IT9067936A1 - Sistema optoelettrico di acquisizione di bersaglio a larghissimo campo - Google Patents

Sistema optoelettrico di acquisizione di bersaglio a larghissimo campo Download PDF

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Jacques Lonnoy
Raymond Matichard
Bertrand Remy
Jacques Henri Rothenburg
Guy Timossi
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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"Sistema optoelettronico di acquisizione di bersaglio a larghissimo campo"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema optoelettronico di acquisizione di bersaglio, ossia di rivelazione e di localizzazione angolare di bersagli in un campo larghissimo, dell'ordine del semi-spazio.
Un sistema di questo genere può essere imbarcato in un aeromobile. Esso permette in questo caso di rivelare minacce nemiche del tipo degli aerei o dei missili.
Tali sistemi di sorveglianza optoelettronici utilizzano, nella grandissima maggioranza, tecniche di rivelazione della radiazione infrarossa emessa dai bersagli. Un rivelatore infrarosso è posto nel fuoco di un'ottica. La funzione del rivelatore è di trasformare in segnale elettrico la radiazione elettromagnetica emessa dal bersaglio e focalizzata dall'ottica. A titolo d'esempio, tali sistemi sono sensibili a gamme di lunghezze d'onda ottiche comprese tra 2 e 5 micrometri, od ancora tra 8 e 13 micrometri. Il segnale elettrico generato al livello del rivelatore viene amplificato. Mezzi elettronici di elaborazione di questo segnale elettrico permettono di rivelarne un brusco accrescimento, corrispondente al passaggio dell'immagine di un bersaglio al livello del rivelatore infrarosso.
I rivelatori infrarossi hanno generalmente una zona sensibile ove il flusso infrarosso deve essere focalizzato per essere trasformato in segnale elettrico. Questa zona è di piccole dimensioni geometriche. Tipicamente, le dimensioni della zona sensibile sono inferiori ad 1 n e diminuiscono spesso a 50 jun x 50 jim. Ne deriva che il campo nel quale il bersaglio deve trovarsi per venire rivelato è molto ristretto nel caso dell'impiego di un rivelatore unico posto nel fuoco di un obiettivo. L'angolo di campo è uguale al quoziente della dimensione della zona sensibile sulla distanza focale dello obiettivo ed è tipicamente inferiore al grado d'angolo. Poiché questo valore d'angolo di campo non permette di rivelare un bersaglio in buone condizioni, in generale più zone sensibili sono giustapposte secondo un asse longitudinale per costituire una sbarretta di rivelatori infrarossi elementari. Tipicamente sono così raggruppati qualche decina di rivelatori. Disposta nel piano focale dell'obiettivo, tale sbarretta di rivelatori copre un campo avente un angolo prossimo ad una decina di gradi secondo la direzione longitudinale della sbarretta ed una frazione di grado secondo una direzione perpendicolare alla sbarretta.
Un'analisi di una zona di spazio viene allora effettuata mediante lo spostamento del campo elementare coperto dalla sbarretta, campo che viene spostato nella direzione perpendicolare all'asse longitudinale della sbarretta stessa.
La figura 1 allegata illustra schematicamente un sistema di acquisizione noto, spesso utilizzato, che comprende un gruppo sensore includente un obiettivo ed una sbarretta di rivelatori infrarossi ed è montato girevole attorno all'asse longitudinale verticale della sbarretta. Ognuno dei rivelatori elementari della sbarretta è collegato a mezzi di elaborazione. Il bersaglio viene localizzato angolarmente in una "fascia" angolare così esplorata non appena i mezzi di elaborazione hanno rivelato un'accrescimento del segnale elettrico fornito da uno dei rivelatori della sbarretta, da una parte grazie alla conoscenza del numero del rivelatore che ha percepito un flusso luminoso e, dall'altra parte, grazie alla misura della direzione angolare mirata dal sistema all'istante della rivelazione. >
Questo tipo di sistema di sorveglianza infrarosso optoelettronico presenta l'inconveniente di essere fortemente limitato come campo totale di esplorazione.
