FR2860078A1 - Multi-spectral optical pointing device for e.g. periscope head, has three prisms defining two dichroic optical surfaces, where each surface reflects light beam of predetermined luminous spectrum and is neutral for beam of another spectrum - Google Patents

Multi-spectral optical pointing device for e.g. periscope head, has three prisms defining two dichroic optical surfaces, where each surface reflects light beam of predetermined luminous spectrum and is neutral for beam of another spectrum Download PDF

Info

Publication number
FR2860078A1
FR2860078A1 FR0311184A FR0311184A FR2860078A1 FR 2860078 A1 FR2860078 A1 FR 2860078A1 FR 0311184 A FR0311184 A FR 0311184A FR 0311184 A FR0311184 A FR 0311184A FR 2860078 A1 FR2860078 A1 FR 2860078A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
prisms
optical
vertices
spectrum
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0311184A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2860078B1 (en
Inventor
Sylvain Faure
Yannick Guerin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagem SA
Original Assignee
Sagem SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagem SA filed Critical Sagem SA
Priority to FR0311184A priority Critical patent/FR2860078B1/en
Publication of FR2860078A1 publication Critical patent/FR2860078A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2860078B1 publication Critical patent/FR2860078B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1066Beam splitting or combining systems for enhancing image performance, like resolution, pixel numbers, dual magnifications or dynamic range, by tiling, slicing or overlapping fields of view
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00Sighting devices
    • F41G1/40Periscopic sights specially adapted for smallarms or ordnance; Supports or mountings therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/04Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors for the purpose of beam splitting or combining, e.g. fitted with eyepieces for more than one observer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/08Periscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/14Viewfinders
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/149Beam splitting or combining systems operating by reflection only using crossed beamsplitting surfaces, e.g. cross-dichroic cubes or X-cubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/38Arrangement of visual or electronic watch equipment, e.g. of periscopes, of radar

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

The device has three prisms (101-103) placed at proximity to each other at the level of their apexes (123, 126, 129) to form an optical set. The prisms define two dichroic optical surfaces intersecting each other at the level of the apexes. Each surface reflects a light beam of a predetermined luminous spectrum and is optically neutral for a beam belonging to another spectrum. Independent claims are also included for the following: (a) a periscope head or optoelectronic mast head (b) a viewfinder associated with a fire control system or optical bench.

Description

DISPOSITIF DE POINTAGE OPTIQUE MULTI-SPECTRAL.MULTI-SPECTRAL OPTICAL POINTING DEVICE

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL.GENERAL TECHNICAL FIELD.

La présente invention concerne les dispositifs de pointage optique multispectral, c'est-à-dire les dispositifs optiques permettant l'observation simultanée d'un objet dans plusieurs domaines spectraux différents.  The present invention relates to multispectral optical pointing devices, that is to say optical devices for the simultaneous observation of an object in several different spectral domains.

Plus précisément, elle concerne les dispositifs de pointage optique multispectral situés dans des périscopes ou des mâts optroniques - périscopes non pénétrants - permettant notamment la visée et la télémétrie simultanées d'objets.  More specifically, it relates to multispectral optical pointing devices located in periscopes or optronic masts - non-penetrating periscopes - allowing the simultaneous aiming and telemetry of objects.

ETAT DE L'ART.STATE OF THE ART.

Les sous-marins sont équipés de systèmes périscopiques ou de mâts optroniques permettant l'observation optique d'objets de surface ou aériens.  The submarines are equipped with periscopic systems or optronic masts for the optical observation of surface or aerial objects.

Cependant, dans le domaine de la périscopie en général, on souhaite l'intégration d'une voie télémétrique sur les périscopes et les mâts optroniques. On souhaite également l'augmentation des valeurs des débattements angulaires des axes de visée. Enfin, on souhaite une compacité des modules de pointage afin d'obtenir une plus grande furtivité de la tête du périscope ou du mât optronique.  However, in the field of periscopy in general, it is desired to integrate a telemetric channel on periscopes and optronic masts. It is also desired to increase the values of the angular displacements of the axes of sight. Finally, it is desired a compactness of the pointing modules to obtain greater stealth of the head of the periscope or the optronic mast.

Afin de respecter ces exigences opérationnelles, il est nécessaire d'insérer le télémètre dans la plate-forme de visée. En effet, l'analyse télémétrique utilise un flux laser important. Si la source laser est à l'intérieur du sous-marin, le flux laser circulant dans le périscope peut endommager les traitements optiques internes au tube optique dudit périscope. II faut de plus assurer l'utilisation simultanée de la voie oculaire de visée et de la voie laser de télémétrie. La conservation de l'harmonisation des voies est une contrainte complémentaire.  In order to meet these operational requirements, it is necessary to insert the range finder into the viewing platform. Indeed, telemetry analysis uses a large laser flux. If the laser source is inside the submarine, the laser flux flowing in the periscope may damage the optical treatments internal to the optical tube of said periscope. It is also necessary to ensure the simultaneous use of the sighting line and the laser telemetry route. The preservation of track harmonization is a complementary constraint.

Plusieurs dispositifs ont été proposés pour permettre au moins partiellement une observation simultanée selon deux domaines spectraux.  Several devices have been proposed to allow at least partially simultaneous observation according to two spectral domains.

La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un premier dispositif de pointage bi-spectral selon l'art antérieur placé dans une tête de périscope ou de mât optronique.  FIG. 1 schematically represents a perspective view of a first bi-spectral pointing device according to the prior art placed in a periscope or optronic mast head.

On distingue sur la figure 1 un prisme optique droit de base triangulaire 1. On référence par 20, 21 et 22 les trois sommets de la base triangulaire 1. La base 1 est rectangle sur le sommet 22 et génère deux faces 10 et 11 respectivement réfléchissantes par rapport à un faisceau de rayonnement infrarouge référencé par A et à un faisceau de rayonnement visible B. Les directions de propagation des faisceaux A et B sur le prisme sont parallèles et confondues et leurs sens de propagation sont opposés.  A right triangular base optical prism 1 is distinguished in FIG. 1. The three vertices of the triangular base 1 are denoted by 20, 21 and 22. The base 1 is rectangle on the top 22 and generates two reflective faces 10 and 11, respectively. relative to a beam of infrared radiation referenced by A and a visible beam of radiation B. The propagation directions of the beams A and B on the prism are parallel and coincident and their directions of propagation are opposite.

Ainsi, de par les propriétés réfléchissantes des faces 10 et 11, A et B sont les faisceaux images par réflexion des faisceaux objets Ao et Bo.. Les faisceaux Ao et Bo sont émis par l'objet à observer et traversent le hublot avant de frapper les faces 10 et 11 du prisme. On peut ainsi observer un objet selon deux domaines spectraux similaires ou distincts, le domaine A et le domaine B. Le domaine A est par exemple le domaine infrarouge et le domaine B le domaine visible.  Thus, due to the reflective properties of the faces 10 and 11, A and B are the reflection image beams of the object beams A0 and B0. The beams A0 and B0 are emitted by the object to be observed and pass through the porthole before striking. the faces 10 and 11 of the prism. It is thus possible to observe an object according to two similar or distinct spectral domains, the domain A and the domain B. The domain A is for example the infrared domain and the domain B the visible domain.

Un débattement angulaire du dispositif optique en site est possible. En effet, le prisme droit peut effectuer une rotation référencée par 3 autour d'un axe 2 perpendiculaire à la base 1. Ainsi, on change la direction de pointage, ce qu'on a traduit par les références AI et Bi.  An angular displacement of the optical device in site is possible. Indeed, the right prism can rotate referenced by 3 about an axis 2 perpendicular to the base 1. Thus, we change the direction of pointing, which has been translated by the references AI and Bi.

