Brevet FR2672700A1 — publié le 19920814

MODULE DE VISION NOCTURNE POUR SYSTEME D'OBSERVATION ET DE VISEE L'invention a pour objet un module de vision noc- turne adaptable, en tant qu'étage d'entrée, sur un disposi- tif d'observation et de visée de jour, afin de constituer un système opérationel de nuit par simple adjonction du mo- dule au dispositif. Un tel module de vision nocturne est intéressant du point de vue ergonomique car l'observation de nuit se fait alors par le même canal optique que l'observation de jour. Au surplus la précision de mise en place mécanique du modu- le de nuit sur le dispositif de jour est sans incidence sur l'harmonisation du système complet, à condition que le mo- dule de nuit soit lui-même harmonisé (c'est-à-dire que son axe d'entrée soit parallèle à son axe optique de sortie), et ce d'autant plus que le module de nuit constitue généra- lement un afocal de grossissement 1. On connaît déjà des modules de vision nocturne du type comprenant un bloc d'imagerie infra-rouge et un bloc de restitution d'une image du champ de vision du bloc d'imagerie sur un écran de petite taille (généralement le fond d'un tube cathodique) d'affichage dans le champ d'en- trée du dispositif de jour - Dans un tel module, le bloc de restitution d'image a souvent une nature telle qu'il présente, au cours du temps ou des variations de température, une dérive qui pro- voque une erreur d'harmonisation en déplaçant l'image du champ de vision sur l'écran et éventuellement en changeant le grandissement Si dans la pratique la seconde cause d'erreur est négligeable, il n'en est pas de même de la première. L'invention vise en conséquence à fournir un module de vision nocturne dont l'harmonisation puisse être réali- r see et rétablie de façon simple. Dans ce but l'invention propose notamment un module de vision nocturne du type ci-dessus défini, caractérisé en ce que l'écran est muni de repères de référence fixes, en ce que le bloc de restitution d'image est prévu pour in- cruster, dans 1 ' image du champ, des repères ayant une position déterminée par rapport à l'axe optique d'entrée du module, placés de façon à être centrés par rapport aux re- pères de référence lorsque le module de vision nocturne est harmonisé, et en ce que le module comporte des moyens de commande de la position de l'image sur l'écran, permettant de centrer les repères incrustés par rapport aux repères de référence. Lorsque l'écran est constitué par le fond d'un tube cathodique muni de moyens de balayage en ligne et trame (balayage de type télévision), les moyens de commande de la position de l'image peuvent être constitués par des moyens de décalage dans la direction de ligne et dans la direction de trame. L ' invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, 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 d'un sys- tème d'observation et de visée comportant un module de vision nocturne suivant un mode particulier de réalisation de l'invention; la figue 2 est un schéma montrant les repères de référence et incrustés qui apparaissent à l'observateur utilisant le système de la figure 1, pour une présentation particulière de ces repères; la figure 3, similaire à une fraction de la figure 1, montre une variante de réalisation des repères de référence; et la figure 4 est une vue générale montrant schéma- tiquement une disposition possible dans l'espace des compo- sants du système de la figure 1. Le système d'observation et de visée montré schéma- tiquement en figure 1 comporte un dispositif d'observation et de visée de jour 10, constitué dans le cas illustré par une lunette visant à l'infini et ayant un réticule de visée 12 Le module de vision nocturne 16 constitue un étage d'entrée pouvant être intercalé sur le trajet optique en amont de la lunette Ce module 16 peut être monté directe- ment sur l'équipement 10 et fixé par des attaches rapides. Le module 16 peut avoir une constitution générale classique Celui qui est représenté sur la figure 1 peut être regardé comme ayant un bloc d'imagerie infra-rouge suivi d'un bloc de restitution d'une image sur un tube ca- thodique 18 Une optique de projection 20 permet de former une image à l'infini ramenée dans le champ de la lunette 10 par un miroir de renvoi 22 et par le miroir 14. Le bloc d'imagerie infra-rouge comprend une unité optique ayant, de façon classique, un afocal d'entrée 23 représenté par deux lentilles, un réflecteur de balayage 24 et une optique 26 de focalisation sur un détecteur infra- rouge 28, constitué par exemple par une barrette de cap- teurs ou sites photosensibles. Le bloc d'imagerie infra-rouge comporte également une unité électronique 30 de conversion vidéo, fournissant des signaux de sortie représentant, en séquences, la lumi- nance de l'ensemble des pixels dans le champ de vision de l'unité optique Une base de temps 32 permet de synchroni- ser les fonctionnements de l'unité électronique 30 et du réflecteur de balayage 24. Le bloc de restitution d'image 34, également syn- chronisé par la base de temps 30, fournit au bloc cathodi- que 18 le signal de luminance et les signaux de balayage en ligne et en trame, ces derniers sur des sorties 36 et 38. Il n'est pas nécessaire de décrire davantage les parties classiques du module, car elles sont bien connues. La mise en oeuvre de l'invention exige la présence de repères de référence fixes par rapport à l'écran Comme le montre la figure 2, ces repères peuvent notamment être constitués par des segments 40 d'un cercle centré sur l'axe optique de l'écran, constitué par gravure de la face avant du fond du tube, ou même de la face arrière dans la mesure o l'épaisseur de ce fond est suffisamment faible pour que les erreurs de parallaxe soient négligeables Dans le cas d'un tube ayant un fond de quelques centimètres de diamètre et une épaisseur inférieure à 2 mm, cette condition peut être considérée comme remplie. Dans le signal vidéo fourni au tube cathodique doi- vent être prévues des données permettant de faire apparaî- tre, sur l'écran, des repères incrustés ayant une disposi- tion telle qu'ils soient centrés par rapport aux repères de référence