Sono stati sperimentati altri concetti. Questi utilizzano dispositivi optomeccanici di esplorazione del tipo a specchi oscillanti, poligoni di specchi rotanti o simili, impiegati a due a due in modo da esplorare più fasce sovrapposte. Anche con questi dispositivi l'esplorazione di un semispazio completo, corrispondente a 23fsteradianti,non è possibile.
Lo scopo dell'invenzione è di rimediare principlamente a questi inconvenienti grazie ad un dispositivo di esplorazione a due gradi di libertà che permetta la copertura di un campo maggiore di un semispazio . con l'aiuto di una sbarretta di fotorivelatori.
A tal fine, un sistema di acquisizione di bersaglio, comprendente mezzi ottici di focalizzazione e mezzi fotorivelatori disposti nel piano focale dei mezzi di focalizzazione, è caratterizzato dal fatto che comprende un doppio prisma situato in posizione opposta ai mezzi fotorivelatori rispetto ai mezzi di focalizzazione, primi mezzi per azionare in rotazione, rispetto ad un sopporto, il doppio prisma attorno ad un asse X'X longitudinale al doppio prisma e perpendicolare all'asse ottico Z'Z dei mezzi di focalizzazione, secondi mezzi per azionare in rotazione il sopporto con il doppio prisma attorno all'asse ottico Z'Z, e mezzi situati fra il doppio prisma ed i mezzi di focalizzazione per mantenere un'immagine del bersaglio secondo una stessa direzione nel piano focale, quali che siano le rotazioni del sopporto che porta il doppio prisma.
In queste condizioni, il sistema optoelettronico di acquisizione di bersaglio copre un campo totale di ricerca di almeno uno spazio di 2'5f steradianti. Questo spazio viene analizzato per mezzo di una successione di N fasce la cui larghezza angolare corrisponde all'angolo sotteso da una sbarretta dei mezzi fotorivelatori posta nel piano focale di un obiettivo. Ciascuna fascia copre almeno 180° di lunghezza ed è centrata sulla verticale del sistema definito dall'asse ottico quando il sistema analizza il semispazio superiore. Le fasce vengono esplorate in modo uniforme in sito con un movimento di rotazione del doppio prisma attorno ad un asse orizzontale, ortogonale all'asse ottico verticale. Un sopporto che porta i primi mezzi optomeccanici che generano l'esplorazione a fascia è mobile attorno all'asse verticale, ciò che permette di sfalsare progressivamente le fasce in azimut.
L'impiego di due soli sistemi secondo l'invenzione, il primo che sorveglia ad esempio il semispazio superiore ed il secondo che sorveglia il semispazio inferiore, permette di assicurare la sorveglianza dello spazio completo che circonda un aeromobile che porta i sistemi optoelettronici.
Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, i primi ed i secondi mezzi d'azionamento in rotazione, rispettivamente del prisma rispetto al suo sopporto e del sopporto rispetto ad un'incastellatura fissa, hanno velocità di rotazione differenti ed asservite per esplorare in modo ottimale almeno un semispazio (2jf steradianti). Secondo una prima variante la figura d'esplorazione può essere composta di fasce "polari" realizzate mediante esplorazione rapida del doppio prisma animato di una prima rotazione a velocità uniforme, mentre tali fasce vengono progressivamente sfalsate per mezzo di una seconda rotazione più lenta attorno all'asse ottico. Secondo un'altra variante, la figura d'esplorazione può essere composta di fasce "parallele" realizzate mediante 1'esplorazione rapida attorno all'asse ottico, tali fasce venendo progressivamente sfalsate per mezzo di una rotazione più lenta del prisma attorno al suo asse longitudinale.
