FR2805352A1 - Dispositif de desensibilisation d'un systeme d'imagerie a des objets lumineux perturbateurs - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de désensibilisation d'un système d'imagerie à des objets lumineux perturbateurs et s'applique plus particulièrement aux caméras thermiques pour les désensibiliser de l'influence de sources chaudes qui perturbent l'image.Selon l'invention, le dispositif comprend au moins un composant optique d'apodisation (APD). Le composant (APD), formant le diaphragme d'ouverture (DO) du système d'imagerie, comporte un filtre d'amplitude (FLT) entraînant une modulation spatiale du flux transmis en sortie dudit composant selon une loi prédéterminée, telle qu'à l'extérieur d'une zone d'inexploitabilité (ZI) de l'image de dimensions prédéterminées, le flux sur les moyens de détection (DET) résultant de la formation de l'image, à travers ledit filtre, d'un objet lumineux perturbateur (PTB) de champ et de flux donnés, est inférieur à un seuil prédéterminé.

Description

L'invention concerne un dispositif de désensibilisation d'un système d'imagerie à des objets lumineux perturbateurs et s'applique plus particulièrement aux caméras thermiques pour les désensibiliser de l'influence de sources chaudes qui perturbent l'image.

Dans un système d'imagerie, la répartition spatiale de l'éclairement sur le détecteur formant surface sensible du système et correspondant à l'image d'un objet ponctuel (réponse percussionnelle), s'obtient en élevant au carré la transformée de Fourier de la transmittance complexe pupillaire (dans l'approximation Fraunhoffer). Dans le cas d'une pupille circulaire de transmittance constante et réelle, la réponse percussionnelle est une tâche d'Airy dont l'éclairement est donné par

où z est proportionnel à la distance radiale au centre de la tache. II s'agit d'une tache centrale lumineuse, entourée d'anneaux dont l'intensité, comparativement faible, diminue au fur à mesure que l'on s'éloigne du centre.

Cependant, quand il s'agit de percevoir un point source de faible intensité au voisinage d'un point brillant anneaux de diffraction bordant l'image de ce point peuvent gêner l'observation. Ainsi, l'image d'un point très lumineux peut provoquer une saturation de l'image sur une zone très importante dont la dimension varie en fonction de la sensibilité relative du détecteur. Les lobes secondaires de tache image, dont l'énergie est normalement négligeable, deviennent eux mêmes saturant en raison des flux importants mis en jeu. Ces lobes augmentent donc encore la taille de la zone de saturation. Une partie de l'image utile trouve donc neutralisée. De plus, la zone entourant cette partie aveugle présente un confort d'observation diminué. Si la taille de cette zone est trop grande, les algorithmes de correction de contraste de la chaîne de visualisation peuvent rendre l'image inexploitable à cause des trop fortes dynamiques mises en jeu.

Le problème peut se poser pour des systèmes d'imagerie fonctionnant dans n'importe quelle bande spectrale, en particulier du fait de l'agression de lasers qui envoient un flux considérable dans un angle solide faible pointé vers le système. Cependant, il est particulièrement critique en infrarouge, puisqu'un objet étendu, présent dans la scène observée par exemple un feu (bâtiment en feu, torchère), ou un reflet solaire dans les applications maritimes, peut suffire à rendre l'image inexploitable. Plus précisément, la déposante a montré que ce problème se pose tout particulièrement pour les systèmes d'imagerie thermique fonctionnannt en bande II, est-à-dire dont la bande spectrale de la surface sensible est incluse entre 3 et 5 microns. En effet, un point chaud à 2000 K par exemple peut être jusqu'à 100 fois plus gênant en bande spectrale II qu'en bande spectrale (c'est-à-dire entre 8 et 12 microns).

Pour désensibiliser les systèmes d'imagerie de type caméras thermiques aux points chauds, ou plus généralement les systemes d'imagerie ' des objets lumineux perturbateurs, la déposante propose de placer en pupille du système un composant optique d'apodisation.

Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de désensibilisation d'un système d'imagerie à des objets lumineux perturbateurs, ledit système comprenant notamment des moyens de détection dans une bande spectrale donnée et un objectif de formation d'images lesdits moyens de détection, le dispositif étant caractérisé ce qu'il comprend au moins un composant optique d'apodisation, ledit composant, formant le diaphragme d'ouverture du système d'imagerie, comportant filtre d'amplitude entraînant une modulation spatiale du flux transmis sortie dudit composant selon une loi prédéterminée, telle qu'à l'extérieur d'une zone d'inexploitabilité de l'image de dimensions prédéterminées, le flux sur les moyens de détection résultant de la formation de l'image, ' travers ledit filtre, d'un objet lumineux perturbateur de champ et de flux donnés, est inférieur à un seuil prédéterminé.

