Brevet FR2571864A2 — publié le 19860418

FR 2571864 A2 19860418 FR 8415694 A 19841012 Appareil de visée comportant une voie écartométrisue L'invention concerne les appareils de visée pour conduite de tir du type comportant une voie de visée oculaire directe et une voie d'écartométrie ayant une optique d'entrée commune. la voie de visée oculaire comprenant un oculaire à réticule et la voie d'écartométrie ayant une matrice de détecteurs et un ensemble d'éléments optiques dont la focale est plus grande au milieu du champ angulaire de l'appareil qu'au bord. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans la conduite de tir d'engins autopropulsés anti-char à courte portée, comprise entre le domaine d'emploi de la roquette et celui des engins exigeant un pilotage semi-automatique élaboré. L'un des modes de réalisation décrits dans la demande de brevet principal présente une voie d'écartométrie qui comporte un élément semi-transparent de se- paration du faisceau incident en deux canaux. muni de moyens permettant d'amener le faisceau ayant suivi l'un ou l'autre des canaux sur la matrice de détecteurs, le second canal ayant un champ angulaire notablement supérieur à celui du premier. A titre d'exemple de réalisation de ces moyens. la demande de brevet décrit un organe mobile, tel qu'un volet obturateur, commandé automatiquement. Cet organe mobile et son actuateur, généralement un électro-aimant, représentent un poids mort appréciable. auquel s'ajoute celui de l'alimentation électrique requise.L'accroissement correspondant de poids et de besoins en alimentation électrique est gênant, surtout pour un appareil de visée intégré à un affût portable de tir d'infanterie. L'invention vise à fournir un appareil de visée à écartométrie répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique pour la conduite d'engins guidés à courte portée. notamment en ce qu'il élimine tout organe mobile tout en offrant à la fois une résolution et un champ satisfaisants. Pour cela, l'invention utilise le fait qu'il est possible de réaliser un système de traitement du signal fourni par la matrice de détecteurs capable de prendre en compte simultanément deux images de la source lumineuse de l'engin guidé (lueur du propulseur ou, plus fréquemment. traceur). A elle seule, s8to constatation est toutefois sans intérêt car, lorsque l'engin se rapproche de la trajectoire de consigne, c'est-à-dire de lame de la voie de visée les deux images tendent à se confondre. rendant la discrimination impossible. Au surplus, les défauts d'harmonisation inévitables entre les deux canaux provoquent des conflits internes de guidage. L'invention écarte cette difficulté gracie à des moyens statiques d occultation permanente de la partie centrale du champ du second canal (grand champ), ladite partie ayant une surface suffisamment faible pour qu'il y ait. pendant une période de transition, formation de deux images sur la matrice de détecteurs. La partie centrale devra par ailleurs avoir une surface suffisante pour correspondre au défaut d'harmonisation maximal accepté sur l'appareil. Dans la pratique. on donnera aux moyens d'occultation une dimension intermédiaire entre ces deux limites. Les moyens d'occultation peuvent être constitués par un masque interposé dans le plan de formation d'une image réelle intermédiaire par une optique appartenant au second canal. correspondant au grand champ. Le sys tème de traitement du signal pourra comporter deux chaines séparées, avec une priorité affectée à la chaine de traitement de l'image fournie par le premier canal lorsqu'il y a deux images (cette priorité correspondant au traitement de l'image la plus écartée du centre de la matrice de détecteurs). Pour écarter tout risque d'indétermination quant à l'origine de la premiere image apparaissant au bord de la matrice de détecteurs, il est souhaitable de mettre en fonctionnement le système de traitement du signal avant le tir. Ainsi, la première image qui apparait sur la matrice est à coup sûr celle créée par le second ca- nal, dont le champ angulaire est supérieur à celui du premier. Pour le reste, l'appareil de visée peut etre très similaire à celui décrit dans la demande FR 84 11995. La voie de visée oculaire peut avoir notamment une optique d'entrée commune avec le premier canal, c'est-à-dire celui fournissant un petit champ. La matrice de détecteurs aura généralement des dimensions différentes dans deux directions perpendiculaires. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un appareil qu-i en constitue un mode particulier d'exécution, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1 est un schéma de principe, en perspective, montrant les constituants principaux d'un appareil de visée suivant l'invention - la Figure 2 est un schéma optique d'un mode de réalisation possible de la partie optique du viseur - la Figure 3 est un schéma de principe montrant les dimensions relatives des deux champs et d un masque d'occultation sur la matrice de détecteurs de l'appa reil. L'appareil de visée qui sera maintenant décrit, à titre de simple exemple, est destiné a être intégré a un affût de tir pour engins guidés anti-char à courte portée. L'appareil montré en Figure 1 comporte un boi tier 10 contenant les éléments optiques, constitué de façon classique en plusieurs pièces assemblées, et un boitier électronique 12 fixé au boitier optique et muni d'un connecteur 14 de liaison avec les organes fournissant les ordres de commande des gouvernes de 1' engin. L'appareil comporte une optique d'entrée commune à une voie d'observation visuelle et un canal d'écarto métrite à petit champ (ou premier canal) qui comprend une fenêtre d'entrée 16 portee par la paroi du boitier 10, un jeu de deux miroirs 18, 20 et d'une lame semitransparente 22 de renvoi du faisceau d'entrée et de redressement d'image et un objectif 24. La fenetre 16, en matériau transparent dans le visible et l'infrarouge proche, constitue également pupille d'entrée pour la voie de visée oculaire et