FR2581205A1 - METHOD FOR RECORDING OPTOELECTRONIC AXES OF A THERMAL IMAGE APPARATUS - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE MISE EN CONCORDANCE D'AXES OPTOELECTRONIQUES D'UN APPAREIL A IMAGE THERMIQUE QUI COMPORTE, DANS LA DIRECTION DU RAYONNEMENT INCIDENT, UN CANAL DETECTEUR AVEC MIROIR DE BALAYAGE ET SERIE DE DETECTEURS. L'ENERGIE DE RAYONNEMENT RECUE PAR CETTE DERNIERE EST REPRESENTEE SUR UNE SERIE DE DIODES ELECTROLUMINESCENTES DONT LE RAYONNEMENT EST REFLECHI PAR LE COTE RESTITUTION DU MIROIR DE BALAYAGE ET PAR LE CANAL DE L'IMAGE THERMIQUE, DANS UN APPAREIL DE VISEE DANS LEQUEL L'OBSERVATEUR PEUT FAIRE SE SUPERPOSER LE RETICULE ET LES AUTRES AXES AU MOYEN DE COINS TOURNANTS PREVUS DANS LE CANAL DE L'IMAGE THERMIQUE, ET PAR CONSEQUENT METTRE EN CONCORDANCE CES AXES. LE COTE RESTITUTION DU MIROIR EST DETECTE PAR UN CAPTEUR DE POSITION DE BALAYAGE ET LE RAYONNEMENT REFLECHI DE CE CAPTEUR PRODUIT UN SIGNAL DE DECLENCHEMENT DANS SON PROPRE DETECTEUR.PROCESS FOR BRINGING THE OPTOELECTRONIC AXIS INTO CONCORDANCE OF A THERMAL IMAGING APPARATUS WHICH INCLUDES, IN THE DIRECTION OF THE INCIDENT RADIATION, A DETECTOR CHANNEL WITH SCAN MIRROR AND SERIES OF DETECTORS. THE RADIATION ENERGY RECEIVED BY THIS LATTER IS REPRESENTED ON A SERIES OF LIGHT DIODES WHOSE RADIATION IS REFLECTED BY THE RESTITUTION SIDE OF THE SCAN MIRROR AND THROUGH THE THERMAL IMAGE CHANNEL, IN A SIGHT DEVICE IN WHICH THE OBSERVER MAY MAKE THE RETICLE AND THE OTHER AXES SUPERIMPOSE BY MEANS OF TURNING CORNERS PROVIDED IN THE THERMAL IMAGE CHANNEL, AND THEREFORE MAKE THESE AXES CONCORDANCE. THE RESTITUTION SIDE OF THE MIRROR IS DETECTED BY A SCAN POSITION SENSOR AND THE RADIATION REFLECTED FROM THIS SENSOR PRODUCES A TRIGGER SIGNAL IN ITS OWN DETECTOR.
Description
La présente invention a pour objet un procédé de mise en concordance desThe subject of the present invention is a method for matching the
axes optoélectroniques d'un appareil à image thermique qui comporte, dans la direction du rayonnement incident, un canal de détection avec un optique à infrarouge, un miroir de balayage, disposé, en position de repos, à 45 par rapport à cette optique, un objectif à infrarouge et une série de détecteurs, qui b) représente l'énergie de rayonnement reçue optoelectronic axes of a thermal image device which comprises, in the direction of the incident radiation, a detection channel with an infrared optic, a scanning mirror, placed, in the rest position, at 45 relative to this optic, a infrared objective and a series of detectors, which b) represents the radiation energy received
par la série de détecteurs, après conversion optoélectro- by the series of detectors, after optoelectro- conversion
nique et amplification, sur une série de diodes électrolu- nique and amplification, on a series of LEDs
minescentes correspondante, c) réfléchit le rayonnement de la série de diodes électroluminescentes sur un objectif de collimateur, côté restitution du miroir de balayage, et de là dans un canal à image thermique, constitué d'une optique de restitution et de l'oculaire d'un appareil de visée, et d) comporte un capteur dit de position de balayage dont la source lumineuse éclaire le côté projection du miroir de balayage pour capter sa position et dont le rayonnement réfléchi produit un signal de déclenchement par autocollimation sur son propre détecteur, corresponding minescents, c) reflects the radiation from the series of light-emitting diodes on a collimator objective, on the rendering side of the scanning mirror, and from there in a thermal image channel, consisting of a rendering optic and the eyepiece d an aiming device, and d) comprises a so-called scanning position sensor, the light source of which illuminates the projection side of the scanning mirror in order to detect its position and the reflected radiation of which produces a triggering signal by self-animation on its own detector,
ainsi qu'un circuit pour la réalisation de ce procédé. as well as a circuit for carrying out this process.
