Brevet FR2591767A1 — publié le 19870619

y PROCEDE D'ASSERVISSEMENT DE L'AXE D'UN SYSTEME DE GUIDAGE A CHAMP VARIABLE A L'AXE D'UNE LUNETTE DE VISEE. L'invention concerne un procédé d'asservissement de l'axe d'un système de guidage à champ variable à l'axe d'une lunette de visée, celle-ci comportant un objectif, un réticule et un oculaire, ledit système de guidage comprenant un émetteur de guidage sur faisceau optique, un système de ba- layage ou de codage du champ de guidage dont le centre est projeté en faisceau parallèle au moyen d'un objectif à focale variable ou zoom suivant l'axe de guidage reliant l'axe opti- que du zoom audit centre du champ de guidage. Ce procédé s'applique particulièrement aux sys- tèmes de guidage de missile sur faisceau laser dans lesquels le champ angulaire de guidage est variable selon une loi pré- déterminée fonction de l'éloignement du missile. De tels systèmes utilisent en général des objec- tifs à focale variable pour projeter le faisceau de guidage sur l'axe duquel le missile asservit sa trajectoire. Le rap- port des distances focales de ces objectifs entre l'instant de la mise à feu et celui de la fin du vol peut être supérieur à 100. Ces objectifs sont des zoom dont la variation de la dis- tance focale est obtenue par la translation de plusieurs grou- pes de lentilles le long de l'axe mécanique de l'objectif. Une des principales difficultés de réalisation de ces optiques est de conserver un axe optique dont la direction est fixe à tou- tes les distances focales, cet axe devant être parallèle à la ligne de visée dans toutes les conditions de l'environnement. La fixité de direction de l'axe optique des zooms peut être obtenue par exemple au moyen d'une mécanique très rigide, en compensant tous les jeux mécaniques et en ren- dant le système peu sensible aux variations de température. Cette solution conduit à des systèmes lourds et chers. Le but de l'invention est de maintenir fixe la direction de cet axe optique au moyen d'une mécanique plus lé- gère et en contrôlant à tout instant sa direction par:raport à une pièce optique de référence et en la corrigeant par ue boucle d'asservissement. Le procédé d'asservissement selon l'investin est remarquable en ce que l'axe de visée de ladite lunette est ré- glé par construction perpendiculaire à une lame à faces paral- lèles prise comme pièce optique de référence et fixée rxigde- ment sur la lunette, ce réglage étant effectué par tnslatio du réticule dans son plan jusqu'à ce que le réticnle et s image obtenue par autocollimation sur ladite lame et cbserus à travers l 'oculaire soient confondus, tout déplaceet trans- versal du centre optique du zoom qui entraîne une dé'iat i angulaire dudit axe de guidage étant repéré au moye dnm écartomètre composé d'un trou symétrique dudit centre du d %mM de guidage dans une autre lame à faces parallèles semi-tans- parente, un détecteur disposé en face dudit trou reevant le flux issu de 1'émetteur de guidage après réflexions suocessi- ves sur lesdites lames, ledit détecteur étant relié à 1nemie d'un récepteur d'écartométrie dont la sortie délivre nu sigl d'erreur mesurant l'écart de l'axe optique du zoom par smppo à sa position nominale et dirigé vers un élément de acoreiri sur le trajet du faisceau laser pour dévier ce faiîsaw et la position du centre dudit champ de guidage de façon à annler ledit écart. La description suivante en regard du dessin amme- xé, le tout donné à titre d'exemple, fera bien compre cxm- ment l'invention peut étre réalisée. La figure unique représente le schéma de p ivepe d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé c l'invention. La lunette de visée 1 définit l'axe de visée 2, il est réglé par construction perpendiculaire à la lame à faces parallèles 3 fixée rigidement sur la lunette de visée 1. Ce réglage est obtenu par exemple par translation dans son plan du réticule 4 jusqu'à ce que le réticule et son image par au- tocollimaton sur la lame 3 soient confondus. L'image est ob- servee observateur 5 à -= -vers l'ocu!