lors d’une utilisation de nuit, la lumière émise par le microécran est facilement repérable, en particulier lorsque l’utilisateur approche ou éloigne les jumelles de ses yeux et que cette lumière se reflète sur son visage. However, when used at night, the light emitted by the microscreen is easily visible, particularly when the user moves the binoculars closer to or further from their eyes and this light reflects on their face.
Différentes solutions sont connues de l’état de la technique pour éteindre le microécran lorsque les jumelles ne sont pas utilisées. Different solutions are known from the state of the art for turning off the microscreen when the binoculars are not in use.
En particulier, une première solution consiste à éteindre le microécran par appui sur un bouton des jumelles. Cette solution est fonctionnelle, mais non automatique. In particular, a first solution consists of turning off the microscreen by pressing a button on the binoculars. This solution is functional, but not automatic.
Il est également connu de détecter la présence de l’utilisateur au moyen d’un émetteur-récepteur infra-rouge (IR) sur les jumelles. Cela permet un pilotage automatique des jumelles. Toutefois, cette solution n’est pas utilisable sur un terrain militaire car l’émetteur IR illumine le visage de l’utilisateur tout autant, voire plus, que le microécran. It is also known to detect the presence of the user by means of an infrared (IR) transceiver on the binoculars. This allows automatic control of the binoculars. However, this solution cannot be used on military grounds because the IR emitter illuminates the user's face just as much, or even more, than the microscreen.
Une autre solution consiste à détecter la présence d’un utilisateur par mesure d’une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la bonnette. Cependant, cela implique de créer une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la bonnette, ce qui impacte l’autonomie et la discrétion des jumelles. Another solution consists of detecting the presence of a user by measuring a pressure difference between the inside and outside of the windshield. However, this involves creating a difference in pressure between the inside and outside of the windshield, which impacts the autonomy and discretion of the binoculars.
Encore une autre solution consiste à utiliser un dispositif mécanique permettant d’ouvrir des diaphragmes par appui sur les bonnettes des oculaires. Toutefois, cela implique d’appuyer en permanence les jumelles sur les orbites oculaires. En outre, cette solution n’offre pas la possibilité d’augmenter l’autonomie en coupant le microécran. Yet another solution consists of using a mechanical device allowing the diaphragms to be opened by pressing on the eyepiece cups. However, this involves constantly resting the binoculars on the eye sockets. In addition, this solution does not offer the possibility of increasing autonomy by cutting off the microscreen.
Encore une autre solution consiste à détecter la présence d’un utilisateur par un capteur de vibrations et de mouvements. Néanmoins, cela n’est pas compatible d’une observation sur trépied de repos ou d’une observation en hauteur vers le bas (tour ou hélicoptère vers le sol). Yet another solution consists of detecting the presence of a user by a vibration and movement sensor. However, this is not compatible with observation on a resting tripod or observation from height downwards (tower or helicopter towards the ground).
Il existe donc un besoin pour un moyen permettant d’éteindre automatiquement le microécran de jumelles électroniques dès que l’utilisateur éloigne les jumelles de son visage, en toutes circonstances, notamment dans un contexte militaire, et tout en étant simple d’utilisation. There is therefore a need for a means to automatically turn off the microscreen of electronic binoculars as soon as the user moves the binoculars away from his face, in all circumstances, particularly in a military context, and while being easy to use.
A cet effet, la présente description a pour objet des jumelles électroniques comprenant : un ensemble de captage d’un flux optique en provenance d’une scène, For this purpose, the present description relates to electronic binoculars comprising: an assembly for capturing an optical flow coming from a scene,
- un ensemble de restitution du flux optique capté comprenant : - a set of restitution of the captured optical flow comprising:
• un microécran propre à afficher une image en fonction du flux optique capté, et • a microscreen capable of displaying an image depending on the optical flow captured, and
• au moins un oculaire pour la visualisation de l’image affichée par le microécran,• at least one eyepiece for viewing the image displayed by the microscreen,
- un ensemble de détection de la proximité d’un utilisateur par rapport à au moins un oculaire, l’ensemble de détection comprenant : - an assembly for detecting the proximity of a user in relation to at least one eyepiece, the detection assembly comprising:
• un capteur capacitif positionné de sorte que sa capacité fluctue lorsqu’un utilisateur s’en approche ou s’en éloigne, ladite capacité étant la somme d’une capacité environnante et d’une capacité éventuelle relative à la proximité de l’utilisateur, • a capacitive sensor positioned so that its capacity fluctuates when a user approaches or moves away from it, said capacity being the sum of a surrounding capacity and a possible capacity relating to the proximity of the user,
• un bloc de détection de la proximité d’un utilisateur par rapport à au moins un oculaire en fonction de la capacité du capteur capacitif et d’un seuil de détection, le seuil de détection étant fixé en fonction de la capacité environnante en l’absence de proximité détectée, et • a block for detecting the proximity of a user in relation to at least one eyepiece as a function of the capacity of the capacitive sensor and a detection threshold, the detection threshold being fixed as a function of the surrounding capacity in it absence of proximity detected, and
• un bloc de calibration propre à mettre à jour le seuil de détection de sorte à compenser des variations de capacité environnante, le bloc de calibration étant propre à réaliser la mise à jour seulement en l’absence de proximité détectée par l’ensemble de détection de sorte que le seuil de détection soit figé à sa dernière valeur lors d’une détection de proximité, et un ensemble de commande de l’affichage du microécran en fonction du flux optique capté par l’ensemble de captage et de la détection effectuée par l’ensemble de détection de sorte que le microécran soit activé seulement lors d’une proximité détectée par l’ensemble de détection. • a calibration block capable of updating the detection threshold so as to compensate for variations in surrounding capacitance, the calibration block being capable of carrying out the update only in the absence of proximity detected by the detection assembly so that the detection threshold is frozen at its last value during proximity detection, and an assembly for controlling the display of the microscreen as a function of the optical flow captured by the sensing assembly and the detection carried out by the detection assembly so that the microscreen is activated only during proximity detected by the detection assembly.
