Brevet FR2541780A1 — publié le 19840831

ta. présente invention concerne des perfectionne- ments apportés aux dipositifs optiques de poursuite du type décrit dans le brevet du Royaume-Uni n 1.177.632. Dans ce brevet, on décrit un dispositif optique de poursuite oA le rayonnement provenant d'un champ de vision est transmis à un filtre à transformée de Fourier adapté à un objet, une cible QU un missile par exemple5 et un détecteur reçoit le rayonnement filtré et indique les coordonnées de l'objet à l'intérieur du champ de vision. Selon l'un des aspects de la présente invention, on prévoit un dispositif optique de poursuite comprenant un modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel pour former une image d'une scène observée, un moyen pour diriger un rayonnement coherent vers le modulateur afin que ce rayonnement soit modulé en fonction de l'image, et un filtre de transformation optique, adapté à un objet à observer,placé de façon à recevoir le rayonnement modulé. Le filtre de transformatIon optique peut comprendre l'image d'un hologramme à transformée de Fourier contenu par un pute modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel et forme au cours d'une opération de formation par filtre ou de mise à jour,en transmettant à. cet autre modulateur un rayonnement cohérent modulé selon les caracté ristiques de l'objet en même temps qu'un faisceau de rayon nement cohérent de référence, En variante, le filtre peut être pré-formé,par exemple par un moyen photographique, soit en observant un objet de la même nature que celui à poursuivre soit pargénération par ordinateur. Selon un second aspect de la présènte invention, on prévoit un dispositif optique de poursuite où un rayonnement module selon une scène observée est transmis à un filtre optique adapté aux caractéristiques optiques d'un objet à poursuivre, ce filtre comprenant une image d'un hologramme à transformée de Fourier stockée par un modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel et le dispositif de poursuite comprenant un moyen pour que cette image d'hologramme soit formée etu mise à jour, en transmettant au modulateur un faisceau de rayonnement de référence alors qu' même.temps hl y a focalisation sur celui-ci d'un faisceau de rayonnement modulé selon les carac téristques de l'objet, La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec la figure unique qui représente un schéma simplifié d'un dispositif de poursuite à corrélation optique, te dispositif de poursuite représenté comprend un système de réception de rayonnement 1, par exemple un viseur télescopique, qui peut être déplacé manuellement ou automatiquemnt par un servo-mécanisme (non représenté) de manière à modifier le sens de l'axe de son champ de vi sion, Le rayonnement provenant de la scène examinée ayant une longueur d'onde comprise dans la gamme al - 2 traverse le système 1 et une partie du rayonnement est déviée par un dispositif 2 de fractionnement de faisceau, par exemple, par un miroir partiellement réfléchissant, vers un dispositif de vision.3,Cel.ui-ci peut être un oculaire pour une observation directe.de la scène ou la combinaison d'une caméra de télévision et drun. moniteur et, pendant son emploi., le sens de visée du système 1 est initialement ré-glé manuellement jusqu'à. ce qu'une paire de réticules incorporée dans le système 1 soit centrée sur une cible potentielle à l'intérieur de la scène examinée. te reste du rayonnement traversant le système 1 est -transmis à un modulateur de lumière spatiale en temps réel 4 qui,sous la commande de signaux d'écriture répétitifs provenant d'un générateur 10, répond au rayonnement reçu de manière à former des images successives de la scène observée, chaque-image apparaissant sous forme d'une configuration à réflectivité variable de la surface arrière du modulateur On connaît divers types de modulateurs de lumière spatiale de cette nature - par exemple, l'un de ces types appelé "PROM" est fourni par la société dite Itek. A cette surface arrière, se troue un diaphragme rectangu- laire commutable 5 pour occulter la partie de l'image qui correspond à l'information