La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe 20 longitudinale d'un deuxième dispositif de pointage bi-spectral selon l'art antérieur.  Figure 3 schematically shows a longitudinal sectional view of a second bi-spectral pointing device according to the prior art.

On distingue sur la figure 3 deux prismes optiques droits de bases triangulaires différentes 31 et 32. On référence par 33, 34 et 35 les trois sommets de la base triangulaire 31 du premier prisme. La base 31 est rectangle sur le sommet 33. Elle est isocèle selon les côtés compris entre les sommets 33 et 34, ainsi que 33 et 35. Le deuxième prisme est collé au premier prisme de sorte que deux sommets de la base triangulaire 32 sont confondus avec les sommets 35 et 33 de la base 31. Le troisième sommet de la base 32 est référencé par 36. La base 32 est rectangle sur le sommet 36 et est isocèle selon les côtés compris entre les sommets 36 et 33, ainsi que 36 et 35. La base 31 est donc plus grande que la base 32.  FIG. 3 shows two right optical prisms of different triangular bases 31 and 32. The three vertices of the triangular base 31 of the first prism are referenced 33, 34 and 35. The base 31 is rectangle on the vertex 33. It is isosceles along the sides between the vertices 33 and 34, as well as 33 and 35. The second prism is glued to the first prism so that two vertices of the triangular base 32 coincide. with the vertices 35 and 33 of the base 31. The third vertex of the base 32 is referenced 36. The base 32 is rectangle on the vertex 36 and is isosceles along the sides between the vertices 36 and 33, as well as 36 and 35. The base 31 is therefore larger than the base 32.

On référence par 38 la face générée par le côté compris entre les sommets 33 et 34. On référence par 37 les faces communes aux deux prismes et comprises entre les sommets 33 et 35.  The face generated by the side between the vertices 33 and 34 is referred to by 38. The faces common to both prisms and between the vertices 33 and 35 are referred to as 37.

La face 38 est réfléchissante par rapport à un faisceau de rayonnement visible référencé par Ao. La face 37 a quant à elle reçu un traitement dichroïque lui permettant de se comporter optiquement différemment en fonction de la nature du faisceau qui lui est incident. Ainsi, elle est transmissive par rapport à un faisceau de rayonnement laser infrarouge par exemple, référencé par Ao, tandis qu'elle est réflechissante par rapport au faisceau Bo.  The face 38 is reflective with respect to a beam of visible radiation referenced by Ao. The face 37 has received a dichroic treatment allowing it to behave optically differently depending on the nature of the beam that is incident to it. Thus, it is transmissive with respect to a beam of infrared laser radiation for example, referenced by Ao, while it is reflective with respect to the beam Bo.

Les faisceaux de rayonnement Ao et Bo sont parallèles et confondus car ils sont issus du même objet (même direction de visée). Ils sont réfléchis respectivement sur la face 38 du premier prisme de base 31 et les faces 37 des deux prismes après avoir traversé les prismes respectifs. Sur la figure 3, les directions de propagation des faisceaux images A et B sont parallèles mais non confondues, et leurs sens de propagation sont opposés.  The beams of radiation Ao and Bo are parallel and confused because they come from the same object (same direction of sight). They are respectively reflected on the face 38 of the first basic prism 31 and the faces 37 of the two prisms after having passed through the respective prisms. In FIG. 3, the propagation directions of the image beams A and B are parallel but not merged, and their directions of propagation are opposite.

Comme précédemment, les faisceaux parallèles Ao et Bo permettent l'observation d'un objet selon deux domaines spectraux. Le domaine B est par exemple le domaine visible et le domaine A le domaine infrarouge. De même, un débattement angulaire non représenté du système optique est possible.  As before, the parallel beams Ao and Bo allow the observation of an object according to two spectral domains. The domain B is for example the visible domain and the domain A the infrared domain. Similarly, a not shown angular deflection of the optical system is possible.

Les dispositifs précédents présentent cependant des inconvénients.  The foregoing devices, however, have disadvantages.

Le dispositif de la figure 1 ne permet pas d'atteindre des débattements angulaires importants sans occulter les faisceaux optiques. Dans le cadre de têtes de périscopes et dans l'espace disponible dans de telles têtes, le débattement en site d'un tel dispositif atteint difficilement -15 I + 40 . On a représenté sur la figure 2 les trajets lumineux d'une voie optique sur un dispositif selon la figure 1. Sur les figures 1 et 2, les éléments identiques portent des références numériques similaires. Ainsi, pour un faisceau B, la figure 2 montre qu'au delà d'un angle de débattement de 40 , le faisceau est coupé par les arêtes du prisme. La coupure du faisceau est indiquée par les flèches référencées par 5 sur la figure 2. En outre, la figure 2 montre que le volume décrit par la rotation du prisme est très important, ce qui provoque un risque d'interférence avec le hublot 4.  The device of Figure 1 does not achieve significant angular deflection without obscuring the optical beams. In the context of periscope heads and in the space available in such heads, the deflection in site of such a device hardly reaches -15 I + 40. FIG. 2 shows the light paths of an optical channel on a device according to FIG. 1. In FIGS. 1 and 2, the identical elements carry similar numerical references. Thus, for a beam B, Figure 2 shows that beyond a deflection angle of 40, the beam is cut by the edges of the prism. The cutoff of the beam is indicated by the arrows referenced by 5 in FIG. 2. Furthermore, FIG. 2 shows that the volume described by the rotation of the prism is very important, which causes a risk of interference with the window 4.

Le dispositif de la figure 3 nécessite un espace plus important non compatible avec une bonne furtivité de la tête de périscope ou de mât optronique. De plus, son intégration sur un axe stabilisé est délicate. PRESENTATION DE L'INVENTION.  The device of Figure 3 requires a larger space not compatible with good stealth of the periscope head or optronic mast. Moreover, its integration on a stabilized axis is delicate. PRESENTATION OF THE INVENTION

L'invention propose de pallier ces inconvénients.  The invention proposes to overcome these disadvantages.

Un but de l'invention est de permettre la visée simultanée pour au moins deux faisceaux collimatés de bandes spectrales distinctes.  An object of the invention is to allow simultaneous sighting for at least two collimated beams of distinct spectral bands.

Ainsi, un des buts de l'invention est notamment de proposer la combinaison d'une voie visible par exemple (dont les longueurs d'onde sont comprises entre 0,4 et 0,7 pm) et d'une voie d'imagerie infrarouge par exemple (en particulier pour les infrarouges dont les longueurs d'onde sont comprises entre 3-5 pm). D'autres domaines spectraux peuvent également être considérés.  Thus, one of the aims of the invention is notably to propose the combination of a visible pathway for example (whose wavelengths are between 0.4 and 0.7 pm) and an infrared imaging pathway. for example (especially for infrared whose wavelengths are between 3-5 pm). Other spectral domains can also be considered.

Un des buts de l'invention est aussi de proposer la combinaison d'une voie visible et d'une voie télémétrique, dont la longueur d'onde est par exemple 1,54 pm.  One of the aims of the invention is also to propose the combination of a visible channel and a telemetric channel, whose wavelength is, for example, 1.54 μm.

Un des autres buts de l'invention est de permettre à au moins deux faisceaux d'opérer simultanément et dans la même direction de visée.  Another object of the invention is to allow at least two beams to operate simultaneously and in the same direction of sight.

Un autre but de l'invention est d'assurer un pointage en site sur une course angulaire importante, au moins -15 I +50 , et ceci, sans occultation du faisceau optique.  Another object of the invention is to ensure a pointing in site on a large angular travel, at least -15 I +50, and this, without occultation of the optical beam.