Altri vantaggi della presente invenzione appariranno più chiaramente dalla lettura della descrizione di alcune realizzazioni preferite dell'invenzione, con riferimento ai disegni annessi corrispondenti, nei quali:
- la figura 1 è uno schema che dimostra l'esplorazione di una "fascia" per mezzo di una sbarretta di fotorivelatori secondo la tecnica anteriore;
- la figura 2 è una vista schematica di una sezione diametrale verticale di un sistema optoelettronico di acquisizione di bersaglio conforme all'invenzione;
la figura 3 è una vista dall'alto di un ingranaggio ineluso nel sistema della figura 2;
- la figura 4 è uno schema che illustra un primo modo di esplorazione di un semispazio per mezzo di "fasce polari", realizzabile mediante il sistema della figura 2;
- la figura 5 è uno schema che illustra un secondo modo d'analisi di un semispazio per mezzo di "fasce parallele", realizzabile mediante il sistema della figura 2;
- le figure 6A a 6E sono viste di una stessa sezione trasversale di un doppio prisma d'esplorazione del sistema, rappresentate in cinque posizioni di rotazione successive.
Nella figura 1 è richiamato il principio noto della esplorazione di una fascia per mezzo di una sbarretta di fotorivelatori infrarossi 1. Si è supposto, a titolo d'esempio, che la sbarretta di rivelatori comprenda cinque zone sensibili elementari, pure denominate "rivelatori elementari", 31 a 35. Mezzi di focalizzazione comprendenti un obiettivo convergente 2 fanno corrispondere, a ciascun istante, ad ognuno dei rivelatori elementari 31 a 35 una rispettiva zona di spazio 41 a 45. L'insieme delle zone sovrapposte 41 a 45 forma una "fascia" verticale avente un'altezza che corrisponde al campo angolare coperto dalla sbarretta 1 posta nel piano focale dell'obiettivo 2. Una freccia DB indica la direzione dell'esplorazione. Quest'esplorazione può essere ottenuta in modo semplice per rotazione dell'insieme composto dall'obiettivo 2 e dalla sbarretta 1 attorno ad un asse parallelo all'asse longitudinale della sbarretta rivelatrice 1, rotazione indicata dalla freccia FR nella figura 1.
Mezzi elettronici di elaborazione 61 a 65 sono rispettivamente collegati ai fotorivelatori elementari 31 a 35. Ognuno dei mezzi di elaborazione è predisposto, ad esempio, per segnalare un eccesso del segnale elettrico erogato dal fotorivelatore rispettivo, rispetto ad un livello predeterminato. Secondo la figura 1 questo eccesso è raggiunto nel mezzo di trattamento 65 collegato al rivelatore 35 sul quale è focalizzato il flusso infrarosso emesso dal bersaglio mirato, raffigurato in 5, e che attraversa la zona di spazio 45. Si comprende come questo bersaglio 5 venga allora localizzato nella zona 45, dal momento che la sua immagine è stata ricevuta dal rivelatore 35. Il bersaglio 5 viene pure localizzato secondo la direzione dell'esplorazione DB, dal momento che è noto l'angolo di rotazione che crea l'esplorazione, all'istante in cui il bersaglio 5 è stato rivelato.
Nella figura 2 è illustrato un sistema optoelettronico di acquisizione d'obiettivo a larghissimo campo, conforme all'invenzione. In questo sistema si ritrovano una sbarretta di fotorivelatori infrarossi 1, un obiettivo di focalizzazione 2 e mezzi di elaborazione 6 che elaborano rispettivamente segnali elettrici erogati dai fotorivelatori elementari della sbarretta, che sono già stati descritti nell'ambito della figura 1
Il sistema optoelettronico comprende, inoltre, un primo prisma 7, un primo sopporto cilindrico 8 nel quale il prisma 7 è montato a rotazione diametrale, ed un'incastellatura cilindrica fissa 12 nella quale il sopporto 8 è montato a rotazione coassiale.
