Brevet FR2347669A1 — publié le 19771104

La présente invention concerne un dispositif optique comportant des appareils travaillant dans plusieurs gammes de longueurs d'ondes et un projecteur à cible-repère servant à la réflexion de l'axe d'un appareil dans celui d'un autre. Un projecteur è cible-repire est décrit dans la demande allemande publiée sous le n 23 22 017, par exemple. Ce projecteur k cible-repbre est équipé d' une source de lumière contenant une fraction visible et une fraction infrarouge dont le rayonnement peut être réfléchi, par divers éléments optiques, dans l'itinéraire des rayons d' un détecteur d'infrarouge et de 1k dans l'itinéraire principal des rayons d'un viseur optique. On peut ainsi surveiller la distorsion du viseur par rapport k un goniomètre k infrarouge. in outre le brevet allemand n 18 15 754 décrit un appareil servant k la vérification de deux axes optiques dans la gamme de longueurs d'ondes visibles et infrarouges. Cet appareil contient une source de 1-jère infrarouge irradiant un objectif k miroir par un diviseur spectral intercalé en amont de lui et 1 ouverture d'un filtre opaqne, par ailleurs, k la fraction infrarouge.Comme le diviseur spectral ne laisse passer que la fraction infrarouge, pendant qu' il dévie la fraction visible sous un angle de 900, la radiation visible réfléchie par ltobJectif k miroir peut Entre dirigée sur un oculaire. En cours de fonctionnement, l'ouverture est réfléchie dans l'oculaire en meme temps que le réticule de l'objet à examiner. La fraction infrarouge réfléchie devient alore indirectement visible par l'ouverture apparaissant dans I' oculaire soas forme d'un point sombre, ce qui permet de vérifier le réglage de la gamme de longueurs d'ondes infrarouge. Il manquait jusqu'ici la possibilité d'une harmonisation et d'une vérification de plus de deux appareils appartenant au mOme dispositif optique et travaillant dans des gammes de longueurs d'ondes différentes. Cette lacune est comblée, conformément à l'invention, par un dispositif dans lequel au moins deux projecteurs k cible-repère différemment conformés, un appareil critique de système et son axe, et un système de prismes sont réunis, ainsi ajustés en une unité de construction compacte permettant la réflexion de toutes les cibles-repères intéressées le long des axes optiques qui leur sont associés dans les appareils considérés, sons forme d'un projecteur k cible-repère k bande large. On arrive ainsi k une vérification largement automatisée des divers axes avec une précision d'au moins 0,1 mrad. En outre l'intégration structurale de l'appareil critique de système ou de son axe dans le projecteur k cible-repère k bande large dispense d'un axe supplémentaire autrement indispensable et la disposition rigide des divers composants optiques rend superflu tout ajustement ultérieur.L'élinnnation des réglages complémentaires n'est possible qu'avec des axes ainsi automatiquement harmonisés. Une conformation structurale conforme à l'invention prévoit donc de fixer un réticule au premier projecteur k cible-repère, dans l'axe d1un canal de vision, un diaphragme dans l'axe d'un récepteur et un objectif en direction des axes réunis du réticule et du diaphragme, tandie qu'un autre objectif est fixé au second projecteur k cible-repère k son extrémité opposée au premier objectif, dans l'axe d'un bloc d'image thermique et qu'une ciblerepère est fixée k l'autre extrémité. Cette disposition du projecteur k cible-repère k bande large permet de définir simultanément plusieurs axes optiques dans des gammes de longueurs d'ondes comprises entre 0,4 et 14 p. A ce propos il y a avantage, en raison de l'ajustage réciproque et rigide des divers composants optiques, k ce que les objectifs conformés en objectifs b miroir ou k lentille soient cimentés, conjointement avec le réticule et le diaphragme, aux projecteurs k cible-repère qui leur sont associés. I1 convient en outre que la cible-repère, métallique et chauffable par résistance, soit fixée par nébulisation sur le projecteur k cible-repère. Selon l'un de ses aspects, l'invention prévoit l'irradiation du réticule k travers un filtre depuis une première source d'éclairage et l'irradiation du diaphragme k travers un second filtre et un diviseur de rayons depuis une seconde source d'éclairage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le projec- tueur k cible-repère portant un réticule et un diaphragme assemblés peut être conformé en diviseur de rayons. En ce qui concerne un système de prismes utilisé, il est