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FR2687795A1 - Optoelectric system for the detection and angular location of a luminous object - Google Patents

Optoelectric system for the detection and angular location of a luminous object
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FR2687795A1
FR2687795A1FR7919969AFR7919969AFR2687795A1FR 2687795 A1FR2687795 A1FR 2687795A1FR 7919969 AFR7919969 AFR 7919969AFR 7919969 AFR7919969 AFR 7919969AFR 2687795 A1FR2687795 A1FR 2687795A1
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Georges Couderc (Thomson-Csf - Scpi) Cojan Yves (Thomson-Csf - Scpi)
Denis Bargues (Thomson-Csf - Scpi)
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Thales SA
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Thomson CSF SA
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Abstract

A bimodal system in accordance with the parent patent making it possible to operate in distinct spectral bands with separate detectors (14, 4). It comprises two coaxial optical objectives (102, 101) fitted with spectral filters (103, 104) respectively covering the two bands being used in order to focus the respective rays at distinct foci (F1, F2), a central objective (102) formed by a lens and an annular objective (101) preferably formed, as in a Cassegrain system, by a main mirror and secondary mirror, the latter being deposited on the rear face of the lens. This mounting makes it possible to observe different object fields for the two modes. Usable on any locating system, particularly in producing a bimodal infrared laser homing head.

Description

Translated fromFrench

La présente invention constitue des perfectionnements à un système de détection optoélectrique et de localisation angulaire du type décrit dans le brevet principal et dont elle constitue la première addition. The present invention constitutes improvements to an optoelectric detection and angular localization system of the type described in the main patent and of which it constitutes the first addition.

Dans le brevet principal est décrit un systeme du type dans lequel les fonctions de filtrage spatial et de modulation dues à des grilles mobiles sont séparées de celles d'écartométrie par utilisation d'une optique intermédiaire en aval des grilles et d'un détecteur % quatre quadrants et dans lequel un fonctionne- ment bimode, semi-actif ou passif, est rendu possible grâce à des grilles transparentes pour le rayonnement de l'illuminateur laser intervenant dans le mode semi-actif et à des circuits addi tionnels pour le traitement de la voie laser.Un seul détecteur du type à quatre quadrants peut convenir si la fréquence laser est incluse dans la bande spectrale correspondant au mode passif d'exploitation,généralement une bande infrarouge. Par contre le detecteur à quatre quadrants est doublé ainsi que les circuits de traitement lorsque la fréquence laser est extérieure à cette bande spectrale Selon une forme de réallsation les détecteurs, de dimensions semblables, peuvent être formés à l'avant et a' l1arrie're d'un filtre froid qui sélectionne le rayonnement infra- rouge en mode passif d'exploitation. In the main patent, a system of the type is described in which the functions of spatial filtering and of modulation due to movable grids are separated from those of deviation measurement by the use of an intermediate optic downstream of the grids and of a% 4 detector. quadrants and in which bimode operation, semi-active or passive, is made possible thanks to transparent grids for the radiation of the laser illuminator intervening in the semi-active mode and to additional circuits for the treatment of laser channel. A single detector of the four-quadrant type may be suitable if the laser frequency is included in the spectral band corresponding to the passive operating mode, generally an infrared band. On the other hand, the four-quadrant detector is doubled, as well as the processing circuits when the laser frequency is outside this spectral band. According to a form of reallation, the detectors, of similar dimensions, can be formed at the front and at the rear. a cold filter which selects infrared radiation in passive operating mode.

Dans la pratique, pour répondre soit aux impératifs technologiques ou pour réduire les coûts, soit pour faciliter la réalisation de systèmes à champs très différents en mode laser semiactif et en mode infrarouge passif, il peut s'avérer utile de pré- voir des détecteurs distincts et de dimensions pouvant être nettement différentes pour les deux modes. In practice, to meet either technological requirements or to reduce costs, or to facilitate the realization of systems with very different fields in semiactive laser mode and in passive infrared mode, it may prove useful to provide separate detectors and of dimensions which can be clearly different for the two modes.

