FR2472815A1 - Stabilising mechanism for optical sighting system - includes magnetic damping minimising oscillation of mirrors in two perpendicular directions - Google Patents
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Abstract
Description
La Presente invention se rapporte à un système de stabilisation de vise ànxroirs qui peut-être intégré dans un instrument d'optique de manière à obtenir une visée stable ou uWtointage stable malgre les mouvements ou vibrations que subit l'instrument. Ce système peut-atre integré dans un instrument d'optique tel qu'unie lunette de visée ou un télémètre à laser. The present invention relates to a target stabilization system with blacks which can be integrated into an optical instrument so as to obtain a stable aiming or stable aiming despite the movements or vibrations which the instrument undergoes. This system can be integrated into an optical instrument such as a telescopic sight or a laser rangefinder.
Il existe déjà des systèmes destinés à stabiliser la ligne de visée ou de pointage, dans les instruments optique, sans faire appel à des gyroscope;
Ces systèmes comportent un elément optique qui est maintenu stable par un système pendulaire ou par inertie. L' & ment optique mobile peut être un prisme (brevet français 1.386.il4 par exemple) ou une lentille (brevet français 1.192.262 par exemple). Ces systèmes de stablisation introduisent des défauts de parallaxe et conduisent à des instruments encombrants.There are already systems intended to stabilize the line of sight or aiming, in optical instruments, without using a gyroscope;
These systems include an optical element which is kept stable by a pendulum system or by inertia. The mobile optical element can be a prism (French patent 1,386.il4 for example) or a lens (French patent 1,192,262 for example). These stabilization systems introduce parallax defects and lead to bulky instruments.
La présente invention a pour objet un système de stabilisation de visée ou de pointage n'introduisant pas de défaut de parallaxe il peut être disposé devant n'importe quel instrument d'optique sans que l'on ait à modifier la structure interne de l'instrument. The subject of the present invention is a sighting or pointing stabilization system which does not introduce any parallax defect, it can be placed in front of any optical instrument without having to modify the internal structure of the instrument.
Le système optique selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte shcessiVement un miroir de stabilisation avant associé à un ensemble de suspension lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour d'un axe de rotation en étant soumis à un rappel et à un amortissement et qui renvoie la lumière sur un réflecteur fixe lequel renvoie la 1* mière sur un miroir de stabilisation arrière associé à un ensemble de suspension lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour d'un axe de rotation en étant soumis à un rappel et à un amortissement, les deux axes de rotation des deux miroirs étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et perpendiculaires chacun à l'axe de visée. The optical system according to the invention is characterized by the fact that it shcessiVement a front stabilization mirror associated with a suspension assembly allowing it to oscillate under the effect of inertia around an axis of rotation while being subjected to a recall and to a damping and which returns the light on a fixed reflector which returns 1 * mière on a rear stabilization mirror associated with a suspension assembly allowing it to oscillate under the effect of the inertia around 'an axis of rotation being subject to a return and a damping, the two axes of rotation of the two mirrors being perpendicular to each other and perpendicular to each axis of sight.
L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se réfé- rant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés. The invention will now be described in more detail with reference to embodiments given by way of examples and represented by the accompanying drawings.
La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation du système de stabilisation selon l'invention. FIG. 1 schematically represents a first embodiment of the stabilization system according to the invention.
La figure 2 represente schematiquement un second mode de réalisation. Figure 2 shows schematically a second embodiment.
La figure 3 représente schématiquement un troisième mode de réalisatio;
La figure 4 représente schematiquement un quatrième mode de réalisation
Le système de stabilisation selon l'invention est incorporé dans un instrument optique plus complexe qui ntest pas représenté. I1 est par exe ple disposé devant une lunette. Ce système est logé dans un boîtier qui n'est pas représenté. I1 comporte, en suivant le sens de propagation de la lumière, un miroir de stabilisation avant I un réflecteur 2 et un miroir de stabilisation arrière 3.FIG. 3 schematically represents a third embodiment;
Figure 4 shows schematically a fourth embodiment
The stabilization system according to the invention is incorporated into a more complex optical instrument which is not shown. I1 is for example ple placed in front of a telescope. This system is housed in a housing which is not shown. I1 comprises, following the direction of propagation of the light, a front stabilization mirror I a reflector 2 and a rear stabilization mirror 3.