Suivant des modes de réalisation particuliers, les jumelles électroniques comprennent une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : According to particular embodiments, electronic binoculars include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in all technically possible combinations:
- chaque oculaire est formé d’un corps métallique, le capteur capacitif étant le corps métallique du ou d’au moins l’un des oculaires ; - each eyepiece is formed of a metal body, the capacitive sensor being the metal body of the or at least one of the eyepieces;
- le bloc de détection est propre à détecter une proximité en fonction des variations de phase d’un signal interne au bloc de détection et du seuil de détection, les variations de phase étant fonction de la capacité du capteur capacitif ; - the detection block is capable of detecting proximity as a function of phase variations of a signal internal to the detection block and of the detection threshold, the phase variations being a function of the capacity of the capacitive sensor;
- le bloc de détection comprend : - the detection block includes:
- un oscillateur propre à générer un signal d’horloge, dit signal interne, - un déphaseur, dit déphaseur de détection, propre à déphaser le signal interne en fonction de la capacité du capteur capacitif, pour obtenir un signal de détection, - an oscillator capable of generating a clock signal, called internal signal, - a phase shifter, called detection phase shifter, capable of phase shifting the internal signal according to the capacity of the capacitive sensor, to obtain a detection signal,
- un déphaseur, dit déphaseur de référence, propre à déphaser le signal interne de façon réglable, pour obtenir un signal d’échantillonnage, le déphaseur de référence étant réglé en fonction du seuil de détection,- a phase shifter, called a reference phase shifter, capable of shifting the internal signal in an adjustable manner, to obtain a sampling signal, the reference phase shifter being adjusted as a function of the detection threshold,
- un échantillonner propre à échantillonner le signal de détection à partir du signal d’échantillonnage pour obtenir un signal de sortie, le signal de sortie étant propre à prendre deux états tels que : - a sampler capable of sampling the detection signal from the sampling signal to obtain an output signal, the output signal being capable of taking two states such as:
• lorsque la phase du signal de détection est inférieure à celle du signal d’échantillonnage, le signal de sortie est dans un premier état, indiquant une absence de proximité détectée, et • when the phase of the detection signal is less than that of the sampling signal, the output signal is in a first state, indicating an absence of detected proximity, and
• lorsque la phase du signal de détection est supérieure à celle du signal d’échantillonnage, le signal de sortie est dans un second état, indiquant une détection de proximité ; • when the phase of the detection signal is greater than that of the sampling signal, the output signal is in a second state, indicating proximity detection;
- l’échantillonner est propre à échantillonner le signal de détection sur les deux fronts du signal d’échantillonnage ; - the sampler is capable of sampling the detection signal on both fronts of the sampling signal;
- le bloc de détection comprend, en outre, un filtre à double constante de temps propre à valider le signal de sortie indiquant une détection ou non de proximité, seulement suite à l’obtention d’un nombre prédéterminé d’échantillonnages consécutifs du signal de détection donnant un signal de sortie dans le même état ; - the detection block further comprises a double time constant filter capable of validating the output signal indicating detection or not of proximity, only following obtaining a predetermined number of consecutive samplings of the detection signal detection giving an output signal in the same state;
- le bloc de détection comprend un module de protection entre le capteur capacitif et le déphaseur de détection, le module de protection étant propre à filtrer les rayonnements haute fréquence et/ou à former une protection contre les décharges électrostatiques ; - the detection block comprises a protection module between the capacitive sensor and the detection phase shifter, the protection module being able to filter high frequency radiation and/or to form protection against electrostatic discharges;
- le seuil de détection est formé par la somme d’une moyenne glissante de la capacité environnante en l’absence de détection et d’un écart de sensibilité ; - the detection threshold is formed by the sum of a sliding average of the surrounding capacity in the absence of detection and a sensitivity difference;
- l’écart de sensibilité est ajustable par un utilisateur de sorte à ajuster la distance à partir de laquelle le bloc de détection détecte une proximité ; - the sensitivity difference is adjustable by a user so as to adjust the distance from which the detection block detects proximity;
- le bloc de calibration est propre à mettre à jour le seuil de détection à une fréquence prédéterminée ; - the calibration block is capable of updating the detection threshold at a predetermined frequency;
- les jumelles électroniques sont des jumelles à intensification de lumière ou des jumelles thermiques. - electronic binoculars are light intensifying binoculars or thermal binoculars.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : Figure 1 , une représentation schématique d’un exemple de jumelles électroniques comprenant un ensemble de captage, un ensemble de restitution, un ensemble de détection et un ensemble de commande, Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of the embodiments of the invention, given by way of example only and with reference to the drawings which are: Figure 1, a schematic representation of an example of electronic binoculars comprising a sensing assembly, a restitution assembly, a detection assembly and a control assembly,
Figure 2, une représentation schématique d’un exemple d’un mode de réalisation des jumelles électroniques de la figure 1 , Figure 2, a schematic representation of an example of an embodiment of the electronic binoculars of Figure 1,
Figure 3, une représentation schématique d’un autre exemple d’un mode de réalisation des jumelles électroniques de la figure 1 , Figure 3, a schematic representation of another example of an embodiment of the electronic binoculars of Figure 1,
Figure 4, une représentation schématique d’un exemple de réalisation de l’ensemble de détection de la figure 1 , et Figure 4, a schematic representation of an exemplary embodiment of the detection assembly of Figure 1, and
Figure 5, une représentation schématique d’un exemple du seuil de détection mis à jour par le bloc de calibration en fonction de la détection ou non d’une proximité.Figure 5, a schematic representation of an example of the detection threshold updated by the calibration block depending on whether or not a proximity is detected.
Un exemple de jumelles électroniques 10 est illustré schématiquement sur la figure 1 . Des modes de réalisation plus spécifiques sont illustrés sur les figures 2 et 3. An example of electronic binoculars 10 is illustrated schematically in Figure 1. More specific embodiments are illustrated in Figures 2 and 3.
Les jumelles électroniques 10 sont, par exemple, des jumelles à intensification de lumière ou des jumelles thermiques. Les jumelles électroniques 10 sont tout type de jumelles, notamment des jumelles monoculaires, des jumelles bioculaires, des jumelles binoculaires ou encore des jumelles panoramiques (4 voies intensifiées). The electronic binoculars 10 are, for example, light intensifying binoculars or thermal binoculars. Electronic binoculars 10 are any type of binoculars, including monocular binoculars, bioocular binoculars, binocular binoculars or even panoramic binoculars (4-way intensified).
Comme visible sur la figure 1 , les jumelles 10 comprennent un ensemble de captage 12, un ensemble de restitution 14, un ensemble de détection 16 et un ensemble de commande 18. L’ensemble de captage 12, l’ensemble de restitution 14 et l’ensemble de détection 16 sont tous trois connectés à l’ensemble de commande 18 pour échanger des informations avec cet ensemble de commande 18. As visible in Figure 1, the binoculars 10 comprise a collection assembly 12, a restitution assembly 14, a detection assembly 16 and a control assembly 18. The collection assembly 12, the restitution assembly 14 and the The detection assembly 16 are all three connected to the control assembly 18 to exchange information with this control assembly 18.
L’ensemble de captage 12 est propre à capter un flux optique en provenance d’une scène. The capture assembly 12 is capable of capturing an optical flow coming from a scene.