Un des autres buts de l'invention est de proposer un système optique 25 le plus compact possible, pour permettre une meilleure discrétion de la tête du périscope.  Another object of the invention is to provide an optical system 25 as compact as possible, to allow better discretion of the periscope head.

Un des buts de l'invention est de proposer un dispositif optique permettant de permettre le pointage simultané d'au moins deux bandes spectrales sur un grand débattement angulaire en site comportant un seul et même bloc optique mobile en rotation.  One of the aims of the invention is to propose an optical device for enabling the simultaneous pointing of at least two spectral bands on a large angular deflection in a site comprising a single and mobile optical unit in rotation.

A cet effet, l'invention propose un dispositif de pointage optique muftispectral, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois prismes, les prismes étant situés à proximité les uns des autres au niveau d'un de leurs sommets pour former un bloc optique, les prismes définissant au moins deux surfaces optiques dichroïques s'intersectant l'une l'autre au niveau desdits sommets, chaque surface optique étant apte à réfléchir un faisceau lumineux d'un spectre lumineux prédéterminé et à être neutre optiquement pour les faisceaux lumineux appartenant à un autre spectre que le spectre prédéterminé.  For this purpose, the invention proposes a muftispectral optical pointing device, characterized in that it comprises at least three prisms, the prisms being located close to one another at one of their vertices to form an optical block , the prisms defining at least two dichroic optical surfaces intersecting each other at said vertices, each optical surface being adapted to reflect a light beam of a predetermined light spectrum and to be optically neutral for the light beams belonging to at a different spectrum than the predetermined spectrum.

Plus particulièrement, l'invention propose un dispositif de pointage optique multi-spectral, caractérisé en ce que deux biprismes constitués par les prismes tangents ou proches deux à deux présentent chacun une base triangulaire isocèle s'intersectant l'une l'autre au niveau des sommets des angles principaux.  More particularly, the invention proposes a multi-spectral optical pointing device, characterized in that two biprisms formed by the tangent prisms or close two by two each have an isosceles triangular base intersecting one another at the level of vertices of the main angles.

Ainsi, les au moins trois prismes définissent deux biprismes à base triangulaire isocèle qui délimitent les deux surfaces optiques.  Thus, the at least three prisms define two biprisms with isosceles triangular base which delimit the two optical surfaces.

L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques 15 suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible: - les prismes sont isocèles et sont rectangles au niveau des sommets situés au centre du bloc optique; -le dispositif comporte quatre prismes identiques; - les sommets situés au centre du bloc optique sont en contact les uns avec les autres, les faces adjacentes de prismes situés à côté les uns des autres étant elles aussi en contact; le dispositif comporte un axe de rotation parallèle à l'axe longitudinal des prismes; - il comporte des moyens d'émission et/ou de réception d'un premier faisceau lumineux et des moyens d'observation et de visée d'un deuxième faisceau lumineux dans un domaine spectral différent du premier faisceau, les axes longitudinaux des deux faisceaux présentant entre eux un angle égal à deux fois l'angle décrit par les deux faces optiques dichroïques; - il comporte en outres des moyens aptes à collimater les faisceaux lumineux; - le premier faisceau est dans le domaine du visible et le deuxième faisceau est dans le domaine des infrarouges; - il comporte des moyens d'émission/réception d'un troisième faisceau lumineux dont l'axe de propagation reste inchangé entre l'entrée dans les prismes selon un axe de visée et les moyens de réception; - les prismes comportent une troncature sur les sommets non situés au 5 centre du bloc optique.  The invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination: the prisms are isosceles and are rectangular at the vertices located at the center of the optical block; the device comprises four identical prisms; the vertices located in the center of the optical block are in contact with each other, the adjacent faces of prisms situated next to each other also being in contact; the device comprises an axis of rotation parallel to the longitudinal axis of the prisms; it comprises means for transmitting and / or receiving a first light beam and means for observing and aiming a second light beam in a spectral range different from the first beam, the longitudinal axes of the two beams presenting between them an angle equal to twice the angle described by the two dichroic optical faces; it comprises in others means able to collimate the light beams; the first beam is in the visible range and the second beam is in the infrared range; it comprises means for transmitting / receiving a third light beam whose propagation axis remains unchanged between the entry in the prisms along a line of sight and the receiving means; the prisms comprise a truncation on the vertices not located in the center of the optical block.

L'invention concerne également une tête de périscope ou de mât optronique, comportant un tel dispositif.  The invention also relates to a periscope head or optronic mast, comprising such a device.

L'invention concerne également un viseur de conduite de tir antiaérienne ou un banc optique, comportant un tel dispositif.  The invention also relates to an anti-aircraft fire control sight or an optical bench, comprising such a device.

PRESENTATION DES FIGURES.PRESENTATION OF THE FIGURES.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1, déjà commentée, représente schématiquement une vue en 15 perspective d'un premier dispositif de pointage bi-spectral selon l'art antérieur; - la figure 2, déjà commentée, représente schématiquement les trajets lumineux d'une voie optique sur un dispositif selon la figure 1; - la figure 3, déjà commentée, représente schématiquement une vue en 20 coupe longitudinale d'un deuxième dispositif de pointage bi-spectral selon l'art antérieur; - la figure 4 représente schématiquement selon une vue en perspective un premier mode de réalisation possible de l'invention; - la figure 5 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale du 25 dispositif selon la figure 4; - la figure 6 représente schématiquement selon une vue en coupe longitudinale un deuxième mode de réalisation possible de l'invention; la figure 7 représente schématiquement selon une vue en coupe longitudinale un dispositif selon la figure 4 avec des moyens d'émission/réception de signaux lumineux, l'angle d'observation étant sur le site 0 ; - la figure 8 représente schématiquement un montage selon la figure 7, l'angle d'observation étant sur le site 50 ; - la figure 9 représente schématiquement une variante possible d'un dispositif selon l'invention - la figure 10 représente un mode de réalisation plus général d'un dispositif selon l'invention; - la figure 11 représente un cas particulier d'une possibilité asymptotique d'un mode de réalisation selon l'invention; et - les figures 12 et 13 représentent schématiquement des modes de réalisation comportant plus de deux voies d'observation.  Other features, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1, already commented, schematically represents a perspective view of a first bi-spectral pointing device according to the prior art; FIG. 2, already commented on, schematically represents the light paths of an optical channel on a device according to FIG. 1; - Figure 3, already commented, schematically shows a longitudinal sectional view of a second bi-spectral pointing device according to the prior art; - Figure 4 shows schematically in a perspective view a first possible embodiment of the invention; FIG. 5 schematically represents a longitudinal sectional view of the device according to FIG. 4; - Figure 6 shows schematically in a longitudinal sectional view a second possible embodiment of the invention; FIG. 7 diagrammatically shows, in longitudinal sectional view, a device according to FIG. 4 with means for transmitting / receiving light signals, the observation angle being on site 0; FIG. 8 schematically represents an assembly according to FIG. 7, the observation angle being on the site 50; - Figure 9 schematically shows a possible variant of a device according to the invention - Figure 10 shows a more general embodiment of a device according to the invention; FIG. 11 represents a particular case of an asymptotic possibility of an embodiment according to the invention; and - Figures 12 and 13 schematically show embodiments having more than two observation channels.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION.  DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

L'invention présentée est un dispositif de pointage optique multispectral, adapté non limitativement pour équiper une plate-forme de visée en site d'un périscope ou d'un mât optronique.  The invention presented is a multispectral optical pointing device, adapted nonlimitingly to equip a viewing platform in site of a periscope or an optronic mast.

