Brevet FR2686208A1 — publié le 19930716

Cette invention concerne un système de formation d'image thermique. Ces dernières années, il y a eu une tendance à étendre l'utilisation de l'aviation de chasse en L'équipant de façon qu'elle puisse voler La nuit et par médiocre visibilité. Par exemple, un capteur infrarouge frontal (FLIR) peut être monté sur l'aéronef, et un collimateur de pilotage (HUD) à balayage tramé être utilisé pour afficher L'image résultante. Ce montage offre au pilote des images optiques (à travers la vitre du dispositif combineur du HUD) et thermiques (sur l'affichage du HUD) superposées simultanées du terrain situé en avant. L'élément final de ce montage consiste à équiper le pilote de jumelles de nuit (NVG), ce qui lui donne la possibilité, très importante, de voir autour de lui afin de lui permettre de voler bas et vite, la nuit et dans des conditions de médiocre visibilité, au moyen de techniques de vol diurne. Ce montage présente un certain nombre de limitations : 1. juste avant L'aube et juste après le coucher du soleil, il y a des moments où le niveau de lumière ambiante est trop élevé pour permettre Le fonctionnement NVG, mais trop faible pour le vol sans aides ; 2. sous certaines combinaisons de phase lunaire, de hauteur audessus de L'horizon et de trajectoire de vol de l'aéronef, les NVG ne peuvent produire la résolution des particularités du terrain ; et 3. dans des conditions atmosphériques de haute humidité, L'image FLIR est tout à fait médiocre, car la vapeur d'eau absorbe le rayonnement IR dans la bande de 8 à 12 pm, qui est le plus couramment utilisée par les capteurs FLIR. Par conséquent, un aspect de La présente invention produit un système de formation d'image thermique comprenant un capteur thermique grand-angulaire qui produit un signal de sortie représentant des images successives, un moyen servant temporairement à emmagasiner L'information représentant chaque image successivement, un moyen servant à superposer, dans l'angle de champ de l'utilisation, une image de sortie, un moyen servant à détecter la position de la tête de l'utilisateur et à sélectionner, comme image de sortie, une partie de L'image emmagasinée en fonction de Ladite position détectée. Un autre aspect de L'invention produit un système de formation d'image thermique, comprenant un capteur thermique grandangulaire et un capteur thermique à angle étroit, chacun produisant un signal de sortie qui représente des images successives, l'angle de champ du capteur thermique à angle étroit étant contenu à l'intérieur de celui du capteur thermique grand-angulaire, un moyen associé à chaque capteur pour emmagasiner temporairement L'information représentant chaque image successivement, un moyen servant à superposer, sur le champ de vision de l'utilisateur, une image de sortie, un moyen servant à détecter la position de la tête de l'utilisateur et à sélectionner, comme image de sortie, une partie d'une image ou des deux images emmagasinées en fonction de ladite position détectée. Un aspect supplémentaire de L'invention produit un système de formation d'image thermique, comprenant un capteur thermique grand-angulaire et un capteur thermique à angle étroit, produisant chacun un signal de sortie qui représente des images successives, le capteur thermique à angle étroit ayant un angle de champ qui peut être orienté à L'intérieur de l'angle de champ du capteur thermique grand-angulaire, un moyen associé à chaque capteur et servant à emmagasiner temporairement L'information représentant chaque image successivement, un moyen servant à superposer, sur l'angle de champ de l'utilisateur, une image de sortie, un moyen servant à détecter la position de La tête de l'utilisateur et à sélectionner comme image de sortie une partie de L'image grand-angulaire emmagasinée en fonction de ladite position détectée, un moyen servant à sélectionner comme autre image de sortie possible une partie de L'image à angle étroit emmagasinée en fonction de la position détectée, et un moyen servant à assurer la commutation entre les images de sortie alternées possibles. Le moyen servant à faire commuter entre les images de sortie alternées possibles comprend un moyen pouvant être sélectivement actionné pour combiner les deux images de sortie alternées possibles en une seule image de sortie. Le capteur thermique à angle étroit comprend des prismes d'orientation permettant de diriger l'angle de champ du capteur en fonction de la position détectée pour la tête de l'utilisateur. Le capteur thermique à angle étroit est de préférence sensible à une bande différente de celle du capteur thermique grand-angulaire. Par exemple, le capteur thermique grand-angulaire peut fonctionner dans la bande de 8 à 12 ,um, et le capteur thermique à angle étroit peut fonctionner dans la bande de 3 à 5 pm. Le moyen d'emmagasinage temporaire peut comprendre des mémoires d'image. De préférence, le moyen permettant de superposer une image de sortie sur l'angle de champ de l'utilisateur comprend un collimateur de pilotage monté sur casque. Le moyen servant à détecter la position de la tête de l'utilisateur peut alors comprendre un moyen monté sur le casque et permettant de produire un signal de position qui sera détecté par un moyen fixe situé à proximité du casque. Selon une autre possibilité, le moyen de détection de la position de La tête de l'utilisateur peut comprendre un moyen détecteur monté sur le casque et servant à détecter un signal de position produit par un moyen fixe situé au voisinage du casque. Pour illustrer L'invention, on va maintenant se reporter à titre d'exemple aux dessins, dans lesquels la figure 1 est un schéma simplifié d'un système selon un aspect de L'invention ; et la figure 2 est un schéma montrant les angles de champ des deux capteurs du système de la figure 1. Dans le système représenté sur les dessins, un capteur 1 à double gamme d'ondes et double grossissement est en mesure de produire des signaux de sortie vidéo représentant un angle de champ large dans la gamme d'ondes IR de 8 à 12 um et un angle de champ étroit, grossi, dans la gamme d'ondes IR de 3 à 5 pm. Ces deux signaux de sortie sont envoyés à des mémoires d'image distinctes 2 et 3, le signal de sortie de chacune