Il prisma 7 è un doppio prisma regolare ad angolo retto le cui basi sono legate, ad esempio mediante incollaggio, a due perni 111 e 112 coassiali ad un diametro di una parte superiore del sopporto 8. Questo diametro definisce un asse orizzontale X'X longitudinale al prisma 7 e perpendicolare all'asse verticale Z'Z comune al sopporto 8, all’incastellatura 12 ed all'obiettivo 2. In queste condizioni, il prisma 7 effettua un'esplorazione in sito, secondo la freccia FS, nella sua rotazione attorno all'asse X'X. A questo riguardo, i perni 111 e 112 sono guidati in rotazione da cuscinetti a rotolamento 91 e 92 disposti in due cavità cilindriche che fronteggiano la parte superiore del sopporto 1. Uno, 112, dei perni è azionato direttamente da un primo motore elettrico 10 incastrato nel sopporto 8, e l'altro perno, 111, è associato ad un sensore di posizione in sito 13 anch'esso incluso nel sopporto 8.
Il sopporto 8 è mobile in rotazione attorno all'asse "d’azimut" o di- "rivelamento polare" Z'Z che coincide con l'asse ottico dell'obiettivo 2. La parte superiore dell'incastellatura 12 circonda la parte inferiore del sopporto 8 che è guidata in rotazione nell1incastellatura 12 per mezzo di cuscinetti a rotolamento 141 e 142.
Un giunto rotante elettrico 15 comprende un anello interno 152 vincolato alla periferia esterna del sopporto 8 ed un anello esterno 151 vincolato alla parte superiore dell'incastellatura fissa 12. Il giunto rotante 15 serve a trasmettere, da una parte, segnali di posizione in sito del prisma 7 emessi dal sensore 13 verso un'unità di asservimento 16 per il motore 10 e, dall'altra parte, segnali di comando di marcia/arresto e di senso e di velocità di rotazione a partire dall'unità 16 verso il motore 10. L'unità 16 asserve il funzionamento del motore 10 in funzione di segnali di consegna predeterminati SCIO, ed a partire dai segnali di posizione in sito.
In modo analogo, un secondo motore 17 serve ad azionare in rotazione secondo la freccia FA il sopporto 8 rispetto all'incastellatura fissa 12 attorno all'asse ottico Z'Z, un rivelatore di posizione in azimut 18 è interposto tra il sopporto 8 e l'incastellatura 12, ed una seconda unità di asservimento 19 è chiusa attraverso il motore 17 ed il sensore 18 e riceve altri segnali di consegna SC17 per il motore 17. . .■..Sostanzialmente nel centro dell'incastellatura 12 il sistema optoelettronico di acquisizione comprende un secondo prisma derotatore 20, mobile in rotazione attorno all'asse d'azimut Z'Z, che in una forma di attuazione preferita è un "prisma di TAYLOR". Il prisma 20 assicura una "derotazione dell'immagine affinché l'immagine del bersaglio mirato nello spazio, vista dalla sbarretta 1 attraverso l'obiettivo 2, rimanga orientata secondo una direzione determinata, parallela all'asse longitudinale della sbarretta, qualunque sia la rotazione attorno all'asse Z'Z del primo sopporto 8 che porta i cuscinetti di rotazione del prisma di esplorazione 7. In altri termini, l'immagine della sbarretta 1 al livello del primo prisma 7 ed attraverso il secondo prisma 20 è mantenuta parallela all'asse longitudinale X'X del prisma 7. Il prisma derotatore 20 è fissato all'interno di un secondo sopporto cilindrico 21 che è guidato in rotazione attorno all'asse di azimut Z'Z per il tramite di cuscinetti a rotolamento 221 e 222 all'interno del sopporto rotante 8. Un articolo della rivista "Optics and Laser Technology", . agosto 1972, pagine 175-188, intitolato "Image rotation devices - a comparative survey" descrive nei dettagli il funzionamento dei principali prismiderotatori utilizzabili.