Comme illustré par les exemples des figures 2 et 3, l’ensemble de captage 12 comprend au moins un objectif 30 et un capteur 32. L’objectif 30 est propre à focaliser un flux optique, en provenance de la scène observée, sur le capteur 32. Le capteur 32 est sensible à la gamme de longueurs d’onde observée (visible, infra-rouge). As illustrated by the examples in Figures 2 and 3, the capture assembly 12 comprises at least one objective 30 and a sensor 32. The objective 30 is capable of focusing an optical flow, coming from the observed scene, on the sensor 32. The sensor 32 is sensitive to the range of wavelengths observed (visible, infrared).
L’ensemble de restitution 14 est propre à restituer le flux optique capté dans une gamme de longueurs d’onde visibles par un utilisateur. The restitution assembly 14 is capable of restoring the optical flow captured in a range of wavelengths visible to a user.
L’ensemble de restitution 14 comprend un microécran 34 et au moins un oculaire 36. The restitution assembly 14 includes a microscreen 34 and at least one eyepiece 36.
Le microécran 34 est propre à afficher une image en fonction du flux optique capté, l’image affichée étant dans une gamme de longueurs d’onde visibles par l’utilisateur (visible). Chaque oculaire 36 permet la visualisation, par l’utilisateur, de l’image affichée par le microécran 34. The microscreen 34 is capable of displaying an image as a function of the optical flow captured, the displayed image being in a range of wavelengths visible to the user (visible). Each eyepiece 36 allows the user to view the image displayed by the microscreen 34.
Dans le cas de jumelles bioculaires, binoculaires, ou encore panoramiques, l’ensemble de restitution 14 comprend deux oculaires 36. Chaque oculaire 36 est, par exemple, associé à une combinaison d’optiques 38 permettant de renvoyer l’image projetée par le microécran 34 sur l’oculaire 36. Cela est notamment le cas dans les exemples des figures 2 et 3. In the case of bioocular, binocular, or even panoramic binoculars, the restitution assembly 14 comprises two eyepieces 36. Each eyepiece 36 is, for example, associated with a combination of optics 38 making it possible to return the image projected by the microscreen 34 on the eyepiece 36. This is particularly the case in the examples of Figures 2 and 3.
Dans le cas d’un monoculaire, l’ensemble de restitution 14 comprend un seul oculaire 36. Dans ce cas, l’image du microécran 34 est, par exemple, projetée directement sur l’oculaire 36. In the case of a monocular, the restitution assembly 14 comprises a single eyepiece 36. In this case, the image of the microscreen 34 is, for example, projected directly onto the eyepiece 36.
Dans un exemple de mise en œuvre, chaque oculaire 36 comprend des optiques contenues dans un corps métallique, tel qu’un tube métallique. Le corps métallique est isolé du blindage CEM (compatibilité électromagnétique) des jumelles 10. In an example implementation, each eyepiece 36 comprises optics contained in a metal body, such as a metal tube. The metal body is insulated from the binoculars 10 EMC (electromagnetic compatibility) shielding.
De préférence, comme illustré par les modes de réalisation des figures 2 et 3, les jumelles 10 comprennent aussi une source d’alimentation portable 40 et une interface utilisateur 42. Preferably, as illustrated by the embodiments of Figures 2 and 3, the binoculars 10 also include a portable power source 40 and a user interface 42.
La source d’alimentation portable 40 est, par exemple, une batterie ou une pile rechargeable. The portable power source 40 is, for example, a battery or a rechargeable cell.
L’interface utilisateur 42 permet à un utilisateur d’effectuer des choix parmi les menus logiciels des jumelles 10. L’interface utilisateur 42 comprend, par exemple, un ou plusieurs boutons poussoirs et/ou un joystick. The user interface 42 allows a user to make choices among the software menus of the binoculars 10. The user interface 42 includes, for example, one or more push buttons and/or a joystick.
L’ensemble de détection 16 est propre à détecter la proximité d’un utilisateur par rapport à au moins un des oculaires 36 (la proximité est comptée par rapport aux oculaires 36, car ce sont eux qui transmettent la lumière du microécran et éclairent involontairement le visage de l’utilisateur). En particulier, l’ensemble de détection 16 est propre à détecter une proximité d’un élément (utilisateur) situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée de ou d’au moins l’un des oculaires 36. La distance prédéterminée est, par exemple, égale à zéro, ce qui signifie qu’une proximité est détectée lorsque l’utilisateur a son visage contre les oculaires 36. En variante, la distance prédéterminée est, par exemple, égale à quelques centimètres (par exemple à 10 centimètres), ce qui signifie qu’une proximité est détectée dès lors que l’utilisateur a son visage proche des oculaires 36. Comme cela sera décrit dans la suite de la description, la distance prédéterminée dépend d’un écart (offset) de sensibilité prédéterminé, et est éventuellement ajustable par un utilisateur. The detection assembly 16 is capable of detecting the proximity of a user in relation to at least one of the eyepieces 36 (the proximity is counted in relation to the eyepieces 36, because it is they which transmit the light from the microscreen and involuntarily illuminate the user's face). In particular, the detection assembly 16 is capable of detecting the proximity of an element (user) located at a distance less than a predetermined distance from or at least one of the eyepieces 36. The predetermined distance is, for example example, equal to zero, which means that proximity is detected when the user has his face against the eyepieces 36. Alternatively, the predetermined distance is, for example, equal to a few centimeters (for example 10 centimeters), which means that proximity is detected as soon as the user has his face close to the eyepieces 36. As will be described later in the description, the predetermined distance depends on a predetermined sensitivity difference (offset), and is possibly adjustable by a user.
L’ensemble de détection 16 comprend un capteur capacitif 50, un bloc de détection 52 et un bloc de calibration 54. Le capteur capacitif 50 est un capteur de proximité. Le capteur capacitif 50 comprend un élément métallique formant un condensateur avec l’utilisateur (le corps humain étant conducteur). Au moins une électrode de mesure permet de mesurer la capacité du condensateur ainsi formé. The detection assembly 16 includes a capacitive sensor 50, a detection block 52 and a calibration block 54. The capacitive sensor 50 is a proximity sensor. The capacitive sensor 50 comprises a metallic element forming a capacitor with the user (the human body being a conductor). At least one measuring electrode makes it possible to measure the capacitance of the capacitor thus formed.
Le capteur capacitif 50 fonctionne à basse fréquence où les contraintes de rayonnement CEM sont très faibles (inférieure à 100kHz, mais supérieures à 20kHz pour éviter tout bruit audible par effet piézoélectrique). The capacitive sensor 50 operates at low frequency where the EMC radiation constraints are very low (less than 100kHz, but greater than 20kHz to avoid any audible noise by piezoelectric effect).
