Brevet FR2513397A1 — publié le 19830325

-1 - "DISPOSITIF D'OBSERVATION INFRAROUGE" L'invention concerne un dispositif permettant de convertir une scène thermique en une image visible, comportant un objectif in- frarouge, un réflecteur pivotant animé de mouvements de va-et-vient rotatifs autour d'un axe, un système de détection infrarouge compor- tant plusieurs détecteurs et un système de reproduction présentant une répartition spatiale correspondant à la répartition du système de détection, le système de réproduction étant connecté par l'inter- médiaire d'un système d'amplificateurs au système de détection in- frarouge, le rayonnement émis par le système de reproduction étant représenté dans un plan d'observation, de préférence par l'intermé- diaire de la face arrière du réflecteur pivotant et d'au moins un réflecteur de déviation. Un tel dispositif est connu sous la dénomination "common module" et a été décrit par exemple dans le périodique "Wehrtechnik" octobre 1980, pages 21 à 23 Dans un tel dispositif, qui présente un pouvoir analyseur relativement élevé, le dispositif de détection in- frarouge à refroidir présente une structure assez simple Les élé- ments formant l'image visible sont reliés spatialement à l'optique infrarouge et au système de détection infrarouge. Un tel dispositif est destiné à l'observation dans une di- rection d'observation fixe Toutefois, il est assez souvent désira- ble de pouvoir procéder à une observation panoramique Dans les pé- riscopes usuels pour la lumière visible, dans lesquels l'oculaire et, de ce fait, le plan d'observation sont fixes, cela s'obtient par rotation d'un réflecteur ou d'un prisme Pour compenser la rotation de l'image, un prisme additionnel est entraîné d'un demi-angle pen- dant la rotation Ce principe ne peut pas être appliqué a priori au présent dispositif; en effet pour obtenir que la direction d'explo- ration du réflecteur pivotant n'effectue pas de rotation par rapport à la scène, le système de prisme compensateur de la rotation d'ima- ge doit être inséré dans le trajet des rayons devant le réflecteur -2pivotant Dans ce cas, le système de prisme doit être perméable au rayonnement infrarouge et devient, de ce fait, très coûteux De plus, par suite de vignettage il se produit des problèmes spéciaux qui sont moins perturbateurs pour les observateurs pour la lumière visible ou qui peuvent être combattus dans une grande mesure à l'aide de moyens simples. La présente invention vise à fournir un dispositif du gen- re mentionné dans la préambule dans lequel des moyens simples permet- tent de réaliser une observation panoramique, l'oculaire ou le plan d'observation étant fixes, sans que la direction d'exploration du ré- flecteur pivotant ne soit modifiée par rapport à la scène thermique à explorer. Le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que le réflecteur pivotant, l'objectif infrarouge, le système de détection infrarouge et le système de reproduction, constituant une unité structurelle peuvent tourner autour d'un axe horizontal pas- sant par un premier réflecteur de déviation et autour d'un axe ver- tical passant par le réflecteur de déviation, le réflecteur de dé- viation formant un angle de 45 avec les deux axes et peut tourner avec ladite unité autour de l'axe vertical et qu'entre le réflecteur de déviation et le-plan d'observation est disposé un système inver- seur d'image qui est déplacé en concordance avec la rotation de la- dite unité Grâce au fait que les composants principaux du disposi- tif sont réunis en une unité du point de vue structure, pouvant être tournée autour de deux axes qui se coupent dans le réflecteur de dé- viation, la compensation de la rotation d'image peut facilement être effectué à l'aide de moyens optiques simples. Dans plusieurs cas, il est avantageux de combiner le dis- positif d'observation infrarouge avec un dispositif d'observation à lumière visible, permettant d'observer une scène de façon directe. Un tel dispositif combiné conforme à l'invention est caractérisé en ce que le faisceau provenant de l'objectif du dispositif d'observa- tion à lumière visible est dirigé vers le réflecteur de déviation de façon à former un autre angle dans le plan horizontal que le rayonne- ment du système de reproduction et qu'un déplacement du réflecteur de déviation par rapport à l'unité structurelle permet de passer de -3- l'observation de la scène thermique à l'observation d'une scène visi- ble Dans une telle forme de réalisation, le dispositif d'observation à lumière visible ne requiert que peu de frais additionnels, surtout lorsque le réflecteur de déviation peut tourner autour de l'axe ver- tical par rapport à l'unité structurelle De ce fait, le passage de l'observation de la scène thermique à l'observation de la scène visi- ble peut être réalisé d'une façon particulièrement simple. