FR2733041A1

FR2733041A1 - Airborne stabilised optical multi=channel weapon sighting system

Info

Publication number: FR2733041A1
Application number: FR8403946A
Authority: FR
Inventors: Bernard Boehm; Jean Picard
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1984-03-14
Publication date: 1996-10-18

Abstract

The system includes a first unit (14) rotatable about an external yaw axis by a steering motor and gearing (34), and a second unit (16) mounted on the first and rotatable about an external pitch axis (17) by a torque motor (88). A fine-adjustment core (18) fitted with a gyroscope (20) is mounted on the second unit and associated with a pointing and stabilising mirror (22). Its steering mechanism is controlled by a servo circuit. The two motors have follow-up system responsive to detectors of the angular displacement of the axes of the core from a canonical position.

Description

Dispositif de visée stabilisée multivoies
L'invention concerne un dispositif de visée stabilisée destiné à être monté sur une plate-forme telle qu'un véhicule terrestre, un navire ou, surtout, un hélicoptère.Multi-path stabilized sighting device
The invention relates to a stabilized sighting device intended to be mounted on a platform such as a land vehicle, a ship or, above all, a helicopter.

Dans de nombreux cas, par exemple dans les systèmes de conduite de tir ou de guidage d'engin vers une cible, le dispositif de visée doit pointer et stabiliser simultanément, en site et en gisement, les lignes de visée de plusieurs senseurs, capteurs ou sources optiques travaillant
t7ns des bandes spectrales différentes. On connaît notamment (les di Cpositifs de visée associés à des senseurs et capteurs dont certains travaillent dans le domaine du visible et de l'infrarouge proche, c 'est-à-dire pratiquement dans la bande allant de 0,4 à 2,5 microns, et d'autres travaillent dans l'infrarouge thermique, c 'est-à-dire dans une bande comprise entre 3 et 13 microns (souvent entre 8 et 12 microns).In many cases, for example in fire control systems or device guidance towards a target, the aiming device must point and stabilize simultaneously, in elevation and in bearing, the lines of sight of several sensors, sensors or optical sources working
t7ns of different spectral bands. We know in particular (the aiming devices associated with sensors and sensors some of which work in the visible and near infrared range, that is to say practically in the band going from 0.4 to 2.5 microns, and others work in thermal infrared, that is to say in a band between 3 and 13 microns (often between 8 and 12 microns).

On connaît déjà des dispositifs de visée stabilisée multivoies comportant un premier équipage orientable autour d'un axe extérieur (généralement un axe de qisement) par un moteur d'orientation et un second guipage monté sur le premier de façon à pouvoir être orienté autour d'un second axe (axe de site en général), orthogonal au premier axe, par un second moteur d'orientation (WO-A-82 00 515). Les moteurs peuvent être commandés par des circuits à partir de signaux fournis par un gyroscope dont l'axe sensible correspond à la ligne de visée à maintenir. Une solution plus élaborée (US-A-4 393 597) consiste à prévoir, entre le second équipage et les organes à stabiliser, des moyens d'orientation supplémentaires autour d'un axe, dit de latéral, orthogonal à l'axe intermédiaire.L'orientation autour de l'axe de latéral est alors commandée, à partir des signaux fournis par le gyroscope, par un circuit d'asservissement, tandis que le moteur d'orientation autour du premier axe est muni d'un simple système de recopie commandé par un détecteur de l'écart angulaire de l'axe de latéral par rapport à la position canonique. Multichannel stabilized aiming devices are already known comprising a first assembly orientable around an external axis (generally an alignment axis) by an orientation motor and a second covering mounted on the first so as to be able to be oriented around a second axis (site axis in general), orthogonal to the first axis, by a second orientation motor (WO-A-82 00 515). The motors can be controlled by circuits from signals supplied by a gyroscope whose sensitive axis corresponds to the line of sight to be maintained. A more elaborate solution (US-A-4 393 597) consists in providing, between the second crew and the members to be stabilized, additional orientation means around an axis, said to be lateral, orthogonal to the intermediate axis. The orientation around the lateral axis is then controlled, from the signals supplied by the gyroscope, by a servo circuit, while the orientation motor around the first axis is provided with a simple feedback system. controlled by a detector of the angular deviation of the lateral axis from the canonical position.

L'invention vise à fournir un dispositif de visée stabilisée répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet d'assurer un pointage et une stabilisation de toutes les voies optiques à l'aide d'un miroir de pointage unique et présente une constitution modulaire facilitant le remplacement d'un senseur ou d'une source par un autre. The invention aims to provide a stabilized aiming device that better meets those previously known to the requirements of practice, in particular in that it makes it possible to ensure aiming and stabilization of all the optical channels using a unique pointing mirror and presents a modular constitution facilitating the replacement of a sensor or a source by another.

Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif de visée stabilisée du genre ci-dessus défini, comportant un coeur muni d'un gyroscope et monté sur le second équipage par un mécanisme d'orientation à faible débattement angulaire autour de deux axes intérieurs orthogonaux dont l'un est parallèle à l'axe intermédiaire, mécanisme commandé, à partir des signaux fournis par le gyroscope, par deux circuits d'asservissement, tandis que les moteurs d'orientation autour des axes extérieur et intermédiaire sont munis de systèmes de recopie commandés par des détecteurs de l'écart angulaire des axes intérieurs du coeur par rapport à la position canonique, le coeur étant couplé à un miroir de pointage unique par un dispositif de recopie angulaire dans un rapport de 1/2 autour d'un axe parallèle à celui des deux axes intérieurs susceptible de devenir parallèle au premier axe extérieur ; le second équipage comporte une carcasse rigide monobloc fermée à l'avant par un capot d'étanchéité muni d'un hublot en matière transparente dans l'ensemble de la plage de travail des senseurs et sources, comportant deux flancs latéraux de fixation étanche et amovible d'une part, d'une caméra fonctionnant dans l'infrarouge thermique, d'autre part, d'un boîtier étanche de réception d'organes travaillant dans une plage différente, ledit capot délimitant un espace de réception de la tête, du miroir de pointage et de stabilisation et d'une optique de séparation du faisceau pénétrant par le hublot en des voies différentes et de renvoi des faisceaux séparés vers les organes de travail correspondants. To this end, the invention proposes in particular a stabilized sighting device of the kind defined above, comprising a core provided with a gyroscope and mounted on the second equipment by an orientation mechanism with low angular movement around two interior axes. orthogonal, one of which is parallel to the intermediate axis, mechanism controlled, from the signals supplied by the gyroscope, by two servo circuits, while the orientation motors around the external and intermediate axes are provided with feedback controlled by detectors of the angular deviation of the interior axes of the heart with respect to the canonical position, the heart being coupled to a single pointing mirror by an angular feedback device in a ratio of 1/2 around an axis parallel to that of the two interior axes likely to become parallel to the first exterior axis; the second crew comprises a rigid monobloc carcass closed at the front by a sealing hood provided with a porthole made of transparent material throughout the working range of the sensors and sources, comprising two lateral flanks of waterproof and removable fixing on the one hand, a camera operating in thermal infrared, on the other hand, a waterproof housing for receiving organs working in a different range, said cover delimiting a space for receiving the head, the mirror pointing and stabilization and an optical separation of the beam entering through the window in different ways and returning the separated beams to the corresponding working members.

Le débattement autour des axes intérieurs restant toujours très faible (quelques degrés au plus) du fait de la recopie, le hublot unique peut avoir des dimensions faibles dans la mesure où le miroir de pointage est placé immédiatement derrière, ce qui constitue un élément extrêmement favorable, étant donné la difficulté de réaliser des hublots de grande taille en un matériau transparent dans l'ensemble du spectre de travail. Dans la pratique, on utilisera un hublot en sulfure de zinc qui permet de transmettre 1 'ensem- ble du spectre depuis le domaine visible jusqu'à l'infrarouge thermique. The clearance around the internal axes always remains very low (a few degrees at most) due to the copying, the single window may have small dimensions since the pointing mirror is placed immediately behind, which constitutes an extremely favorable element. , given the difficulty of making large portholes out of a transparent material throughout the working spectrum. In practice, a window made of zinc sulphide will be used which makes it possible to transmit the entire spectrum from the visible range to thermal infrared.

La caméra thermique étant simplement fixée de façon amovible sur un flanc latéral, il est facile de la remplacer, l'étanchéité de la carcasse pouvant être maintenue par un hublot de sortie. Le boîtier étanche peut être prévu pour recevoir le faisceau de lumière dans le domaine spectral correspondant le long de l'axe intermédiaire. Enfin, le dispositif peut comporter une lunette de vision directe fixe associée à des miroirs de renvoi permettant de donner au faisceau de lumière correspondant un trajet passant le long du premier axe (axe extérieur). As the thermal imaging camera is simply removably attached to a lateral flank, it is easy to replace it, the sealing of the carcass being able to be maintained by an exit porthole. The sealed housing can be provided to receive the light beam in the corresponding spectral range along the intermediate axis. Finally, the device may include a fixed direct vision telescope associated with deflection mirrors making it possible to give the corresponding beam of light a path passing along the first axis (external axis).