In una variante dell'invenzione, il secondo sopporto 21 è mobile in rotazione direttamente all1interno dell’incastellatura 12, e il primo sopporto 8 ruota concentricamente attorno all'incastellatura 12. Questa variante non introduce alcuna differenza notevole al livello della definizione del sistema optoelettronico.
A motivo di una proprietà ottica nota del prisma derotatore 20, l'angolo di rotazione di questo prisma deve essere uguale alla metà dell'angolo di rotazione del sopporto 8 ad ogni istante, essendo gli angoli di rotazione misurati rispetto ad un diametro di riferimento dell'incastellatura fissa 12. Secondo una realizzazione preferita dell'invenzione, il comando in rotazione del secondo sopporto 21 che porta il prisma 20 è realizzato per mezzo del motore 17 che comanda la rotazione del sopporto 8 e per il tramite di un sistema di ingranaggi 23 che impone il rapporto 1/2 tra gli angoli di rotazione.
Come illustrato nella figura 3, il sistema d'ingranaggi 23 comprende due corone dentate 231 e 232 ed almeno una coppia di rocchetti planetari 233 e 234. Le corone 231 e 232 sono concentriche all'asse Z'Z e rispettivamente fissate alle parti inferiori del primo e del secondo sopporto 8 e 21. I rocchetti 233 e 234 sono disposti tra le corone 231 e 232 e ruotano per il tramite di cuscinetti a sfere attorno ad assi verticali 235 e 236, paralleli all'asse Z'Z e fissati sulla base inferiore dell'incastellatura che riceve l'obiettivo 2. I rocchetti 233 e 234 ingranano tra loro e rispettivamente con le corone 231 e 232. Secondo la realizzazione della figura 2, due coppie di rocchetti 233 e 234 sono disposte diametralmente tra le corone. L'ingranaggio 23 consente una rotazione dei sopporti 8 e 21 nello stesso senso ed il rapporto di angolo 1/2 è ottenuto in particolare mediante il rapporto del numero di denti tra i rocchetti 231 e 232. Secondo un'altra realizzazione dell'invenzione, un motore indipendente associato ad un sensore e ad un'unità di asservimento che riceve i segnali SC17 comanda la rotazione del secondo sopporto 21 che porta, il prisma 20.
Il percorso seguito dai raggi luminosi è schematizzato nella figura 2 con linee evidenziate da doppie frecce che indicano il senso seguito dalla radiazione. E' stato indicato il cammino dei raggi attraverso il prisma 20, l'obiettivo di focalizzazione 2 e fino alla sbarretta di fotorivelatori 1. A titolo d'esempio, il prisma derotatore 20 è un prisma regolare a base trapezia isoscele del tipo "TAYLOR" il cui lato maggiore rettangolare è riflettente e fissato contro il sopporto 21, parallelamente all'asse Z'Z.
Le figure 4 e 5 illustrano due modi di analisi del campo realizzabili per mezzo di un sistema optoelettronico conforme all'invenzione.
Secondo la figura 4, un primo modo di analisi denominato "a fasce polari" BPO consiste in un'esplorazione rapida in sito compiuta mediante la rotazione del prisma 7, ed un’eplorazione lenta in azimut compiuta mediante la rotazione del sopporto 8 e dunque del prisma 20, che permette di sfalsare progressivamente una fascia polare in azimut. Nella figura 4 è schematizzata 1'analisi di una zona di spazio corrispondente ad una semisfera, ossia 2ft'steradianti. Ciascuna fascia BPO corrisponde al principio di esplorazione la cui descrizione è stata fatta con riferimento alla figura 1. Nell'ipotesi fin qui presa a titolo d'esempio, in cui il campo analizzato è centrato sul verticale, l'esplorazione di fascia è realizzata in "sito".