a' arrière-plan provenant de la scène, c'est-à-dire sensiblement la presque totalité à l'exception.de.la cible potentielle, En variante à ce qui est représenté, le diaphragme de champ pourrait être à l'avant du modulateur 4, auquel cas, naturellement, lBima- ge qui y est formée lorsque le diaphragme est couplé ne comprend que l'information de la cible, Un faisceau de ra.yonnement cohérent 18 ayant une longueur d'onde #3 et produit par un laser 6 avec un système de lentille de sortie lS, est fractionné par, par-exemple, un miroir 7 partiellement réfléchissant pour donner un faisceau de référence 20 et un faisceau de signaux 21,le faisceau de signaux étant dir-igé vers le modulateur 4 et y étant réfléchi en étant modulé en conformité avec les données d'image de la cible telles qu'elles'sont vues dans le diaphragme 5, Le faisceau de signaux modulés traverse alors une lentille 8 à. transformée de Fourier qui est située à. une distance égale à sa distance focale d'un second modulateur-de lumière spatiale 9, Le modulateur 9 reçoit ainsi une transformée de. Fouler à deux dimensions de l'image de la cible sous forme d'un rayonnement cohérent. ayant une longueur d'onde A3i le modulateur étant d'un type qui répond à cette longueur d'oncle, Ce modulateur re çoit également le faisceau de référence 2O via un obturateur contrlable 11 et les faisceaux de signaux et de référence se combinent pour former au modulateur 9 un hologramme à transformée de Fourier, Avec cet hologramme maintenu au modulateur 9,l'obturateur 11 peut être fermé et le diaphragme 5 découplé de façon que le faisceau de signaw:: 21 devienne modulé par le modulateur 4 en. conformité avec des images successives de la totalité de la scène vue. L'holo- gramme maintenu au modulateur 9 agit maintenant en filtre optique adapté aux caractéristiques du rayonnement provenant de la cible, Ainsi, la partie du faisceau modulé de signaux qui est en corrélation avec les caractéristiques de la cible est transmise et focalisée par une autre lentille à transformée de Fourier 12 sur un réseau de détecteurs opto-électriques 13.. Les signaux électriques provenant du réseau 13 sont appliqués à un circuit 14 qui ne lai-sse passer que les signaux dont l'amplitude dépasse une valeur de seuil prédéterminée.Les signaux dépassant ce seuil sont utilisés par un détecteur de coordonnées 15 de manière à former des signaux indiquant les coordonnées cartésiennes de la cible à l'intérieur de la scène examinée. Les signaux indicateurs de coordonnées sont appliqués à un servo-contrôleur 17 qui, à son tour, fournit des signaux de commande au servo-mécanisme situé à l'intérieur du sys tème de réception 1 de manière à repositionner automatique ment le système pendant le déplacement de la cible à l'in- térieur du champ de vision. Un signal d'terreur est renvoyé au contrôleur 17 à partir du système 1 de manière à -indi- quer au contrôleur 17 le moment ou le système 1 a atteint la position commandée. L'ouverture de l'obturateur 11, l'écriture d'une nouvelle image au modulateur 9 et le couplage et le décou- plage du diaphragme 5 sont commandés par un circuit 16, ce circuit et le générateur de signaux 10 étant liés ensemble de façon à synchroniser leur fonctionnement et par conne quent à synchroniser l'opération d'écriture dune nouvelle image au modulateur 9 avec le cycle d'écriture du modula- teur 4. te circuit 16 peut entre un circuit à commande mu- tutelle, de façon que l'écriture d'une nouvelle image au mo- dulateur 9 ne soit démarrée qu'au moment désiré par l'opérateur, mais est de préférence tel qu'il permet le choix entre un fonctionnement manuel et un fonctionnement automatique, Alors ! lorsque le fonctionnement du dispositif de poursuite est réglé en premier lieu, une commande manuelle peut être utilisée de manière a former le premier filtre optique adapté qui correspond à une cible particulière.Cependant, après cette opération, le circuit peut démarre automatiquement la ré-écriture de l'image au modulateur 9 et par conséquent la formation d'un nouveau filtre adapté en réponse à un signal provenant du circuit 14 qui indique que les signaux de