Le capteur capacitif 50 présente, ainsi, de multiples avantages : The capacitive sensor 50 thus presents multiple advantages:
- un domaine d’application adapté au faibles distances, - a field of application adapted to short distances,
- une grande discrétion : aucun rayonnement visible, proche IR (PIR) ou IR ; très faible rayonnement électromagnétique (celui-ci étant dû à la présence d’un signal variable sur les électrodes capacitives) limité au Mégahertz, en considérant que les rayonnements sont négligeables au-delà de l’harmonique 10 de la fréquence de fonctionnement (à modérer encore plus dans les exemples des figures 2 et 3, par le fait que la position du capteur 50 rend ce rayonnement directif vers l’utilisateur durant l’observation), - great discretion: no visible radiation, near IR (PIR) or IR; very low electromagnetic radiation (this being due to the presence of a variable signal on the capacitive electrodes) limited to Megahertz, considering that the radiation is negligible beyond harmonic 10 of the operating frequency (to be moderated even more so in the examples of Figures 2 and 3, by the fact that the position of the sensor 50 makes this radiation directional towards the user during observation),
- très faible consommation, rendant possible l’optimisation de la consommation des jumelles en éteignant le microécran 34. - very low consumption, making it possible to optimize the consumption of the binoculars by turning off the microscreen 34.
Le capteur capacitif 50 est positionné dans les jumelles électroniques 10 de sorte que sa capacité fluctue lorsqu’un utilisateur s’en approche ou s’en éloigne (en particulier s’approche ou s’éloigne d’un oculaire 36). Plus précisément, la capacité du capteur capacitif 50 est la somme d’une capacité environnante (relative à son environnement), et d’une capacité éventuelle relative à la proximité entre un utilisateur et ce capteur 50. The capacitive sensor 50 is positioned in the electronic binoculars 10 so that its capacitance fluctuates when a user approaches or moves away from it (in particular approaches or moves away from an eyepiece 36). More precisely, the capacity of the capacitive sensor 50 is the sum of a surrounding capacity (relative to its environment), and a possible capacity relating to the proximity between a user and this sensor 50.
De préférence, le capteur capacitif 50 est le corps métallique du ou d’au moins l’un des oculaires 36. Cela évite d’ajouter un capteur spécifique en face arrière, ce qui simplifie le design mécanique des jumelles 10. Cet exemple correspond notamment au mode de réalisation de la figure 2. Dans ce cas, le corps métallique a bien été isolé du blindage CEM (compatibilité électromagnétique) des jumelles 10. Preferably, the capacitive sensor 50 is the metal body of the or at least one of the eyepieces 36. This avoids adding a specific sensor on the rear face, which simplifies the mechanical design of the binoculars 10. This example corresponds in particular to the embodiment of Figure 2. In this case, the metal body has been isolated from the EMC (electromagnetic compatibility) shielding of the binoculars 10.
En variante, le capteur capacitif 50 est un capteur dédié, différent des oculaires 36. Le capteur capacitif 50 est, par exemple, une plaque métallique blindée. Cette variante correspond notamment au mode de réalisation de la figure 3. Alternatively, the capacitive sensor 50 is a dedicated sensor, different from the eyepieces 36. The capacitive sensor 50 is, for example, an armored metal plate. This variant corresponds in particular to the embodiment of Figure 3.
Le bloc de détection 52 est propre à détecter la proximité d’un utilisateur par rapport à au moins un des oculaires 36, en fonction de la capacité du capteur capacitif 50 et d’un seuil de détection. The detection block 52 is capable of detecting the proximity of a user to at least one of the eyepieces 36, depending on the capacity of the capacitive sensor 50 and a detection threshold.
De préférence, le bloc de détection 52 est propre à détecter la proximité d’un utilisateur en fonction des variations de phase d’un signal interne au bloc de détection 52 et du seuil de détection. Les variations de phase sont fonction de la capacité du capteur capacitif 50. La prise en compte des variations de phase d’un signal interne permet de rendre la détection robuste aux agressions CEM. En effet, un signal extérieur, et donc indépendant, ne peut avoir exactement la même phase qu’un signal interne. Preferably, the detection block 52 is capable of detecting the proximity of a user as a function of phase variations of a signal internal to the detection block 52 and of the detection threshold. Phase variations are a function of the sensor capacity capacitive 50. Taking into account phase variations of an internal signal makes detection robust to EMC attacks. Indeed, an external, and therefore independent, signal cannot have exactly the same phase as an internal signal.
Dans ce qui suit, nous décrivons un moyen préféré de réalisation du bloc de détection 52. In what follows, we describe a preferred means of producing the detection block 52.
En particulier, dans un exemple de réalisation illustré en figure 4, le bloc de détection 52 comprend un oscillateur 60, un premier déphaseur, dit déphaseur de détection 62, un second déphaseur, dit déphaseur de référence 64, et un échantillonneur 66. In particular, in an exemplary embodiment illustrated in Figure 4, the detection block 52 comprises an oscillator 60, a first phase shifter, called detection phase shifter 62, a second phase shifter, called reference phase shifter 64, and a sampler 66.
L’oscillateur 60 est propre à générer un signal d’horloge, dit signal interne CLK.Oscillator 60 is capable of generating a clock signal, called internal signal CLK.
L’oscillateur 60 fonctionne à basse fréquence où les contraintes de rayonnement CEM sont très faibles (inférieure à 100kHz, mais supérieure à 20kHz pour éviter tout bruit audible par effet piézoélectrique). La fréquence de l’oscillateur est, par exemple, égale à 30 kHz. Oscillator 60 operates at low frequency where EMC radiation constraints are very low (less than 100kHz, but greater than 20kHz to avoid any audible noise by piezoelectric effect). The frequency of the oscillator is, for example, equal to 30 kHz.
Le déphaseur de détection 62 est propre à déphaser le signal interne CLK en fonction de la capacité du capteur capacitif 50, pour obtenir un signal de détection SENSE. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le déphasage du signal issu du déphaseur de détection 62 augmente lorsque la capacité captée par le capteur capacitif 50 augmente (et donc augmente lorsque l’utilisateur s’approche du capteur). The detection phase shifter 62 is able to phase shift the internal signal CLK as a function of the capacity of the capacitive sensor 50, to obtain a detection signal SENSE. In the embodiment of Figure 4, the phase shift of the signal coming from the detection phase shifter 62 increases when the capacity sensed by the capacitive sensor 50 increases (and therefore increases when the user approaches the sensor).
Dans un exemple de mise en œuvre, le déphaseur de détection 62 est formé de la capacité du capteur capacitif 50, d’une résistance série et d’un étage de remise en forme (remise en forme du signal). In an example of implementation, the detection phase shifter 62 is formed from the capacitance of the capacitive sensor 50, a series resistor and a reshaping stage (reshaping of the signal).