Le but de la présente invention est de répondre aux exigences matérielles et opérationnelles précitées en matières de détecteurs et de champs objets différents selon le mode d'exploitation sé- lectionné. The object of the present invention is to meet the above-mentioned material and operational requirements in terms of detectors and different object fields depending on the operating mode selected.

-Les-perfectionnements, objets de la présente invention, ont trait principalement à un aménagement de la structure optique en sorte de focaliser les rayonnements respectifs qui se situent dans des bandes spectrales distinctes, en observant des champs objets différents et en réalisant une separation spectrale et non spatiale des faisceaux. -The improvements, objects of the present invention, relate mainly to an arrangement of the optical structure so as to focus the respective radiations which are located in distinct spectral bands, by observing different object fields and performing spectral separation and non-spatial beams.

Suivant une caractéristique de la pressente invention, il est réalisé un système de détection et de localisation selon le brevet principal et qui comporte, pour répondre à une exploitation bimode dans deux bandes spectrales distinctes, une optique réceptrice composée e de deux objectifs optiques- de même axe optique et equipés chacun de moyens de filtrage spectral pour focaliser le rayonnement incident correspondant aux deux bandes d'exploitation respectivement en deux plans focaux distincts et pour permettre la détection par des détecteurs distincts des rayonnements respectifs issus de champs objets différentes et coaxiaux
.Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit-donnée à titre- d'exemple non limitatif à l'aide des figures annexées qui représentent
- la figure 1, un diagramme général simplifié d'un système de détection et de localisation conforme à l'invention ;
- la figure 2, un schéma de réalisation préférée de l'optique réceptrice ;
- la figure 3, un schéma de réalisation de 1'ensemble optique de reception et détecteurs dans le cadre d'une application à un autodirecteur
- la figure 4, un schéma partiel d'une variante de réali- sation de l'optique réceptrice selon la figure 2.
According to a characteristic of the present invention, a detection and localization system is produced according to the main patent and which comprises, to respond to a dual mode operation in two distinct spectral bands, a receiving optic composed of two optical objectives - likewise optical axis and each equipped with spectral filtering means to focus the incident radiation corresponding to the two operating bands respectively into two separate focal planes and to allow detection by separate detectors of the respective radiation from different and coaxial object fields
.The features and advantages of the invention will become apparent during the description which follows - given by way of non-limiting example with the aid of the appended figures which represent
- Figure 1, a simplified general diagram of a detection and location system according to the invention;
- Figure 2, a preferred embodiment of the receiving optics;
- Figure 3, an embodiment of the optical receiver and detectors as part of an application to a seeker
- Figure 4, a partial diagram of an alternative embodiment of the receiving optics according to Figure 2.

La figure 1 est déduite des figures 1 et 8 du brevet principal en y indiquant les mêmes éléments ou éléments équivalents par les mêmes repères. Les deux detecteurs utilisés,l'un 4 pour la voie infrarouge (IR) en mode passif, l'autre 14 pour la voie laser en mode semi-actif,alimentent respectivement des circuits de réception et de traitement 21 et 22. Les grilles 2, transparentes pour la voie laser, sont actionnées par le dispositif 6. Figure 1 is deduced from Figures 1 and 8 of the main patent by indicating the same elements or equivalent elements by the same references. The two detectors used, one 4 for the infrared (IR) channel in passive mode, the other 14 for the laser channel in semi-active mode, supply reception and processing circuits 21 and 22 respectively. Grids 2 , transparent for the laser channel, are actuated by the device 6.

L'élément 9 correspond à l'illuminateur annexe utilisé en mode semi-actif.Element 9 corresponds to the auxiliary illuminator used in semi-active mode.