Ces réflecteurs I, 2, 3 réfléchissent successivement la lumière. L'axe optique se réfléchit sur le miroir de stabilisation I de 5là52 puis sur le réflecteur 2 de 52 à 53 puis sur le miroir de stabilisation 3 de 53 à 54. These reflectors I, 2, 3 successively reflect light. The optical axis is reflected on the stabilization mirror I from 5là52 then on the reflector 2 from 52 to 53 then on the stabilization mirror 3 from 53 to 54.
Le réflecteur 2 est monté de manière fixe dans le boîtier. I1 est par exemple constitué par un miroir ou par tout autre réflecteur donnant une réflexion. The reflector 2 is fixedly mounted in the housing. I1 is for example constituted by a mirror or by any other reflector giving a reflection.
Le miroir de stabilisation avant I oscille autour d'un axe de rotation 61. I1 est associé à un ensemble de suspension 6 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour de l'axe de rotation 61 en étant soumis à un rappel et à un amortissement des oscillations autour de cet axe. The front stabilization mirror I oscillates around an axis of rotation 61. I1 is associated with a suspension assembly 6 allowing it to oscillate under the effect of inertia around the axis of rotation 61 while being subjected to a reminder and a damping of the oscillations around this axis.
Le miroir de stabilisation arrière 3 oscille autour d'un axe de rotation 71. I1 est également associé à un ensemble de suspension 7 lui permettant d'osciller sous l'effet de l'inertie autour de l'axe de rotation 71 en étant soumis à un rappel et à un amortissementdes oscillations autour de cet axe. The rear stabilizing mirror 3 oscillates around an axis of rotation 71. I1 is also associated with a suspension assembly 7 allowing it to oscillate under the effect of inertia around the axis of rotation 71 while being subjected a recall and a damping of oscillations around this axis.
Ltoe de rotation 61 et l'axe de rotation 71 sont parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de vis 51 et sont perpendiculaires l'unà l'autre. Ltoe of rotation 61 and the axis of rotation 71 are parallel to a plane perpendicular to the screw axis 51 and are perpendicular to each other.
Ainsi l'axe de rotation 61 est perpendiculaire à 51.Thus the axis of rotation 61 is perpendicular to 51.
Dans les modes de réalisation des figures I et 2, les surfaces réfléchissantes du miroir de stabilisation avant I et du miroir intermédiaire 2 sont parallèles, leus faces réfléchissantes étant en vis à vis. In the embodiments of Figures I and 2, the reflective surfaces of the front stabilization mirror I and of the intermediate mirror 2 are parallel, their reflective faces being opposite.
Dans les modes de réalisation des figures 3 et 4, la surface réfléchissante de l'élément réflecteur 2 et la surface réfléchissante du miroir de stabilisation avant 1 sont perpendiculaixs. Elles constituent un dièdre droit dont l'arête 8 est parallèle à l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation arrière 3. In the embodiments of Figures 3 and 4, the reflecting surface of the reflecting element 2 and the reflecting surface of the front stabilizing mirror 1 are perpendicular. They constitute a right dihedral, the edge 8 of which is parallel to the axis of rotation 71 of the rear stabilization mirror 3.
Chaque axe de rotation 61 ou 71 d'un miroir de stabilisation est coaxial ou parallèle à l'axe principal du système après réflexion sur ledit miroir qui est alors incliné à 450 par rapport à l'axe principal. Ainsi par exemple, l'axe de rotation 61 est coaxial ou parallèle à l'axe principal réfléchi 52 qui est perpendiculaire à 51. De même par exemple l'axe de rotation 71 est coaxial ou parallèle à l'axe principal réfléchi 54. Le miroir de stabilisation avant 1 est parallèle à l'axe de rotation 71 de l'a tre miroir de stabilisation 3. De même le miroir de stabilisation arrière 3 est parallèle à l'axe de rotation & du miroir de stabilisation avant 1. Each axis of rotation 61 or 71 of a stabilization mirror is coaxial or parallel to the main axis of the system after reflection on said mirror which is then inclined at 450 relative to the main axis. Thus for example, the axis of rotation 61 is coaxial or parallel to the main reflected axis 52 which is perpendicular to 51. Likewise for example the axis of rotation 71 is coaxial or parallel to the main reflected axis 54. The front stabilization mirror 1 is parallel to the axis of rotation 71 of the other stabilization mirror 3. Likewise the rear stabilization mirror 3 is parallel to the axis of rotation & of the front stabilization mirror 1.