Avantageusement, la loi de modulation spatiale du flux transmis par ledit composant est définie par parties, la transmission valant sensiblement 1 sur une zone de transparence centrale de dimensions prédéterminées et décroîssant à partir de ladite zone de transparence pour sensiblement s'annuler en bordure du diaphragme d'ouverture. Cette loi de modulation permet de définir un filtre dont la transmission totale, c'est-à-dire la transmission intégrée sur l'ensemble de la surface la pupille, est maximale, tout en minimisant la taille de la zone d'inexploitabilité de l'image.

D'autres avantages et caractérisatiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, illustree par les figures indexees qui représentent - les figures 1 A et 1B, des schémas illustrant le principe du dispositif de désensibilisation selon l'invention ; - la figure 2, un exemple d'une loi de modulation spatiale du flux transmis par le composant optique d'apodisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 3, des courbes donnant l'éclairement sur les moyens de détection, avec et sans le composant optique d'apodisation ; - la figure 4, un exemple de système d'imagerie thermique équipé du dispositif selon l'invention ; - les figures 5 et 6 des figures illustrant le problème de flux de structure dans un système d'imagerie thermique équipé du dispositif selon l'invention et des moyens pour le réduire ; - les figures 7A et 7B, un exemple de réalisation d'un composant optique du dispositif selon l'invention vu en coupe et de face ; - les figures 8A et 8B, une variante du dispositif selon l'invention, vu en coupe et de face ; - la figure 9, un système d'imagerie particulier avec split de pupille; - les figures 10A et 10B, des schémas illustrant la mise en place d'un composant d'apodisation supplémentaire dans un système du type de celui de la figure 9.

Sur ces figures, les éléments homologues sont indéxés par les mêmes repères.

L'invention concerne un dispositif de désensibilisation d'un système d'imagerie à des objets lumineux perturbateurs. Ces objets peuvent être exemple, dans le visible, un laser agresseur, ou dans l'infrarouge, un objet feu dans une scène d'observation, un reflet solaire sur la mer, etc. Ces objets perturbateurs, définis par leur champ et leur flux, sont tels qu'ils entraînent une saturation de l'image sur une zone suffisamment grande pour la rendre inexploitable. La notion d'objets perturbateurs est donc intrinsèque aux caractéristiques spectroscopiques et photométriques du système d'imagerie.

Les figures 1 A et 1 B illustrent par des schémas simplifiés principe du dispositif de désensibilisation selon l'invention. Le système d'imagerie comprend notamment des moyens de détection DET fonctionnant dans une bande spectrale donnée quelconque, et un objectif de formation d'images OBJ sur lesdits moyens de détection. Dans cet exemple, moyens de detection comprennent un détecteur matriciel formé d'une matrice de détecteurs élémentaires. Sur la figure<B>1A,</B> le dispositif désensibilisation n'est pas mis en oeuvre. Un objet lumineux PTB perturbateur pour le système se trouve dans le champ du système d'imagerie. image paraxiale, IMA, ne couvre que quelques détecteurs élémentaires mais du fait de son flux lumineux important, il entraîne une saturation l'image sur une zone SAT nettement plus grande que la taille de l'image paraxiale IMA, rendant l'image inexploitable.