pour le canal d'ecartométrie à petit champ. Les deux miroirs 18 et 20 et la lame 22 travaillant en réflexion renvoient le faisceau d'entree vers le bas, ce qui permet à l'appareil de constituer périscope de decalage vertical, et redressent l'image observée visuellement. La séparation entre les deux voies est effectuée par une lame dichroique 26 qui réfléchit la lumière dans la bande allant de 0,45 à 0,65 micron vers la voie d'observation visuelle directe, tandis qu'elle laisse passer la bande allant de C.g à 1 micron. Une telle lame permet d'utiliser une matrice de détecteurs CCD comme capteur sur la voie écartométrique. La voie oculaire peut avoir une constitution classique, représentée sur la Figure 1 sous forme d'un bloc oculaire 28 associé à un réticule à micromètre 30 placé dans le plan de formation d'image par l'objectif 24. La voie dfecartométrie comporte une matrice de détecteurs CCD 32 destinee à recevoir l'image formée par le canal d'écartometrie, à petit champ 80 qui vient d'être décrit et un canal d'écartométrie à grand champ e dont le trajet est commun avec le premier à partir de la lame 22 qui travaille en transmission pour le grand champ. Le trajet sur le canal correspondant au grand champ 81 comporte une fenetre d'entrée supplémentaire 38, une optique 36 et un miroir de renvoi 35. La lame semi-transparente 22 pourra avoir un coefficient de transmission très inférieur à son coefficient de réflexion, car elle ne travaillera en transmission que lorsque l'engin guidé 40 est proche. Dans un exemple représentatif, schématisé en Figure 3, les deux champs sont dans un rapport linéaire de 1 à 4. La matrice a par exemple une surface utile de 5,82 mm x 4,32 mm correspondant à un champ angulaire de 14,8 pour le grand champ et de 3,7 pour le petit champ et le défaut d'harmonisation possible entre les deux canaux de la voie d'écartométrie peut être de l'ordre de 150 pm. Ce défaut d'harmonisation possible impose que le canal à grand champ ne puisse fournir une image dans un cercle de 150 pm de rayon autour du centre de la matrice. Mais il ne faut pas qu'il y ait disparition de l'image fournie dans le grand champ sans apparition d'image dans le petit champ, notamment lorsque l'image fournie par le canal à petit champ va approcher du bord de la matrice.Cette condition impose une limite supérieure aux dimensions de la partie centrale masquée. Dans le cas envisagé ci-dessus, les moyens d'occultation interposés sur le canal à grand champ doivent représenter sur la matrice une tache 50 dont les dimensions ne dépassent pas 1,45 mm x 1,08 mm. Dans la pratique, on pourra adopter des dimensions intermédiaires entre cette valeur et 150 pm, par exemple 0,7 mm x 0,5 mm. L'occultation peut être aisément réalisée en utilisant une optique 36 constituée par un groupe de deux lentilles convergentes entre lesquelles se forme une image intermédiaire. D'autre part, cette optique 36 permet d'obtenir sur la matrice de CCD des images de même sens pour les deux canaux. L'occultation peut alors être réalisée par un masque 48 placé au niveau de cette image intermédiaire et forme par un dépit opaque au rayonnement infrarouge, porté par une lame transparente. en verre par exemple. Toujours avec un grossissement des optiques représentatif, une tache de dimension 0,7 mm x 0,5 mm pourra être réalisée avec une couche opaque de forme rectangulaire dont les dimensions sont de 0,35 mm x 0,25 mm environ. Le fonctionnement est alors le suivant. Avant le tir, on alimente le système de traitement de signal. qui comportera par exemple deux chaines correspondant, l'une au grand champ, l'autre au petit champ, avec des paramètres de commande des gouvernes d'engin différents. Après le tir, l'image du traceur 42 apparait tout d'abord dans le grand champ, au bord de la matrice. La branche correspondante du système de traitement de signal prend en charge l'engin pour le ramener vers la ligne de visée fixée par le tireur. L'image du traceur se rapproche peu à peu de l'axe et, à un instant donné, une nouvelle image apparait au bord de la matrice, formée cette fois par le premier canal. Il y aura alors présence simultanée de deux images. dont l'une est forcément beaucoup plus proche de l'axe que l'autre. L'image externe est traitée par la seconde branche du système de traitement, prévue pour avoir prépondérance. Enfin, dans une phase finale de croisière, le traceur se trouve dans la partie centrale du grand champ, occultée par le masque. A partir de ce moment-lå, seuls interviennent le premier canal et la chaine de traitement qui lui est associee. REVENDICATIONS 1. Appareil de visée pour conduite de tir comportant une voie de visée oculaire directe et une voie d'écartométrie ayant une optique d'entrée commune (24), la voie de visée oculaire comprenant un oculaire (28) à réticule (30) et la voie d'écartométrie ayant une matrice de détecteurs (32) et un ensemble d'éléments optiques (24, 36) dont la focale est plus grande au milieu du champ angulaire de l'appareil qu'au bord, caractérisé en ce que la voie d'écartométrie comporte des moyens de séparation en deux canaux dont le second canal donne un champ angulaire notablement supérieur à celui du premier canal et comporte des moyens statiques d'occultation permanente de la partie centrale du champ du second canal. 2. Appareil de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'occultation sont prévus pour que ladite partie centrale soit inférieure au petit champ et représente une zone angulaire supérieure au défaut maximum d'harmonisation entre les deux canaux. 3. Appareil de visée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'occultation comportent un masque (48) placé au niveau d'une image réelle intermédiaire fournie par une lentille appartenant à un jeux de lentilles placé sur le second canal. 4. Appareil de visée selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par un dispositif redresseur d'image (18, 20) interposé sur la partie commune de la voie optique du premier canal.