Suivant l'invention, l'objectif optique de réception est également doublé comportant un premier objectif 101, par exemple pour la voie IR, et un deuxième objectif 102 de même axe optique
Z pour la voie laser. L'objectif 101 est symbolisé par une lentille évidée dans sa partie centrale pour le passage du rayonnement de la voie laser. Cette structure est complétée par un filtre optique 103 interposé sur la voie laser, par exemple un5filtre interférentiel pour la fréquence laser, et un hublot 104 qui bloque le rayonnement laser à l'entrée de la voie infrarouge.
According to the invention, the optical reception lens is also doubled comprising a first objective 101, for example for the IR channel, and a second objective 102 of the same optical axis
Z for the laser path. The objective 101 is symbolized by a lens hollowed out in its central part for the passage of radiation from the laser channel. This structure is completed by an optical filter 103 interposed on the laser channel, for example an interference filter for the laser frequency, and a window 104 which blocks the laser radiation at the entrance of the infrared channel.

L'objectif infrarouge 101 focalise le rayonnement IR dans le plan focal passant par le foyer principal BL et où sont disposées les grilles modulatrices 2. The infrared objective 101 focuses the IR radiation in the focal plane passing through the main focus BL and where the modulating grids 2 are arranged.

L'objectif laser 102 focalise le rayonnement laser dans un plan focal passant par le foyer principal F2 distinct du point F1. The laser objective 102 focuses the laser radiation in a focal plane passing through the main focal point F2 distinct from the point F1.

sur l'axe optique Z.on the optical axis Z.

L'optique réceptrice.est déterminée en fonction des champs couvrir et des dimensions respectives des détecteurs, la réalisation préférée correspondante est une formule catoptrique du type Cassegrain pour 1'optique annulaire 101 et une formule dioptrique dans le cas de l'optique centrale 102. The receiving optic is determined as a function of the fields to be covered and the respective dimensions of the detectors, the corresponding preferred embodiment is a catoptric formula of the Cassegrain type for the annular optic 101 and a dioptric formula in the case of the central optic 102.

La figure 2 représente une telle réalisation. L'optique annulaire considérée pour le rayonnement IR est constituée au moyen d'un miroir principal 105 et d'un miroir secondaire 106. Le miroir principal est obtenu par dépôt sur un support 107 en verre ou autre matériau, usiné pour obtenir la forme désirée, par exemple sphérique ou parabolique. Le dépôt 105 est réduit à celui d'un miroir annulaire et le support 107 peut être évidé dans sa partie centrale comme figuré. Le dépôt 105 est produit par un traitement optique sous forme de-plusieurs couches de divers matériaux en sorte d'entre réfléchissant pour les ondes lumineuses comprises dans la bande spectrale IR et transparent pour les ondes à la fréquence laser
Le miroir secondaire est réalisé par dépôt 106 d'un traitement optique analogue à celui 105 constituant le miroir principal et en formant ce dépôt sur la face arrière de la lentille 102, ctest-à-dire la face orientée vers le miroir principal 105. Le rayonnement incident après traversée du hublot 104 est essentiellement constitué par du rayonnement IR qui est réfléchi dans sa quasi-totalité par les miroirs 105 et 108 pour aboutir au plan focal passant par F1.Le dépôt 106 constitue en fait un miroir dichroïque laissant passer à la transmission via l'optique 102 le rayonnement laser et réfléchissant le rayonnement IR.
Figure 2 shows such an embodiment. The annular optics considered for IR radiation is constituted by means of a main mirror 105 and a secondary mirror 106. The main mirror is obtained by deposition on a support 107 made of glass or other material, machined to obtain the desired shape , for example spherical or parabolic. The deposit 105 is reduced to that of an annular mirror and the support 107 can be hollowed out in its central part as shown. The deposit 105 is produced by an optical treatment in the form of several layers of various materials so as to be reflective for the light waves included in the IR spectral band and transparent for the waves at the laser frequency.
The secondary mirror is produced by depositing 106 an optical treatment similar to that 105 constituting the main mirror and by forming this deposit on the rear face of the lens 102, that is to say the face oriented towards the main mirror 105. The incident radiation after crossing the window 104 is essentially constituted by IR radiation which is almost entirely reflected by the mirrors 105 and 108 to reach the focal plane passing through F1. The deposit 106 constitutes in fact a dichroic mirror allowing passage to the transmission via optics 102 of laser radiation and reflecting IR radiation.