figure 1 B représente schématiquement le même système que celui de la figure 1A, mais dans lequel le dispositif de désensibilisation est mis en oeuvre. Selon l'invention, le dispositif comprend un composant optique d'apodisation APD qui comporte un filtre d'amplitude FLT entraînant une modulation spatiale du flux transmis en sortie du composant selon une loi prédéterminée. La fonction du composant d'apodisation est donc de modifier la distribution spatiale énergétique de la tache de diffraction. Le composant APD forme le diaphragme d'ouverture DO du système d'imagerie, c' -à-dire le diaphragme qui limite l'ouverture des faisceaux dans le système, de façon à ce que la fonction optique ainsi réalisée ne dépende pas champ considéré. La géométrie du diaphragme d'ouverture est quelconque (circulaire, rectangulaire, à obturation centrale, etc.). Selon l'invention, la de modulation spatiale du flux transmis par le composant APD est telle qu'à l'extérieur d'une zone d'inexploitabilité ZI de l'image, de dimensions prédéterminées, le flux sur les moyens de détection DET résultant de la formation de l'image d'un objet lumineux perturbateur de champ et de flux donnés, est inférieur à un seuil prédéterminé. Cette valeur de seuil est définie à partir des caractéristiques photométriques des moyens de détection utilisés, et du type de détails de la scène que l'on souhaite observer. Par exemple, la valeur de seuil est définie par rapport au seuil minimal de détection des moyens de détection. Dans tous les cas, la loi de modulation spatiale est telle que le flux lumineux est concentré dans une zone de taille prédéterminée, à l'intérieur de laquelle on accepte que l'image soit dégradée. En dehors de cette zone, l'image reste parfaitement exploitable. II faut donc concentrer l'énergie dans le lobe principal de la tache d'Airy, quitte à ce que ce lobe soit sensiblement élargi. Par contre, on cherche à réduire au maximum l'énergie dans les lobes secondaires, ou 'pieds', le terme d'apodisation. Le filtre mis en ceuvre dans le composant d'apodisation est un filtre d'amplitude et non un filtre de phase, car ces derniers outre le fait qu'ils sont très chromatiques, entraînent nécessairement un déplacement de l'énergie vers les lobes secondaires. Par contre, selon l'architecture optique du système d'imagerie, il peut s'agir d'un filtre en transmission, comme c'est le cas sur les figures 1A et 1B, réalisé par exemple dépôt d'une couche de matériau d'absorbant d'épaisseur variable, d'un filtre en réflexion, par exemple un miroir à reflectivité variable. Dans la suite, on parlera de `transmission du filtre' pour exprimer le flux transmis par le filtre dans le système, qu'il s'agisse de filtre en transmission proprement dit ou de filtre en réflexion.

Une difficulté dans la réalisation du dispositif selon l'invention consiste alors à dimensionner le filtre d'amplitude de telle sorte à diminuer la taille de la zone d'inexploitabilité, définie pour un objet perturbateur de champ et de flux donnés, et par rapport à un seuil prédéterminé du flux, tout en gardant une transmission totale maximale du filtre. En effet, il est constant lorsqu'on dimensionne un système d'imagerie temps réel de chercher à en augmenter la sensibilité, et pour cela, il faut diminuer au maximum tous les facteurs qui entraînent une réduction de la transmission. Ainsi, dans des applications de type astronomie, on a cherché à dimensionner filtres d'apodisation permettant de distinguer des détails peu intenses au voisinage d'une source très lumineuse. Mais en général, les lois de modulation spatiale de la transmission sont telles que l'énergie est déportée vers maxima éloignés de la tâche d'Airy, et ne conviennent donc pas au dispositif selon l'invention. En outre, les filtres utilisés présentant classiquement des lois de transmission de type T(r) = Exp(-K2) où K est une constante et r la coordonnée radiale sur une pupille de forme circulaire, ont des transmissions totales très faibles qui ne sont pas gênantes pour des applications de type astronomie, car on peut augmenter le temps de pause d'observation, mais ne sont pas adaptées pour le dispositif de désensibilisation selon l'invention.

La déposante a montré que dans le dispositif selon l'invention, on peut optimiser la transmission totale du filtre tout en réduisant la taille de zone d'inexploitabilité, en choisissant une loi de modulation spatiale du flux transmis par le composant optique d'apodisation définie par parties, transmission valant sensiblement 1 sur une zone de transparence centrale de dimensions prédéterminées, et décroîssant à partir de ladite zone transparence pour sensiblement s'annuler en bordure du diaphragme d'ouverture. La figure 2 illustre une telle loi de transmission, dans un filtre d'amplitude a géométrie circulaire. La courbe représentée sur cette figure donne en fonction de la coordonnée radiale r, mesuré sur une pupille circulaire de rayon normalisé à 1, la valeur de la transmission. Dans cet exemple, la transmission vaut 1 sur une zone de transparence de rayon ro, supérieur à du rayon de la pupille. Puis la transmission décroît jusqu'à s'annuler en bordure du diaphragme d'ouverture. Par exemple, la déposante a montré loi de transmission de type <I>T (r) =</I> (J3 <I>+</I> a.Arc tan [k.(r <I>-</I> (ro <I>+</I> a))@2 <I>(1)</I> telle 'elle est représentée sur la figure 2, où a est une distance radiale telle ro+a, la transmission est sensiblement égale à 0,5, k est pente de la fonction T(r) en ro+a, a et P sont des paramètres ajustables pour faire varier transmission de 1 à 0 entre la coordonnée ro et la coordonnee unité, permet de réduire la taille de la zone d'inexploitabilité tout en maintenant transmission totale à une valeur acceptable, dans cet exemple, supérieure à 70%.