Le déphaseur de référence 64 est propre à déphaser le signal interne CLK de façon réglable, pour obtenir un signal d’échantillonnage DCLK. Le réglage du déphaseur de référence 64 est notamment effectué en fonction du seuil de détection. The reference phase shifter 64 is able to phase shift the internal signal CLK in an adjustable manner, to obtain a sampling signal DCLK. The adjustment of the reference phase shifter 64 is carried out in particular as a function of the detection threshold.
Dans un exemple de mise en œuvre, le déphaseur de référence 64 est formé d’un condensateur, d’une résistance série et d’un étage de remise en forme du signal. Au moins l’un de ces éléments est variable, par exemple la résistance (pour que le déphaseur de référence 64 soit réglable). In an example of implementation, the reference phase shifter 64 is formed of a capacitor, a series resistor and a signal reshaping stage. At least one of these elements is variable, for example the resistance (so that the reference phase shifter 64 is adjustable).
Le déphaseur de référence 64 est réglé de sorte que la phase du signal d’échantillonnage DLCK soit légèrement supérieure à celle du signal de détection SENSE, en dehors des proximités utilisateur. La différence de phase entre les deux est un offset (écart) de sensibilité pour la détection de proximité. L’offset de sensibilité fixe, ainsi, la distance prédéterminée entre l’utilisateur et les oculaires 36, à partir de laquelle une détection de proximité est effectuée. Lorsque la capacité captée par le capteur capacitif 50 augmente à cause d’un utilisateur approchant son visage, le déphasage du signal de détection SENSE augmente jusqu’à dépasser celui du signal d’échantillonnage DLCK (voir chronogramme de la figure 4, période P2). Ou, dit autrement, lorsqu’un utilisateur approche son visage, la variation de déphasage du signal de détection SENSE augmente jusqu’à dépasser l’offset de sensibilité. The reference phase shifter 64 is adjusted so that the phase of the sampling signal DLCK is slightly greater than that of the detection signal SENSE, outside of user proximity. The phase difference between the two is a sensitivity offset for proximity detection. The sensitivity offset thus fixes the predetermined distance between the user and the eyepieces 36, from which proximity detection is carried out. When the capacity captured by the capacitive sensor 50 increases due to a user approaching his face, the phase shift of the detection signal SENSE increases until it exceeds that of the sampling signal DLCK (see timing diagram in Figure 4, period P2). Or, put differently, when a user approaches their face, the phase shift variation of the SENSE detection signal increases until it exceeds the sensitivity offset.
L’échantillonneur 66 est propre à échantillonner le signal de détection SENSE à partir du signal d’échantillonnage DCLK, pour obtenir un signal de sortie Q. Le signal de sortie Q est propre à prendre deux états tels que : The sampler 66 is capable of sampling the detection signal SENSE from the sampling signal DCLK, to obtain an output signal Q. The output signal Q is capable of taking two states such as:
- lorsque la phase du signal de détection SENSE est inférieure à celle du signal d’échantillonnage DCLK, le signal de sortie Q est dans un premier état, indiquant une absence de proximité détectée, et - when the phase of the detection signal SENSE is lower than that of the sampling signal DCLK, the output signal Q is in a first state, indicating an absence of proximity detected, and
- lorsque la phase du signal de détection SENSE est supérieure à celle du signal d’échantillonnage DCLK, le signal de sortie Q est dans un second état, indiquant une détection de proximité. - when the phase of the detection signal SENSE is greater than that of the sampling signal DCLK, the output signal Q is in a second state, indicating proximity detection.
Par exemple, l’échantillonneur 66 est réalisé avec au moins une bascule D. For example, the sampler 66 is made with at least one D flip-flop.
De préférence, l’échantillonneur 66 est propre à échantillonner le signal de détection SENSE sur les deux fronts (à 0° et 180°) du signal d’échantillonnage DCLK. Preferably, the sampler 66 is capable of sampling the detection signal SENSE on the two fronts (at 0° and 180°) of the sampling signal DCLK.
De préférence, le bloc de détection 52 comprend, en outre, un filtre 68 à double constante de temps. Le filtre 68 est propre à valider le signal de sortie Q du bloc de détection 52 indiquant une détection ou non de proximité, seulement suite à l’obtention d’un signal de sortie Q dans le même état sur une durée prédéterminée, ce qui correspond à un nombre prédéterminé d’échantillonnages consécutifs, effectués par l’échantillonneur 66, dans le même état. Ainsi, une détection de proximité est validée seulement si plusieurs échantillons consécutifs du signal de détection SENSE, correspondant au signal de sortie Q dans le second état, sont obtenus. Preferably, the detection block 52 further comprises a filter 68 with a double time constant. The filter 68 is capable of validating the output signal Q of the detection block 52 indicating detection or not of proximity, only following obtaining an output signal Q in the same state over a predetermined duration, which corresponds to a predetermined number of consecutive samplings, carried out by the sampler 66, in the same state. Thus, proximity detection is validated only if several consecutive samples of the detection signal SENSE, corresponding to the output signal Q in the second state, are obtained.
Ces deux aspects permettent d’assurer la robustesse aux agressions CEM. En effet, si le signal de détection SENSE provient bien du signal interne CLK de l’oscillateur 60, les signaux SENSE et DCLK ont la même fréquence et les deux échantillonnages en opposition de phase de l’échantillonneur 66 ont toujours des niveaux logiques complémentaires. Si, au contraire, le signal de détection SENSE est perturbé par une agression CEM cherchant à simuler la présence de l’utilisateur, les deux échantillonnages en opposition de phase ne peuvent pas rester à des niveaux complémentaires à long terme, car l’agression CEM est extérieure au système et ne peut pas être corrélée à la phase de l’oscillateur 60. These two aspects ensure robustness to EMC attacks. Indeed, if the detection signal SENSE indeed comes from the internal signal CLK of the oscillator 60, the signals SENSE and DCLK have the same frequency and the two samplings in phase opposition of the sampler 66 always have complementary logic levels. If, on the contrary, the SENSE detection signal is disturbed by an EMC attack seeking to simulate the presence of the user, the two samplings in phase opposition cannot remain at complementary levels in the long term, because the EMC attack is external to the system and cannot be correlated with the phase of oscillator 60.