L'optique laser comporte la lentille 102 sur la face avant de laquelle est déposé un traitement formant le filtre. interférentiel 103. La lentille 102 est en un matériau transparent pour le rayonnement laser~et assure la focalisation dans le plan focal passant par F2 du rayonnement laser incident. La tenue mécanique peut être assurée de manière conventionnelle par un montage tripode non figuré, solidaire du support 107 ou d'un bâti extérieur 108. The laser optic comprises the lens 102 on the front face of which is deposited a treatment forming the filter. interference 103. The lens 102 is made of a material transparent for laser radiation ~ and ensures focusing in the focal plane passing through F2 of the incident laser radiation. The mechanical strength can be ensured in a conventional manner by a tripod assembly, not shown, integral with the support 107 or with an external frame 108.

La figure 3 représente une réalisation de l'ensemble optique et détecteurs particulièrement apte à une application du système à un autodirecteur. Le miroir principal 105 est parabolique et le miroir secondaire 106 est plan. L'optique d'écartométrie 5 est du type demi-boule et la face sphérique est centrée assez sensiblement avec le centre du détecteur 4. La partie optique réceptrice et ltélément support 33 des grilles 2 peuvent être rendues solidaires de la toupie d'un gyroscope non figuré, la partie optique d'écartométrie et l'ensemble détecteur étant solidaires de la rotule du gyroscope ; le centre de rotation correspond au centre du détecteur 4 et de la demi-boule 5. L4élément 33 est taillé pour présenter un espacement constant avec la face sphérique de la lentille 5 en présence de dépointage axial. FIG. 3 represents an embodiment of the optical assembly and detectors particularly suitable for application of the system to a seeker. The main mirror 105 is parabolic and the secondary mirror 106 is planar. The deviation optics 5 is of the half-ball type and the spherical face is fairly fairly centered with the center of the detector 4. The receiving optical part and the support element 33 of the grids 2 can be made integral with the router of a gyroscope not shown, the optical deviation measurement part and the detector assembly being integral with the gyroscope ball joint; the center of rotation corresponds to the center of the detector 4 and of the half-ball 5. The element 33 is cut to have a constant spacing with the spherical face of the lens 5 in the presence of axial deflection.

Les éléments 109 figurent des caches internes agencés selon des techniques connues et destinés à protéger les détecteurs des rayonnements parasites, en particulier du rayonnement solaire.The elements 109 include internal covers arranged according to known techniques and intended to protect the detectors from parasitic radiation, in particular from solar radiation.

-La partie détectrice est refroidie par un cryostat 18 dans lequel est monté un dispositif de refroidissement, par exemple à détente Joule-Thomson a' azote comprimé. Le filtre 3 est monté à l'avant du détecteur IR4. Le boîtier du cryostat 18 est rendu étanche et fermé vers l'avant par un hublot 110 et est aménagé pour recevoir le détecteur laser 14 et le positionner en vis à vis de la face arrière plane de la demi-boule 5. The detector part is cooled by a cryostat 18 in which is mounted a cooling device, for example with Joule-Thomson expansion using compressed nitrogen. The filter 3 is mounted on the front of the IR4 detector. The housing of the cryostat 18 is sealed and closed towards the front by a porthole 110 and is arranged to receive the laser detector 14 and position it opposite the flat rear face of the half-ball 5.

Dans une combinaison optoélectrique selon l'invention, des moyens complémentaires sont avantageusement prévus pour éviter les perturbations qui pourraient se produire dans chaque voie optique par des rayonnements résiduels correspondant à la bande spectrale de l'autre voie optique. I1 a déjà été décrit le rôle joué par les éléments de filtrage 103 et 104 et par les dépôts 105 et 106 pour l'obtention du découplage optique des deux voies. In an optoelectric combination according to the invention, complementary means are advantageously provided to avoid the disturbances which could occur in each optical channel by residual radiation corresponding to the spectral band of the other optical channel. I1 has already been described the role played by the filtering elements 103 and 104 and by the deposits 105 and 106 for obtaining the optical decoupling of the two channels.