L'invention vise également à fournir un dispositif de visée stabilisée permettant l'harmonisation de toutes les voies par des moyens qui incorporent essentiellement, en plus d'une source multispectrale collimatée, les mêmes organes que ceux servant à la séparation des voies à partir du faisceau d'entrée et à leur orientation vers les différents senseurs. The invention also aims to provide a stabilized sighting device allowing the harmonization of all the channels by means which essentially incorporate, in addition to a collimated multispectral source, the same organs as those used for the separation of the channels from the input beam and their orientation to the different sensors.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier d'exécution donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
- la Figure 1 est une vue fantôme, en perspective, simplifiée, montrant une disposition possible des composants d'un dispositif donné à titre d'exemple et constituant viseur de toit pour hélicoptère,
- la Figure 2 est une vue d'ensemble simplifiée, des tinée à faire apparaître la modularité du dispositif,
- la Figure 3 est une vue partielle en coupe du dispositif de la Figure 1, les composants situés à l'intérieur du capot n'étant pas représentés,
- la Figure 4 est une vue, en coupe suivant un plan horizontal, d'une fraction du dispositif de la Figure 1, destinée à faire apparaître le trajet optique vers le boîtier étanche,
- la Figure 5 donne un schéma de principe des systèmes d'asservissement et de recopie du dispositif,
- la Figure 6 est un schéma montrant les diverses voies optiques du dispositif,
- la Figure 7 est un schéma de principe montrant le mode d'harmonisation commun aux différentes voies du dispositif de la Figure 1.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment given by way of non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 is a phantom view, in perspective, simplified, showing a possible arrangement of the components of a device given by way of example and constituting roof viewfinder for helicopter,
FIG. 2 is a simplified overview, in order to show the modularity of the device,
FIG. 3 is a partial sectional view of the device of FIG. 1, the components located inside the cover not being shown,
FIG. 4 is a view, in section along a horizontal plane, of a fraction of the device of FIG. 1, intended to reveal the optical path towards the sealed housing,
- Figure 5 gives a block diagram of the servo-control and feedback systems of the device,
FIG. 6 is a diagram showing the various optical paths of the device,
- Figure 7 is a block diagram showing the mode of harmonization common to the different channels of the device of Figure 1.

Le dispositif de visée stabilisée représenté sur les dessins est destiné à être monté à travers le toit d'un véhicule. Il peut être regardé comme comprenant
- une partie basse 10 fixe, située à l'intérieur du véhicule et se terminant par un bras porte-oculaire 12,
- un premier équipage 14 monté sur la partie basse 10, rotatif autour d'un premier axe extérieur, constituant axe de gisement 15 (Figure 3),
- un second équipage 16, rotatif par rapport au premier équipage autour d'un second axe extérieur perpendiculaire au premier, constituant axe de site 17 (Figure 2), placé par rapport au second équipage de façon que celui-ci soit approximativement équilibré,
- un coeur ou bloc 18 stabilisé autour de deux axes, placé dans le second équipage, muni d'un gyroscope 20 (Figure 5) et associé à un miroir de pointage et de stabilisation 22.The stabilized sighting device shown in the drawings is intended to be mounted through the roof of a vehicle. It can be viewed as comprising
a fixed lower part 10, situated inside the vehicle and ending with an eyepiece arm 12,
a first assembly 14 mounted on the lower part 10, rotatable around a first external axis, constituting the bearing axis 15 (FIG. 3),
a second crew 16, rotating relative to the first crew around a second external axis perpendicular to the first, constituting site axis 17 (FIG. 2), placed relative to the second crew so that the latter is approximately balanced,
- a core or block 18 stabilized around two axes, placed in the second crew, provided with a gyroscope 20 (Figure 5) and associated with a pointing and stabilization mirror 22.

La partie basse peut avoir n'importe quelle constitution générale classique. Dans le mode de réalisation montré sur les Figures, elle comporte une pièce de fonderie 23 munie d'une plaque-support 24 de fixation sur le toit du véhicule. The lower part can have any conventional general constitution. In the embodiment shown in the Figures, it comprises a foundry piece 23 provided with a support plate 24 for fixing to the roof of the vehicle.

A cette pièce de fonderie 23 est fixé le bras porte-oculaire 12 qui contient des éléments réflecteurs de renvoi vers
I'oculaire. La pièce de fonderie, prévue pour que la voie optique dans le spectre visible traverse la plaque de fixation suivant l'axe de gisement, contient un miroir de renvoi 25 et un prisme de Péchan 26. Le viseur représenté sur les
Figures comprend de plus un moniteur 28 dont la fonction apparaîtra plus loin, associé à un objectif de projection, à une optique de renvoi et à une lame séparatrice 30.To this foundry piece 23 is fixed the eyepiece-holding arm 12 which contains reflecting elements for returning to
The eyepiece. The foundry piece, designed so that the optical path in the visible spectrum passes through the fixing plate along the bearing axis, contains a deflection mirror 25 and a Pechan prism 26. The viewfinder represented on the
Figures also includes a monitor 28, the function of which will appear below, associated with a projection objective, with a deflection lens and with a separating blade 30.