figure 3 représente des courbes C, et C donnant l'éclairement sur les moyens de détection en échelle logarithmique, calculées à ouverture constante, respectivement sans et avec le composant optique d'apodisation, dans un système d'imagerie thermique. Les courbes sont obtenues en calculant convolution de la fonction décrivant l'objet lumineux peturbateur avec la réponse percussionnelle du système d'imagerie, respectivement dans le cas où le composant d'apodisation n'est pas en place et dans le cas où il est positionné en pupille du système d'imagerie. La courbe C calculée avec le filtre d'apodisation est obtenue en prenant une loi de transmission de type de celle donnee par l'équation 1. Dans l'exemple de la figure 3, l'objet perturbateur est assimilé à un disque et son image paraxiale a un rayon couvrant environ trois détecteurs élémentaires des moyens de detection. Le système optique supposé de révolution (pupille circulaire). Aussi, les courbes ne sont elles représentées que sur un seul axe, l'origine des abscisses se trouvant au centre de l'image paraxiale de l'objet perturbateur. En abscisse, la coordonnée R représente la coordonnée radiale l'axe. En ordonnée, l'éclairement est normalisé à 1 au centre de l'mage paraxiale. Dans cet exemple, le seuil minimal de détection (ou NETD, abréviation de l'expression anglo-saxonne 'Noise Equivalent Temperature Difference') vaut 10-' sur l'échelle d'éclairement normalisé. La zone d'inexploitabilité de l'image est ici définie par rapport à un seuil de flux égal à dix fois la NETD, soit 10-6 sur l'échelle d'éclairement normalisé. Ce seuil est indiqué sur la figure 3 par un trait plein horizontal. La courbe C2 fait ainsi apparaître la dimension de la zone au-delà de laquelle le flux est inférieur au seuil. Sur cet exemple, la loi de transmission du composant d'apodisation est dimensionnée de telle sorte que le rayon RZ, de la zone d'inexploitabilité est égal à environ trois fois celui du rayon de l'image paraxiale de l'objet perturbateur, ce qui correspond à une zone dont le diamètre est inférieur à 5% du champ diagonal total. La déposante a montré qu'avec une zone d'inexploitabilité de cette dimension, la mise en ceuvre d'alogithme de correction de non-uniformités et d'adaptation de contraste n'entraîne pas un écrasement de la dynamique qui pourrait rendre inexploitable le reste de l'image. D'autre part, en choisissant cette valeur de seuil, on parvient à conserver une transmission totale suffisante (ici, supérieure à 70%) . Par contre, on constate sur la courbe C, (calculée sans le composant d'apodisation) que la zone sur laquelle le flux est supérieur au seuil ci-dessus mentionné est nettement plus importante, risquant de rendre toute l'image inexploitable.

Comme cela a été expliqué précédemment, le dispositif de désensibilisation selon l'invention est particulièrement utile dans les systèmes d'imagerie thermique, et tout particulièrement ceux fonctionnant en bande II. La figure 4 illustre un exemple de système d'imagerie thermique équipé d'un dispositif selon l'invention. Le système décrit sur la figure 4 comprend un objectif frontal OBJ, un dérotateur en faisceaux convergents DFC, et un transport d'images TSP permettant de placer la pupille à l'endroit voulu. Le système comprend en outre un bloc détecteur BDT refroidi, fermé par un hublot HUB, le bloc détecteur comprenant notamment les moyens détection DET, par exemple une matrice de détecteurs élémentaires, ainsi écran froid non représenté sur ladite figure, et qui permet classsiquement de délimiter la zone de basse température (typiquement 77 K) en supprimant le flux de structure, correspondant aux rayonnements emis par l'intérieur du système d'imagerie, et qui constitue un signal parasite augmentant le bruit lors de la détection. Classiquement, le bloc optique transport d'images TSP permet de placer la pupille du système dans le plan l'écran froid, lui-même étant dimensionné pour former le diaphragme d'ouverture, limitant ainsi l'ensemble des faisceaux utiles, ce qui permet limiter le flux de structure. Pour la mise en ceuvre du dispositif selon invention, une solution serait alors de positionner le composant optique d'apodisation au niveau de l'écran froid. Cependant, cela entraîne contraintes très sévères de tenue en température du matériau formant le filtre et des autres traitements optiques du composant, par exemple les traitements anti-reflets. D'autre part, cela laisse peu de latitude pour l'encombrement géométrique du composant d'apodisation. Selon une variante préférentielle, on crée un emplacement accessible en rejetant une pupille en dehors du bloc détecteur, tout en minimisant ses dimensions. Ainsi sur la figure 4, le composant optique d'apodisation APD du dispositif de desensibilisation selon l'invention, qui forme le diaphragme d'ouverture du système d'imagerie, se trouve en dehors du bloc détecteur BDT. Contrairement aux architectures classiques, le diaphragme d'ouverture coïncide alors plus avec l'écran froid du bloc détecteur. Sans précaution particulière, cela introduit du flux de structure, comme cela est illustré sur figure 5.