De préférence, l'un des axes de rotation 61 ou 71 est horizontal, l'au- tre axe de rotation etant vertical. Le miroir qui oscille autour d'un axe horizontal assure la stabilisation en site. Le miroir qui oscille autour d'un axe vertical assure une stabilisation en gisement. Dans chaque mode de réalisation des figures I et 3, l'axe de rotation 61 du miroir de stabilisation I est vertical, l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation 3 étant horizontal. Dans chaque mode de réalisation des figures 2 et 4, l'axe de rotation 61 du miroir de stabilisation 1 est horizontal, l'axe de rotation 71 du miroir de stabilisation 3 étant vertical. Preferably, one of the axes of rotation 61 or 71 is horizontal, the other axis of rotation being vertical. The mirror which oscillates around a horizontal axis ensures stabilization in elevation. The mirror which oscillates around a vertical axis ensures stabilization in the deposit. In each embodiment of Figures I and 3, the axis of rotation 61 of the stabilization mirror I is vertical, the axis of rotation 71 of the stabilization mirror 3 being horizontal. In each embodiment of Figures 2 and 4, the axis of rotation 61 of the stabilization mirror 1 is horizontal, the axis of rotation 71 of the stabilization mirror 3 being vertical.
Chaque miroir 1 ou 3 est monté rigidement sur un cadre 63 ou 73 respectivement. Chaque cadre â une forme annulairele miroir passant dans la lumi re centrales L'ensemble de suspension et guidage-6 du miroir 1 autour de l'axe 61 comporte deux pivots 62 qui sont disposés coaxialement à 61 de part et d'autre du miroir. Ils sont portés à leurs extrémités par le bottier et supportent le cadre 63 en le guidant en rotation autour de l'axe.61
L'ensemble de suspension et guidage du miroir 3 autour de l'axe 71 comporte deux pivots 72 qui sont disposés coaxialement à 71 de part et d'autre du miroir. Ils sont portés par le bottier et supportent le cadre 63 en le guidant en rotation autour de l'axe 71.Les pivots 62 ou 72 sont par exemple des pièces élastiques travaillant à la torsion autour de l'axe de rotation du miroir associé. Ces pièces assurent le rappel de chaque miroir en position neutre. Chaque miroir 1 ou 3 est équilibré par rapport à l'axe 61 ou 71. A cet effet, chaque miroir comporte une partie 11 ou 31 sur laquelle se réfléchit le faisceau de lumière centssur l'axe de visée et une partie d'équilibrage 12 ou 32. La masse de chaque miroir 1 ou 3 est limitée au minimum. Pour augmenter l'inertie de chaque miroir 1 ou 3, des masses d'inertie~ non représentées-sont montées de part et d'autre de ce miroir. Elles sont montées symétriquement par rapport à son axe de rotation et à une certaine distance de cet axe. Les oscillations du miroir 1 autour de l'axe 61 sont amorties par un dispositif d'amortissement 64-65 équipant le mitDir. Ce dispositif d'amortissement est constitué par des lames métalliques 64 et par des aimants 65. Les lames 64 sont solidaires du cadre 63 et passent dans ls entrefers des aimants qui sont montés sur le bottier. Les oscillations du miroir 3 autour de l'axe sont amorties par un dispositif d'amortissement 74-75. Ce dispositif est constitué par des lames métalliques 74 et par des aimants 75. Les lames 74 sont solidaires du cadre 73 et passent dans les entrefers des aimants 75 qui sont montés sur le bottier.Each mirror 1 or 3 is rigidly mounted on a frame 63 or 73 respectively. Each frame has an annular shape the mirror passing through the central lumi re The suspension and guide assembly-6 of the mirror 1 around the axis 61 comprises two pivots 62 which are arranged coaxially to 61 on either side of the mirror. They are carried at their ends by the shoemaker and support the frame 63 by guiding it in rotation around the axis.
