Brevet FR2653894A1 — publié le 19910503

L'invention concerne un dispositif de repérage et de guidage d'un engin volant au moyen d'une optique de reproduction pour les courtes distances et les longues distances. De tels dispositifs sont déjà connus. Le déposant a également publié des propositions et conceptions correspondantes, le repérage et le guidage d'un engin volant se faisant au moyen d'une optique à deux plages qui permet d'effectuer des observations au choix dans la plage des courtes distances ou dans la plage des longues distances. La présente invention a pour but de créer un dispositif du type cité au début, dont la structure et la dépense en composants sont simplifiées et qui présente une protection contre les perturbations de captage de presque 100 %. Ce but est atteint par le fait que l'optique de reproduction travaille dans la plage de longueurs d'ondes allant de 1,8 à 2,8 pm et les éléments optiques pour les courtes distances ainsi que les éléments optiques pour les longues distances se trouvent sur un axe optique commun, un diaphragme iris pour l'obscurcissement des éléments optiques pour les longues distances et un filtre spectral pour les éléments optiques pour les courtes distances étant disposés, pour la reproduction d'image, sur un détecteur commun aux deux plages de distances. Selon des modes de réalisation et aspects particuliers non limitatifs de l'invention: 1) le filtre spectral peut être appliqué par métallisation sous forme de couche sur la dernière lentille des éléments optiques pour les courtes distances; 2) le diaphragme iris peut être ouvert ou fermé au moyen d'un moteur, la commande étant effectuée par un système électronique associé au détecteur; 3) les éléments optiques pour les longues distances peuvent être réalisés sous forme de système Cassegrain, la couche de la dernière lentille des éléments optiques pour les courtes distances servant de réflecteur; 4) la couche de filtre spectral ou le filtre spectral peut laisser passer la plage de longueurs d'ondes allant de 2,5 à 2,8 pm; ) le détecteur peut être constitué d'une matrice détectrice sensible à 2 pm; 6) le détecteur peut être un réseau CCD platine-silicium. 7) le détecteur peut être constitué de détecteurs individuels scanners. Des exemples de réalisation sont décrits dans la description ci-après. L'unique figure du dessin montre le schéma d'un mode de réalisation du dispositif avec les éléments optiques et électroniques, dans une représentation simplifiée. Comme on sait, deux champs visuels ou plages de champ visuel optiques sont nécessaires au repérage et au guidage d'engins volants, à savoir un champ de courtes distances pour la détection de l'engin volant et un champ de longues distances pour le guidage de l'engin volant. A cet effet, on a utilisé jusqu'à présent des objectifs à grand angle avec des distances focales de f = 28 à mm et des téléobjectifs avec des distances focales de f = 100 à 500 mm, ce qui a fait augmenter fortement la dépense en composants et en poids. L'utilisation d'objectifs à foyer variable, avec des distances focales allant de 28 mm à 180 mm, permet certes de réduire le poids, mais la dépense pour le réglage et la mise au point fine des plages de champ visuel est considérable. Par contre, la conception, décrite ici, d'un dispositif de repérage d'engin volant permet d'obtenir, avec une optique combinée miroir/lentille pour les deux plages de champ visuel et une seule matrice détectrice associée, une simplification considérable, sans porter atteinte, comme on le verra ci- après, à la sûreté de captage de presque 100 % lors du repérage et du guidage d'engins volants. Pendant la phase dite de captage de l'engin volant, l'optique pour les longues distances, constituée par un miroir concave 12, est obscurcie par un diaphragme iris 14, de sorte que l'engin volant est reproduit, à travers la lentille ou le groupe de lentilles 11 pour les courtes distances et le filtre spectral lla, sur le détecteur 13. Dans l'exemple de réalisation montré, le filtre spectral lla est une couche spectrale qui est appliquée par métallisation sur la lentille pour les courtes distances ou sur la dernière lentille du groupe de lentilles pour les courtes distances et qui laisse passer (par exemple) la plage de longueurs d'ondes allant de 2,5 à 2,8 pm. Le traitement d'image en temps réel dans une unité électronique 16 permet ainsi de déterminer les positions nécessaires de l'engin volant. Le filtre spectral appliqué par métallisation est optimisé dans une mesure telle que seul le rayonnement de l'engin volant arrive sur le détecteur, puisque au début de son temps de vol, l'engin volant se trouve encore à proximité de l'installation de repérage ou de l'installation de contrôle de vol. Le rayonnement de sources perturbatrices, qui se trouvent dans le