Brevet FR2472815A1 — publié le 19810703

La Presente invention se rapporte à un système de stabilisation de vise ànxroirs qui peut-être intégré dans un instrument d'optique de manière à obtenir une visée stable ou uWtointage stable malgre les mouvements ou vibrations que subit l'instrument. Ce système peut-atre integré dans un instrument d'optique tel qu'unie lunette de visée ou un télémètre à laser. Il existe déjà des systèmes destinés à stabiliser la ligne de visée ou de pointage, dans les instruments optique, sans faire appel à des gyroscope; Ces systèmes comportent un elément optique qui est maintenu stable par un système pendulaire ou par inertie. L' & ment optique mobile peut être un prisme (brevet français 1.386.il4 par exemple) ou une lentille (brevet français 1.192.262 par exemple). Ces systèmes de stablisation introduisent des défauts de parallaxe et conduisent à des instruments encombrants. La présente invention a pour objet un système de stabilisation de visée ou de pointage n'introduisant pas de défaut de parallaxe il peut être disposé devant n'importe quel instrument d'optique sans que l'on ait à modifier la structure interne de l'instrument. Le système optique selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte shcessiVement un miroir de stabilisation avant associé à un ensemble de suspension lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour d'un axe de rotation en étant soumis à un rappel et à un amortissement et qui renvoie la lumière sur un réflecteur fixe lequel renvoie la 1* mière sur un miroir de stabilisation arrière associé à un ensemble de suspension lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour d'un axe de rotation en étant soumis à un rappel et à un amortissement, les deux axes de rotation des deux miroirs étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et perpendiculaires chacun à l'axe de visée. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se réfé- rant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés. La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation du système de stabilisation selon l'invention. La figure 2 represente schematiquement un second mode de réalisation. La figure 3 représente schématiquement un troisième mode de réalisatio; La figure 4 représente schematiquement un quatrième mode de réalisation Le système de stabilisation selon l'invention est incorporé dans un instrument optique plus complexe qui ntest pas représenté. I1 est par exe ple disposé devant une lunette. Ce système est logé dans un boîtier qui n'est pas représenté. I1 comporte, en suivant le sens de propagation de la lumière, un miroir de stabilisation avant I un réflecteur 2 et un miroir de stabilisation arrière 3. Ces réflecteurs I, 2, 3 réfléchissent successivement la lumière. L'axe optique se réfléchit sur le miroir de stabilisation I de 5là52 puis sur le réflecteur 2 de 52 à 53 puis sur le miroir de stabilisation 3 de 53 à 54. Le réflecteur 2 est monté de manière fixe dans le boîtier. I1 est par exemple constitué par un miroir ou par tout autre réflecteur donnant une réflexion. Le miroir de stabilisation avant I oscille autour d'un axe de rotation 61. I1 est associé à un ensemble de suspension 6 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour de l'axe de rotation 61 en étant soumis à un rappel et à un amortissement des oscillations autour de cet axe. Le miroir de stabilisation arrière 3 oscille autour d'un axe de rotation 71. I1 est également associé à un ensemble de suspension 7 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour de l'axe de rotation 71 en étant soumis à un rappel et à un amortissementdes oscillations autour de cet axe. Ltoe de rotation 61 et l'axe de rotation 71 sont parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de vis 51 et sont perpendiculaires l'unà l'autre. Ainsi l'axe de rotation 61 est perpendiculaire à 51. Dans les modes de réalisation des figures I et 2, les surfaces réfléchissantes du miroir de stabilisation avant I et du miroir intermédiaire 2 sont parallèles, leus faces réfléchissantes étant en vis à vis. Dans les modes de réalisation des figures 3 et 4, la surface réfléchissante de l'élément réflecteur 2 et la surface réfléchissante du miroir de stabilisation avant 1 sont perpendiculaixs. Elles constituent un dièdre droit dont l'arête 8 est parallèle à l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation arrière 3. Chaque axe de rotation 61 ou 71 d'un miroir de stabilisation est coaxial ou parallèle à l'axe principal du système après réflexion sur ledit miroir qui est alors incliné à 450 par rapport à l'axe principal. Ainsi par exemple, l'axe de rotation 61 est coaxial ou parallèle à l'axe principal réfléchi 52 qui est perpendiculaire à 51. De même par exemple l'axe de rotation 71 est coaxial ou parallèle à l'axe principal réfléchi 54. Le miroir de stabilisation avant 1 est parallèle à l'axe de rotation 71 de l'a tre miroir de stabilisation 3. De même le miroir de stabilisation arrière 3 est parallèle à l'axe de rotation & du miroir de stabilisation avant 1. De préférence, l'un des axes de rotation 61 ou 71 est horizontal, l'au- tre axe de rotation etant vertical. Le miroir qui oscille autour d'un axe horizontal assure la stabilisation en site. Le miroir qui oscille autour d'un axe vertical assure une stabilisation en gisement. Dans chaque mode de réalisation des figures I et 3, l'axe de rotation 61 du miroir de stabilisation I est vertical, l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation 3 étant horizontal. Dans chaque mode de réalisation des figures 2 et 4, l'axe de rotation 61 du miroir de stabilisation 1 est horizontal, l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation 3 étant vertical. Chaque miroir 1 ou 3 est monté rigidement sur un cadre 63 ou 73 