lorsque le module est harmonisé Dans le cas il- lustré sur la figure 2, ces repères sont constitués par des croix 44 ayant une luminance supérieure à celle des autres pixels Les repères peuvent notamment être incrustés par un générateur 46 fournissant des signaux ajoutés à ceux qui sont fournis par l'unité électronique 30, dans un additionneur 48 La mise en place correcte des repères incrustés est assurée par synchronisation du générateur 46 à partir de la base de temps 32. Le centrage des repères incrustés 44 par rapport aux repères de référence 40 s'effectue par décalage du ba- layage en ligne et en trame à l'aide d'organes de commande manuelle, pouvant être constitués par de simples potentio- mètres 50 et 52 Il serait également possible de réaliser le centrage de façon automatique, par des processus clas- siques d'écartométrie optique. La mise en oeuvre de l'invention apparaît immédia- tement à la lecture de la description qui précède Lorsque le module de vision nocturne est mis en place, les repères incrustés apparaissent, par exemple dans la disposition montrée en tirets sur la figure 2 en cas de défaut d'harmo- nisation Il suffit alors d'actionner les potentiomètres 50 et 52 pour annuler les écarts sx et 6 y et faire coïncider l'axe optique d'entrée du module de vision nocturne avec son axe optique de sortie, stable dans l'espace et matéria- lisé par les repères de référence 40. Lors du fonctionnement, on peut en permanence con- trôler visuellement la coïncidence des réticules et, en cas d'écart, les recentrer l'un par rapport à l'autre. On voit que le contrôle peut s'effectuer à l'aide de repères placés en dehors de la zone de visée centrale, ce qui n'introduit qu'une gêne minime dans l'observation. Il n'est même pas nécessaire que l'ensemble des repères soit centré par rapport à l'axe optique du module Il suf- fit qu'ils définissent au minimum trois points susceptibles d'être amenés en coïncidence avec des points correspon- dants. L'invention est susceptible de nombreuses modifi- cations Comme on l'a déjà indiqué, les repères peuvent avoir un aspect très différent de celui qui vient d'être décrit et être placés dans d'autres zones de l'écran Au lieu d'être directement gravés sur l'écran, les repères de référence peuvent être tracés sur une pellicule transparen- te collée contre la face arrière de l'écran, dans la mesure o les erreurs de parallaxe restent acceptables L'image d'un réticule 54 peut être superposée à celle de l'image formée sur l'écran par une lame semitransparente 56 Cette solution a l'avantage de permettre de placer le réticule et l'image formée sur l'écran exactement à la même distance de la lentille d'entrée du dispositif d'observation et de visée de jour 10 Le réticule peut être éclairé en une lu- mière de couleur particulière, de façon à mieux le diffé- rencier de l'image formée sur l'écran. Les éléments du dispositif peuvent être regroupés comme indiqué sur la figure 4, o les composants correspon- dant exactement à ceux déjà montrés en figure 1 sont dési- gnés par le même numéro de référence Le rayonnement infra-5 rouge est indiqué par des doubles flèches tandis que le rayonnement visible est indiqué par des flèches simples. Le module de vision nocturne 16 rapportable sur le dispositif d'observation de jour 10 comporte encore un afo- cal d'entrée 23 Une électronique 58 de commande et de syn- chronisation regroupe une base de temps et des moyens de commande du moteur actionnant le miroir de balayage 24. L'optique infra-rouge de focalisation 26 forme l'image du champ sur un module détecteur 60 comprenant le détecteur infra-rouge et ses circuits de sortie vers une carte élec- tronique de conversion vidéo 62 regroupant les éléments 34, 46 et 48 de la figure 1 A cette carte électronique est associé un interface d'opérateur 64 comportant les organes de commande manuelle permettant de recentrer les repères encastrés A l'issue de ce centrage, l'harmonisation est effectuée c'est-à-dire que les angles fait par l'axe opti- que de sortie avec l'axe géométrique et par l'axe d'entrée du module avec l'axe géométrique ont la même valeur 9. REVENDICATIONS 1 Module de vision nocture adaptable comme étage d'entrée sur un dispositif d'observation et de visée de jour pour constituer un système opérationnel de nuit, com- prenant un bloc d'imagerie infra-rouge et un bloc de resti- tution d'une image du champ de vision du bloc d'imagerie sur un écran ( 18) d'affichage dans le champ d'entrée du dispositif de jour ( 10), caractérisé en ce que l'écran est muni de repères de référence fixes ( 40), en ce que le bloc de restitution d'image ( 34) est muni de moyens pour incruster, dans l'image du champ, des repères ( 44) ayant une position déterminée par rapport à l'axe optique d'entrée du module, placés de façon à être centrés par rap- port aux repères de référence ( 40) lorsque le module est harmonisé et en ce que le module comporte de plus des moyens ( 50,52) de commande de la position de l'image sur l'écran permettant de centrer les repères incrustés ( 44) par rapport aux repères de référence ( 40). 2 Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran étant constitué par le fond d'un tube catho- dique muni de moyens de balayage en ligne et trame (balaya- ge de type télévision), les moyens de commande de la posi- tion de l'image sont constitués par des moyens de décalage dans la direction de ligne et dans la direction de trame. 3 Module selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que les repères de référence ( 40) sont gravés sur la face avant ou arrière de l'écran. 4 Module selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que les repères de référence ( 40) sont ménagés sur un élément rapporté sur l'écran. Module selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que les repères de référence ( 40) sont portés par un réticule dont l'image est superposée par une lame semi- réfléchissante ( 56) à celle qui est formée sur l'écran. 6 Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les repères de référence ( 40) et les repères incrustés ( 44) sont écartés angulaire- ment de l'axe optique du module.