The assembly for hanging and guiding the mirror 3 around the axis 71 comprises two pivots 72 which are arranged coaxially to 71 on either side of the mirror. They are carried by the shoemaker and support the frame 63 by guiding it in rotation around the axis 71. The pivots 62 or 72 are, for example, elastic parts working at torsion around the axis of rotation of the associated mirror. These parts recall each mirror to the neutral position. Each mirror 1 or 3 is balanced with respect to the axis 61 or 71. For this purpose, each mirror has a part 11 or 31 on which the light beam cents is reflected on the line of sight and a balancing part 12 or 32. The mass of each mirror 1 or 3 is limited to the minimum. To increase the inertia of each mirror 1 or 3, masses of inertia ~ not shown-are mounted on either side of this mirror. They are mounted symmetrically with respect to its axis of rotation and at a certain distance from this axis. The oscillations of the mirror 1 around the axis 61 are damped by a damping device 64-65 fitted to the mitDir. This damping device is constituted by metal blades 64 and by magnets 65. The blades 64 are integral with the frame 63 and pass in the air gap magnets which are mounted on the case. The oscillations of the mirror 3 around the axis are damped by a damping device 74-75. This device is constituted by metal blades 74 and by magnets 75. The blades 74 are integral with the frame 73 and pass in the air gaps of the magnets 75 which are mounted on the case.
Les dispositifs-64-65 et 74-75 provoquent l'amortissement des oscillations des miroirs 1 et 3 par courants de Foucault. Des butées peuvent astre prévues pour limiter les oscillations angulaires de chaque miroir 1 ou 3. The devices-64-65 and 74-75 cause the oscillations of mirrors 1 and 3 to be damped by eddy currents. Stops can be provided to limit the angular oscillations of each mirror 1 or 3.
La face de rappel deC/malquotr en position neutre est calculée pour assurer le filtrage des mouvements angulaires perturbateurs rapides et pour suivre, par contre, les mouvements de pointage lent. Malgré les mouvements rapides que subit le système, chaque miroir reste stable dans l'espace. Les oscillations autour de la position neutre sont amorties. Le premier miroir de stabilisation I stabilise la visée autour d'une première dilection. L'ensemble constitué par le miroir de stabilisation 1 et par le réflecteur fixe 2 n'inverse pas la direction de la deuxième direction à stabiliser (orthogonale à la première) qui est stabilisée par le second miroir de stabilisation 3.The return face of C / malquotr in neutral position is calculated to ensure filtering of fast disturbing angular movements and to follow, on the other hand, slow pointing movements. Despite the rapid movements the system undergoes, each mirror remains stable in space. The oscillations around the neutral position are damped. The first stabilization mirror I stabilizes the aiming around a first dilection. The assembly constituted by the stabilization mirror 1 and by the fixed reflector 2 does not reverse the direction of the second direction to be stabilized (orthogonal to the first) which is stabilized by the second stabilization mirror 3.
Un réflecteur 4, du type miroir, est disposé après le second miroir de stabilisation 3. il réfléchit l'axe optique de 54 à 55 en introduisant une réflexion supplémentaire- venant après les réflexions-enrmnbre impair~sur le miroir 1, sur le réflecteur 2 et sur le miroir 3. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, le miroir 4 est parallèle au miroir de stabilisation 3. Le système donne une image droite du paysage. Dans les modes de réalisation des figures 3 et 4, le miroir 4 est perpendiculaire au miroir de stabilisation 3. Le système retourne l'image de 1800. A reflector 4, of the mirror type, is placed after the second stabilization mirror 3. it reflects the optical axis from 54 to 55 by introducing an additional reflection - coming after the reflections - odd number ~ on the mirror 1, on the reflector 2 and on the mirror 3. In the embodiments of FIGS. 1 and 2, the mirror 4 is parallel to the stabilization mirror 3. The system gives a straight image of the landscape. In the embodiments of FIGS. 3 and 4, the mirror 4 is perpendicular to the stabilization mirror 3. The system returns the image of 1800.
I1 est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de meme envisager l'emploi de miens équivalents. Ainsi l'ensemble de suspension et de guidage autour d'un axe de rappel et d'amprtissement qui est associé à chaque miroir pourrait être réalisé différemment. It is understood that it is possible without departing from the scope of the invention to imagine variants and improvements in detail and even to envisage the use of equivalent mine. Thus, the suspension and guide assembly around an axis of return and absorption which is associated with each mirror could be produced differently.
Claims (7)
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FR7931994A FR2472815A1 (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Stabilising mechanism for optical sighting system - includes magnetic damping minimising oscillation of mirrors in two perpendicular directions |
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