La lunghezza totale angolare di una fascia è supposta pari a 180° nella figura 4. In pratica, questa lunghezza angolare può essere diversa ed in particolare può essere maggiore di 180° al fine di assicurare l'analisi di una zona di spazio maggiore di una semisfera. Infatti, la rotazione del primo prisma 7 che esplora lo spazio al disopra di un piano orizzontale perpendicolare all'asse Z'Z può essere estesa verso il basso, ad esempio di 30°, se non addirittura sino a 90°, da una parte e dall'altra di questo piano.
Lo sfalsamento progressivo in azimut delle fasce BPO ha luogo per rotazione attorno all'asse verticale Z'Z. Se si designa con "Θ" la larghezza angolare di una fascia, corrispondente all'angolo sotteso dalla sbarretta 1 nel fuoco dell'obiettivo 2, l'analisi completa del campo necessita di un numero intero N di fasce almeno pari a 180°/©, arrotondato all'intero superiore. La rotazione del sopporto 8 deve essere di mezzo giro, ossia di 180°, durante l'esplorazione delle N fasce. Questo modo di analisi del campo presenta il vantaggio di coprire, in modo semplice, la semisfera per mezzo di una rotazione continua di elementi optomeccanici quali, da una parte, il prisma 7 e, dall'altra parte, il sopporto 8, il sopporto 21 ed il prisma derotatore 20. Per contro, questo modo di analisi di campo presenta una soyraesplorazione al livello della zona "polare" che circonda la verticale Z'Z ove concorrono tutte le fasce.
la figura 5 illustra un secondo modo di esplorazione secondo il quale l'esplorazione delle fasce è realizzata mediante la rotazione del sopporto 8. Ciascuna fascia BPA viene in questo caso esplorata rapidamente in azimut. Le fasce BPA vengono sfalsate successivamente in sito mediante una rotazione del prisma 7 attorno all’asse X'X. La rotazione in sito può essere continua, corrispondendo ad uno sfalsamento progressivo delle fasce a velocità uniforme, ma ciò pone un problema di esplorazione nella vicinanza della verticale Z'Z, oppure tale rotazione in sito può essere per passi affinché le fasce BPA vengono sfalsate successivamente verso 1'alto e verso il basso. Quest'ultimo modo di esplorazione presuppone che la rotazione più rapida ed a velocità uniforme abbia luogo a livello del sopporto 8 mobile in azimut rispetto alla incastellatura 12. In queste condizioni il rendimento di esplorazione è migliore poiché non vi è più una sovraesplorazione sulla verticale. Appare però che la velocità angolare in una fascia BPA non è uniforme quando questa fascia è sfalsata in sito, per divenire molto elevata sulla verticale. Questo problema può essere risolto al livello delle unità di asservimento 16 e 19 grazie ad asservimenti ottimizzati della velocità di rotazione. In tutti i casi, il prisma derotatore 20 è asservito per ruotare ad una velocità pari a metà di quella del sopporto 8.
Il principio di funzionamento del prisma di esplorazione 7 sarà ora descritto con riferimento alle figure 6A a 6E. Il prisma 7, realizzato secondo tecniche note, presenta la particolarità di permettere un'esplorazione di un fascio ottico su più di 180° grazie ad un semplice movimento di rotazione attorno all'asse X'X. Secondo la tenica anteriore questa esplorazione di 180° non è possibile per mezzo di uno specchio avente un asse di rotazione perpendicolare all'asse ottico del fascio, poiché lo specchio sarebbe allora visto da uno dei suoi bordi nel corso della sua rotazione. Nelle figure 6A a 6E sono illustrate cinque posizioni angolari'.del',prisma 7 che corrispondono a quattro rotazioni di 22°5 verso destra attorno all'asse X'X, rispettivamente, da una posizione di mira iniziale orientata verso sinistra (figura 6A) ad una posizione di mira finale orientata verso destra (figura 6E). In queste figure è pure schematizzato l'obiettivo 2, fisso durante la rotazione del prisma.