Le filtre froid 3 placé devant le détecteur IR 4 contribue également au découplage en utilisant pour sa réalisation un matériau qui transmet le rayonnement IR mais qui bloque le rayonnement laser. Par ailleurs, la lentille 102 sera réalisée avec un matériau totalement absorbant par le rayonnement IR pour éviter la formation d'une image défocalisée sur le détecteur IR.résultant d'une transmission IR par la voie laser.Le phénomène corollaire, à savoir la création d'une image défocalisée sur le détecteur laser 14 à la suite de réflexions de rayonnement laser sur les deux miroirs- 105- et 106 est évitez par le hublot 104-- déja'- cité et/ou par les traitements optiques en 105 et 106 présentant un très faible coefficient de réflexion à la longueur d'onde laser, par exemple de valeur inférieure à 0,01,
Dans le cas, par exemple, d'une exploitation avec un laser à 1,064 m et en infrarouge dans la bande 3 à 5 j, les matériaux utilisés peuvent être : un verre conventionnel pour la lentille laser 102, un substrat en germanium pour le filtre froid 3, un verre IRG 11 pour le support de grille 33 et l'optique d'écartométrie 5 ; les dépôts multicouches pour les miroirs 105 et 106 font intervenir divers matériaux. Le hublot 104 peut être réalisé en germanium et celui 110 du cryostat sur un substrat en silicuim ou en saphir avec un traitement de surface formant filtre interférentiel pour la bande IR.
The cold filter 3 placed in front of the IR detector 4 also contributes to decoupling by using for its production a material which transmits IR radiation but which blocks laser radiation. Furthermore, the lens 102 will be produced with a material totally absorbent by the IR radiation to avoid the formation of a defocused image on the IR detector. Resulting from an IR transmission by the laser route. The corollary phenomenon, namely the creation of a defocused image on the laser detector 14 following reflections of laser radiation on the two mirrors - 105 - and 106 is avoided by the window 104 - already mentioned and / or by the optical treatments at 105 and 106 having a very low reflection coefficient at the laser wavelength, for example of a value less than 0.01,
In the case, for example, of an operation with a laser at 1.064 m and in infrared in the band 3 to 5 d, the materials used can be: a conventional glass for the laser lens 102, a germanium substrate for the filter cold 3, an IRG glass 11 for the grid support 33 and the deviation optics 5; the multi-layer deposits for the mirrors 105 and 106 involve various materials. The porthole 104 can be made of germanium and that of the cryostat 110 on a silicon or sapphire substrate with a surface treatment forming an interference filter for the IR band.

La conception de l'optique réceptrice en deux parties permet de maîtriser la détermination des éléments optiques et des longueurs focales des deux voies en fonction des dimensions des détecteurs et de manière à répondre à des champs d'ouverture déterminée. A titre d'exemple, une réalisation selon la figure 3 fonctionnant dans les bandes spectrales précitées permet d'utiliser des détecteurs 14 et 4 dont les diamètres diffèrent dans le rapport 4/1, les champs observés étant coaxiaux selon l'axe
Z du système avec le champ large pour la voie laser et un champ central plus étroit pour la voie IRr le rapport des valeurs angulaires des champs peut être de l'ordre de 20/1 et le rapport des pupilles de sorties respectives de 2,5/1. L'optique IR de longue focale est réalisée de manière compacte grace au repliement optique résultant du montage Cassegrain.
The design of the receiving optics in two parts makes it possible to control the determination of the optical elements and the focal lengths of the two channels as a function of the dimensions of the detectors and so as to respond to determined opening fields. By way of example, an embodiment according to FIG. 3 operating in the aforementioned spectral bands makes it possible to use detectors 14 and 4 whose diameters differ in the ratio 4/1, the fields observed being coaxial along the axis
Z of the system with the wide field for the laser channel and a narrower central field for the IR channel the ratio of the angular values of the fields can be of the order of 20/1 and the ratio of the respective exit pupils of 2.5 / 1. The long focal length IR optic is made compact thanks to the optical folding resulting from the Cassegrain mounting.