Le premier équipage, orientable en gisement, est constitué par une pièce de fonderie montée sur la partie basse par l'intermédiaire d'un palier de grand diamètre 31. Elle est munie, à sa partie haute, d'un hublot 32 destiné à éviter l'entrée de poussières dans cet équipage (Figure 3). La pièce de fonderie porte également un motoréducteur 34 qui engrène une couronne dentée solidaire de la partie basse pour entraîner le premier équipage en rotation autour de l'axe de gisement (Figure 5). La partie haute de la pièce de fonderie constitue une chape dont les bras portent deux paliers 36 définissant l'axe de site 17. The first crew, orientable in deposit, is constituted by a foundry piece mounted on the lower part by means of a large diameter bearing 31. It is provided, at its upper part, with a porthole 32 intended to avoid the entry of dust into this crew (Figure 3). The casting also carries a geared motor 34 which meshes with a toothed crown secured to the lower part to drive the first crew in rotation about the bearing axis (Figure 5). The upper part of the foundry piece constitutes a yoke whose arms carry two bearings 36 defining the site axis 17.

Le second équipage mobile comporte un organe support formé par une carcasse rigide 38 formant poutre de grande rigidité. En avant de cette carcasse est fixé un capot 40 muni d'un hublot unique 42 en matériau transparent dans l'ensemble du sDectre de travail des capteurs , c'est-à-dire depuis le spectre visible jusqu'à l'infrarouge thermique, ce qui conduira généralement à le constituer en sulfure de zinc. La partie arrière de la carcasse présente deux flancs plats parallèles. L'un de ces flancs est prévu pour recevoir une caméra à infrarouge thermique 44, disposée avec son axe optique parallèle à celui du hublot. L'autre flanc est prévu pour recevoir un boîtier étanche 46 qui contiendra des capteurs de nature différente suivant les applications envisagées.On supposera, dans la suite de la description, que ce boîtier étanche contient un appareil d'écartométrie et un collimateur multispectral d'harmonisation, ainsi que leurs optiques de renvoi. Le capot est muni d'une fenêtre d'entrée 48 qui reçoit la lumière par l'intérieur d'un des tourillons 50 de montage du second équipage dans les roulements 36 portés par le premier. The second mobile assembly comprises a support member formed by a rigid carcass 38 forming a very rigid beam. In front of this carcass is fixed a cover 40 provided with a single porthole 42 made of transparent material throughout the working range of the sensors, that is to say from the visible spectrum to thermal infrared, which will generally lead to constituting it as zinc sulfide. The rear part of the carcass has two parallel flat sides. One of these sides is designed to receive a thermal infrared camera 44, arranged with its optical axis parallel to that of the window. The other flank is designed to receive a waterproof box 46 which will contain sensors of a different nature depending on the applications envisaged. We will assume, in the following description, that this waterproof box contains a deviation meter and a multispectral collimator of harmonization, as well as their reference optics. The cover is provided with an entry window 48 which receives the light from the inside of one of the pins 50 for mounting the second assembly in the bearings 36 carried by the first.

Dans le mode de réalisation illustré, la carcasse rigide 38 présente une cavité dans laquelle peut être inséré par le haut un télémètre laser 52 (Figure 2) ou un autre organe optique. In the illustrated embodiment, the rigid carcass 38 has a cavity into which a laser range finder 52 (Figure 2) or another optical member can be inserted from above.

Le second équipage constitue ainsi un ensemble étanche dont les capteurs peuvent être séparés sans rupture d'étanchéité. Cette étanchéité est garantie vers le bas par un hublot 54 et un soufflet 56 (Figure 3). The second equipment thus constitutes a sealed assembly from which the sensors can be separated without breaking the seal. This tightness is guaranteed downwards by a porthole 54 and a bellows 56 (Figure 3).