Sur la figure 5 sont schématisés les moyens de détection DET, le hublot HUB de fermeture du bloc détecteur, l'écran froid EFD et le composant d'apodisation APD qui forme le diaphragme d'ouverture DO. Les moyens de détection voient alors du flux utile Fut;ie, provenant de la scène observée, et dont l'ouverture est délimitée par le diaphragme d'ouverture DO, et du flux de structure Fstr. La figure 6 illustre un moyen pour éliminer, ou du moins attenuer significativement le flux de structure parasite. II consiste à border le diaphragme d'ouverture DO par un miroir sphérique MIR qui renvoie l'image des moyens de détection sensiblement à l'intérieur du bloc détecteur refroidi.

ce biais, les moyens de détection semblent voir une source très froide donc peu émissive, et défocalisée. Ce miroir est un miroir de réduction de flux de structure. Avantageusement, le miroir sphérique MIR est intégré sur composant optique d'apodisation sous forme d'un revêtement réfléchissant bordure du filtre compris dans ledit composant, comme cela est illustré les figures 7A et 7B qui présentent un exemple de réalisation d'un composant du dispositif selon l'invention. Eventuellement, un second miroir réduction de flux de structure est agencé entre le hublot et le composant d'apodisation, ce qui permet de diminuer les dimensions de chacun ces deux miroirs. L'exemple de composant d'apodisation APD représente sur figures 7A et 7B (respectivement une vue en coupe et une vue de face) est monolithique, le support étant constitué d'une lame transparente SPT recouverte de part et d'autre d'un traitement réfléchissant TAR, mais se compose de deux parties assurant les deux fonctions optiques suivantes. Une partie de la lame SPT est une lame LAM à faces planes et parallèles (délimitéee par des pointillés sur la figure 7A) et transmet les faisceaux optiques utiles centraux. Une seconde partie de la lame est sphérique, recouverte d'un traitement réfléchissant, permettant de former un miroir sphérique convergent MIR de réduction de flux de structure. Bien entendu, les deux fonctions optiques peuvent également être séparées. Dans cas, la lame ne comprend que la partie à faces planes et parallèles et la réduction de flux de structure est assurée par exemple par un miroir sphérique distinct, troué en son centre. La lame à faces planes et parallèles LAM est circulaire dans l'exemple des figures 7A et 7B (cas d'un système d'imagerie à symétrie de révolution), et porte sur sa périphérie le filtre spatial FLT, ici un filtre en transmission, définissant la fonction de transmission du composant d'apodisation. Ce filtre spatial est constitué par exemple d'une couche de matériau absorbant de type chrome dont l'épaisseur varie radialement, l'épaisseur étant plus importante sur les bords du filtre. Le diaphragme d'ouverture DO est confondu avec la frontière circulaire de la lame LAM à faces planes parallèles. La périphérie MEC de la lame SPT constitue le support mécanique du composant d'apodisation.