Il prisma 7 è costituito da due prismi regolari identici 71 e 72 che hanno basi a triangolo rettangolo isoscele disposte perpendicolarmente all'asse di rotazione X'X. I lati maggiori 73 dei prismi 71 e 72 sono rivestiti di uno strato a riflessione totale, sono addossati e sono centrati longitudinalmente sull'asse X'X. Ciascun prisma 71, 72 è dunque un prisma a riflessione totale.
Salvo per le posizioni iniziale e finale nella rotazione, come illustrato nelle figure 6A e 6E, appare che i raggi ottici sono suddivisi in due parti che attraversano rispettivamente i due prismi 71 e 72 e si riflettono totalmente al livello dei lati maggiori. Dal modo di propagazione di questo doppio prisma 7 risulta che la rotazione della linea di mira LV è due volte più rapida della rotazione meccanica del prisma 7 stesso attorno all'asse X'X. Appare anche che, per una rotazione del prisma 7 a velocità uniforme che esplora un settore al più di 180°, il rendimento d'esplorazione è almeno del 50%. Infatti, la linea di mira LV è diretta, tutt'al più durante la metà della rotazione, verso l'interno della incastellatura 12 del sistema, rendendo inutilizzabile l'esplorazione in sito. Tuttavia, questa rotazione inutilizzabile può essere evitata mediante una rotazione oscillante del prisma 7 in un settore di circa 90°C.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di acquisizione di bersaglio comprendente mezzi ottici di focalizzazione (2) e mezzi fotorivelatori (l) disposti nel piano focale dei mezzi di focalizzazione, caratterizzato da fatto che comprende un doppio prisma (7) situato in posizione opposta ... ai mezzi fotorivelatori rispetto ai mezzi di focalizzazione (2), primi mezzi (10, 13, 16) per azionare in rotazione, rispetto ad un sopporto (8), il doppio prisma (7) attorno ad un asse (X'X) longitudinale al doppio prisma e perpendicolare all'asse ottico (Z'Z) dei mezzi di focalizzazione, secondi mezzi (17, 18, 19) per azionare in rotazione il sopporto (8) che porta detto doppio prisma (7) attorno a detto asse ottico (Z'Z), e mezzi (20, 21) situati fra il doppio prisma (7) ed i mezzi di focalizzazione (2) per mantenere un'immagine del bersaglio secondo una stessa direzione nel piano focale, quali che siano le rotazioni del sopporto (8) che porta il doppio prisma (7).
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizato dal fatto che comprende un'incastellatura (12) alla quale sono fissati i mezzi di focalizzazione (2) ed i mezzi fotorivelatori (1) e nella quale il sopporto (8) è montato girevole attorno a'detto asse ottico (Z'Z) ed è azionato in rotazione dai secondi mezzi d'azionamento (17, 18,
  3. 3. Sistema secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che i primi ed i secondi mezzi per azionare in rotazione rispettivamente il doppio prisma (7) nel sopporto (8) ed il sopporto (8) nell'incastellatura (12) hanno velocità di rotazione differenti ed asservite per esplorare in modo ottimale almeno tutto uno spazio di circa 27Csteradianti.
  4. 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il doppio prisma (7) comprende due prismi ad angolo retto (71, 72) aventi lati maggiori (73) addossati e centrati sull'asse longitudinale (X'X).
  5. 5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi per mantenere un'immagine del bersaglio secondo una stessa direzione del piano focale comprendono un prisma derotatore (20).
  6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il prisma derotatore (20) è disposto lungo l'asse ottico (Z'Z) tra il doppio prisma (7) ed i mezzi di focalizzazione (2) ed è azionato in rotazione attorno a detto asse ottico (Z'Z) ad una velocità angolare di rotazione pari alla metà di quella del sopporto (8).