Le filtre 68 à double constante de temps permet de confirmer la détection, notamment après un grand nombre de couple d’échantillonnages (07180°) dans le même état et consécutifs. L’aspect consécutif est obtenu, d’une part, grâce à la constante de temps « grande » qui permet d’atteindre le grand nombre d’échantillonnages dans le même état, et, d’autre part, grâce à la constante de temps « petite » qui permet de réinitialiser l’état du filtre 68 dès qu’un couple d’échantillonnages 07180° ne présente pas des niveaux logiques complémentaires. La constante de temps « grande » est choisie à la fois grande devant la période de l’oscillateur 60, et à la fois suffisamment petite pour ne pas introduire de retard sensible à l’échelle humaine lorsque l’utilisateur approche son visage du capteur capacitif 50. La constante de temps « grande » est, par exemple, égale à 1000 périodes de l’oscillateur 60, soit 30 ms. The filter 68 with double time constant makes it possible to confirm the detection, in particular after a large number of sampling pairs (07180°) in the same state and consecutively. The consecutive aspect is obtained, on the one hand, thanks to the constant of “large” time which makes it possible to achieve the large number of samplings in the same state, and, on the other hand, thanks to the “small” time constant which makes it possible to reset the state of the filter 68 as soon as a sampling pair 07180° does not present complementary logic levels. The “large” time constant is chosen to be both large compared to the period of oscillator 60, and at the same time small enough not to introduce any significant delay on a human scale when the user brings his face closer to the capacitive sensor. 50. The “large” time constant is, for example, equal to 1000 periods of oscillator 60, or 30 ms.
De préférence, le bloc de détection 52 comprend aussi un module de protection 70 entre le capteur capacitif 50 et le déphaseur de détection 62. Le module de protection 70 est propre à filtrer les rayonnements haute fréquence (aussi bien internes qu’externes) et/ou à former une protection contre les décharges électrostatiques (protection ESD). La protection ESD est utile puisque le capteur capacitif 50 est une pièce conductrice accessible à l’extérieur des jumelles 10 et reliée électriquement à l’intérieur des jumelles 10. Preferably, the detection block 52 also includes a protection module 70 between the capacitive sensor 50 and the detection phase shifter 62. The protection module 70 is capable of filtering high frequency radiation (both internal and external) and/or or to form protection against electrostatic discharge (ESD protection). ESD protection is useful since the capacitive sensor 50 is a conductive part accessible outside the binoculars 10 and electrically connected to the inside of the binoculars 10.
Nous allons à présent décrire dans ce qui suit le bloc de calibration 54. We will now describe the calibration block 54 in the following.
Le bloc de calibration 54 est propre à mettre à jour le seuil de détection de sorte à compenser des variations de capacité environnante. Les variations de capacité environnante sont, par exemple, dues à des variations de la permittivité diélectrique de l’air en fonction de la pression, de la température et de l’humidité, mais aussi des variations de dimension mécanique des matériaux des oculaires 36 et du corps des jumelles 10 due à la dilation. The calibration block 54 is capable of updating the detection threshold so as to compensate for variations in surrounding capacitance. The variations in surrounding capacitance are, for example, due to variations in the dielectric permittivity of the air as a function of pressure, temperature and humidity, but also to variations in the mechanical dimension of the materials of the eyepieces 36 and of the body of binoculars 10 due to dilation.
Le bloc de calibration 54 est propre à réaliser la mise à jour seulement en l’absence de proximité détectée par l’ensemble de détection 16 de sorte que le seuil de détection soit figé à sa dernière valeur lors d’une détection de proximité. Ainsi, le bloc de calibration 54 tient compte des détections de proximité pour stopper les calibrations et ne pas compenser une variation de capacité par proximité. Cela est rendu possible par le fait que les variations de capacité environnante sont très faibles pendant les durées d’observation normales à travers les jumelles. The calibration block 54 is capable of carrying out the update only in the absence of proximity detected by the detection assembly 16 so that the detection threshold is frozen at its last value during a proximity detection. Thus, the calibration block 54 takes proximity detections into account to stop the calibrations and not compensate for a variation in capacity by proximity. This is made possible because variations in surrounding capacitance are very small during normal viewing times through binoculars.
Le seuil de détection est donc ajusté, par le bloc de calibration 54, en fonction de la capacité environnante et en l’absence d’utilisateur à proximité de l’oculaire 36. Cela permet de compenser les variations de capacité environnante. The detection threshold is therefore adjusted, by the calibration block 54, as a function of the surrounding capacitance and in the absence of a user near the eyepiece 36. This makes it possible to compensate for variations in surrounding capacitance.
Dans un exemple de mise en œuvre, le bloc de calibration 54 utilise un algorithme de calibration qui mesure la capacité environnante et forme le seuil de détection par la somme d’une moyenne glissante de cette capacité environnante (en l’absence de détection) et d’un offset de sensibilité (notion évoquée plus haut dans le cadre de l’exemple de réalisation du bloc de détection 52). L’offset de sensibilité est, par exemple, ajustable par un utilisateur de sorte à ajuster la distance à partir de laquelle le bloc de détection 52 détecte une proximité. In an example of implementation, the calibration block 54 uses a calibration algorithm which measures the surrounding capacitance and forms the detection threshold by the sum of a sliding average of this surrounding capacitance (in the absence of detection) and a sensitivity offset (concept mentioned above in the context of the example of realization of the detection block 52). The sensitivity offset is, for example, adjustable by a user so as to adjust the distance from which the detection block 52 detects proximity.
De préférence, le bloc de calibration 54 est propre à mettre à jour le seuil de détection, non pas de façon continue, mais à une fréquence prédéterminée. La fréquence prédéterminée est choisie de sorte à constituer un rythme d’activation de l’algorithme de calibration beaucoup plus rapide que les variations de capacité environnante et que, ainsi, à chaque itération, la quantité de variation de capacité environnante à compenser soit très faible. Par exemple, si on cherche à compenser les variations de capacité environnante dues à des variations de température à vitesse maximum de 3°C/min sur une plage de +/- 60°C, avec une résolution de 8 bits, la fréquence prédéterminée peut, par exemple, être choisie à 1 fois toutes les 10s. Dans cet exemple, et avec ce choix de fréquence prédéterminée, la variation maximum de température à chaque itération de l’algorithme de calibration est 0.5°C, soit 1 .07 LSB (Least Significant Bit) de la plage à compenser. Il est donc possible, par exemple, de limiter les compensations de l’algorithme de calibration à 2 LSB maximum à chaque itération. Preferably, the calibration block 54 is capable of updating the detection threshold, not continuously, but at a predetermined frequency. The predetermined frequency is chosen so as to constitute an activation rate of the calibration algorithm much faster than the variations in surrounding capacitance and, thus, at each iteration, the quantity of variation in surrounding capacitance to be compensated is very small. . For example, if we seek to compensate for variations in surrounding capacitance due to temperature variations at a maximum speed of 3°C/min over a range of +/- 60°C, with a resolution of 8 bits, the predetermined frequency can , for example, be chosen once every 10s. In this example, and with this choice of predetermined frequency, the maximum temperature variation at each iteration of the calibration algorithm is 0.5°C, or 1.07 LSB (Least Significant Bit) of the range to be compensated. It is therefore possible, for example, to limit the compensations of the calibration algorithm to 2 LSB maximum at each iteration.