Le filtre spatial peut aussi être constitué d'un filtre en réflexion, comme cela a " évoqué précédemment. II s'agit par exemple d'un mroir à réflectivité variable, constitué d'une couche de métal (par exemple de type Chrome, Or, Argent, Aluminium, etc.) dont l'épaisseur varie radialement, l'épaisseur étant la plus grande vers le centre du miroir (réflexion maximale), et diminuant vers les bords du filtre jusqu'à atteindre une épaisseur nulle en bord de pupille. Cependant, dans la bande 3-5 p.m, les reflectivités maximales des métaux sont rarement au dessus de 95%, et la transmission totale du filtre risque d'en être affectée. D'autre part, cette solution risque de présenter une imprécision dans la définition des dimensions physiques de la pupille, du fait est difficile de matérialiser sur le miroir le bord réel de la pupille.

Nous avons vu que la loi de transmission du filtre est optimisée pour rendre maximale la transmission totale du composant d'apodisation, de telle sorte que les performances photométriques restent acceptables dans la plupart des scénarios opérationnels. Cependant, la présence du composant d'apodisation dégrade légèrement la FTM (abréviation de Fonction de Transfert de Modulation) et coupe une partie du flux utile puisque la transmision totale est inférieure à 1, alors que la présence sources chaudes ou intenses n'est pas systématique dans la scène observée. Les figures 8A et 8B illustrent une variante du dispositif de désensibilisation selon l'invention qui permet d'asservir les caractéristiques de réponse percussionnelle au contenu de la scène.

Selon l'exemple des figures 8A et 8B (respectivement vue de face et vue en coupe), le dispositif comprend plusieurs composants optiques mobiles dont ledit composant d'apodisation APD. Les composants optiques (CMP1, CMP2, APD) comprenent des filtres dont la loi de modulation spatiale du flux transmis est différente afin d'adapter la réponse du système d'imagerie au contenu de la scène. Chaque composant peut être inséré dans le système optique pour former le diaphragme d'ouverture du système, par exemple par des moyens de commande mécanique (non représentés). Dans l'exemple des figures 8A et 8B, les composants optiques sont montés dans un barillet BAR, mobile autour d'un axe de rotation ROT, ledit axe étant parallèle à l'axe optique OPT du système d'imagerie. Dans cet exemple, appliqué à un sysème d'imagerie thermique tel qu'il a été décrit précédemment, chaque composant optique comprend un filtre dans sa partie centrale et un miroir de réduction de flux de structure à sa périphérie, Bien entendu, une telle variante pourrait être appliqué à un système d'imagerie fonctionnant dans n'importe quelle bande spectrale. L'exemple figures 8A et 8B comporte trois composants optiques équipés de filtres dont la loi de transmission spatiale est différente. II s'agit comme on l'a vu notamment du composant d'apodisation APD, d'un deuxième composant équipe d'un filtre neutre, sans influence sur la réponse percussionnelle. troisième composant est équipé d'un filtre dont la fonction peut être complètement différente, suivant le contexte opérationnel. Par exemple, il peut s'agir d'un filtre provoquant l'effet inverse du filtre d'apodisation, dans cas où la scène, exempte de sources chaudes, comporte des sources ponctuelles très voisines spatialement, et qu'on désire discriminer. Ce filtre augmente artificiellement le pouvoir de résolution du système optique total réduisant taille du lobe central de la tache d'Airy, quitte à renforcer éventuellement l'intensité des anneaux secondaires. Cette augmentation, dans ce cas particulier de sources peu chaudes, a une influence négligeable l'image scène visualisée. Selon une variante, le filtre du composant optique d'apodisation peut être réalisé non plus au moyen d'une couche de matériau absorbant, ou refléchissant, déposé sur une lame, mais au moyen d'une matrice à cristaux liquides. Les matériaux cristaux liquides existent aussi bien dans les bandes visible et infrarouge, et permettent de réaliser des filtres en transmission. Selon cette variante, le dispositif comprend en outre des moyens de commande de ladite matrice, permettant de contrôler la loi de modulation spatiale du flux transmis afin d'adapter la réponse du système d'imagerie au contenu de la scène. On peut ainsi programmer par avance un nombre conséquent de lois de transmission différentes, telles que par exemple celles qui ont été décrites précédemment, autorisant ainsi une véritable adaptation des caractéristiques de la tache image au contenu de la scène observée, et ceci avec un temps de réponse compatible des contraintes opérationnelles.

Dans les exemples de système d'imagerie qui ont été décrits, les moyens de détection sont formés d'une matrice de détecteurs élémentaires. Le dispositif de désensibilisation selon l'invention s'applique tout aussi bien lorsque les moyens détection sont composés d'un détecteur monoélément ou d'une barette de détecteurs élémentaires et d'un dispositif de balayage associé. Dans ce cas, le composant optique d'apodisation doit être placé dans un plan pupillaire fixe entre le dispositif de balayage et les moyens de détection.