  7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende un secondo sopporto (21) che sopporta il prisma derotatore (20), ed un sistema =i *ingranaggi (23) con un rapporto 1/2 che accoppia il primo ed il secondo sopporto (8, 21) coassiali all'asse ottico (Z'Z).
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2714479B1 (fr) * 1993-12-23 1996-01-26 Thomson Csf Dispositif de veille panoramique infrarouge à couverture angulaire orientable en site.
US5663825A (en) * 1995-06-07 1997-09-02 Martin Marietta Corporation Stabilized step/stare scanning device
FR2739192B1 (fr) * 1995-09-22 1997-10-24 Thomson Csf Dispositif de veille panoramique optronique a grande vitesse
FR2753282B1 (fr) * 1996-09-10 1998-12-04 Aerospatiale Systeme optique a rotation d'image et systeme d'observation le comportant
WO1998002769A1 (fr) * 1996-07-15 1998-01-22 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Systeme optique a rotation d'image et systeme d'observation le comportant
EP0977068A3 (en) * 1998-07-31 2000-04-19 Loyal Port Company Limited Image inverting device
DE19842150C1 (de) * 1998-09-15 2000-08-31 Klaus Eckerl Optisches System zur Bilddrehung
US6343767B1 (en) * 1999-03-03 2002-02-05 Raytheon Company Missile seeker having a beam steering optical arrangement using risley prisms
DE10001519A1 (de) * 2000-01-15 2017-11-02 LFK Lenkflugkörpersysteme GmbH Einrichtung zur Lenkung eines rollenden Flugkörpers
US6782160B2 (en) * 2002-04-10 2004-08-24 Lockheed Martin Corporation Optical-signal coupler and related method
FR2849216B1 (fr) * 2002-12-23 2005-03-11 Sagem Dispositif d'observation a detecteur d'images matriciel
GB2399947A (en) * 2003-03-22 2004-09-29 Qinetiq Ltd Imaging apparatus
FR2903751B1 (fr) * 2006-07-13 2008-08-29 Alcatel Sa Mecanisme d'entrainement d'une charge en rotation selon deux axes
KR101038206B1 (ko) * 2009-02-09 2011-05-31 한국과학기술원 텔리센트릭 스캐너와 두 쐐기형 프리즘을 이용한 가변시야 광학계
CN101526420B (zh) * 2009-03-25 2011-04-27 中国科学院上海技术物理研究所 一种模拟小角度运动激光目标的装置
US8497457B2 (en) * 2010-12-07 2013-07-30 Raytheon Company Flight vehicles with improved pointing devices for optical systems
DE102011104021A1 (de) * 2011-06-11 2012-12-13 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung
DE102011104023B4 (de) * 2011-06-11 2019-07-25 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung für einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper und Suchkopf für einen Lenkflugkörper
US9256117B2 (en) 2011-10-07 2016-02-09 L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation Panoramic imaging systems comprising rotatable mirrors for image stabilization
WO2019234796A1 (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 三菱電機株式会社 照明装置
CN109343194A (zh) * 2018-12-18 2019-02-15 中国电子科技集团公司第十研究所 一种利用等腰棱镜消像旋的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3442575A (en) * 1965-03-04 1969-05-06 Bell Aerospace Corp Optical scanning system
US3428812A (en) * 1965-10-22 1969-02-18 Nasa Optical spin compensator
FR2180736B1 (it) * 1972-04-15 1977-04-29 Elektro Optik Gmbh & Co Kg
DE2226372B2 (de) * 1972-04-15 1975-10-02 Elektro-Optik Gmbh & Co Kg, 2392 Gluecksburg Verfahren und Anordnung für optische Zielverfolgungsgeräte
DE2848325A1 (de) * 1978-11-08 1980-05-22 Philips Patentverwaltung Waermebildgeraet zum erfassen und erkennen eines waermeziels
DE3805642C1 (it) * 1988-02-24 1989-06-01 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De

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