En jouant sur la courbure de la lentille 102, les foyers F1 et F2 se trouvent dissociés spatialement en des points différents sur l'axe optique Z.Le foyer laser F2 peut être situé comme figuré après le foyer F1 où sont positionnées les grilles de modulation 2, de manière à produire une tache laser de plus grand diamètre au niveau du plan des grilles. Cette configuration permet d'utiliser une configuration simple pour les grilles de filtrage spatial 2 - et de redire les résidus de modulation de -la voie laser par les défauts de la grille et de faciliter l'optimisation indi -tiduelle de chaque voie. By playing on the curvature of the lens 102, the focal points F1 and F2 are spatially dissociated at different points on the optical axis Z. The laser focal point F2 can be located as shown after the focal point F1 where the modulation grids are positioned 2, so as to produce a laser spot of larger diameter at the plane of the grids. This configuration makes it possible to use a simple configuration for the spatial filtering grids 2 - and to repeat the modulation residues of the laser channel by the defects of the grid and to facilitate the individual optimization of each channel.

La figure 4 représente un schéma partiel d'une variante de réalisation du montage précédent, suivant laguelle les détecteurs sont séparés et positionnés de part et d'autre du plan focal comportant des grilles de modulation. Pour ce faire, une lame transparente 111, en substrat de germanium pour transmettre 1' in- infrarouge; est placée sur le trajet optique entre le miroir secondaire 106 et le plan des grilles. Cette lame support comporte côté face avant, c'est-à-dire la face orientée vers l'extérieur suivant l'axe optique Z, un dépôt 112 d'un traitement anti-reflet pour la bande IR envisagée et réflecteur pour le rayonnement laser. FIG. 4 represents a partial diagram of an alternative embodiment of the previous assembly, according to laguelle the detectors are separated and positioned on either side of the focal plane comprising modulation grids. To do this, a transparent strip 111, made of germanium substrate for transmitting infrared; is placed on the optical path between the secondary mirror 106 and the plane of the grids. This support blade comprises on the front face side, that is to say the face oriented towards the outside along the optical axis Z, a deposit 112 of an anti-reflection treatment for the envisaged IR band and reflector for the laser radiation. .

Les coefficients pouvant atteindre par exemple au moins 0,95 pour la transmission IR et au moins 0,98 pour la réflexion laser. Ainsi, la quasi-totalité du rayonnement IR réfléchi par le miroir secon daire 106 traverse l'ensemble 111.112 et va se focaliser sur'les grilles, tandis que la quasi-totalité du rayonnement laser transmis à travers l'optique 102 est réfléchi par le dépôt 112 vers le détecteur 14 correspondant. Compte tenu du repliement optique de la voie laser par réflexion sur le dépôt 42, la lentille 102 est évidée dans sa partie centrale qui peut éventuellement recevoir le détecteur,14 selon la position du foyer F2 sur ltaxe Z.The coefficients can reach for example at least 0.95 for IR transmission and at least 0.98 for laser reflection. Thus, almost all of the IR radiation reflected by the secondary mirror 106 passes through the assembly 111.112 and will focus on the grids, while almost all of the laser radiation transmitted through the optics 102 is reflected by the deposit 112 to the corresponding detector 14. Given the optical folding of the laser path by reflection on the deposit 42, the lens 102 is hollowed out in its central part which can optionally receive the detector, 14 depending on the position of the focus F2 on the axis Z.

Le dépôt 112 agit comme un miroir dhroique,réfléchissant pourles ondes laser et transmissif pour les ondes IR.The deposit 112 acts as a dynamic mirror, reflecting for the laser waves and transmissive for the IR waves.