avantageux qu'il colporte plusieurs prismes partiels fixés sur un support commun et partiellement pourvus de "couches" d'interféren- ces, cette disposition contribuant sensiblement k la notion fondamentale d'une structure compacte. Une disposition particulièrement judicieuse de divers appareils prévoit enfin, d'utiliser comme appareil critique de système un goniomètre k infrarouge travaillant sur une longueur d'onde de 2,2 p sur l'aie duquel, représentant l'axe principal du système d'ensemble, seront disposés, rigidement ajustés, les axes d'un émetteur laser et d'an récepteur laser travaillant sur une longueur d'onde de 1,06 p et l'axe de l'appareil k image thermique k fort pouvoir de résolution, travaillant sur une longueur d'onde de 10 , k l'aide d'un projecteur k cible-repère k bande large au germanium contenait l'axe principal comme composant intégré k demeure. Selon un autre aspect, l'invention rend également posaible une harmonisation automatique pour deux appareils seulement, travaillant avec des longueurs d'ondes différentes. Ce but est atteint, conformément k l'invention, par un dispositif dans lequel sont fixés rigidement au projecteur k ciblerepère s dans l'axe d'un canal produisant la cible-repère un réticule avec 101 éclairage associé, dans l'aie d'n récepteur s'unissant k cet are un diaphragme, et dans l'axe composé un objectif, ledit projecteur étant lui-sême fixé rigidement sur un support commun à tous les composants optiques, avec un système de prismes optiquement inséré en amont de lui en direction de l'axe composé et un second objectif. L'ajustage et la fixation rigides des divers composants optiques les uns aux autres, permettent d'obtenir une concordance automatique des axes optiques de l'appareil de vision et du récepteur inférieure à 0,1 mrad. En ce qui concerne la constitution structurale du projecteur k cible-repère unique d'un tel système, il y a avantage k ce que celai-ci se compose d'un dé diviseur de rayons comportant une couche diviseuse de rayons, réfléchissant le rayonnement invisible tombant sur le récepteur et une couche diviseuse de rayons laissant passer le rayonnement visible de la source d'éclairage sur le second objectif. Un aspect avantageux de l'invention prévoit que le système de prismes se compose d'une unité prismatique déviant le rayonnement arrivant par un objectif d'entrée, d'un dé diviseur de rayons comportant une couche diviseuse de rayons laissant passer la fraction visible de ce rayonnement et réfléchissant la fraction invisible, et d'une seconde unité prismatique réfléchissant, dans l'axe composé, la fraction invisible réfléchie. Â ce sujet, il convient en outre que l'objectif fixé au projecteur k cible-repère soit conformé en objectif k lentille ou k miroir, et que le second objectif soit k face arrière réfléchie- sante et fixé au dé diviseur de rayons qui lui est associé k l'extrémité de sortie du rayonnement venant du projecteur k ciblerepère. Une autre caractéristique de l'invention prévoit enfin que le réticule, le diaphragme et l'objectif fixé sur le projecteur 9 cible-repère ainsi que le second objectif fixé au dé diviseur de rayons qui lui est associé soient fixés par cimentage ou masticage. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant k un exemple préféré, non limitatif, de réalisation représenté sur les dessins annexés sur lesquels les parties correspondantes des diverses figures portent les nases chiffres de référence, et dans lesquels - la figure 1 est un schéma optique montrant l'itinéraire de cinq rayonnements importants dans le cas représenté 4 - la figure 2 est un schéma correspondant au schéma de la figure 1 et vu dans le sens de la flèche A;; - la figure 3 est un schéma similaire k celui de la figure 1 et relatif k un antre aspect de l'invention. Un projecteur k cible-repère au germanium 1, établi pour la gamme de longueurs d'ondes comprise entre 0,4 et 14 > , se compose de deux projecteurs k cible-repère 3 et 4 différemment conformés, réunis, rigidement ajustés, tant l'un k l'autre qu'à un système de prismes 10 par l'intermédiaire d'un appareil critique de système 23. Dans la présente description les indications de longueurs d'ondes doivent toujours être interprétées comme des valeurs moyennes. Le projecteur k cible-repère 3 est un diviseur de rayons sur lequel sont cimentés un réticule 5, dans l'axe 19 d'un canal de vision 15, un diaphragme 6, dans l'aie 20 d'un récepteur laser 26 et un objectif 27, en direction des axes réunis du réticule et du diaphragme. Un second objectif 