respectivement. Chaque cadre â une forme annulairele miroir passant dans la lumi re centrales L'ensemble de suspension et guidage-6 du miroir 1 autour de l'axe 61 comporte deux pivots 62 qui sont disposés coaxialement à 61 de part et d'autre du miroir. Ils sont portés à leurs extrémités par le bottier et supportent le cadre 63 en le guidant en rotation autour de l'axe.61 L'ensemble de suspension et guidage du miroir 3 autour de l'axe 71 comporte deux pivots 72 qui sont disposés coaxialement à 71 de part et d'autre du miroir. Ils sont portés par le bottier et supportent le cadre 63 en le guidant en rotation autour de l'axe 71.Les pivots 62 ou 72 sont par exemple des pièces élastiques travaillant à la torsion autour de l'axe de rotation du miroir associé. Ces pièces assurent le rappel de chaque miroir en position neutre. Chaque miroir 1 ou 3 est équilibré par rapport à l'axe 61 ou 71. A cet effet, chaque miroir comporte une partie 11 ou 31 sur laquelle se réfléchit le faisceau de lumière centssur l'axe de visée et une partie d'équilibrage 12 ou 32. La masse de chaque miroir 1 ou 3 est limitée au minimum. Pour augmenter l'inertie de chaque miroir 1 ou 3, des masses d'inertie~ non représentées-sont montées de part et d'autre de ce miroir. Elles sont montées symétriquement par rapport à son axe de rotation et à une certaine distance de cet axe. Les oscillations du miroir 1 autour de l'axe 61 sont amorties par un dispositif d'amortissement 64-65 équipant le mitDir. Ce dispositif d'amortissement est constitué par des lames métalliques 64 et par des aimants 65. Les lames 64 sont solidaires du cadre 63 et passent dans ls entrefers des aimants qui sont montés sur le bottier. Les oscillations du miroir 3 autour de l'axe sont amorties par un dispositif d'amortissement 74-75. Ce dispositif est constitué par des lames métalliques 74 et par des aimants 75. Les lames 74 sont solidaires du cadre 73 et passent dans les entrefers des aimants 75 qui sont montés sur le bottier. Les dispositifs-64-65 et 74-75 provoquent l'amortissement des oscillations des miroirs 1 et 3 par courants de Foucault. Des butées peuvent astre prévues pour limiter les oscillations angulaires de chaque miroir 1 ou 3. La face de rappel deC/malquotr en position neutre est calculée pour assurer le filtrage des mouvements angulaires perturbateurs rapides et pour suivre, par contre, les mouvements de pointage lent. Malgré les mouvements rapides que subit le système, chaque miroir reste stable dans l'espace. Les oscillations autour de la position neutre sont amorties. Le premier miroir de stabilisation I stabilise la visée autour d'une première dilection. L'ensemble constitué par le miroir de stabilisation 1 et par le réflecteur fixe 2 n'inverse pas la direction de la deuxième direction à stabiliser (orthogonale à la première) qui est stabilisée par le second miroir de stabilisation 3. Un réflecteur 4, du type miroir, est disposé après le second miroir de stabilisation 3. il réfléchit l'axe optique de 54 à 55 en introduisant une réflexion supplémentaire- venant après les réflexions-enrmnbre impair~sur le miroir 1, sur le réflecteur 2 et sur le miroir 3. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, le miroir 4 est parallèle au miroir de stabilisation 3. Le système donne une image droite du paysage. Dans les modes de réalisation des figures 3 et 4, le miroir 4 est perpendiculaire au miroir de stabilisation 3. Le système retourne l'image de 1800. I1 est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de meme envisager l'emploi de miens équivalents. Ainsi l'ensemble de suspension et de guidage autour d'un axe de rappel et d'amprtissement qui est associé à chaque miroir pourrait être réalisé différemment. REVENDICATIONS 1) Système optique de stabilisation de visée caractérisé parle fait qu'il comporte successivement un miroir de stabilisation avant 1 associé à un ensemble de suspension 6 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour d'un axe de rotation 61 en étant soumis à un rappel et à un amortissement et qui renvoie la lumière sur un réflecteur Fixe 2 lequel renvoie la lumière sur un miroir de stabilisation 3 associé à un ensemble de suspension 7 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour dlun axe de rotation 71 en étant soumis à un rappel et à un amortissement, Bes deux axes de rotation 61-71 étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et perpendiculaires chacun à l'axe de visée 51. 2) Système optique de stabilisation de visée selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface réfléchissante du réflecteur fixe 2 est parallèle à la surface réfléchissante du miroir de stabilisation avant 1. 3) Système optique de stabilisation de visée selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface réfléchissante dueflecteur fixe 2 et la surface réfléchissante du miroir de stabilisation avant I forment un dièdre dont l'arête est parallèle à l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation arrière 3. 4) Système optique de stabilisation de visée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque axe de rotation 61-71 d'un miroir de stabilisation 1-3 est parallèle à l'axe principal 52-54 du système après réflexion sur ledit miroir 1-3. 5) Système de stabilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que chaque miroir est équipé de masses d'inertie. 6) Système de stabilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque ensemble de suspension d'un miroir comprend deux pivots qui supportent, en le guidant- en rotation autour de l'axe de rotation dudit miroir, un cadre sur lequel est monté rigidement ledit miroir. 7) Système de stabilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que chaque miroir est équipé d'un dispositif d'amortissement des oscillations autour de l'axe de rotation.