L'invention propose un dispositif de pointage comportant au moins trois prismes définissant au moins deux surfaces optiques s'intersectant sensiblement au milieu d'un bloc optique formé par les au moins trois prismes, chaque surface optique étant apte à réfléchir un faisceau lumineux d'un spectre lumineux prédéterminé et à être neutre optiquement pour les faisceaux lumineux appartenant à un autre spectre que le spectre prédéterminé.  The invention proposes a pointing device comprising at least three prisms defining at least two optical surfaces intersecting substantially in the middle of an optical block formed by the at least three prisms, each optical surface being able to reflect a light beam of a predetermined light spectrum and to be optically neutral for the light beams belonging to a spectrum other than the predetermined spectrum.

Les figures 4 et 5 représentent schématiquement, selon une vue en perspective et en coupe, un premier mode de réalisation possible de l'invention. Selon ce mode de réalisation, les trois prismes sont identiques et à base rectangle isocèle. Sur ces figures ainsi que sur toutes les figures de la présente description, les éléments similaires sont référencés par des numéros identiques.  Figures 4 and 5 show schematically, in a perspective view and in section, a first possible embodiment of the invention. According to this embodiment, the three prisms are identical and based on an isosceles rectangle. In these figures as well as in all the figures of the present description, the similar elements are referenced by identical numbers.

Ainsi, un dispositif possible comporte au moins trois prismes droits 101, 102 et 103 de mêmes dimensions. Les bases génératrices 111, 112 et 113 respectives des prismes 101, 102 et 103 sont triangulaires. On référence par 121, 122 et 123 les trois sommets de la base 111, par 124, 125 et 126 les trois sommets de la base 112, et par 127, 128 et 129 les trois sommets de la base 113. Les bases triangulaires sont rectangles et isocèles. Ainsi, la base 111 est rectangle en 123, la base 112 est rectangle en 126 et la base 113 est rectangle en 129. On référence par 131 et 132 les côtés isocèles de la base 111. Le côté 131 est compris entre les sommets 121 et 123, et le côté 132 est compris entre les sommets 122 et 123. On référence par 133 et 134 les côtés isocèles de la base 112. Le côté 133 est compris entre les sommets 124 et 126, et le côté 134 est compris entre les sommets 125 et 126. On référence par 135 et 136 les côtés isocèles de la base 113. Le côté 135 est compris entre les sommets 127 et 129, et le côté 136 est compris entre les sommets 128 et 129.  Thus, a possible device comprises at least three right prisms 101, 102 and 103 of the same dimensions. The respective generating bases 111, 112 and 113 of the prisms 101, 102 and 103 are triangular. 121, 122 and 123 refer to the three vertices of the base 111, 124, 125 and 126 the three vertices of the base 112, and 127, 128 and 129 the three vertices of the base 113. The triangular bases are rectangles and isosceles. Thus, the base 111 is rectangle 123, the base 112 is rectangle 126 and the base 113 is rectangle 129. The reference is 131 and 132 the isosceles sides of the base 111. The side 131 is between the vertices 121 and 123, and the 132 side is between the vertices 122 and 123. The isosceles sides of the base 112 are referenced 133 and 134. The 133 side is between the vertices 124 and 126, and the 134 side is between the vertices 125 and 126. The isosceles sides of the base 113 are referenced 135 and 136. The side 135 is between the vertices 127 and 129, and the side 136 is between the vertices 128 and 129.

Chaque prisme comporte ainsi un angle principal, référencé par 123, 126 ou 129, défini entre les deux faces principales issues des côtés isocèles de chaque base. L'angle principal de chaque prisme 101, 102 et 103 est rectangle dans le mode de réalisation des figures 4 et 5.  Each prism thus has a principal angle, referenced by 123, 126 or 129, defined between the two main faces from the isosceles sides of each base. The principal angle of each prism 101, 102 and 103 is rectangle in the embodiment of FIGS. 4 and 5.

Les sommets 123, 126 et 129 des angles droits principaux des prismes 101, 102 et 103 sont en contact les uns avec les autres. Les faces principales issues des côtés 132 du prisme 101 et 133 du prisme 102, et les faces principales issues des côtés 134 du prisme 102 et 136 du prisme 103 sont elles aussi en contact.  The vertices 123, 126 and 129 of the main right angles of the prisms 101, 102 and 103 are in contact with each other. The main faces from the sides 132 of the prism 101 and 133 of the prism 102, and the main faces from the sides 134 of the prism 102 and 136 of the prism 103 are also in contact.

L'ensemble optique formé par les trois prismes 101, 102 et 103 est mobile selon une rotation 105 autour d'un axe 100. L'axe de rotation 100 est parallèle à l'axe longitudinal des prismes droits 101, 102 et 103. L'axe de rotation 100 passe par l'ensemble des sommets principaux 123, 126 et 129.  The optical assembly formed by the three prisms 101, 102 and 103 is movable in a rotation 105 about an axis 100. The axis of rotation 100 is parallel to the longitudinal axis of the right prisms 101, 102 and 103. L rotational axis 100 passes through all the main vertices 123, 126 and 129.

Comme le montrent les figures 7 et 8, le dispositif comporte en outre une optique de réception 6 d'un faisceau lumineux B et dédiée à l'observation, ainsi que des moyens d'émission 80 et de réception 84 d'un deuxième faisceau lumineux A dans un domaine spectral différent du faisceau B (par exemple pour une application en télémétrie, le domaine spectral sera celui des longueurs d'onde à 1,54 pm).  As shown in FIGS. 7 and 8, the device further comprises an optical receiver 6 for a light beam B and dedicated to observation, as well as means for transmitting 80 and receiving 84 a second light beam A in a spectral range other than the beam B (for example for a telemetry application, the spectral range will be that of the wavelengths at 1.54 pm).

Comme le montrent les figures 4 et 5, les axes longitudinaux des faisceaux lumineux A et B sont parallèles et confondus et intersectent de plus l'axe de rotation 100. Le faisceau B est issu du faisceau objet Bo et véhicule les données de l'observation visuelle. La direction de Bo correspond à la direction de visée. Le faisceau lumineux A issu du moyen de télémétrie 80 184 pénètre dans le prisme et ressort colinéairement à Bo.  As shown in FIGS. 4 and 5, the longitudinal axes of the light beams A and B are parallel and coincide and intersect moreover the axis of rotation 100. The beam B originates from the object beam Bo and conveys the data from the observation visual. The direction of Bo corresponds to the aiming direction. The light beam A from the telemetry means 80 184 enters the prism and collinearly collides with Bo.

Il est alors référencé par Ao. Ce faisceau de sortie Ao est destiné à éclairer la cible. U revient vers le prisme après avoir été réfléchi par l'objet à observer, et suit le chemin inverse de réflexion dans les prismes.  It is then referenced by Ao. This output beam Ao is intended to illuminate the target. It returns to the prism after having been reflected by the object to be observed, and follows the inverse path of reflection in the prisms.

La face principale issue du côté 132 du prisme 101, les faces principales issues des côtés 133 et 134 du prisme 102 et la face principale issue du côté 135 du prisme 103 présentent un traitement optique dichroïque. Le traitement dichroïque DA (respectivement DB) se comporte comme un miroir pour le faisceau A (respectivement B) et comme un traitement neutre pour le faisceau B (respectivement A). Les faces principales issues des côtés 131 et 136 présentent un simple traitement miroir.  The main face from the side 132 of the prism 101, the main faces from the sides 133 and 134 of the prism 102 and the main face from the side 135 of the prism 103 have a dichroic optical treatment. The dichroic processing DA (respectively DB) behaves as a mirror for the beam A (respectively B) and as a neutral treatment for the beam B (respectively A). The main faces from the sides 131 and 136 have a simple mirror treatment.