Le brevet allemand 33.29.590 décrit un procédé de ce type et un dispositif correspondant. Par ailleurs, on connait par les brevets allemands 30 48 809 et 31 04 318 des procédés et des montages dans lesquels un appareil à image thermique est couplé avec un émetteur à laser de telle sorte que l'appareil à image thermique German patent 33.29.590 describes a process of this type and a corresponding device. Furthermore, the German patents 30 48 809 and 31 04 318 disclose methods and arrangements in which a thermal image device is coupled with a laser transmitter so that the thermal image device
sert de canal de réception à l'émetteur à laser. serves as a reception channel for the laser transmitter.
Enfin, le brevet EP O 057 304 décrit une association d'appareils à viseur comportant un canal Finally, patent EP O 057 304 describes a combination of viewfinder devices comprising a channel
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lumière de jour, un amplificateur lumière résiduelle et un télémètre à laser. Dans ce cas, les différents groupes d'appareils sont disposés parallèlement les uns aux autres et reçoivent le rayonnement incident par l'intermédiaire d'un miroir tournant qui leur est commun. Le télémètre à laser et la mire principale se trouvent à l'intérieur du canal lumière de jour, cette dernière pouvant être réfléchie dans l'amplificateur de lumière résiduelle prévu comme canal de nuit, en vue de mettre daylight, a residual light amplifier and a laser rangefinder. In this case, the different groups of devices are arranged parallel to each other and receive the incident radiation via a rotating mirror which is common to them. The laser rangefinder and the main target are inside the daylight channel, the latter being able to be reflected in the residual light amplifier provided as the night channel, in order to put
en concordance les axes.in agreement the axes.
Dans ces appareils et associations d'appareils, des axes optoélectroniques peuvent être dirigés sur un réticule servant de référence et permettent des opérations de réglage et de visée directes. Mais, il leur manque une possibilité supplémentaire d'exploiter la mise en accord réalisée, comme l'identification de temps et de position, pour des opérations ultérieures de commande In these devices and device combinations, optoelectronic axes can be directed on a reticle serving as a reference and allow direct adjustment and aiming operations. However, they lack an additional possibility of exploiting the agreement achieved, such as the identification of time and position, for subsequent control operations.
ou d'orientation.or orientation.
L'invention a pour but de perfectionner des procédés de visée connus et des appareils correspondants, de telle sorte que leurs axes optoélectroniques mis en concordance puissent encore être stockés et exploités dans un autre appareil connectable au besoin, à l'appareil de visée, pour une représentation électronique de l'objectif ou de son image thermique. A cet effet, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que: on utilise un canal multiplexeur parallèle au canal de l'image thermique pour la représentation électronique de l'image thermique, avec possibilité de connecter une unité de déviation (suiveur), on commande avec un groupe possédant des fonctions de mise en concordance la série de diodes électroluminescentes et le canal multiplexeur directement ou par le canal détecteur et on achemine les signaux de déclenchement du capteur de position de balayage vers le canal multiplexeur The object of the invention is to improve known sighting methods and corresponding apparatuses, so that their aligned optoelectronic axes can still be stored and exploited in another apparatus connectable if necessary, to the aiming apparatus, for an electronic representation of the objective or its thermal image. To this end, the method according to the invention is characterized in that: a multiplexer channel parallel to the channel of the thermal image is used for the electronic representation of the thermal image, with the possibility of connecting a deflection unit (follower) , the group of light-emitting diodes and the multiplexer channel are controlled with a group having matching functions directly or by the detector channel and the trigger signals are sent from the scanning position sensor to the multiplexer channel
pour l'interrogation synchrone du détecteur. for synchronous interrogation of the detector.
On obient ainsi un signal sous la forme d'une We thus obtain a signal in the form of a
identification qui correspond à l'axe de référence - identification which corresponds to the reference axis -
le réticule dans un appareil de visée - et qui peut être utilisé à la place de celui-ci comme indicateur de lignes de visée, par exemple pour un suiveur entièrement électronique, monté en aval. On peut ainsi lui représenter la position de l'axe (axe de visée = réticule) qu'un observateur, par exemple un tireur-pointeur, utilise dans une lunette pour viser un objectif. Cette position est utilisée par le suiveur pour déterminer la déviation par exemple d'un engin volant, par rapport à l'axe, l'axe de référence étant mis en mémoire dans le suiveur comme the reticle in a sighting device - and which can be used in place of it as a sighting line indicator, for example for a fully electronic tracker, mounted downstream. We can thus represent the position of the axis (aiming axis = reticle) that an observer, for example a shooter-pointer, uses in a telescope to aim an objective. This position is used by the follower to determine the deviation, for example of a flying machine, with respect to the axis, the reference axis being stored in the follower as
étant l'origine des coordonnées.being the origin of the coordinates.