corrélation provenant du détecteur 13 sont tombés au-dessous d'un niveau pédéterminé, Par exemple, une telle décroissance en corrélation peut se produire alors que la cible s'éloigne du disposxzf de poursuite et par conséquent a un aspect altéré. A titre d'uniformité, chaque nouveau filtre n'est formé que lorsque la cible est sur l'axe,cette situation étant détectée à partir du signald'erreur de position renvoyé par le système 1 au coneroleur 17. Au lieu de déplacer manuellement à l'origine le système 1 pour positionner l'image de la cible par rapport au diaphragme 5, celui-c peut être lui-même mobile de sorte qu'alors il est initialement déplacé pour être positionné par rapport à l'image de la cible De plus, le dia- phragme peut être mobile sous servo-commande et disposé de façon à se deplacer,à la place du système 1, pour suivre la cible te modulateur 9 peut être remplacé par un filtre de reconnaissance pré-formé, adapté à un type particulier de cible, ou bien dans le modulateur peut entre pré-écrite une image appropriée à- un tel filtre, de sorte que le fonc tionnement du dispositif de poursuite se trouve automatique- ment déclenché lorsqu'une cible de nature correspondante se déplace dans le champ de vision du système 1, Un autre mode de réalisation de la présente invention (non représenté.) concerne le laser 6 et le modulateur 4 de façon à obtenir un faisceau de rayonnement à une lon gueur d'onde A3 modulé en conformité avec une scène a partir de laquelle le rayonnement a une gamme de longueurs d'onde comprises entre #1 et A2 Cependant, ce mode de réalisation est rendu plus simple et par consequent meitleur marché en éliminant la possibilite d'écriture et de ré-écriture du filtre adapté, Par conséquent, le dispositif de fractionnement de faisceau 7 et l'obturateur 11 peuvent être éliminés alors que le laser 6 est simplement dirige vers le modulateur 4, et le modulateur 9 est remplacé par un filtre optique pré-formé adapté, en général, à des objets et des cibles du type que l'on souhaite poursuivre-. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparattront à l'homme de l'art, REVENDICATIONS 1 - Dispositif optique de poursuite, caractérisé en ce qu'il comprend un modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel (4? pour former une image d'une scène observée, un moyen de direction de rayonnement (6, 7, 19), pour diriger un rayonnement cohérent (21) vers le modulateur pour que le rayonnement soit modulé en fonction de l'image, et un filtre de transformation optique (8, 9), adapté à l'objet à- observer,positionné de façon à recevoir le rayonnement modulé. 2 - Dispositif de poursuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de transformation optique comprend un autre modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel (9)g et un moyen de formation (6, 19, 11) pouvant fonctionner pendant une étape de formation ou de mise à jour de filtre lors de l'utilisation du dispositif de poursuite, pour transmettre à cet autre modulateursun rayonnement cohérent modulé selon les caractéristiques de l'objet en même temps qu'un faisceau de référence (2o) de rayonnement cohérent pour que cet autre modulateur maintienne une image d'hologramme à- transformée de Fourier représentative desdites caractéristiques. 3 - Dispositif de poursuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de transformation optique est un élément de stockage d'image pré-formé, par exemple un élément constitué d'un moyen photographique 4 - Dispositif optique de poursuite, caractérisé en ce qu'un rayonnement modulé selon une scène observée est transmis. à un filtre optique adapté aux caract8risti- ques optiques d'un objet à poursuivre, ce filtre comprenant une image d'un hologramme à transformée de Fourier stockée par un modulateur électronique de lumière spatiale en temps réel et le dispositif de poursuite comprenant un moyen pro voquant la formation et/ou la mise à jour de l'image d'holo- gramme, par transmission au modulateur d'un faisceau de rayonnement de référence tout en focalisant sur celui-ci un faisceau de rayonnement modulé selon les caractéristiques de objet,