Cela apporte deux avantages : This brings two advantages:
- d’une part, cela permet d’obtenir une durée de calibration très courte, ce qui rend très peu probable le fait qu’une calibration démarre exactement en même temps qu’une détection de proximité, - on the one hand, this makes it possible to obtain a very short calibration duration, which makes it very unlikely that a calibration will start at exactly the same time as a proximity detection,
- d’autre part, si une calibration démarre exactement en même temps qu’une détection de proximité (une et une seule calibration puisqu’elles sont ensuite bloquées tant qu’une proximité est détectée), la correction apportée au seuil de détection, à cause de l’application d’une calibration alors que l’utilisateur est à proximité, est très faible et ne remet pas en cause significativement le réglage de sensibilité. En outre, le retard que la calibration engendre alors que l’utilisateur souhaite utiliser les jumelles est très court et insensible à l’échelle humaine. - on the other hand, if a calibration starts exactly at the same time as a proximity detection (one and only one calibration since they are then blocked as long as proximity is detected), the correction made to the detection threshold, at due to the application of a calibration while the user is nearby, is very low and does not significantly call into question the sensitivity setting. In addition, the delay that calibration causes while the user wants to use the binoculars is very short and insensitive on a human scale.
En particulier, comme visible sur la figure 5, le bloc de calibration 54 est cadencé par un séquenceur qui active l’algorithme de calibration au rythme souhaité. Cet algorithme permet de former le seuil de détection en suivant les variations à long terme du signal capacitif (typiquement T2 : variation lente de la capacité environnante sur plusieurs dizaines de minutes). La sensibilité de détection est configurée par l’offset introduit entre le signal capacitif, hors détections de proximité utilisateur, et le seuil de détection. L’algorithme de calibration tient compte des détections de proximité (T 1 : proximité brève, quelques secondes ; T3 : proximité longue, quelques minutes) et, dans ce cas, stoppe les calibrations pour ne pas compenser une variation de capacité par proximité, ce qui implique un seuil de détection verrouillé à sa dernière valeur. In particular, as visible in Figure 5, the calibration block 54 is clocked by a sequencer which activates the calibration algorithm at the desired rate. This algorithm makes it possible to form the detection threshold by following long-term variations of the capacitive signal (typically T2: slow variation of the surrounding capacitance over several tens of minutes). The detection sensitivity is configured by the offset introduced between the capacitive signal, excluding user proximity detections, and the detection threshold. The calibration algorithm takes proximity detections into account (T 1: short proximity, a few seconds; T3: long proximity, a few minutes) and, in this case, stops the calibrations so as not to compensate for a variation in capacitance by proximity, which implies a detection threshold locked at its last value.
Dans l’exemple de réalisation du bloc de détection 52 détaillé précédemment, le seuil de détection correspond au réglage du déphaseur de référence 64. In the example embodiment of the detection block 52 detailed previously, the detection threshold corresponds to the setting of the reference phase shifter 64.
Dans un exemple de réalisation du bloc de calibration 54, celui-ci utilise le signal interne CLK de l’oscillateur 60 pour synchroniser l’application des corrections au déphaseur de référence 64, ainsi que le signal de sortie Q de l’échantillonneur 66 pour déterminer s’il faut augmenter ou diminuer le déphasage du déphaseur de référence 64 pendant les phases de calibration. In an exemplary embodiment of the calibration block 54, it uses the internal signal CLK of the oscillator 60 to synchronize the application of corrections to the reference phase shifter 64, as well as the output signal Q of the sampler 66 to determine whether to increase or decrease the phase shift of the reference phase shifter 64 during the calibration phases.
De préférence, le bloc de calibration 54 est propre à communiquer avec l’ensemble de commande 18 (électronique principale des jumelles 10) par un lien de contrôle/commande (typiquement une liaison série). Ce lien permet d’échanger les informations relatives à la calibration, et permet de configurer la sensibilité du bloc de détection 52. L’information de proximité du visage de l’utilisateur peut, quant à elle, être remontée à l’ensemble de commande 18 soit par cette liaison série, soit par un signal d’interruption spécifique. Preferably, the calibration block 54 is capable of communicating with the control assembly 18 (main electronics of the binoculars 10) via a control/command link (typically a serial link). This link makes it possible to exchange information relating to the calibration, and makes it possible to configure the sensitivity of the detection block 52. The proximity information of the user's face can, for its part, be sent to the control assembly. 18 either by this serial link, or by a specific interrupt signal.
L’ensemble de commande 18 est propre à commander l’affichage du microécran 34 en fonction du flux optique capté par l’ensemble de captage 12 et de la détection effectuée par l’ensemble de détection 16. En particulier, l’ensemble de commande 18 est propre à activer le microécran 34 (l’éclairage du microécran 34) seulement lorsqu’une détection de proximité a été effectuée par l’ensemble de détection 16. The control assembly 18 is capable of controlling the display of the microscreen 34 as a function of the optical flow captured by the sensing assembly 12 and the detection carried out by the detection assembly 16. In particular, the control assembly 18 is capable of activating the microscreen 34 (the lighting of the microscreen 34) only when proximity detection has been carried out by the detection assembly 16.
Ainsi, l’ensemble de détection 16 fournit l’information de proximité du visage de l’utilisateur, à l’ensemble de commande 18 (électronique principale des jumelles 10). L’ensemble de commande 18 utilise ou non cette information pour piloter l’éclairage du microécran 34 en fonction de la configuration logicielle. Thus, the detection assembly 16 provides the proximity information of the user's face to the control assembly 18 (main electronics of the binoculars 10). The control assembly 18 uses or not this information to control the lighting of the microscreen 34 depending on the software configuration.
En particulier, l’ensemble de commande 18 est également propre à réaliser la mise en forme de l’information issue du capteur d’images 32, le traitement vidéo et l’exécution du logiciel des jumelles 10, ainsi que la mise en forme de l’information vidéo vers le microécran 34. In particular, the control assembly 18 is also capable of carrying out the formatting of the information coming from the image sensor 32, the video processing and the execution of the software of the binoculars 10, as well as the formatting of video information to the microscreen 34.
Un exemple de fonctionnement des jumelles 10 va maintenant être décrit, en particulier dans le contexte d’une détection de proximité. An example of operation of the binoculars 10 will now be described, in particular in the context of proximity detection.