Les éléments optiques contenus dans l'espace de réception délimité par la carcasse 38 et le capot 40 comprennent le miroir de pointage et de stabilisation 22 commun à toutes les voies optiques, dont le mode de commande sera décrit en détail plus loin. Ces éléments comprennent également
- une lame dichroïque 58 destinée à séparer la voie infrarouge thermique de l'ensemble des voies visible et proche infrarouge, ces dernières étant réfléchies vers 1 'ar- rière (Figure 6).Le faisceau dans l'infrarouge thermique est renvoyé, à travers un miroir 60 et un hublot 62, vers la caméra thermique 44,
- une seconde lame dichroïque 64 qui sépare le faisceau réfléchi par la lame 58 en un faisceau dans le visible, qui est transmis vers la lunette 12, et un faisceau réfléchi, repris par des miroirs 66 et 68 et envoyé vers le boîtier 46 qui contient un écartomètre de localisation,
- enfin, une troisième lame dichroïque 70 placée à la sortie de la lame dichroïque 64 et qui permet de renvoyer le faisceau d'observation à l'aide de la lunette 12 suivant l'axe de gisement 15 en laissant passer les faisceaux incident et réfléchi du télémètre laser, qui fonctionne par exemple sur une longueur d'onde de 1,06 micron.The optical elements contained in the reception space delimited by the carcass 38 and the cover 40 include the pointing and stabilization mirror 22 common to all the optical channels, the control mode of which will be described in detail below. These items also include
- a dichroic blade 58 intended to separate the thermal infrared channel from all of the visible and near infrared channels, the latter being reflected towards the rear (FIG. 6). The beam in thermal infrared is returned, through a mirror 60 and a porthole 62, towards the thermal camera 44,
- a second dichroic blade 64 which separates the beam reflected by the blade 58 into a visible beam, which is transmitted to the telescope 12, and a reflected beam, picked up by mirrors 66 and 68 and sent to the housing 46 which contains a location variometer,
- Finally, a third dichroic blade 70 placed at the exit from the dichroic blade 64 and which makes it possible to return the observation beam using the telescope 12 along the bearing axis 15 while letting the incident and reflected beams pass the laser rangefinder, which operates for example on a wavelength of 1.06 micron.

Le coeur ou bloc stabilisé 18, situé dans l'espace ménagé dans le second équipage, est destiné au réglage fin en site et en gisement. Il est monté rotatif autour de deux axes perpendiculaires. L'axe extérieur constitue un axe de site 72, parallèle à l'axe 17. Il est défini par une chape portée par la carcasse 38. L'axe intérieur 74 qui constitue un axe de latéral, est parallèle à l'axe de gisement 15 lorsque le site est nul. Le coeur 18 porte le gyroscope de stabilisation 20 dont l'axe de spin est colinéaire à la ligne de visée. Le miroir de visée 22 est porté par un châssis appartenant à l'ensemble qui tourne autour de l'axe extérieur 72. Il est entraîné, autour d'un axe parallèle à l'axe de latéral, par un accouplement à courroie métallique 76 assurant une réduction dans un rapport 1/2. The stabilized core or block 18, located in the space provided in the second crew, is intended for fine adjustment in elevation and in deposit. It is rotatably mounted around two perpendicular axes. The external axis constitutes a site axis 72, parallel to the axis 17. It is defined by a yoke carried by the carcass 38. The internal axis 74 which constitutes a lateral axis, is parallel to the bearing axis 15 when the site is zero. The core 18 carries the stabilization gyroscope 20 whose spin axis is collinear with the line of sight. The aiming mirror 22 is carried by a chassis belonging to the assembly which rotates around the external axis 72. It is driven, around an axis parallel to the lateral axis, by a metal belt coupling 76 ensuring a reduction in a ratio 1/2.

A chacun des axes 72 et 74 est associée une boucle d'asservissement de stabilisation comportant un moteur couple 78 ou 80 et un circuit d'asservissement 82 ou 84, qui tend à ramener le coeur dans une position correspondant au zéro du gyroscope. Each of the axes 72 and 74 is associated with a stabilization control loop comprising a torque motor 78 or 80 and a control circuit 82 or 84, which tends to bring the heart back to a position corresponding to the zero of the gyroscope.

Les débattements angulaires du coeur par rapport à sa position nominale sont rendus très faibles grâce à la présence de deux boucles de recopie qui tendent à ramener à zéro les écarts angulaires autour des axes de site et de latéral 72 et 74 du coeur. La boucle de recopie en site comporte un détecteur (non représenté) des écarts en site du coeur, un circuit d'asservissement 86 et un moteur couple 88 qui engrène une couronne d'entraînement en site du second équipage 16. L'autre boucle, dont la constitution est similaire à la première, comporte un circuit d'asservissement 88 et le motoréducteur 34 qui permet de faire tourner le premier équipage 14 en gisement autour de la partie basse 10. The angular deflections of the heart relative to its nominal position are made very low thanks to the presence of two feedback loops which tend to reduce to zero the angular deviations around the elevation and lateral axes 72 and 74 of the heart. The elevation feedback loop includes a detector (not shown) of the elevation differences of the core, a servo circuit 86 and a torque motor 88 which engages a drive crown in elevation of the second crew 16. The other loop, the constitution of which is similar to the first, comprises a servo-control circuit 88 and the geared motor 34 which makes it possible to rotate the first crew 14 in deposit around the lower part 10.

Il n'est pas nécessaire de décrire ici en détail la constitution des circuits. On pourra d'ailleurs se reporter, pour une description plus complète, au brevet US 4 393 597 cédé à la demanderesse.It is not necessary to describe here in detail the constitution of the circuits. We can also refer, for a more complete description, to US Pat. No. 4,393,597 assigned to the Applicant.