Ainsi, la face issue du côté 132 du prisme 101 est réfléchissante par rapport au faisceau B, et transmissive par rapport au faisceau A. De même, la face issue du côté 133 est réfléchissante par rapport au faisceau B, et transmissive par rapport au faisceau A, et la face issue du côté 134 du même prisme 102 est réfléchissante par rapport au faisceau A, et transmissive par rapport au faisceau B. Enfin, la face issue du côté 135 du prisme 103 est réfléchissante par rapport au faisceau A, et transmissive par rapport au faisceau B La figure 5 montre que la combinaison des trois prismes identiques et des deux traitements dichroïques assure une même direction de visée aux deux faisceaux optiques A et B parallèles et distincts spectralement.  Thus, the face issuing from the side 132 of the prism 101 is reflective with respect to the beam B, and transmissive with respect to the beam A. Similarly, the face issuing from the side 133 is reflective with respect to the beam B, and transmissive with respect to the beam A, and the face issuing from the side 134 of the same prism 102 is reflective with respect to the beam A, and transmissive with respect to the beam B. Finally, the face coming from the side 135 of the prism 103 is reflective with respect to the beam A, and transmissive FIG. 5 shows that the combination of the three identical prisms and the two dichroic treatments provides the same direction of aiming for the two parallel and spectrally distinct optical beams A and B.

Emis par les moyens d'émission 80, le faisceau A arrive sur le dispositif par le prisme 101 et se réfléchit sur les surfaces issues du côté 131 et les surfaces associées issues des côtés 134 et 135, toutes trois agissant comme un miroir pour ce faisceau. On référence par Ao le faisceau réfléchi et sortant du prisme 102. Le faisceau Ao est ensuite réfléchi par la cible et revient vers le dispositif, comme le montre les figures 4 et 5.  Emitted by the emission means 80, the beam A arrives on the device by the prism 101 and is reflected on the surfaces coming from the side 131 and the associated surfaces coming from the sides 134 and 135, all three acting as a mirror for this beam . The reflected and outgoing beam of the prism 102 is referred to as Ao. The beam Ao is then reflected by the target and returns to the device, as shown in FIGS. 4 and 5.

Le faisceau Bo émis par la cible arrive sur le dispositif parallèlement à Ao. II pénètre le prisme 102 et se réfléchit sur les surfaces issues du côté 136 et les surfaces associées issues des côtés 132 et 133, toutes trois agissant comme un miroir pour ce faisceau. On note B le faisceau réfléchi.  The beam Bo emitted by the target arrives on the device parallel to Ao. It enters the prism 102 and is reflected on the surfaces from the side 136 and the associated surfaces from the sides 132 and 133, all three acting as a mirror for this beam. We denote by B the reflected beam.

Les deux miroirs sont disposés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, de par la géométrie des bases. Ainsi, les faisceaux Ao et Bo respectivement image et objet des faisceaux A et B par l'ensemble des trois prismes 101, 102 et 103 sont parallèles l'un par rapport à l'autre.  The two mirrors are arranged perpendicularly relative to each other, because of the geometry of the bases. Thus, the beams Ao and Bo respectively image and object of the beams A and B by all three prisms 101, 102 and 103 are parallel to each other.

Les deux surfaces optiques formées pour l'une par les faces 131, 134 et 135 d'une part, et pour l'autres des faces 132, 133 et 136 d'autre part s'intersectent ainsi sensiblement au milieu du bloc optique formé par les au moins trois prismes 101, 102, 103. Chaque surface optique est ainsi apte à réfléchir un faisceau lumineux d'un spectre lumineux prédéterminé et à être neutre optiquement pour les faisceaux lumineux appartenant à un autre spectre que le spectre prédéterminé.  The two optical surfaces formed for one by the faces 131, 134 and 135 on the one hand, and for the other faces 132, 133 and 136, on the other hand, intersect substantially in the middle of the optical block formed by the at least three prisms 101, 102, 103. Each optical surface is thus able to reflect a light beam of a predetermined light spectrum and to be optically neutral for the light beams belonging to a spectrum other than the predetermined spectrum.

Au final, le coefficient de transmission de cette combinaison vaut: T(A) = T(face d'entrée) x T(face de sortie) x T(matériau traversé) x T(transmission de DB) x R (réflexion de DA) pour le faisceau A et: T(B) = T(face d'entrée) x T(face de sortie) x T(matériau traversé) x T(transmission de DA) x R (réflexion de DB) pour le faisceau B; où T est le coefficient de transmission d'une surface et R le coefficient de réflexion d'une surface.  Finally, the transmission coefficient of this combination is: T (A) = T (input face) x T (output face) x T (material traversed) x T (DB transmission) x R (DA reflection) ) for beam A and: T (B) = T (entrance face) x T (exit face) x T (material traversed) x T (DA transmission) x R (DB reflection) for beam B ; where T is the transmission coefficient of a surface and R is the reflection coefficient of a surface.

Grâce à la rotation 105 possible de l'ensemble des prismes autour de l'axe 100, on crée un débattement en site de l'observation. C'est ce que montre la figure 4, grâce aux rayons référencés par AI et BI qui sont de directions différentes des rayons Ao et Bo du fait de la rotation 105.  Thanks to the possible rotation 105 of all the prisms around the axis 100, it creates a deflection in the observation site. This is shown in FIG. 4, thanks to the radii referenced by AI and BI which are of different directions of the spokes A0 and B0 due to rotation 105.

L'invention permet ainsi l'observation simultanée multi-spectrale d'un objet. Le fait que les rayons lumineux A et B traversent un dispositif comportant des prismes permet une réduction de la divergence des faisceaux, et un débattement angulaire beaucoup plus important que dans le cas d'un dispositif ne comportant que de simple faces réfléchissantes (comme dans le cas de la figure 1 par exemple).  The invention thus allows the simultaneous multi-spectral observation of an object. The fact that the light rays A and B pass through a device comprising prisms makes it possible to reduce the divergence of the beams, and a much greater angular deflection than in the case of a device comprising only simple reflective faces (as in FIG. case of Figure 1 for example).

Les figures 7 et 8 illustrent l'intégration de ce dispositif dans une architecture optique composée d'une voie visible d'observation et de visée représentée par le faisceau B. Le champ du faisceau B est préférentiellement important.  Figures 7 and 8 illustrate the integration of this device in an optical architecture composed of a visible path of observation and sight represented by the beam B. The field of the beam B is preferably important.

L'architecture optique des figures 7 et 8 comporte également des moyens d'émission 80 et des moyens de réception 84 du deuxième faisceau lumineux A formant une voie de télémétrie. Le moyen 80 d'émission est constitué d'un laser. En sortie du moyen 80, le faisceau passe par un premier prisme réflecteur 81 et des moyens de collimation 82. Un deuxième prisme 85 réflecteur permet d'envoyer le faisceau A collimaté vers une lentille 83. Grâce à l'ensemble des moyens 80 à 83, le télémètre a un diamètre important et une divergence faible. Après réflexion par l'objet à observer, le faisceau A fait le chemin inverse dans les prismes 102 puis 101 et est reçu par les moyens 84 après leur passage dans la lentille 83.  The optical architecture of FIGS. 7 and 8 also comprises transmitting means 80 and receiving means 84 of the second light beam A forming a telemetry channel. The transmission means 80 consists of a laser. At the output of the means 80, the beam passes through a first reflective prism 81 and collimation means 82. A second reflective prism 85 makes it possible to send the collimated beam A towards a lens 83. Thanks to the set of means 80 to 83 , the rangefinder has a large diameter and a small divergence. After reflection by the object to be observed, the beam A makes the opposite path in the prisms 102 and 101 and is received by the means 84 after their passage in the lens 83.