Pour compléter le découplage optique un filtre interférentiel 113 est introduit sur la voie laser devant le détecteur 14 afin d'éliminer les résidus IR éventuels à ce niveau ; de même, sur la voie IR, un filtre complémentaire est introduit entre la lame 112 et le plan focal F1 pour éléminer les résidus lasers éventuels. To complete the optical decoupling an interference filter 113 is introduced on the laser path in front of the detector 14 in order to eliminate any IR residues at this level; similarly, on the IR channel, an additional filter is introduced between the blade 112 and the focal plane F1 to remove any laser residues.

Ce filtre est réalisé par dépôt 114 d'un traitement sur la face arrière de la lame 112. Le dépôt 114 est traité anti-reflet que pour la bande spectrale IR, de manière à bloquer notamment les ondes raser;
Dans la description qui précède il a été considéré que l'optique centrale 102, pleine ou annulaire, correspondait à la voie laser. En fait, les voies peuvent être inversées notamment dans le cadre d'une application qui exigerait que la pupille la plus importante soit réservée à la réception des rayonnements laser, leur focalisation serait alors assurée par la formule catoptrique tandis que la lentille transmettrait le rayonnement infrarouge. Dans le même concept, il peut être prévu d'attribuer la formation du champ central étroit à l'optique dioptrique et du champ large à la formule catoptrique. En outre, le positionnement des foyers Fl, F2 sur l'axe peut être inversé, en fonction des besoins de l'application envisagée. Il existe ainsi diverses variantes possibles et conformes aux- caractéristiques exposées de la présente invention.
This filter is produced by deposit 114 of a treatment on the rear face of the strip 112. The deposit 114 is treated with anti-reflection only for the IR spectral band, so as to block in particular the shaving waves;
In the above description, it has been considered that the central optic 102, solid or annular, corresponds to the laser path. In fact, the channels can be reversed in particular within the framework of an application which would require that the most important pupil is reserved for the reception of the laser radiations, their focusing would then be ensured by the catoptric formula while the lens would transmit the infrared radiation . In the same concept, provision may be made to attribute the formation of the narrow central field to the dioptric optics and of the wide field to the catoptric formula. In addition, the positioning of the focal points F1, F2 on the axis can be reversed, depending on the needs of the envisaged application. There are thus various possible variants which conform to the characteristics of the present invention.

Claims (10)