Cette disposition fait que les deux axes du coeur sont toujours dans une position canonique par rapport à la ligne de visée, aux erreurs de recopie près. On obtient ainsi des performances importantes, l'inertie autour de chacun des axes 72 et 74 étant stabilisante. Au surplus, les performances restent inchangées quel que soit l'angle de site. This arrangement means that the two axes of the heart are always in a canonical position relative to the line of sight, apart from the errors in copying. Significant performance is thus obtained, the inertia around each of the axes 72 and 74 being stabilizing. In addition, the performance remains unchanged regardless of the angle of elevation.

Dispositif d'harmonisation
Le dispositif qui vient d'être décrit se prête parfaitement à la mise en place d'un dispositif d'harmonisation simultanée de l'ensemble des voies de travail.Harmonization system
The device which has just been described lends itself perfectly to the installation of a device for the simultaneous harmonization of all the working paths.

Le dispositif d'harmonisation comprend une référence commune à toutes les voies, constituée par une source multispectrale 92 associée à des éléments optiques 94 de collimation à l'infini et de renvoi. L'injection de cette référence dans chacune des voies (infrarouge thermique, infrarouge proche, visible) est rendue possible grâce à une disposition associant un traitement approprié des lames dichroïques déjà nécessaires par ailleurs et des rétroréflecteurs. L'image de la référence dans certaines des voies constituera la ligne de visée ; dans d'autres voies, la référence permettra d'aligner la ligne de visée à l'aide d'éléments d'ajustage. The harmonization device comprises a reference common to all the channels, constituted by a multispectral source 92 associated with optical elements 94 of collimation at infinity and of reference. The injection of this reference into each of the channels (thermal infrared, near infrared, visible) is made possible thanks to an arrangement associating an appropriate treatment of the dichroic plates already necessary elsewhere and of the retroreflectors. The image of the reference in some of the channels will constitute the line of sight; in other ways, the reference will make it possible to align the line of sight using adjustment elements.

Le dispositif d'harmonisation qui sera maintenant décrit, en faisant référence à la Figure 7, correspond à un ensemble comportant une voie optique directe, une voie de télémétrie laser, une voie infrarouge thermique et une voie d'écartométrie. The harmonization device which will now be described, with reference to FIG. 7, corresponds to an assembly comprising a direct optical channel, a laser telemetry channel, a thermal infrared channel and a deviation measurement channel.

L'harmonisation de la voie optique directe s'effectue en projetant l'image visible d'un réticule complet pour constituer la ligne de visée de la lunette. Le faisceau de lumière visible provenant du collimateur traverse les lames dichro ïques 68 et 64, ainsi que la partie du spectre autour de 1,6 micron correspondant à l'émission du télémètre laser 52. The direct optical path is harmonized by projecting the visible image of a complete reticle to form the line of sight of the telescope. The visible light beam coming from the collimator crosses the dichroic plates 68 and 64, as well as the part of the spectrum around 1.6 micron corresponding to the emission of the laser rangefinder 52.

La lumière ayant ainsi traversé la lame 64 est renvoyée sur la face arrière de cette lame par un rétroréflecteur 96. La lame est traitée de façon à réfléchir la lumière ainsi retournée. La fraction contenue dans le visible est renvoyée, en même temps que celle provenant de la scène extérieure, à la lunette 12 par réflexion sur la lame dichroique 70. La fraction de la lumière ayant traversé la lame dichroique 70 permet l'harmonisation de la voie de télémétrie laser.The light having thus passed through the blade 64 is returned to the rear face of this blade by a retroreflector 96. The blade is treated so as to reflect the light thus returned. The fraction contained in the visible is returned, at the same time as that coming from the external scene, to the telescope 12 by reflection on the dichroic blade 70. The fraction of the light having passed through the dichroic blade 70 allows the harmonization of the channel laser telemetry.

L'optique de réception du télémètre 52 est couplée à une diode à quatre quadrants 98, disposée symétriquement par rapport au trou d'analyse 100 et elle est rigidement fixée à la pièce dans laquelle est ménagé ce trou. Un diasporamètre 102 placé en amont des optiques d'émission et de réception du télémètre, stables l'une par rapport à l'autre, permet de dévier à volonté l'axe de visée du télémètre laser 52. Ce diasporamètre peut être commandé manuellement ou asservi en position à partir du signal de commande délivré par la diode à quatre quadrants 98 qui provoque la rotation d'un prisme, puis de l'autre, du diasporamètre jusqu'à ce que l'axe de visée laser soit aligné sur la référence.The reception optics of the range finder 52 is coupled to a four-quadrant diode 98, arranged symmetrically with respect to the analysis hole 100 and it is rigidly fixed to the part in which this hole is formed. A diasporameter 102 placed upstream of the transmission and reception optics of the rangefinder, stable with respect to one another, makes it possible to deviate at will the aiming axis of the laser rangefinder 52. This diasporameter can be controlled manually or slaved in position from the control signal delivered by the four-quadrant diode 98 which causes the rotation of a prism, then of the other, of the diasporameter until the laser sighting axis is aligned with the reference .