La figure 7 représente une situation dans laquelle la ligne de visée est sur un site de 0 , la figure étant de plus tournée de 90 par rapport aux figures 4 et 5 notamment.  FIG. 7 represents a situation in which the line of sight is on a site of 0, the figure being furthermore rotated by 90 with respect to FIGS. 4 and 5 in particular.

Une rotation 105 du dispositif de site selon l'axe 100 génère un mouvement de la ligne de visée identique sur les deux voies, comme le montre la figure 8. On a représenté sur la figure 8 une valeur de débattement égale à +50, qui est sensiblement supérieure à celle obtenue par les dispositifs de l'art antérieur. Les deux faisceaux A et B pointent simultanément dans la même direction.  A rotation 105 of the site device along the axis 100 generates a movement of the identical line of sight on the two channels, as shown in FIG. 8. FIG. 8 shows a displacement value equal to +50, which is substantially greater than that obtained by the devices of the prior art. The two beams A and B point simultaneously in the same direction.

La figure 6 montre qu'on peut ajouter un quatrième prisme 104 droit et le coller aux autres prismes 101, 102 et 103 de façon à constituer un cube ou un parallélépipède. De même que les trois autres prismes 101, 102 et 103, le prisme 104 comporte une base 114 triangulaire rectangle sur le sommet 130 et isocèle sur les deux côtés 137 et 138 générant les faces principales. La face issue de 137 est réfléchissante par rapport au faisceau B, et transmissive par rapport au faisceau A. Inversement, la face issue de 138 du même prisme 104 est réfléchissante par rapport au faisceau A, et transmissive par rapport au faisceau B. Préférentiellement, les faces du prisme 104 ne porte pas de traitement de surface dichroïque.  FIG. 6 shows that a fourth right prism 104 can be added and glued to the other prisms 101, 102 and 103 so as to constitute a cube or a parallelepiped. Like the other three prisms 101, 102 and 103, the prism 104 has a right triangular base 114 on the top 130 and isosceles on both sides 137 and 138 generating the main faces. The face issuing from 137 is reflective with respect to the beam B, and transmissive with respect to the beam A. Conversely, the face issuing from 138 of the same prism 104 is reflective with respect to the beam A, and transmissive with respect to the beam B. Preferably, the faces of the prism 104 do not carry a dichroic surface treatment.

Le fait que le dispositif comporte un quatrième prisme 104 permet d'obtenir un dispositif plus facile à équilibrer et comportant de meilleures propriétés inertielles, sans modifier son comportement optique.  The fact that the device comprises a fourth prism 104 provides a device easier to balance and having better inertial properties, without changing its optical behavior.

Préférentiellement, les prismes du dispositif sont identiques et droits, pour des raisons de simplicité de montage et d'équilibre du dispositif. Cependant, on peut prévoir des dispositifs ayant des prismes de dimensions et de formes différentes, si les prismes s'emboîtent toujours le long de leurs faces principales.  Preferably, the prisms of the device are identical and straight, for reasons of simplicity of assembly and balance of the device. However, one can provide devices having prisms of different sizes and shapes, if the prisms still fit along their main faces.

La figure 9 représente schématiquement une variante du dispositif selon l'invention. Sur cette figure 9, le prisme 103 peut être tronqué dans au moins un des coins des angles isocèles. La troncature 91, lorsqu'elle est pratiquée sur l'ensemble des prismes du dispositif, permet d'avoir un encombrement encore plus faible du dispositif lors de sa rotation autour de son axe 100 de rotation.  Figure 9 schematically shows a variant of the device according to the invention. In this figure 9, the prism 103 may be truncated in at least one corner of the isosceles angles. The truncation 91, when it is practiced on all the prisms of the device, makes it possible to have an even smaller size of the device during its rotation about its axis 100 of rotation.

La figure 10 représente schématiquement une autre variante du 10 dispositif.  Figure 10 schematically shows another variant of the device.

Selon la figure 10, on voit que les prismes 101, 102 et 103 ne sont plus à base triangle rectangle isocèle. Les traitements dichroïques des différentes faces restent, quant à eux, similaires à ceux de la figure 5.  According to FIG. 10, it can be seen that the prisms 101, 102 and 103 are no longer based on an isosceles right triangle. The dichroic treatments of the different faces remain, for their part, similar to those of FIG.

Pour ce qui est du trajet de A, l'important est que le biprisme résultant de l'assemblage des prismes 101 et de 102 soit à base isocèle. Autrement dit, le côté référencé par 141 sur le prisme 101 doit être de même longueur que le côté 142 du prisme 102.  As for the path of A, the important thing is that the biprism resulting from the assembly of prisms 101 and 102 is isosceles-based. In other words, the side referenced by 141 on the prism 101 must be of the same length as the side 142 of the prism 102.

Pour ce qui est du trajet de B, l'important est que le biprisme résultant de l'assemblage de 102 et de 103 soit à base isocèle, à savoir que le côté référencé par 142 sur le prisme 102 soit de même longueur que le côté 143 du prisme 103.  With regard to the path of B, the important thing is that the biprism resulting from the assembly of 102 and 103 is based on isosceles, namely that the side referenced by 142 on the prism 102 is of the same length as the side 143 of the prism 103.

Pour une même direction de visée de Ao et Bo, les axes longitudinaux des faisceaux A et B présentent entre eux un angle égal à deux fois l'angle décrit par les faces dichroïques DA et DB. Ils ne seront parallèles que si DA et DB sont perpendiculaires. Les axes des faisceaux A et B sont parallèles dans les cas des configurations des figures 4, 5 et 9, à savoir quand la face 131 est perpendiculaire à la face 136. Le choix des angles a et $ des deux biprismes isocèles - (101-102) pour le premier et (102-103) pour le deuxième de la configuration de la figure 10 permet d'optimiser les débattements en site sur au moins une des deux voies optiques. L'axe de rotation du dispositif peut ne pas passer par le point de jonction des trois prismes, ceci afin d'optimiser, pour plusieurs valeurs d'élévation, la position des faces du dispositif relativement au hublot et / ou aux optiques de A et B. Notons que plus les angles des deux biprismes tendent vers 60 , plus les prismes 101 et 103 sont fins.  For the same viewing direction of Ao and Bo, the longitudinal axes of the beams A and B have an angle between them equal to twice the angle described by the dichroic faces DA and DB. They will only be parallel if DA and DB are perpendicular. The axes of the beams A and B are parallel in the case of the configurations of FIGS. 4, 5 and 9, namely when the face 131 is perpendicular to the face 136. The choice of the angles α and β of the two isosceles biprisms - (101) 102) for the first and (102-103) for the second of the configuration of FIG. 10 makes it possible to optimize the field deflections on at least one of the two optical paths. The axis of rotation of the device may not pass through the junction point of the three prisms, in order to optimize, for several values of elevation, the position of the faces of the device relative to the window and / or to the optics of A and B. Note that the more the angles of the two biprisms tend towards 60, the more the prisms 101 and 103 are fine.