Les sous-revendications ont pour objet des The subclaims relate to
caractéristiques de l'invention.features of the invention.
Différents modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après plus en détail en référence au dessin annexé o les mêmes références désignent les mêmes pièces, et dans lequel: La figure 1 représente le schéma fonctionnel suivant l'invention avec commande directe d'un canal multiplexeur, La figure 2 représente le schéma fonctionnel selon la figure 1, mais avec commande du canal multiplexeur par l'intermédiaire du canal détecteur monté en amont du premier, et Les figures 3a à 3d représentent les différentes étapes nécessaires à la mise en concordance des axes optoélectroniques. L'appareil à image thermique 1 de la figure 1 comporte une optique à infrarouge 2 pour la réception du rayonnement à infrarouge 3 qui parvient au détecteur 6 par le dispositif de balayage 4 et l'objectif du Different embodiments of the invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawing o the same references designate the same parts, and in which: FIG. 1 represents the functional diagram according to the invention with direct control of a multiplexer channel, FIG. 2 represents the functional diagram according to FIG. 1, but with control of the multiplexer channel via the detector channel mounted upstream of the first, and FIGS. 3a to 3d represent the different steps necessary for setting up concordance of optoelectronic axes. The thermal image apparatus 1 of FIG. 1 comprises an infrared optics 2 for the reception of infrared radiation 3 which reaches the detector 6 by the scanning device 4 and the objective of the
4 25812054 2581205
détecteur 5. Après conversion optoélectronique, les signaux du détecteur sont acheminés vers la série de diodes électroluminescentes 9 par un amplificateur 7, 8 et de là réfléchis dans l'appareil de visée 12, après passage dans le canal de l'image thermique 14 qui se compose l'objectif de collimateur 10, du côté restitution du miroir de balayage 18 prévue dans l'unité de balayage 4, de l'optique de restitution 11 et des coins tournants 17. Les signaux sont ainsi représentés à l'observateur 13. L'appareil à image thermique 1 comporte en outre le capteur de position de balayage 19 dont la source lumineuse non représentée sur la figure, éclaire le côté restitution du miroir de balayage. Le rayonnement réfléchi de restitution, produit par autocollimation, sur un détecteur également non représenté, un signal de detector 5. After optoelectronic conversion, the detector signals are routed to the series of light-emitting diodes 9 by an amplifier 7, 8 and from there reflected in the sighting device 12, after passing through the channel of the thermal image 14 which consists of the collimator objective 10, on the rendering side of the scanning mirror 18 provided in the scanning unit 4, of the rendering optics 11 and of the rotating corners 17. The signals are thus represented to the observer 13. The thermal image apparatus 1 also comprises the scanning position sensor 19, the light source of which, not shown in the figure, illuminates the rendering side of the scanning mirror. The reflected radiation of restitution, produced by stickers, on a detector also not shown, a signal of
déclenchement, utilisé pour déclencher une impulsion. trigger, used to trigger a pulse.
Jusque là il s'agit de l'état connu de la technique. So far, this is the known state of the art.
Parallèlement au canal de l'image thermique Parallel to the thermal image channel
14, il est prévu le canal multiplexeur (= canal d'interro- 14, the multiplexer channel is provided (= interrogation channel
gation) 15 qui, dans le mode de réalisation présent, comporte les unités 15' et 15" montées en série. Il sert gation) 15 which, in the present embodiment, comprises the 15 'and 15 "units connected in series. It serves
à la représentation électronique de l'image thermique. to the electronic representation of the thermal image.
Pour un canal électronique de ce type, il est nécessaire de capter la position horizontale instantanée du miroir de balayage 18 et de la mettre sous forme de signaux électriques afin d'assurer la représentation électronique synchrone de l'image, c'est-à-dire l'interrogation synchrone (= multiplexage) des signaux du détecteur, pour le suiveur 16 à connecter. On se sert à cet effet For an electronic channel of this type, it is necessary to capture the instantaneous horizontal position of the scanning mirror 18 and to put it in the form of electrical signals in order to ensure the synchronous electronic representation of the image, that is to say say the synchronous interrogation (= multiplexing) of the detector signals, for the follower 16 to be connected. We use it for this purpose
du capteur de position de balayage 19. of the scanning position sensor 19.