La figure 9 représente un système d'imagerie particulier, dans lequel la pupille est coupee en plusieurs sous-pupilles par une structure interne au système entrainant entre deux sous-pupilles une variation brutale de la phase ou de la transmission du flux lumineux incident sur ladite pupille. Dans cet exemple, il s'agit par exemple d'une nacelle de désignation laser (ou 'pod', selon l'expression anglo-saxonne). Le système de désignation comprend ici un bloc de tête TET, un miroir de coudage MCD, une tête de balayage BAL permettant balayage de la ligne de visée, et une structure mécanique fixe VER, transparente dans la bande spectrale du sytème d'imagerie, et permettant de protéger les optiques d'imagerie et autres composants contre les effets des conditions climatiques extérieures. La tête de balayage BAL comprend par exemple deux miroirs selon deux axes, l'un d'entre eux présentant grand débattement, tandis que l'autre étant mobile avec une faible amplitude. Dans ce type de système, la nécessité d'une structure mécanique extérieure non mobile, de dimensions suffisantes pour ne produire ni vignettages, ni dégradations de la qualité de l'image dans tout le champ de la ligne de visee, entraîne généralement de `couper' la structure en plusieurs hublots élémentaires HBL afin de réduire la complexité et le coût de réalisation de la structure, appelée alors verrière.

Comme cela illustré sur la figure 10A, la pupille `vue' par le système optique à un instant donné, est alors coupée en plusieurs sous- pupilles (SP1, SP2) correspondant aux différents hublots élémentaires (HBL1, HBL2) vus sous l'angle de la ligne de visée à cet instant. La séparation physique des hublots par interface mécanique IFC, par exemple un joint de colle, entraîne une variation brutale de la transmittance complexe au niveau de la pupille et la formation des sous-pupilles indépendantes SP1 et SP2, entre lesquelles il y perte de cohérence. On parle de `split' de la pupille. Dans un tel système, un dispositif de désensibilisation à des objets perturbateurs, tel qu'il a éte décrit précédemment, perd son efficacité. En effet, variation brutale de la transmission due à la structure interne au système introduit de nouveaux lobes secondaires dans la reponse percussionnelle qui ne sont par corrigés par le dispositif de désensibilisation. En outre, les frontières physiques des sous-pupilles varient avec la position angulaire moyenne de la ligne de visée car la pupille d'entrée totale se 'déplace' sur les hublots élémentaires. Cela implique que la répartition totale de l'énergie de la réponse percussionnelle du système optique varie temporellement, en fonction de la position moyenne de la ligne de visée.

Selon l'invention, un tel système peut comporter, outre le dispositif de desensibilisation précédemment décrit, un composant d'apodisation supplémentaire positionné à proximité de la structure interne au systeme et génératrice du split de la pupille. Ce composant comprend un filtre d'amplitude en transmission permettant d'adoucir la variation brutale de transmittance complexe introduite par la structure.