La figure 11 représente un cas extrême asymptotique, où les deux biprismes sont à base équilatéral. Ils sont nécessairement confondus et les prismes 101 et 103 disparaissent. Le dispositif à trois prismes se simplifie alors en un seul et même prisme 102 équilatéral dont la face 134 présenterait un traitement DA et la face 133 un traitement DB. Les faisceaux Ao et Bo visent selon une même direction de visée lorsque l'angle y entre les faisceaux A et B vaut: 2x 60 = 120 , comme cela est représenté sur la figure 11. Ce dispositif présente l'intérêt d'être particulièrement simple et l'inconvénient de ne permettre qu'un faible débattement angulaire.  Figure 11 represents an asymptotic extreme case, where the two biprisms are equilateral. They are necessarily confused and prisms 101 and 103 disappear. The device with three prisms then simplifies into a single equilateral prism 102 whose face 134 would present a DA treatment and the face 133 a DB treatment. The beams Ao and Bo aim at the same direction of view when the angle y between the beams A and B is: 2x 60 = 120, as shown in Figure 11. This device has the advantage of being particularly simple and the disadvantage of allowing only a small angular deflection.

Le dispositif présenté dans la présente description est particulièrement adapté aux systèmes optroniques combinant plusieurs voies de bandes spectrales différentes (visibles et infrarouges par exemple) sur un seul et même dispositif optique de pointage. Il est donc particulièrement adapté aux périscopes et aux mâts optroniques, pour lesquels cette propriété résulte de la réduction nécessaire du nombre et de la dimension des hublots, pour une meilleure tenue à la pression, ainsi que de la réduction nécessaire du volume disponible pour une meilleure furtivité de la tête. Le dispositif présenté combine ainsi avantageusement le pointage d'une voie visible et d'une voie télémétrique, à une longueur d'onde de 1, 54 pm par exemple. Les matériaux optiques utilisés pour les prismes sont alors de spectre relativement étroit. On utilise alors par exemple un verre de type BK7 (réf. Schott).  The device presented in the present description is particularly suitable for optronic systems combining several channels of different spectral bands (visible and infrared for example) on a single optical pointing device. It is therefore particularly suitable for periscopes and optronic masts, for which this property results from the necessary reduction in the number and size of portholes, for a better resistance to pressure, as well as the necessary reduction in the volume available for better Stealth of the head. The device thus advantageously combines the pointing of a visible path and a telemetric path, at a wavelength of 1. 54 pm for example. The optical materials used for the prisms are then of relatively narrow spectrum. For example, a type BK7 glass (Schott reference) is used.

On peut néanmoins utiliser des matériaux optiques de spectre plus large comme le Saphir, le ZnS Cleartran, le ZnSe, etc., pour combiner une voie visible par exemple et une voie d'imagerie infrarouge par exemple. On s'intéresse alors en particulier aux longueurs d'onde comprises entre 3 et 5 pm par exemple. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans des optiques de conduite de tir anti-aérienne et/ou des bancs optiques intégrés. Les développements qui précèdent s'appliquent avantageusement à deux  Nevertheless, it is possible to use wider spectrum optical materials such as Sapphire, ZnS Cleartran, ZnSe, etc., to combine a visible path for example with an infrared imaging pathway for example. We are then particularly interested in wavelengths between 3 and 5 pm for example. Thus, the device according to the invention can be used in anti-aircraft fire control optics and / or integrated optical benches. The above developments apply advantageously to two

spectres lumineux. On peut bien entendu prévoir un nombre de spectres d'observation plus nombreux.  light spectra. Of course, a larger number of observation spectra can be provided.

Pour ce faire, il faut ajouter des prismes et des surfaces dichroïques.  To do this, we must add prisms and dichroic surfaces.

Le dispositif multiprisme ainsi constitué présente un certain nombre de faces internes dichroïques (FID) et des faces externes d'entrée / sortie (FE). Le nombre de FID est égal au nombre de voies spectrales à fusionner. Le nombre de FE utile est au moins égal au nombre de voies à fusionner plus une (la face de sortie commune).  The multiprism device thus constituted has a number of internal dichroic faces (FID) and external input / output faces (FE). The number of FID is equal to the number of spectral channels to be merged. The number of FE useful is at least equal to the number of channels to merge plus one (the common exit face).

Ainsi, les figures 12 et 13 représentent schématiquement deux dispositifs permettant la fusion suivant un même axe de visée de respectivement trois et quatre voies spectrales distinctes présentent respectivement 3 FID + 4 FE et 4 FID + 5 FE.  Thus, FIGS. 12 and 13 diagrammatically show two devices for fusing along the same axis of view of respectively three and four distinct spectral channels respectively present 3 FID + 4 FE and 4 FID + 5 FE.

L'important est que pour chacune des voies, le volume optique décrit par la face d'entrée de cette voie (FEA pour une voie A), par la face dichroïque réfléchissant A (FIDA) et par la face de sortie commune à toute les voies (FE) présente une base isocèle. L'important est que l'angle entre deux voies soit égal à deux fois l'angle entre leurs faces dichroïques respectives.  The important thing is that for each of the channels, the optical volume described by the input side of this channel (FEA for a channel A), by the reflective dichroic side A (IFAD) and by the output face common to all pathways (FE) has an isosceles base. The important thing is that the angle between two paths is equal to twice the angle between their respective dichroic faces.

Dans le cas du dispositif de la figure 12, les faces d'entrée et de sortie de B sont presque parallèles. En conséquence, le faisceau B aura nécessairement une section et un débattement très faibles.  In the case of the device of Figure 12, the input and output faces of B are almost parallel. As a result, the beam B will necessarily have a very small section and a very small clearance.

Dans le cas où les faces d'entrée et de sortie sont parallèles, le dispositif se comportera comme une lame à faces parallèles pour B. En ce sens sa direction de visée sera la même quelque soit la rotation du dispositif.  In the case where the input and output faces are parallel, the device will behave as a parallel-sided blade for B. In this sense its direction of sight will be the same regardless of the rotation of the device.

Notons que l'intérêt pratique des dispositifs de visée intégrant plus de deux voies spectrales est faible, dans la mesure où ils sont à la fois de réalisation très complexe et peu performants. Ils ont en effet un débattement angulaire très faible et se limitent à des faisceaux de petit diamètre.  Note that the practical interest of sighting devices incorporating more than two spectral channels is low, insofar as they are both very complex and inefficient realization. They have indeed a very small angular deflection and are limited to small diameter beams.

Claims (13)