28 est cimenté au projecteur à ciblerepère 4 k son extrémité opposée k l'objectif 27 et de plus une cible-repère 5, métallique donc chauffable par résistance, est réalisée par nébulisation sur l'autre extrémité de ce projecteur k cible-repère. Les deux objectifs 27 et 28 sont constitués en objectifs à miroir ou en objectifs k lentille. Le récepteur laser 26 ainsi que son énetteur laser associé 25 travaillent sur une longueur d'onde de 1,06 p. Le réticule 5 peut entre éclairé par une source d'éclairage réglable 7, par exemple une diode, par l'intermédiaire d'on filtre intercalé 11, et le diaphragme 6 peut être éclairé par une source d'éclairage réglable et pouvant être mise hors circuit 8, par l'intermédiaire d'un filtre intercalé 22.Un diviseur de rayons 9, constitué d'un prisme ou d'un miroir "partiellement transparent", laisse passer le rayonnement de 1,06 > de longueur d'onde, parcourant l'axe 18 depuis l'émetteur laser 25 par le diaphragme 6 et dirigé sur le récepteur laser 26, tandis qu'il réfléchit le rayonnement de 2,2 de longueur d'onde parcourant l'axe 14 depuis la source d'éclairage 8 dans l'aie 18 où il coïncide avec le rayonnement de 0,69 p de longueur d'onde provenant de la soarce d'éclairage 7.Le système de prismes 10 se compose de trois prismes partiels 29 30 et 31. Le prisme partiel 30 étant pourvude couches d'interférence 12 et 13 établies, conformément aux qaatre axes t7 k 20, pour une gamme de longueurs d'ondes comprise approximativement entre 0,4 et 2,6 p. Les prismes 29 k 31 sont fixés, de façon individuelle, sur un support commun 24, par exemple par collage. D'une façon non visible sur les dessins, la couche d'interférence 13 ee compose d'une surface circulaire centrale non recouverte d'environ 5 mm de diamètre entourée d'nne bordure étroite réfléchissante ; ou bien la couche d'interférence 13 est transparente k une longueur d'onde de 0,69 pour 5% environ du rayonnement. I1 est évident que, pour d'autres gammes de longueurs d'ondes, les couches d'interférence et la configuration des prismes pourront store différemment conformées, sans s'écarter du domaine de l'invention. Comme le réticule 5 est adapté de façon mécanique, au projecteur k oible-repère 3, il peut former son image k l'infini k l'aide de la source d'éclairage 7, du filtre 11 et de l'objectif k miroir 27 et se réfléchir, par le système de prismes 10 dans le canal de vision 15, d'un télescope par exemple. Par contre le diaphragme récepteur 6 sert, en plus du guidage rigide précité de l'aie 20 du récepteur 26, k la vértfica- tison de l'axe critique de système 19 dans la zone du bloc 23 ne contenant plus (en arrière de la couche d'interférence 13 dans le sens de la flèche) que la zone de grandes ondes de 2,2 de longueur d'onde associé k un goniomètre k infrarouge 23.Dans la partie située an avant de la couche d'interiErence 13 (touJours dans le sens de la flèche) et partant du canal de vision 15, le rayonnement parcourant l'axe 19 se compose de la fraction visible de 0,55p de longueur d'onde et de la fraction invisible infrarouge de 2,2 de longueur d'onde. La cible-repère 2 peut former son image à l'infini au moyen du projecteur de cible-repère 4 et de son objectif 28, et être réfléchie, par le système de prismes 10, dans l'axe 17 d'un appareil k image athermique à fort pouvoir de résolution 21 ou de son point thermique identique à l'axe principal 19. L'appareil d'image thermique 21 travaillant k la longueur d'onde de 10 p comporte un moniteur 32 sur lequel devient visible, outre la scène représentée, la cible-repère 2 circulaire ou annulaire produite dans l'appareil d'image thermique 21. I1 est ainsi possible, même pendant le fonctionnement, de vérifier constamment la coïncidence d'une cible-repère non locale, d' origine externe, avec le point thermique et de la corriger, en cas d'écart éventuel, en ramenant la cible-repère externe sur le point thermique. Mais dans le cas d'une cible-repère rigide disposée dans le moniteur 32 on pareillement, il est également possible d'amener la scène et le point thermique sur la cible-repère du moniteur. En occultant un point thermique dans le goniomètre à infrarouge 23 on peut aussi, également pendant le fonctionnement, vérifier constamment la correspondance de tous les axes. Pour éviter un échauffement inutile de la ratière porteuse ou du projecteur k cible-repère 4 et l'apparition de taches confuses, 11 énergie nécessaire k la cible-repère 2 peut etre produite par pulsations. Pour vérifier maintenant l'are principal 19 dans la zone du