champ d'image et se situent en règle générale à plusieurs centaines de mètres de l'installation de repérage, est absorbé par la vapeur d'eau habituellement contenue dans l'atmosphère. De ce fait, eu égard aux spécifications actuelles des puissances de perturbation et des distances de perturbation, une sûreté de captage de presque 100 % du dispositif de repérage proposé est ainsi garantie. Lorsque le captage de l'engin volant a été effectué, le diaphragme iris 14 est ouvert de façon continue au moyen d'un moteur 15. Le signal d'ouverture peut être délivré aussi par l'unité électronique 16, dès lors que l'engin volant peut être capté dans la plage des longues distances, réalisée sous forme de système Cassegrain. Dans ce système Cassegrain, la lentille ou le groupe de lentilles pour les courtes distances agit comme réflecteur. Etant donné qu'à l'intérieur d'un laps de temps donné, à la fois une reproduction des courtes distances qu'une reproduction des longues distances peuvent être visibles, la commutation est effectuée de manière contrôlée et est corrigée le cas échéant, c'est-à-dire que suivant le mode de réalisation de l'exemple décrit, la commutation se fait soit par voie manuelle soit par voie électronique, par exemple pour commander la vitesse d'ouverture du diaphragme. Il existe plusieurs possibilités pour effectuer la commutation. Plus l'engin volant s'éloigne, plus la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère atténue le taux lumineux dans le champ visuel des courtes distances. Mais en même temps, la reproduction des longues distances est renforcée par l'ouverture du diaphragme iris qui constitue la pupille d'entrée. De ce fait, l'atténuation par la fumée et par l'atmosphère est compensée pendant la phase de crolseière. L'harmonisation des deux champs visuels n'est pas nécessaire, car l'axe optique 100 commun fait qu'un écart de température entre les axes n'a aucune influence sur les reproductions. Comme matrices détectrices conviennent tous les détecteurs 13 de reproduction, sensibles dans une plage de 2 pm, qui ont une résolution de température, une dynamique et une résolution locale suffisantes. Il peut s'agir soit de réseaux CCD PtSi, soit de détecteurs individuels à image intermédiaire par lignes détectrices, ou encore de détecteurs individuels scanners. Le dispositif décrit ci-dessus se distingue par son caractère économique sensiblement accru, un faible poids et un encombrement minimal et est en plus considérablement optimisé du point de vue fonctionnement, car, du fait qu'une harmonisation des voies de repérage et des optiques mues mécaniquement n'est plus nécessaire, si l'on fait abstraction du diaphragme iris, on obtient une meilleure transmission, et des rayons d'action plus grands sont garantis, mais en outre la sensibilité aux perturbations a été nettement minimisée grâce à la conception simplifiée. 1. Dispositif de repérage et de guidage d'un engin volant au moyen d'une optique de reproduction pour les courtes distances et les longues distances, caractérisé par le fait que l'optique (10) de reproduction travaille dans la plage de longueurs d'ondes allant de 1,8 à 2,8 pm et les éléments optiques (11) pour les courtes distances ainsi que les éléments optiques (12) pour les longues distances se trouvent sur un axe optique (100) commun, un diaphragme iris (14) pour l'obscurcissement des éléments optiques (12) pour les longues distances et un filtre spectral (11a) pour les éléments optiques (11) pour les courtes distances étant disposés, pour la reproduction d'image, sur un détecteur (13) commun aux deux plages de distances. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le filtre spectral (11a) est appliqué par métallisation sous forme de couche sur la dernière lentille des éléments optiques (11) pour les courtes distances. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le diaphragme iris (12) est ouvert ou fermé au moyen d'un moteur (15), la commande étant effectuée par un système électronique (16) associé au détecteur (13). 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments optiques (12) pour les longues distances sont réalisés sous forme de système Cassegrain, la couche de la dernière lentille des éléments optiques (11) pour les courtes distances servant de réflecteur. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la couche de filtre spectral ou le filtre spectral (11a) laisse passer la plage de longueurs d'ondes allant de 2,5 à 2,8 pm. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le détecteur (13) est constitué d'une matrice détectrice sensible à 2 pm. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le détecteur (13) est un réseau CCD platinesilicium. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le détecteur (13) est constitué de détecteurs individuels scanners.