Translated fromFrench
REVENDICATIONS 1. Systeme de détection optoélectrique et de localisation angulaire d'objet lumineux selon la revendication 1 du brevet principal et qui comporte deux détecteurs à quatre quadrants et deux chaines de traitement et d'écartométrie pour répondre à 1' l'exploitation bimode dans deux bandes spectrales distinctes, caractérisé en ce que. l'optique de réception et de focalisation comporte un objectif central (102) et un objectif annulaire (101) pour focaliser en des plans focaux distincts (F2, F1) selon l'axe optique commun (Z) le rayonnement incident, chaque objectif étant équipé de moyens de filtrage spectral du rayonnement incident dans une première bande d'exploitation pour l'objectif central et dans la deuxième bande pour l'objectif annulaire 1. System for optoelectric detection and angular localization of light object according to claim 1 of the main patent and which comprises two detectors with four quadrants and two processing and deviation measurement chains to respond to the dual mode operation in two bands distinct spectral, characterized in that. the receiving and focusing optics comprises a central objective (102) and an annular objective (101) for focusing the incident radiation into separate focal planes (F2, F1) along the common optical axis (Z), each objective being equipped with means for spectral filtering of the incident radiation in a first operating band for the central objective and in the second band for the annular objective 2.Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' objectif centra-I- -comporte une Ientiîre et l'objectif annulaire un miroir principal (105) et un miroir secondaire (106) selon un montage Cassegrain et que le miroir secondaire est réalisé par dépôt sur une face de la lentille, ledit dépôt étant déterminé pour constituer un miroir dichroïque assurant la transmission du rayonnement de la première bande après traversée de la lentille et la réflexion de celui à la deuxième bande après réflexion sur le miroir principal. 2. System according to claim 1, characterized in that the central lens -I- comprises a lens and the annular lens a main mirror (105) and a secondary mirror (106) according to a Cassegrain assembly and that the secondary mirror is produced by deposition on one face of the lens, said deposition being determined to constitute a dichroic mirror ensuring the transmission of the radiation of the first strip after crossing the lens and the reflection of that to the second strip after reflection on the main mirror. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de filtrage spectral du rayonnement de la première bande comportent un filtre interférentiel réalisé par dépôt sur l'autre face de la lentille. 3. System according to claim 2, characterized in that the means for spectral filtering of the radiation of the first band comprises an interference filter produced by deposition on the other face of the lens. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de filtrage spectral du rayonnement de la deuxième bande comportent un hublot annulaire disposé sur le trajet optique incident parvenant au miroir principal. 4. System according to claim 2 or 3, characterized in that the means for spectral filtering of the radiation of the second strip comprises an annular porthole disposed on the incident optical path reaching the main mirror. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de filtrage spectral du rayonnement de la deuxième bande comporte le miroir principal sous forme d'un dépôt réfléchissant ce rayonnement et anti-reElet pour celui de la première bande. 5. System according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the means for spectral filtering of the radiation of the second strip comprises the main mirror in the form of a deposit reflecting this radiation and anti-reElet for that of the first strip. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, destiné à une exploitation en mode laser et en mode infrarouge, caractérisé en ce que un premier plan focal correspondant au rayonnement laser se situe à l'arrière du deuxième plan focal recevant le rayonnement infrarouge selon le sens axial du trajet optique et que les détecteurs sont montés sur un dispositif cryostat de part et d'autre d'un hublot d'étanchéité et de fermeture, le détecteur infrarouge étant disposé à l'intérieur du cryostat et précédé d'un filtre froid transmetteur du rayonnement infrarouge. 6. System according to any one of claims 1 to 5, intended for operation in laser mode and in infrared mode, characterized in that a first focal plane corresponding to the laser radiation is located behind the second focal plane receiving the infrared radiation in the axial direction of the optical path and the detectors are mounted on a cryostat device on either side of a sealing and closing porthole, the infrared detector being placed inside the cryostat and preceded by '' a cold filter transmitting infrared radiation. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier plan focal reçoit le rayonnement focalisé par llobjec- tif annulaire et que les champs coaxiaux de réception couverts consistent en un champ plus large en mode laser qu'en mode infrarouge. 7. The system as claimed in claim 6, characterized in that the first focal plane receives the radiation focused by the annular objective and that the coaxial receiving fields covered consist of a wider field in laser mode than in infrared mode. 8. Système selon la revendication 6 ou 7, destiné plus particulièrement a' réaliser un autodirecteur, caractérisé en ce que l'optique intermédiaire est du type demi-boule,lloptique réceptrice et les grilles étant solidaires d'une toupie d'un gyroscope, et l'optique demi-boule et le dispositif cryostat avec les détecteurs étant solidaires de la rotule du gyroscope. 8. System according to claim 6 or 7, intended more particularly for producing a seeker, characterized in that the intermediate optic is of the half-ball type, the receiving optic and the grids being integral with a router of a gyroscope, and the half-ball optic and the cryostat device with the detectors being integral with the gyroscope ball joint. 9. Système selon llune quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'optique de réception comporte en outre un deuxième miroir dichrolque positionné entre le miroir secondaire et le plan focal recevant les grilles, pour transmettre le rayonnement de la deuxième bande et réfléchir celui de la première bande, les détecteurs étant disposés sur l'axe optique de part et d'autre de ce deuxième miroir dichroïque, la lentille étant évidée dans sa partie centrale. 9. System according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the reception optic further comprises a second dichrolic mirror positioned between the secondary mirror and the focal plane receiving the grids, for transmitting the radiation of the second strip and reflect that of the first strip, the detectors being arranged on the optical axis on either side of this second dichroic mirror, the lens being hollowed out in its central part. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 a 9 appliqué à un autodirecteur bimode, infrarouge-laser. 10. System according to any one of claims 1 to 9 applied to a dual-mode, infrared-laser seeker.
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