L'harmonisation de la voie infrarouge thermique ne peut pas s'effectuer de la même façon que celle de la voie optique, car il n'est généralement pas possible de projeter directement dans la caméra thermique l'équivalent d'un réticule en lumière ayant une longueur d'onde d'environ 10 microns. On ne peut envoyer qu'un point élémentaire qui se traduit, dans le plan d'analyse de la caméra thermique, par une tache de difraction. The harmonization of the thermal infrared channel cannot be carried out in the same way as that of the optical channel, because it is generally not possible to project directly into the thermal camera the equivalent of a reticle in light having a wavelength of about 10 microns. We can only send one elementary point which results, in the analysis plane of the thermal camera, by a difraction spot.

L'harmonisation de la voie infrarouge doit s'effectuer en plaçant le réticule électronique de la caméra 44 (qui marque la ligne de visée de la caméra) sur la référence matérialisée par la tache de diffraction. Pour cela, la caméra est munie de deux commandes (non représentées) permettant de déplacer le réticule électronique dans le plan image de la caméra, suivant deux directions orthogonales. Harmonization of the infrared channel must be carried out by placing the electronic reticle of the camera 44 (which marks the line of sight of the camera) on the reference materialized by the diffraction spot. For this, the camera is provided with two controls (not shown) making it possible to move the electronic reticle in the image plane of the camera, in two orthogonal directions.

La formation de la tache de diffraction est assurée par un système optique comprenant le miroir 94, la lame dichroïque 64 fonctionnant en réflexion directe, la lame dichroique 58 fonctionnant en transmission, un rétroréflecteur 104, la lame dichroique 58 travaillant en réflexion, et le miroir 60. Un cache escamotable 106 est placé devant le rétroréflecteur 104. Il est mis en place une fois l'harmonisation effectuée, et avant le tir, pour que la tache de diffraction ne gêne pas l'observation des cibles au centre du champ de la caméra 44.The diffraction spot is formed by an optical system comprising the mirror 94, the dichroic blade 64 operating in direct reflection, the dichroic blade 58 operating in transmission, a retroreflector 104, the dichroic blade 58 working in reflection, and the mirror. 60. A retractable cover 106 is placed in front of the retroreflector 104. It is put in place once the harmonization has been carried out, and before firing, so that the diffraction spot does not interfere with the observation of the targets in the center of the field of view. camera 44.

L'harmonisation de l'écartomètre, servant de localisateur lors du guidage d'un engin vers sa cible par détermination de l'écart entre la ligne de visée et un traceur porté par l'arrière de l'engin, s'effectue de façon différente suivant que l'écartomètre 46 permet de déterminer l'écart entre deux sources ou non. The harmonization of the distance meter, serving as a locator when guiding a machine towards its target by determining the difference between the line of sight and a tracer carried by the rear of the machine, is carried out so different depending on whether the distance meter 46 makes it possible to determine the difference between two sources or not.

Dans le cas le plus fréquent d'un écartomètre qui ne permet d'effectuer la poursuite que d'un seul point chaud à la fois, le dispositif d'harmonisation est utilisé uniquement pour déterminer le zéro de l'écartomètre avant le tir, par mesure de la position de la référence dans le plan d'analyse de l'écartomètre, pour déterminer le zéro à partir duquel sont mesurés les écarts, puis mémorisation. L'image de la source est formée, dans le mode de réalisation montré en
Figure 7, par le miroir 94, la lame dichroique 68 travaillant en réflexion, un rétroréflecteur 108 et la lame dichroique 68 travaillant cette fois en transmission. Un cache 110 escamotable est encore prévu devant le rétroréflecteur 108.Le cache 110 est mis en place une fois le réglage de zéro de l'écarts mètre effectué, afin que l'image de la source 92 ne perturbe pas le fonctionnement de l'écartomètre de localisation.In the most frequent case of a distance meter which allows tracking of only one hot spot at a time, the harmonization device is only used to determine the zero of the distance meter before firing, for measurement of the position of the reference in the analysis plane of the devometer, to determine the zero from which the deviations are measured, then storage. The image of the source is formed, in the embodiment shown in
Figure 7, through the mirror 94, the dichroic strip 68 working in reflection, a retroreflector 108 and the dichroic strip 68 working this time in transmission. A retractable cover 110 is also provided in front of the retroreflector 108. The cover 110 is put in place once the zero adjustment of the deviation meters has been carried out, so that the image of the source 92 does not disturb the operation of the spreader of location.