--_2e 6. Pour ce ré- glage, le réticule doit être iu:i.neux ou éclairé par une sour- ce non représentée. Le projecteur de 9uisdy ser 7, un système de balayage ou:i codage 8 du champ de gui- dage dont le centre est le point 9._ ,-. de projection à focale variable 10. L'axe de guidage est e ' Cet axe de guidage 11 ilt - ' t e. t es les distances focales du zoom 10 -ti2 i-.algré les imperfections mécaniques du zop.o i - -: atations, etc...). L'axe 11 passe par le centre optique 12 du zoom (représenté ici comme une lentille simple) et le centre 9n champ de guidage. Tout déplacement ransvrsal de 12 entr-aine une déviation angulaire de l'axe 11. Ce déplacement est repéré au moyen d'un écartomètre composé d'un trou 13 placé devant un détecteur 14 qui reçoit le flux émis par i.' teur de 9 li:2q après réflexion sur la lame 3 et la lie ie i-r::,re t'. Le trou 13'est symétrique de 9 dans!a la-Le 1: S5 0e* --o' c est rigide et indéformable. - Le détecteur 14 est mouri d' '' d' métrie 16 semblable à celui du missile. on eu: a:-s:e:! à tout instant l'écart de l'axe Il par rapport à sa position nominale. Le signal d'erreur est dirigé vers un élément de correction 17 qui va dévier le faisceau laser 7 et la position du centre du champ 9 de façon à annuler l'écart. L'élément de correction 17 peut être, dans cer- tains cas, incorporé au système de balayage 8 en agissant di- rectement sur les balayages du champ sans élément de déviation supplémentaire. Le réglage initial de construction consiste à: 1. régler l'axe 2 perpendiculaire à la lame 3 2. harmoniser l'axe 11 par rapport à l'axe 2 au moyen d'un ou- ti]l age de contrôle approprié pour une focale quelconque du zoom 259176? 3. régler la position du trou 13 pour que l'écartomètre 16 donne un signal d'erreur nul 4. brancher l'asservissement et vérifier que l'écart s'annule à toutes les distances focales du zoom. Les avantages de ce schéma par rapport à un con- trôle de l'axe 11 par un écartomêtre extérieur sont les sui- vants: - Le grandissement entre les points 9 et 13 est toujours égal à l'unité quelle que soit la distance focale du zoom puisque celui-ci est traversé 2 fois. - Le flux traversant le trou 13 est constant. La dynamique de l'écartomêtre peut être faible. La précision de mesure est optimale. - Le facteur de transmission des lames 3 et 15 est voisin de 95 %. On atténue faiblement le faisceau de guidage. - On utilise l'ouverture totale du faisceau de guidage, il n'y a pas de perte de résolution par diffraction due a une dia- phragmation des faisceaux. La précision de mesure est opti- male. - L'encombrement est minimal. REVENDICATIONS: 1. Procédé d'asservissement de l'axe d'un système de guidage à champ variable à l'axe d'une lunette de visée, cel- le-ci comportant un objectif, un réticule et un oculaire, le- 053 dit système de guidage comprenant un émetteur de guidage à un faisceau optique, un système de balayage ou de codage du champ de guidage dont le centre est projeté-en faisceau parallèle au moyen d'un objectif à focale variable ou zoom suivant l'axe de guidage reliant l'axe optique du zoom audit centre du champ de guidage, caractérisé en ce que l'axe de visée de ladite lunet- te est réglé par construction perpendiculaire à une lame à fa- ces parallèles prise comme pièce optique de référence et fixée rigidement sur la lunette, ce réglage étant effectué par translation du réticule dans son plan jusqu'à ce que le réti- cule et son image obtenue par autocollimation sur ladite lame et observés à travers l'oculaire soient confondus, tout dépla- cement transversal du centre optique du zoom qui entraîne une déviation angulaire dudit axe de guidage étant repéré au moyen d'un écartomètre composé d'un trou symétrique dudit centre du champ de guidage dans une autre lame à faces parallèles semi- transparente, un détecteur disposé en face dudit trou recevant le flux issu de l'émetteur de guidage après réflexions succes- sives sur lesdites lames, ledit détecteur étant relié à l'en- trée d'un récepteur d'écartométrie dont la sortie délivre un signal d'erreur mesurant l'écart de l'axe optique du zoom par rapport à sa position nominale et dirigé vers un élément de correction sur le trajet du faisceau laser pour dévier ce faisceau et la position du centre dudit champ de guidage de façon à annuler ledit écart. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit faisceau optique de guidage est un faisceau la- ser. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que ledit élément de correction est incorporé audit système de balayage en agissant sur les balayages du champ.