REVENDICATIONS.CLAIMS. 1. Dispositif de pointage optique multi-spectral, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois prismes (101, 102, 103), les prismes étant situés à proximité les uns des autres au niveau d'un de leurs sommets (123, 126, 129) pour former un bloc optique, les prismes définissant au moins deux surfaces optiques dichroïques s'intersectant l'une l'autre au niveau desdits sommets (123, 126, 129), chaque surface optique étant apte à réfléchir un faisceau lumineux d'un spectre lumineux prédéterminé et à être neutre optiquement pour les faisceaux lumineux appartenant à un autre spectre que le spectre prédéterminé.  1. Multi-spectral optical pointing device, characterized in that it comprises at least three prisms (101, 102, 103), the prisms being located close to each other at one of their vertices (123, 126, 129) to form an optical block, the prisms defining at least two dichroic optical surfaces intersecting each other at said vertices (123, 126, 129), each optical surface being adapted to reflect a light beam of a predetermined light spectrum and to be optically neutral for the light beams belonging to a spectrum other than the predetermined spectrum. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les au moins trois prismes définissent deux biprismes à base triangulaire isocèle qui délimitent les deux surfaces optiques.  2. Device according to claim 1, characterized in that the at least three prisms define two biprisms with isosceles triangular base which delimit the two optical surfaces. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les prismes sont isocèles et sont rectangles au niveau des sommets (123, 126, 129) situés au centre du bloc optique.  3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the prisms are isosceles and are rectangular at the vertices (123, 126, 129) located in the center of the optical block. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte quatre prismes (101, 102, 103, 104) identiques.  4. Device according to claim 3, characterized in that it comprises four identical prisms (101, 102, 103, 104). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les sommets (123, 126, 129, 130) situés au centre du bloc optique sont en contact les uns avec les autres, les faces adjacentes de prismes situés à côté les uns des autres étant elles aussi en contact.  5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vertices (123, 126, 129, 130) located in the center of the optical block are in contact with each other, the adjacent faces of prisms located at side of each other are also in contact. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un axe (100) de rotation parallèle à l'axe longitudinal des prismes (101, 102, 103).  6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises an axis (100) of rotation parallel to the longitudinal axis of the prisms (101, 102, 103). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (80, 84) d'émission et/ou de réception d'un premier faisceau (A) lumineux et des moyens (6) d'observation et de visée d'un deuxième faisceau (B) lumineux dans un domaine spectral différent du premier faisceau, les axes longitudinaux des deux faisceaux (A, B) présentant entre eux un angle égal à deux fois l'angle décrit par les deux faces optiques dichroïques.  7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises means (80, 84) for transmitting and / or receiving a first light beam (A) and means (6). of observation and aiming of a second light beam (B) in a spectral range different from the first beam, the longitudinal axes of the two beams (A, B) having between them an angle equal to twice the angle described by the two dichroic optical faces. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outres des moyens (6, 82) aptes à collimater les faisceaux lumineux (A, B).  8. Device according to claim 7, characterized in that it comprises in other means (6, 82) capable of collimating the light beams (A, B). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le premier faisceau (A) est dans le domaine du visible et le deuxième faisceau (B) est dans le domaine des infrarouges.  9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the first beam (A) is in the visible range and the second beam (B) is in the infrared range. 10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'émission/réception d'un troisième faisceau lumineux dont l'axe de propagation reste inchangé entre l'entrée dans les prismes (101, 102, 103, 104) selon un axe de visée et les moyens de réception.  10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that it comprises means for transmitting / receiving a third light beam whose axis of propagation remains unchanged between the entrance into the prisms (101 , 102, 103, 104) along a line of sight and the receiving means. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les prismes (101, 102, 103, 104) comportent une troncature (91) sur les sommets non situés au centre du bloc optique.  11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the prisms (101, 102, 103, 104) comprise a truncation (91) on the vertices not located in the center of the optical block. 12.Tête de périscope ou de mât optronique, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif selon l'une des revendications précédentes.  12. Periscope head or optronic mast, characterized in that it comprises a device according to one of the preceding claims. 13.Viseur associé à une conduite de tir ou banc optique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications 1 à 11.  13.Visor associated with a firing line or optical bench, characterized in that it comprises a device according to one of claims 1 to 11.
FR0311184A 2003-09-24 2003-09-24 MULTI-SPECTRAL OPTICAL POINTING DEVICE Expired - Fee Related FR2860078B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0311184A FR2860078B1 (en) 2003-09-24 2003-09-24 MULTI-SPECTRAL OPTICAL POINTING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0311184A FR2860078B1 (en) 2003-09-24 2003-09-24 MULTI-SPECTRAL OPTICAL POINTING DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2860078A1 true FR2860078A1 (en) 2005-03-25
FR2860078B1 FR2860078B1 (en) 2006-02-03

Family

ID=34224441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0311184A Expired - Fee Related FR2860078B1 (en) 2003-09-24 2003-09-24 MULTI-SPECTRAL OPTICAL POINTING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2860078B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB485055A (en) * 1936-06-18 1938-05-13 Augusto Baroni Improvements in panoramic telescopes and the like
GB1164236A (en) * 1967-08-10 1969-09-17 Kollsman Instr Corp Wide Angle Optical Pick-Off.
DE2817237A1 (en) * 1978-04-20 1979-10-25 Siemens Ag ROUND VISION PERISCOPE WITH LASER DISTANCE METER
EP0201003A2 (en) * 1985-04-29 1986-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Sighting and observation device
FR2643158A1 (en) * 1989-02-14 1990-08-17 Malifaud Pierre Device for the projection of coloured images and/or the recording of images from coloured objects, especially in the fields of video, cinema and photography, and method of manufacturing the device
EP0478425A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-01 Thomson-Csf Device which generates a plurality of lightbeams

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB485055A (en) * 1936-06-18 1938-05-13 Augusto Baroni Improvements in panoramic telescopes and the like
GB1164236A (en) * 1967-08-10 1969-09-17 Kollsman Instr Corp Wide Angle Optical Pick-Off.
DE2817237A1 (en) * 1978-04-20 1979-10-25 Siemens Ag ROUND VISION PERISCOPE WITH LASER DISTANCE METER
EP0201003A2 (en) * 1985-04-29 1986-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Sighting and observation device
FR2643158A1 (en) * 1989-02-14 1990-08-17 Malifaud Pierre Device for the projection of coloured images and/or the recording of images from coloured objects, especially in the fields of video, cinema and photography, and method of manufacturing the device
EP0478425A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-01 Thomson-Csf Device which generates a plurality of lightbeams

Also Published As

Publication number Publication date
FR2860078B1 (en) 2006-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2698454A1 (en) Optical system for overlaying data on a stage.
FR2948775A1 (en) PLANAR OPTICAL POLYCHROMATIC IMAGING SYSTEM WITH BROAD FIELD OF VISION
FR3014209A1 (en) OUTPUT PUPIL EXTENSION DEVICE AND HIGH HEAD VIEWER HAVING THE DEVICE
EP0012882A1 (en) Device for interconnecting two or more optical transmission lines
EP1929356B1 (en) Optical device for superimposing electronic images in front of a lens
EP1456706B1 (en) Multiple field cassegrain-type optical combination
EP0104987B1 (en) Head-up aiming device usable as a gun-sight
EP0702246B1 (en) Portable device for measuring the backscattering of light
FR2712993A1 (en) Vision system.
EP3376613A1 (en) Lighting device having mobile scanning means and optical fibre
EP2811319B1 (en) Optical system for measuring direction and position with a point source, central mask, photosensitive matrix sensor and cube corner
EP0353138A1 (en) Multispectral mirror device
EP0189217A1 (en) Optical-mechanical analyser with a fixed telemetric field
FR2860078A1 (en) Multi-spectral optical pointing device for e.g. periscope head, has three prisms defining two dichroic optical surfaces, where each surface reflects light beam of predetermined luminous spectrum and is neutral for beam of another spectrum
EP2976607B1 (en) System for detection and imaging by spectral analysis in several wavelength bands
FR2533325A1 (en) HOLOGRAPHIC MIRROR VIEWING DEVICE AND MIRROR MANUFACTURING METHOD
FR2576115A1 (en) OPTICAL MECHANICAL ANALYZER HAVING A FIELD OF FIXED TELEMETRY
EP0872752A1 (en) Interferometric telescope system
EP2579087B1 (en) Two mirror bispectral device, corresponding system
EP2708862B1 (en) Optical wavefront analyser
FR2472762A1 (en) BINOCULAR DAY VISION DEVICE
EP0104115A2 (en) Viewer with instantaneous enlarged field comprising a mirror and method of manufacturing said mirror
EP3798710A1 (en) Cassegrain type telescope with segmented focal plane
EP0614103B1 (en) Infrared telescope with oscillating mirrors
EP0452203B1 (en) Visualisation instrument comprising a bispectral objective with low dispersion in infrared region

Legal Events

Date Code Title Description
TP Transmission of property
ST Notification of lapse

Effective date: 20130531