Du fait que l'écartomètre 46 et le collimateur multispectral sont rigidement liés sur une même structure mécanique, comportant le boîtier 46, on obtient une très bonne stabilité de l'axe de visée de l'écartomètre par rapport à la référence. Because the distance meter 46 and the multispectral collimator are rigidly linked on the same mechanical structure, comprising the housing 46, very good stability of the aiming axis of the distance meter is obtained relative to the reference.

Le dispositif représenté sur les Figures se prête à l'installation d'un moniteur 28, à l'extérieur de la pièce de fonderie 23 de façon à permettre un remplacement facile. The device shown in the Figures lends itself to the installation of a monitor 28, outside of the foundry piece 23 so as to allow easy replacement.

L'image fournie par ce moniteur 28 est renvoyée dans la voie optique par un prisme réflecteur 112 et la lame semitransparente 30.The image provided by this monitor 28 is returned in the optical channel by a reflective prism 112 and the semi-transparent plate 30.

Les éléments optiques du dispositif doivent être protégés contre le dépôt d'humidité ou la formation de buée, ce qui impose de rendre étanches les équipages afin d'y maintenir une atmosphère sèche de gaz neutre. Le dispositif est avantageusement constitué de deux compartiments étanches indépendants. Le premier est constitué par le capot 40, la carcasse 38 et des couvercles équipant la carcasse. Tous les capteurs sont interchangeables sans porter atteinte à l'étant chéité, du fait qu'ils reçoivent la lumière par 1 'intermé- diaire d'un hublot d'étanchéité porté par la carcasse. Le second compartiment étanche est délimité par le premier équipage et par la partie basse. L'étanchéité à la jonction entre les équipages est assurée par le hublot 32. L'étanchéité entre partie basse et premier équipage est assurée par un joint glissant (non représenté). The optical elements of the device must be protected against the deposition of moisture or the formation of fogging, which requires sealing the crews in order to maintain a dry atmosphere of neutral gas therein. The device advantageously consists of two independent watertight compartments. The first consists of the cover 40, the carcass 38 and covers fitted to the carcass. All the sensors are interchangeable without damaging the quality, since they receive light through a sealing porthole carried by the carcass. The second watertight compartment is delimited by the first crew and by the lower part. The seal at the junction between the crews is provided by the window 32. The seal between the lower part and the first crew is provided by a sliding joint (not shown).

Claims

1. Stabilized sighting device intended to be mounted on a platform, comprising a first assembly (14) orientable around a first external axis (15) by an orientation motor and a second assembly (16) mounted on the first so as to be oriented around a second external axis (17), orthogonal to the first, by a second orientation motor, characterized in that it comprises a heart (18) provided with a gyroscope (20) and mounted on the second crew by an orientation mechanism with low angular movement around two orthogonal internal axes, one of which is parallel to the intermediate axis, mechanism controlled, from the signals supplied by the gyroscope, by a circuit of servo-control, while the orientation motors around the external axes are provided with feedback systems controlled by detectors of the angular deviation of the axes of the heart with respect to the canonical position, the heart being coupled to a pointa mirror single ge by an angular copying device in a ratio of 1/2 around an axis parallel to that of the two interior axes likely to become parallel to the first exterior axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the second equipment comprises a rigid monobloc carcass (38) closed at the front by a sealing cover provided with a porthole made of transparent material throughout the range of work of sensors and sources, comprising two lateral flanks for waterproof and removable fixing on the one hand of a camera operating in thermal infrared, on the other hand, of a sealed housing for receiving organs working in a different range , said cover delimiting a space for receiving the core, the pointing and stabilizing mirror and an optic for separating the beam penetrating through the window in different ways and for returning the separated beams to the corresponding working members.

3. Device according to claim 2, characterized in that the carcass (38) and the cover (40) are provided with portholes so as to constitute an enclosure which remains watertight in the event of removal of the camera (44) or of the housing ( 46).

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the housing contains a locating device by infrared deviation.

5. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the carcass has a housing for receiving an additional member between the sides.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for harmonizing all the channels simultaneously, comprising a collimated multispectral source (92) associated with the organs serving for the separation of the channels from the input beam and their orientation to the different sensors.

7. Device according to claims 2 and 6, characterized in that said source and a deviation measurement device are mounted in the housing so as to occupy a fixed position relative to each other.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the source (92) is placed relative to the channel separation members (68, 64, 58) so that a fraction of the beam which it emits in a particular spectral range is reflected and in that retroreflectors (108, 96, 104) are placed so as to receive the reflected part of the beam and to return it to the sensors corresponding to said part of the spectral domain.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first external axis is a bearing axis, while the second external axis is a site axis.