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non-limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur la figure unique, la référence 1 désigne un télescope infrarouge assurant la représentation d'une scène thermique par l'in- termédiaire d'un réflecteur pivotant 2 et d'un objectif infrarouge 4 sur une rangée de détecteurs 5 Le réflecteur pivotant 2 est ani- mé de mouvements de va-et-vient rotatifs rapides autour d'un axe 3 par un dispositif d'entraînement non représenté sur le dessin De ce fait, la scène thermique représentée est animée de mouvements de va-et-vient sur la rangée de détecteurs 5 Cette rangée de détec- teurs, qui est parallèle à l'axe 3 assure ainsi l'exploration ligne par ligne de la scène thermique à observer. Les détecteurs infrarouges 5 sont connectés par l'intermé- diaire d'amplificateurs à un dispositif reproducteur constitué par une rangée de diodes émettant de la lumière 6 par exemple De préfé- rence, la rangée de diodes est prévue parallèlement à la rangée de détecteurs 5 pour autant que des dispositifs de déviation addition- nels ne soient pas prévus devant la rangée de détecteurs 5 et/ou de- vant la rangée de diodes 6 Chaque détecteur infrarouge de la rangée de détecteurs 5 est connecté à une diode émettant de la lumière spé- ciale de la rangée par l'intermédiaire d'un amplificateur, de sorte que la rangée de diodes 6 représente de façon visible l'intensité de la rangée explorée de la scène thermique. La rangée de diodes 6 est rendue visible pour un observa- teur par l'intermédiaire d'un système-de lentilles 7, de la face ar- rière réflectrice du réflecteur pivotant 2, d'un réflecteur de dévia- tion sous forme d'un prisme 8, d'un autre système de lentilles 10, d'un prisme inverseur d'image 15, d'un autre réflecteur de déviation -4- 11 et d'un oculaire 12 L'utilisation du réflecteur pivotant 2 pour la déviation tant des rayons infrarouges que des rayons visibles per- met à l'observateur d'observer la rangée de diodes 6 successivement à des endroits différents en concordance avec les lignes explorées successivement, de sorte qu'il se forme un représentation visible de la scène thermique observée. Afin de permettre l'observation sous un plus grand angle d'élévation, le télescope infrarouge 1, le réflecteur pivotant 2, l'objectif infrarouge 4, la rangée de détecteurs infrarouges 5 et le système de reproduction constitué par la rangée de diodes 6, ainsi que les systèmes de lentilles correspondants sont réunis de façon à réaliser une unité-qui est disposée de façon à pouvoir tourner au- tour d'un axe 13 Cet axe passe par la surface réflectrice du prisme de déviation 8 Comme il ressort de la figure, la direction du rayon- nement entre le réflecteur pivotant 2 et le prisme de déviation 8, et celle dans le trajet optique suivant ne subit pas une variation, mais seule la direction de ligne de l'image obtenue subissent une rotation Cette rotation peut être compensée par un mouvement cor- respondant en sens opposé du prisme inverseur d'image 15 qui, comme l'indique la figure, peut être un prisme du genre Schmidt-Pechan, de sorte que la direction des lignes représentées reste constante pour l'observateur Ainsi, il est possible d'obtenir l'observation pano- ramique à angle d'élévation de 1800. Pour obtenir une vue panoramique dans la direction azimuta- le, l'unité constituée par le téléscope infrarouge 1, le réflecteur pivotant 2, l'objectif infrarouge 4, la rangée de détecteurs 5 et la rangée de diodes 6 peuvent tourner, ensemble avec le réflecteur de déviation 8, autour d'un axe vertical 14 Lors de la rotation autour de cet axe, la direction du rayonnement dans le plan horizontal se déplace des deux côtés du réflecteur pivotant 2, il est vrai, mais après le prisme de déviation 8, cette direction ne subit pas une va- riation mais seule la direction de la rangée de diodes 6, est animée d'un mouvement de rotation autour de l'axe 14 Toutefois, cette ro- tation de la direction de la rangée de diodes correspond à la rota- tion se produisant pendant le pivotement de l'unité structurelle au- tour de l'axe 13, et peut donc également être compensée par rotation -5du prisme inverseur d'image 15 Dans les deux cas, c'est-à-dire tant pendant la rotation de l'unité structurelle autour de l'axe 13 que pendant la rotation