Dans l'exemple du système de désignation décrit sur la figure 9, il peut s'agir d'un composant d'apodisation supplémentaire APDs tel qu'il est schématisé sur la figure 10B. II s'agit par exemple d'un composant comprenant un filtre obtenu par dépôt d'une couche de matériau absorbant d'épaisseur variable directement sur l'interface IFC entre les hublots élémentaires. La variation brutale est alors adoucie, permettant au dispositif de désensibilisation précédemment décrit de retrouver au moins partiellement, son efficacité.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1- Dispositif de désensibilisation d'un système d'imagerie ' des objets lumineux perturbateurs, ledit système comprenant notamment des moyens de détection (DET) dans une bande spectrale donnée et un objectif (OBJ) formation d'images sur lesdits moyens de détection, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant optique d'apodisation (APD), ledit composant, formant le diaphragme d'ouverture (DO) système d'imagerie, comportant un filtre d'amplitude (FLT) entraînant une modulation spatiale du flux transmis en sortie dudit composant selon une loi prédéterminée, telle qu'à l'extérieur d'une zone d'inexploitabilité (Z1) de l'image de dimensions prédéterminées, le flux les moyens de détection (DET) résultant de la formation de l'image, à travers ledit filtre, d'un objet lumineux perturbateur (PTB) de champ et flux donnés, est inférieur à un seuil prédéterminé. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diaphragme d'ouverture (DO) étant à géométrie circulaire, la de modulation spatiale est à symétrie radiale. 3- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la loi de modulation spatiale du flux transmis ledit composant est définie par parties, la transmission valant sensiblement 1 sur une zone de transparence centrale de dimensions prédéterminées et décroîssant à partir de ladite zone de transparence pour sensiblement s'annuler en bordure du diaphragme d'ouverture. 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diaphragme d'ouverture (DO) étant à géométrie circulaire et la de modulation spatiale à symétrie radiale, la zone de transparence est circulaire de rayon prédéterminé ro et la transmission décroît selon une fonction de décroissance T(r) de type<I>T (r) =</I> (f3 <I>+</I> a.Arc tan [k.(r <I>-</I> (ro <I>+</I> a))D' <I>,</I> où r la coordonnée radiale sur le diaphragme d'ouverture dont le rayon normalisé à 1, a est une distance radiale telle qu'en ro+a, la transmission est sensiblement égale à 0,5,k est la pente de la fonction T(r) en ro+a, a et 0 sont des paramètres ajustables pour faire varier la transmission de 1 à 0 entre la coordonnée ro et la coordonnée unité. Dispositif selon l'une des revendications precédentes, caractérise en ce que ledit seuil est égal à environ dix fois le seuil minimum de détection des moyens de détection (DET) et en ce la zone d'inexploitabilité (Z1) est contenue dans un disque de diamètre inférieur à environ 5% champ diagonal total du système d'imagerie. 6 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre (FLT) dudit composant d'apodisation (APD) est un filtre en transmission, obtenu par dépôt sur une lame à face planes et parallèles (LAM) d'une couche d'épaisseur variable de matériau absorbant dans la bande spectrale des moyens de détection. 7- Dispositif selon l'une des revendications precédentes, caractérisé ce qu'il comprend plusieurs composants optiques mobiles (APD, CMP1 CMP2) dont ledit composant d'apodisation (APD), les composants optiques comprenant des filtres dont la loi de modulation spatiale du flux transmis est différente, chaque composant pouvant être inséré dans système optique pour former le diaphragme d'ouverture du système, et en ce que le dispositif comprend des moyens de commande mécanique permettant de mettre en place dans le système l'un ou l'autre desdits composants afin d'adapter la réponse du système d'imagerie au contenu de scène. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce l'un au moins de ces filtres est un filtre neutre sur la bande spectrale des moyens de détection, sans influence sur la réponse percussionnelle. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le filtre composant optique d'apodisation est réalisé au moyen d'une matrice à cristaux liquides, et en ce que le dispositif comprend en outre des moyens de commande de ladite matrice, permettant de contrôler la loi de modulation spatiale du flux transmis afin d'adapter la réponse du système d'imagerie au contenu de la scène.

1 Système d'imagerie thermique équipé d'un dispositif de désensibilisation selon l'une des revendications précédentes, le système d'imagerie comprenant un bloc détecteur refroidi (BDT) contenant notamment moyens de détection (DET) et un écran froid (EFD), caractérisé en ce que la pupille de sortie du système d'imagerie est rejetée en dehors du bloc détecteur, permettant de positionner dans le plan de ladite pupille, en dehors du bloc détecteur, au moins ledit composant optique d'apodisation du dispositif de désensibilisation, ledit composant formant le diaphragme d'ouverture du système d'imagerie. 11- Système d'imagerie thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu"il comprend un miroir sphérique (MIR) en bordure du diaphragme d'ouverture (DO) renvoyant l'image des moyens de détection sensiblement à l'intérieur du bloc détecteur refroidi, permettant ainsi de réduire le flux de structure. 12- Système d'imagerie thermique selon la revendication 11, caractérisé ce que ledit miroir sphérique est intégré sur chacun desdits composants optiques du dispositif de désensibilisation sous forme d'un revêtement refléchissant en bordure du filtre compris dans ledit composant. 13 Système d'imagerie comportant un dispositif de désensibilisation selon l'une des revendications 1 à 9, pupille dudit système étant coupée en plusieurs sous-pupilles (SP1, SP2) par une structure entraînant entre deux sous-pupilles une variation brutale de la transmittance complexe du flux lumineux incident sur ladite pupille, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre composant d'apodisation supplémentaire (APDs) positionné à proximité de ladite structure, comprenant un filtre d'amplitude en transmission permettant d'adoucir ladite variation.