En l’absence de proximité d’un utilisateur par rapport à l’oculaire 36, la capacité du capteur capacitif 50 résulte seulement de l’environnement. Comme visible sur la figure 4, les signaux de détection SENSE et de référence DCLK sont déphasés de sorte que la phase du signal de détection SENSE est inférieure à la phase du signal d’échantillonnage DCLK. En effet, le déphasage du signal de détection SENSE est dans ce cas seulement dû à la capacité environnante. L’échantillonnage du signal de détection SENSE par le signal d’échantillonnage DCLK est tel que le signal de sortie Q de l’échantillonneur 66 est dans le premier état. Cela est notamment visible sur le chronogramme de la figure 4 (période P1 , le premier état correspond à l’état haut). In the absence of proximity of a user to the eyepiece 36, the capacity of the capacitive sensor 50 results only from the environment. As visible in Figure 4, the detection signals SENSE and reference signals DCLK are out of phase so that the phase of the detection signal SENSE is less than the phase of the sampling signal DCLK. In fact, the phase shift of the SENSE detection signal is in this case only due to surrounding capacity. The sampling of the detection signal SENSE by the sampling signal DCLK is such that the output signal Q of the sampler 66 is in the first state. This is particularly visible in the chronogram in Figure 4 (period P1, the first state corresponds to the high state).
Cette absence de détection de proximité est communiquée par l’ensemble de détection 16 à l’ensemble de commande 18, permettant ainsi à l’ensemble de commande 18 de conserver le microécran 34 inactif, ou de le désactiver si celui-ci était allumé. This absence of proximity detection is communicated by the detection assembly 16 to the control assembly 18, thus allowing the control assembly 18 to keep the microscreen 34 inactive, or to deactivate it if it was on.
Lors d’une détection de proximité, la phase du signal de détection SENSE est supérieure à la phase du signal d’échantillonnage DCLK. En effet, le déphasage du signal de détection SENSE est dans ce cas dû à la capacité environnante et en plus à une capacité ajoutée du fait de la présence de l’utilisateur. L’échantillonnage du signal de détection SENSE par le signal d’échantillonnage DCLK est tel que le signal de sortie Q de l’échantillonneur 66 est dans le second état. Cela est notamment visible sur le chronogramme de la figure 4 (période P2, le second état correspond à l’état bas). Le changement d’état est validé par le filtre 68 à double constante de temps (signal OUT) seulement après une période de temps P3. La période P3 est, par exemple, égale à 30 ms. During proximity detection, the phase of the detection signal SENSE is greater than the phase of the sampling signal DCLK. Indeed, the phase shift of the SENSE detection signal is in this case due to the surrounding capacitance and in addition to an added capacitance due to the presence of the user. The sampling of the detection signal SENSE by the sampling signal DCLK is such that the output signal Q of the sampler 66 is in the second state. This is particularly visible in the chronogram in Figure 4 (period P2, the second state corresponds to the low state). The change of state is validated by filter 68 with double time constant (OUT signal) only after a period of time P3. The period P3 is, for example, equal to 30 ms.
Cette détection de proximité est communiquée par l’ensemble de détection 16 à l’ensemble de commande 18, permettant ainsi à l’ensemble de commande 18 d’activer le microécran 34 ou de continuer à le maintenir actif. This proximity detection is communicated by the detection assembly 16 to the control assembly 18, thus allowing the control assembly 18 to activate the microscreen 34 or to continue to keep it active.
Ainsi, l’ensemble de détection 16 permet de détecter la proximité d’un utilisateur par rapport à l’un des oculaires 36 des jumelles 10. Cela permet à l’ensemble de commande 18 d’éteindre automatiquement le microécran 34 des jumelles 10 dès que l’utilisateur éloigne son visage des jumelles 10 (ou ses yeux des oculaires 36), de sorte que la lumière du microécran 34 ne se réfléchisse pas sur son visage, ce qui le rendrait très facilement repérable en pleine nuit. Une telle fonction permet également d’optimiser la consommation des jumelles 10 en supprimant celle du microécran 34 chaque fois que l’utilisateur éloigne ses yeux. Thus, the detection assembly 16 makes it possible to detect the proximity of a user in relation to one of the eyepieces 36 of the binoculars 10. This allows the control assembly 18 to automatically turn off the microscreen 34 of the binoculars 10 as soon as that the user moves his face away from the binoculars 10 (or his eyes from the eyepieces 36), so that the light from the microscreen 34 is not reflected on his face, which would make him very easy to spot in the middle of the night. Such a function also makes it possible to optimize the consumption of the binoculars 10 by eliminating that of the microscreen 34 each time the user moves his eyes away.
Le fait de figer le seuil de détection à sa dernière valeur une fois une proximité détectée permet une détection à la fois des proximités longues et des proximités brèves, sans erreur de détection en début ou en fin de ces proximités. Freezing the detection threshold at its last value once a proximity is detected allows detection of both long proximities and short proximities, without detection error at the start or end of these proximities.
La détection de proximité capacitive présente en outre l’avantage d’être discrète : aucun rayonnement visible, proche infrarouge (PIR), ni infrarouge, et très faible rayonnement électromagnétique. L’homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes précédemment décrits peuvent être combinés entre eux pourvu qu’ils soient compatibles techniquement. Capacitive proximity detection also has the advantage of being discreet: no visible, near infrared (PIR) or infrared radiation, and very low electromagnetic radiation. Those skilled in the art will understand that the embodiments and variants described above can be combined with each other provided that they are technically compatible.
Claims
Priority Applications (1)
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0176169A2 (en) * | 1984-05-24 | 1986-04-02 | Lasergage Limited | Optical instruments |
| US20010011894A1 (en) * | 1999-01-07 | 2001-08-09 | Gary D. Havey | Micropower cap acitance-based proximity sensor |
| US7315254B2 (en) * | 2005-09-27 | 2008-01-01 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Proximity detector for night vision goggles shut-off |
| US20100046148A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Leonid Gaber | Universal proximity sensor for night-vision device |
| US20100265464A1 (en) * | 2006-04-13 | 2010-10-21 | Klaus Jacumet | Viewfinder System for a Camera |
| US20130249849A1 (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Google Inc. | Don and Doff Sensing Using Capacitive Sensors |
-
2022
- 2022-12-30 FR FR2214699A patent/FR3144673A1/en active Pending
-
2023
- 2023-12-28 WO PCT/EP2023/087906 patent/WO2024141591A1/en not_active Ceased
- 2023-12-28 EP EP23838141.2A patent/EP4643170A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0176169A2 (en) * | 1984-05-24 | 1986-04-02 | Lasergage Limited | Optical instruments |
| US20010011894A1 (en) * | 1999-01-07 | 2001-08-09 | Gary D. Havey | Micropower cap acitance-based proximity sensor |
| US7315254B2 (en) * | 2005-09-27 | 2008-01-01 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Proximity detector for night vision goggles shut-off |
| US20100265464A1 (en) * | 2006-04-13 | 2010-10-21 | Klaus Jacumet | Viewfinder System for a Camera |
| US20100046148A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Leonid Gaber | Universal proximity sensor for night-vision device |
| US20130249849A1 (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Google Inc. | Don and Doff Sensing Using Capacitive Sensors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP4643170A1 (en) | 2025-11-05 |
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