autour de l'axe 14, ce prisme 15 doit tourner au- tour de l'axe 14, notamment d'un demi-angle de rotation De ce fait, pour l'observateur, la direction de la rangée de diodes représentée 6 reste constante pour la même direction d'observation également constante. Pour la combinaison d'un dispositif d'observation à lumiè- re visible est prévu un objectif normal 16 Le rayonnement traver- sant cet objectif est dirigé sur le réflecteur de déviation 8 par un prisme de déviation 17 Le prisme de déviation 17 se situe dans l'axe 13 et l'axe optique de l'objectif 16 se situe dans le même plan que l'axe du faisceau vers la rangée de détecteurs 5 et que ce- lui du faisceau entre la rangée de diodes 6 et le prisme de dévia- tion 8 L'objectif 16 et le prisme de déviation 17 constituent avec l'unité comprenant le téléscope infrarouge 1, le réflecteur pivotant 2, l'objectif infrarouge 4, la rangée de détecteurs 5 et la rangée de diodes 6, du point de vue mécanique, une plus grande unité struc- turelle qui peut être tournée autour de l'axe horizontal 13 et de l'axe vertical 14 Afin de rendre visible l'image formée par l'objec- tif 16 par l'intermédiaire de l'oculaire 12, le prisme de déviation 8 peut être tourné de 1800 autour de l'axe 14 par rapport à cette plus grande unité structurelle de façon à réfléchir le faisceau tra- versant l'objectif 16, après quoi ce faisceau est amené à l'oculai- re 12 pour l'observateur par l'intermédiaire du système de lentilles , du prisme inverseur d'image 15 et du réflecteur de déviation 11. Pour la compensation de la rotation de l'image formée par l'objectif 16 pendant la rotation de la plus grande unité structurelle autour de l'axe horizontal 13 ou de l'axe vertical 14, le prisme inverseur d'image 15 doit tourner de façon analogue du même demi-angle que dans le cas d'observation de la scène thermique. Des modifications du dispositif décrit représenté sur la figure sont possibles a priori C'est ainsi que le prisme de dévia- tion 8 peut être tourné autour d'un axe perpendiculaire aux deux axes 13 et 14, par rapport à la plus grande unité structurelle et non autour de l'axe 14 afin de pouvoir passer de l'observation de la -6- scène thermique à l'observation de la scène visible De plus, le prisme inverseur d'image 15 peut être prévu à un autre endroit entre le prisme de déviation 8 et l'oculaire 12. 2513397 - -7- REVENDICATIONS 1 Dispositif permettant de convertir une scène thermique en une image visible, comportant un objectif infrarouge, un réflecteur pivotant animé de mouvements de va-et-vient rotatifs autour d'un axe, un système de détection infrarouge comportant plusieurs détec- teurs et un système de reproduction présentant une répartition spa- tiale correspondant à la répartition du système de détection, le système de reproduction étant connecté par l'intermédiaire d'un sys- teme d'amplificateurs au système de détection infrarouge, le rayon- nement émis par le système de reproduction étant représenté dans un plan d'observation, de préférence par l'intermédiaire de la face arrière du réflecteur pivotant et d'au moins un réflecteur de dévia- tion, caractérisé en ce que le réflecteur pivotant ( 2), l'objectif infrarouge ( 4), le système de détection infrarouge ( 5) et le systè- me de reproduction 6 constituant une unité structurelle peuvent tourner autour d'un axe horizontal ( 13) passant par un premier ré- flecteur de déviation ( 8) et autour d'un axe vertical ( 14) passant par le réflecteur de déviation ( 8), le réflecteur de déviation 8 formant un angle d'environ 45 avec les deux axes ( 13) et ( 14) et peut tourner avec ladite unité autour de l'axe vertical et qu'entre le réflecteur de déviation ( 8) et le plan d'observation ( 18) est disposé un système inverseur d'image ( 15), qui est déplacé en con- cordance avec la rotation de ladite unité ( 2, 4, 5, 6). 2 Dispositif selon la revendication 1, muni d'un dispositif d'observation à lumière visible, caraetérisé en ce que le faisceau provenant d'un objectif ( 16) du dispositif d'observation à lumière visible est dirigé vers le réflecter de déviation s Cus un autre an- gle dans le plan horizontal que le rayonnement du syst me de repro- duction ( 6) et qu'un déplacement du réflecteur de déviation ( 8) par rapport à l'unité structurelle ( 2, 3, 4, 5, 6) permet de passer de l'observation de la scène thermique à l'observation de la scène vi- sible. -8- 3 Dispositif selon la revendicaton 2, caractérisé en ce que le réflecteur de déviation ( 8) peut tourner autour de l'axe vertical ( 14) par rapport à l'unité structurelle ( 2, 4, 5, 6).