La première unité 15', dans le sens de passage du signal, est commandée, par une entrée séparée, par le processeur 21 qui à son tour, peut être commandé par l'appareil de commande 20 possédant des fonctions harmoniques. Dans le présent mode de réalisation, The first unit 15 ′, in the direction of the signal flow, is controlled by a separate input by the processor 21 which in turn can be controlled by the control unit 20 having harmonic functions. In the present embodiment,
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l'amplificateur 7, 8 comporte aussi deux unités, à savoir 7 et 8, dont l'unité d'amplification 8 est équipée d'un the amplifier 7, 8 also comprises two units, namely 7 and 8, whose amplification unit 8 is equipped with a
excitateur qui commande la série de diodes électrolumines- exciter which controls the series of light-emitting diodes-
centes 9 comportant par exemple 120 diodes, de manière synchrone avec les signaux du détecteur. Le signal des diodes électroluminescentes parvient, par le canal de l'image thermique 14, décrit ci-dessus, à l'appareil de visée 12 constitué d'une optique. L'entrée de l'unité de multiplexage 15' est couplée entre les deux unités d'amplification 7 et 8. Selon un autre mode de réalisation, le couplage de l'unité 15' peut se faire entre le détecteur centes 9 comprising for example 120 diodes, synchronously with the detector signals. The signal from the light-emitting diodes reaches, by the channel of the thermal image 14, described above, to the sighting device 12 made up of an optic. The input of the multiplexing unit 15 'is coupled between the two amplification units 7 and 8. According to another embodiment, the coupling of the unit 15' can be done between the detector
6 et l'amplificateur 7, et le nombre des diodes électro- 6 and the amplifier 7, and the number of the electric diodes
luminescentes ainsi que celui des unités d'amplification et de multiplexage peut être supérieur ou inférieur, luminescent as well as that of the amplification and multiplexing units can be higher or lower,
sans pour autant que l'on sorte du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
Le canal de l'image thermique 14 et le canal de multiplexage 15 fonctionnent simultanément. L'optique 12 comporte entre autres un réticule 22 sur lequel sont associés les deux axes 14 et 15 suivant les figures 3a à 3d. A cet effet, l'image de jour selon la figure 3a, d'un objectif 23 est placée au centre du réticule. Dans la figure 3b, semblable dans son aspect extérieur, on a commuté sur le canal d'image thermique 14 et l'on a The thermal image channel 14 and the multiplexing channel 15 operate simultaneously. The optic 12 comprises inter alia a reticle 22 on which the two axes 14 and 15 are associated according to FIGS. 3a to 3d. To this end, the day image according to FIG. 3a, of a lens 23 is placed in the center of the reticle. In FIG. 3b, similar in its external appearance, we have switched to the thermal image channel 14 and we have
placé l'image représentée par la série de diodes électro- placed the image represented by the series of electro-diodes
luminescentes 9 au centre du réticule 22, au moyen des coins tournants 17. . Le canal de l'image thermique 14 et le canal de jour sont ainsi mis en accord. Comme expliqué à l'aide de la figure 1, on commande maintenant le processeur 21 par l'intermédiaire de l'appareil de commande 20. Il ressort de la figure 3c que dans ce cas, par exemple 20 diodes électroluminescentes, comportant chacune 10 éléments, sont commandées séparément, vers le haut et vers le bas, autour de l'élément central n 60 -dans la numérotation dans l'ordre des diodes entre n 50 et n 70- de sorte que, à l'exception de la diode choisie, luminescent 9 at the center of the reticle 22, by means of the rotating corners 17.. The channel of the thermal image 14 and the day channel are thus brought into agreement. As explained with the aid of FIG. 1, the processor 21 is now controlled by the control unit 20. It appears from FIG. 3c that in this case, for example 20 light-emitting diodes, each comprising 10 elements , are controlled separately, up and down, around the central element n 60 - in the numbering in the order of the diodes between n 50 and n 70 - so that, with the exception of the selected diode ,
6 25812056 2581205
toutes les autres sont hors tension, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas éclairées. Sur le dessin, chaque carré all others are switched off, i.e. they are not lit. In the drawing, each square
représente une diode et le carré du milieu noirci repré- represents a diode and the black center square represents
sente la diode éclairée alimentée en courant. feel the lit diode supplied with current.
Une autre solution consiste à assombrir toutes Another solution is to darken all
les diodes par l'intermédiaire d'un variateur de lumi- the diodes via a dimmer
nosité, de sorte que seules les diodes retenues sont nosity, so that only the diodes selected are
éclairées puisque commandées séparément. illuminated since ordered separately.