bloc 23 on actionne la source d'éclairage 8 qui élimine le diaphragme 6 par l'intermédiaire du filtre 22 qui le précède et le diviseur de rayons 3. Il se forme alors k l'infini, par l'objectif 27, une image du point thermique de 2,2 p de longueur d'onde et une réflexion dans l'axe principal 19 par le système de prismes 10; la couche d'interférence 13 étant remplacée par une réflexion marginale étroite. Dans un autre iode de réalisation la réflexion du point thermique se produit par réflexion partielle d' environ i% sur la couche d'interférence 13. On peut évidemment concevoir que dans d'autres modes de réalisation l'aie principal critique de système 19, c'est-à-dire l'axe sur lequel tout le dispositif est réglé, puisse être associé à l'émetteur laser 25, au récepteur laser 26, et au canal de vision 15, k l'appareil d'image thermique 21, ou k d'autres éléments. Par ailleurs le projecteur k cible-repère 58,représenté figure 3, se compose essentiellement an dé diviseur de rayons pourvu d'une couche diviseuse de rayons 61. Sur sa face externe sont fixés rigidement, par exemple par cimentage ou masticage : dans l'aie 52 du canal produisant la cible-repère, un réticule 53, dans l'aie 54 d'un récepteur 64, un diaphragme 55, et dans l'axe 56 produit par la combinaison des axes 52 et 54, un objectif 62. Dans l'aie 52, une source d'éclairage 67 est associée au réticule 53. Pour le rayonnement suivant l'aie 56, se trouvent un système de prismes 63, 65, 68 composé des deux unités prismatiques 65 et 68 et alun dé diviseur de rayons 63 couplé entre ces deux unités prismatiques. Une "scène" pénétrant par un objectif d'entrée 59 (par exemple dans les gammes de longueurs d'ondes visible et de 1,06 p) est déviée k angle droit, par l'unité prismatique 68, vers la couche diviseue de rayons 60 du dé diviseur de rayons 63.Cette couche diviseuse de rayons permet une transmission élevée pour la garnie de longueurs d'ondes comprise entre 0,4 et 0,6 , et une transmission partielle pour la gamme de longueurs d'ondes de 0,69 p ou une transmission partielle d'environ 75% (26% de réflexion) pour la gamme de longueurs d'ondes comprise entre 0,4 et 0,7 , et une réflexion élevée pour la gamme de longueurs d'ondes de 1,06 p. La scène située dans la gamme de longueurs d'ondes visible comprises entre 0,4 et 10,6 W traverse le dé diviseur de rayons 63 sans entre influencée et se trouve focalisée, d'une façon non représentée sur le dessin, en un foyer commun "f". Par contre, la scène située dans la gamme de longueurs d'ondes invisible de 1,06 p est réfléchie, sur la couche diviseuse de rayons 60 du système prismatique 63, 65, 68, selon un angle droit par rapport à la direction d'incidence. Après une nouvelle déviation à angle droit par l'unité prismatique 65, elle parvient ensuit. (reproduite par le système commun de formation d'image 59, 62) par l'aie commun 56, sur la couche diviseuse de rayons 6t du projecteur de cible-repère 58. Cette couche diviseuse de rayons 61 assure une transmission élevée pour la gamme de longueurs d'ondes de 0,69 iL oa une transmission partielle pour la gamme comprise entre 0,4 et 0,7 p (oa exprimé en proportions, un rapport de 75/25 %) ainsi qu'une réflexion élevée pour la gamme de longueurs d'ondes de 1,06 p. La scène dans la gamme de longueurs d'ondes invisible de 1,06 p est réfléchie vers le diaphragme 55. L'image du réticule 53 irradiée par la source d'éclairage 67 est formée au foyer commun "f", d'une façon non représentée sur le dessin, par un système commun de formation d'image 57 et 62. Ce système de formation d'image 57, 62 se compose d'un objectif à lentille ou à miroir 62 et d'un objectif à face arrière réfléchissante 57 fixé (par exemple cimenté) à la face du dé diviseur de rayons 63 d'où sort la scène de 0,69 p de longueur d'onde provenant du projecteur à cible-repère 58. Le système prismatique 63, 65, 68 et le projecteur de ciblerepère 58 sont également fixés rigidement sur un support 66 (indiqué en points et traits) ce qui donne, envisagée dais son ensemble, une unité structurale rigide en soi, ne nécessitant pas d'ajustement ultérieur. REVENDICATIONS t. Dispositif optique comportant des appareils travaillant dans plusieurs gemmes de longueurs d'ondes et un projecteur à ciblerepère servant à la réflexion de l'axe d'un appareil dans celui d'un autre, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux projec- teurs à cible-repère différemment conformés, un appareil critique de système et son axe, et un système de prismes réunis, ajustés en une unité de construction compacte permettant la réflexion de toutes les cibles-repères intéressées le long des axes optiques qui leur sont associés dans les appareils considérés, sons forme d'un projecteur à cible-repère à bande large. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'est fixé, au premier projecteur à cible-repère, un réticule dans l'axe d'un canal de vision, un diaphragme dans l'axe d'un récepteur, et un objectif en direction des axes réunis du réticule et du diaphragme, tandis qu'un autre objectif est fixé an second projec- teur k cible-repère à son extrémité opposée au premier objectif, dais l'axe d1un bloc d'image thermique, et qu'une cible-repère est fixée à l'antre extrémité. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les objectifs (conformés en objectifs à miroir ou à lentille) sont cimentés, conjointement avec le réticule et le diaphragme, aux projecteurs à cible-repère qui leur sont associés. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cible-repère, de constitution métallique et chauffable par résistance, est fixée par nébulisation sur le projecteur à cible-repère. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le réticule est irradié à travers un filtre depuis une première source d'éclairage et en ce que le diaphragme est irradié à travers un second filtre et un diviseur de rayons depuis une seconde source d'éclairage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le projecteur à cible-repère est conformé de façon à constituer un second diviseur de rayons. 7. Dispositif selon l'une quelconqae des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le système de prismes utilisé comporte plusieurs prismes fixés sur un support commun et partiellement pourvus de couches d'interférences. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7 , caractérisé en ce qu'il utilise, comme appareil critique dè système, un goniomètre à infrarouge travaillant sur une longueur d'onde de 2,2 sur l'axe duquel, représentant l'axe principal du système d'ensemble, sont disposés, rigidement ajustés, les axes d'un émetteur laser et d'un récepteur laser travaillant sur une longueur d'onde de 1,06et l'axe de l'appareil à image thermique à fort pouvoir de résolution, travaillant sur une longueur d'onde de 10Po, à l'aide d'un projecteur à cible-repère à bande large au germanium contenant l'axe principal comme composant integré à demeure. 9. Dispositif optique comportant des appareils travaillant dans deux gammes de longueurs d'ondes et un projecteur à éible- repere servant à la réflexion de l'axe d'un appareil dans celui d'un autre, caractérisé en ce qu'il comporte, fixés rigidement au projecteur à cible-repère, dans l'axe d'un canal produisant la cible-repère, un réticule avec son éclairage associé, dans l'axe d'un récepteur s'unissant à cet axe un diaphragme, et dans l'axe composé un objectif, ledit projecteur étant luimême fixé rigidement sur un support commun à tous les composants optiques, avec un système de prismes optiquement inséré en amont de lui en direction de l'axe composé et un second objectif. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le projecteur à cible-repère se composé d'un dé diviseur de rayons comportant une couche diviseuse de rayons réfléchissant le rayonnement invisible tombant sur le récepteur et une couche diviseuse de rayons laissant passer le rayonnement visible de la source d'éclairage sur le second objectif. 11. Dispositif selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le système de prismes comporte une unité prismatique déviant le rayonnement arrivant par un objectif d'entrée, un dé diviseur de rayons comportant une couche diviseuse de rayons laissant passer la fraction visible de ce rayonnement et réfléchis- sant la fraction invisible, et une seconde unité prismatique réfléchissant, dans l'axe composé, la fraction invisible réfléchie. 12. Dispositif selon une quelconque des revendications 9, 10 ou il, caractérisé en ce que objectif fixé au projecteur k cible-repère est conformé en objectif k lentille ou k miroir, et que le second objectif est k face arrière réfléchissante et fixé au dé diviseur de rayons qui lui est associé k l'extrémité de sertie du rayonnement venant du projecteur à cible-repère. 13. Dispositif selon une quelconque des revendications 9, 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que le réticule, le diaphragme et l'objectif fixé au projecteur k cible-repère ainsi que le second objectif fixé au dé diviseur de rayons sont fixés par cimentage ou masticage.