d'elles étant envoyé à un mélangeur 4. Le signal de sortie vidéo résultant, qui représente des images vidéo de sortie, est transmis à un afficheur 5 monté sur casque constituant un collimateur de pilotage placé dans la ligne de visée du porteur du casque.L'afficheur 5 est placé sur le viseur 6 du casque 7, lequel porte un capteur 8 de position de la tête, dont le fonctionnement repose sur un dispositif capteur optique ou magnétique. De tels capteurs et Leurs systèmes de contrôle sont bien connus dans la technique et ne seront donc pas décrits en détail. L'information produite par le capteur 8 de position de la tête est transmise, après un traitement approprié, à une paire de modificateurs d'adresse 9 et 10, à raison d'un pour chaque gamme d'ondes. Ceux-ci produisent des signaux à destination des mémoires d'image respectives 2 et 3 afin d'amener la délivrance de L'information vidéo en fonction des adresses des mémoires qui correspondent à la position détectée par le capteur de position de la tête. En d'autres termes, L'image affichée par L'afficheur monté sur casque correspond à la zone en direction de laquelle le porteur du casque est en train de regarder. Comme on peut le voir sur la figure 2 à titre d'exemple, l'angle de champ couvert par Le capteur de 8 à 12 um est de 1200 sur 800, et Le capteur de 3 à 5 pm couvre un angle de champ de 250 sur 170, se trouvant au centre de celui-ci. Si le porteur du casque écarte l'axe de son regard du centre de l'angle de champ Large, comme cela se fait lorsqu'il tourne la tête, ce qui est détecté par le capteur de position de La tête, la zone de L'image transmise à L'afficheur monté sur casque varie également en conséquence. La nouvelle zone, comme par exemple indiqué par le numéro 20 sur la figure 2, couvre une partie 20a de L'image grand-angulaire 21, et une partie 20b de L'image à angle étroit 22. Le porteur verra par conséquent, cette image sur son afficheur. REVENDICATIONS 1. Système de formation d'image thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur thermique grand-angulaire (1) produisant un signal de sortie qui représente des images successives, un moyen (2, 3) servant à temporairement emmagasiner des informations représentant chaque image successivement, un moyen (5) servant à superposer, sur L'angle de champ de l'utilisateur, L'image de sortie, un moyen servant à détecter (8) La position de la tête de l'utilisateur et à sélectionner (4, 9, 10), comme image de sortie, une partie de L'image emmagasinée en fonction de ladite position détectée. 2. Système de formation d'image thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur thermique grand-angulaire (1) et un capteur thermique à angle étroit (1), produisant chacun un signal de sortie qui représente des images successives, l'angle de champ du capteur thermique à angle étroit se trouvant à l'intérieur de celui du capteur thermique grand-angulaire, un moyen (2, 3) associé à chaque capteur servant à emmagasiner temporairement L'information représentant chaque image successivement, un moyen (5) servant à superposer, sur l'angle de champ de l'utilisateur, une image de sortie, un moyen servant à détecter (8) la position de la tête de l'utilisateur et à sélectionner (4, 9, 10), comme image de sortie, une partie de L'image ou des deux images emmagasinées en fonction de ladite position détectée. 3. Système de formation d'image thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur thermique grand-angulaire (1) et un capteur thermique à angle étroit (1), produisant chacun un signal de sortie qui représente des images successives, le capteur thermique à angle étroit ayant un angle de champ qui peut être dirigé à l'intérieur de l'angle de champ du capteur thermique grandangulaire, un moyen (2, 3) associé à chaque capteur et servant à temporairement emmagasiner une information représentant chaque image successivement, un moyen (5) servant à superposer, sur l'angle de champ de l'utilisateur, L'image de sortie, un moyen servant à détecter (8) la position de la tête de l'utilisateur et à sélectionner (4, 9, 10), comme image de sortie, une partie de L'image grand-angulaire emmagasinée en fonction de ladite position détectée, un moyen servant à sélectionner, comme une autre image de sortie possible, une partie de L'image à angle étroit emmagasinée en fonction de la position détectée, et un moyen servant à effectuer la commutation entre les images de sortie alternées possibles. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que Le moyen servant à effectuer la commutation entre les images de sortie alternées possibles comprend un moyen pouvant être sélectivement actionné pour combiner les deux images de sortie alternées possibles en une unique image de sortie. 5. Système selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le capteur thermique à angle étroit est sensible sur une gamme d'ondes différente de celle du capteur thermique grand-angu laire. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur thermique grand-angulaire fonctionne dans la gamme d'ondes de 8 à 12 pm et le capteur thermique à angle étroit fonctionne dans la gamme d'ondes de 3 à 5 jjm. 7. Système selon L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen d'emmagasinage temporaire comprend des mémoires d'image. 8. Système selon L'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen servant à superposer une image de sortie sur L'angle de champ de l'utilisateur comprend un collimateur de pilotage (5) monté sur casque. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen servant à détecter la position de la tête de l'utili- sateur comprend un moyen monté sur le casque et produisant un signal de position qui sera détecté par un moyen fixe disposé au voisinage du casque. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de détection de la position de la tête de l'utilisa- teur comprend un moyen détecteur monté sur le casque et servant à détecter un signal de position produit par un moyen fixe situé à proximité du casque. 11. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur thermique à angle étroit comprend des prismes d'orientation servant à diriger l'angle de champ du capteur en fonction de la position détectée pour la tête de l'utilisateur.