Dans le mode particulier de réalisation d'appareils à image thermique fonctionnant avec déplacement In the particular embodiment of thermal image devices operating with displacement
de lignes (par exemple 2:1), après chaque opération d'ex- lines (for example 2: 1), after each operation of ex-
ploration ou de balayage, l'axe optique du dispositif de balayage est basculé de la hauteur d'un élément de ploration or scanning, the optical axis of the scanning device is tilted by the height of a
détecteur. Lors de la sélection des diodes électrolumines- detector. When selecting light emitting diodes-
centes, décrite au paragraphe précédent, l'information de déplacement de lignes, délivrée par l'unité de balayage 4, peut être utilisée de manière à permettre de déplacer centes, described in the previous paragraph, the line displacement information, delivered by the scanning unit 4, can be used so as to allow displacement
d'une hauteur correspondant à celle d'une diode électro- of a height corresponding to that of an electro-diode
luminescente. Dans le présent mode de réalisation, ceci signifie qu'avec les 20 diodes, on peut sélectionner luminescent. In the present embodiment, this means that with the 20 diodes, one can select
lignes.lines.
La figure 3d montre qu'avec le processeur 21 (figure 1) on peut choisir la diode électroluminescente qui est recouverte par le trait horizontal du réticule Figure 3d shows that with processor 21 (Figure 1) you can choose the light emitting diode which is covered by the horizontal line of the reticle
22 (direction verticale) lorsqu'elle est éclairée. L'ap- 22 (vertical direction) when illuminated. The ap-
pareil de commande 20 permet de choisir l'impulsion du capteur de position 19 pour le déclenchement de la diode; celle-ci est éclairée lorsqu'elle est recoupée par le trait vertical du réticule de l'appareil 12. Après ces deux mesures de réglage, une diode électroluminescente s'éclaire exactement au centre du réticule, comme l'indique similar control 20 makes it possible to choose the pulse of the position sensor 19 for triggering the diode; the latter is illuminated when it is intersected by the vertical line of the reticle of the device 12. After these two adjustment measurements, a light-emitting diode lights up exactly in the center of the reticle, as indicated
le carré noirci au centre de la figure 3d. the blackened square in the center of figure 3d.
Le numéro de l'information (information The information number (information
verticale) et la durée horizontale de l'éclairement (infor- vertical) and the horizontal duration of illumination (inform-
mation horizontale) de la série de diodes électrolumines- horizontal) of the series of light-emitting diodes-
centes 9, sont communiqués selon la figure 1, à l'unité centes 9, are communicated according to figure 1, to the unit
de multiplexage 15' sous la forme d'une tension correspon- of multiplexing 15 'in the form of a corresponding voltage
dante. En raison de son amplitude, cette impulsion se distingue de tous les autres signaux de fond et signaux d'objectif, et peut être utilisée par le suiveur 16 comme point 0 des coordonnées. Le suiveur dispose ainsi de dante. Because of its amplitude, this pulse differs from all other background signals and objective signals, and can be used by the follower 16 as point 0 of the coordinates. The follower thus has
la même information de position du réticule 22 de l'appa- the same position information of the reticle 22 of the apparatus
reil 12, que l'observateur 13, et peut ainsi opérer une reil 12, that observer 13, and can thus operate a
détermination de la déviation.determination of the deviation.
Le mode de réalisation de la figure 2 se distingue de celui de la figure 1 uniquement en ce que l'appareil de commande 20 et le processeur 21 appliquent The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that the control unit 20 and the processor 21 apply
la tension nécessaire à l'éclairement de la diode électro- the voltage required to illuminate the electro-diode
luminescente correspondante - et par conséquent, les impulsions (tension) mises à la disposition du suiveur par l'intermédiaire du canal de multiplexage 15 - non plus par le canal de multiplexage 15, mais par la partie 4 à 7 du canal détecteur choisi, très exactement entre corresponding luminescent - and therefore the pulses (voltage) made available to the follower via multiplexing channel 15 - no longer by multiplexing channel 15, but by part 4 to 7 of the chosen detector channel, very exactly between
le détecteur 6 et l'unité d'amplification 7. the detector 6 and the amplification unit 7.
Selon un mode de réalisation non représenté sur la figure, il serait encore possible de prévoir que l'appareil de commande 20 et le processeur 21 agissent sur le canal détecteur, en aval de l'unité d'amplification According to an embodiment not shown in the figure, it would still be possible to provide for the control device 20 and the processor 21 to act on the detector channel, downstream of the amplification unit
7, mais en amont de la dérivation entre 7 et 8/15. 7, but upstream of the diversion between 7 and 8/15.
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