FR2537728A1 - Dispositif optoelectronique de balisage d'une zone spatiale etendue - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE BALISAGE AUTOMATIQUE D'UNE ZONE SPATIALE ETENDUE AU MOYEN D'UNE TETE CAPTEUSE ROTATIVE 1 MONTEE DANS UN SUPPORT FIXE 2 ET ENTRAINEE PAR UN MOTEUR 3 ET REPRODUISANT LA SCENE OBSERVEE A UN POSTE D'OBSERVATION 22 PAR UN CANAL CONSTITUE PAR UN MIROIR OSCILLANT 9, UN OBJECTIF 10, UN CAPTEUR OPTOELECTRONIQUE 11, UN REPRODUCTEUR D'IMAGE 15, UN OBJECTIF DE COLLIMATION 10, UN REDRESSEUR D'IMAGE 17, UN RECEPTEUR 20 ET UNE ELECTRONIQUE DE TRAITEMENT 21.

Description

D 253772 e La présente invention concerne un système de balisage ou de

repérage explorant mécaniquement une scène considérée au moyen d'une tête capteuse montée dans un porte-capteur fixe et entraînée par moteur, et la reproduisant à un poste fixe d'observation au moyen de capteurs et d'appareils de reproduction rotatifs, disposés centralement, par

l'intermédiaire d'un objectif de reproduction logé dans ledit porte-

capteur. La demande de brevet allemand publiée sous le NI 2 401 267 décrit un

tel système Dans ce système, le dispositif détecteur recevant le rayon-

nement thermique invisible est placé dans l'axe longitudinal ou d'oscil-

lation de l'appareil, l'énergie convertie devenant visible sur un dispo-

sitif à source lumineuse, décentré Le rayonnement visible est transmis

par des faisceaux de fibres optiques fixes.

Le brevet allemand NO 1 772 645 mentionne également un système à ce point de vue identique Mais, alors que, dans le premier système, la tête ne peut osciller que d'un angle limité, le second comporte trois têtes (respectivement destinées à la vue diurne, à la vue nocturne et

aux radiations thermiques) pouvant tourner chacune de 3600.

Le brevet allemand NI 1 623 425 décrit enfin le principe (mis en pra-

tique dans les deux précédents brevets) de la conversion optoélectro-

nique d'images thermiques explorées, reproduites ou dessinées après

amplification appropriée des signaux.

La présente invention a pour but d'assurer, sans faisceaux de fibres optiques, la transmission non pertubée d'informations, provenant d'un capteur rotatif sur son axe, à un poste fixe d'observation à laquelle

ledit capteur est joint par son axe de rotation.

Ce problème se pose toujours dans le cas o, en vue d'une observation ou d'une surveillance, une tête capteuse explore périodiquement, en

tournant, une zone angulaire assez vaste et que le poste d'obser-

vation reste fixe par rapport à l'objet (aéronef, navire, véhicule terrestre, etc) Il importe alors que l'information soit transmise à l'observateur immobile comme s'il se mouvait avec la tête capteuse Le même problème se pose lorsqu'on doit transmettre, d'un capteur rotatif à un poste fixe, une pluralité de signaux chronologiquement parallèles

sans utiliser de bagues collectrices.

Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif dans lequel le capteur est constitué par au moins un canal émetteur de repérage ou d'information de forme de fréquence de transmission déter- minée, orienté dans le sens de l'axe longitudinal et de rotation en forme de tube creux, auquel canal fait face coaxialement, du côté réception, un canal de réception, et au besoin de sélection, du signal transmis Il y aura avantage à ce que chaque canal récepteur fixe reçoive et traite la bande de fréquence de signaux qui lui est associée

par un canal émetteur mobile.

Selon un développement de l'invention, le canal émetteur de repérage ou d'information se composera essentiellement, et successivement: d'un miroir oscillant monté dans la tête capteuse sur un pivot perpendiculaire à son axe; d'un objectif; d'un capteur optoélectronique placé dans le plan focal dudit objectif; d'un appareil de reproduction et d'un objectif

de collimation Un tel dispositif est surtout intéressant pour les appa-

reils thermiques de repérage destinés à surveiller 360 en azimut mais seulement un petit angle V( en élévation Mais le canal de repérage ou

d'information pourra tout aussi bien être constitué par un tube analy-

seur à gaz, un appareil à vibrations acoustiques, un appareil de radiogoniométrie, un radar de repérage, ou une combinaison de ces

divers appareils.

En ce qui concerne le capteur optoélectronique, il y aura avantage à ce qu'il soit approprié dans chaque cas au domaine de mise en service, et se compose d'un iconoscope placé dans le plan focal de l'objectif, d'une rangée de détecteurs, d'une plaque mosaïque détectrice ou d'une combinaison d'un monitor et d'une plaque mosaïque détectrice, et que l'appareil de reproduction se compose, successivement, d'un petit

tube-moniteur, d'une rangée de diodes photoémettrices, d'une plaque-

mosaïque de diodes photoémettrice, ou d'une combinaison d'un tube-

moniteur et d'une plaque mosaïque de diodes.

Si l'on utilise une rangée de détecteurs comportant N éléments en série, ayant un pouvoir de résolution dt ', dans le cas o on aura (

= N C ', la rangée devra être disposée de façon à explorer à n'impor-

te quel instant une tranche verticale de la scène observée Une plaque-

mosaïque détectrice comporte N x m éléments disposés dans un même plan Le capteur optoélectronique pourra également présenter n'importe quelle autre configuration, la zone du spectre dans laquelle ce capteur

est sensible étant indifférente Comme les diodes émettent leur rayon-

nement dans le spectre visible et que l'intensité de ce rayonnement est proportionnelle à la tension de signal appliquée, on obtiendra une image dont le contraste de luminosité est proportionnel au contraste de la scène dans une autre gamme de longueurs d'onde, par exemple dans

la gamme du rayonnement thermique.

Pour l'emploi d'un iconoscope, il conviendra que les dimensions de la surface de reproduction du tube-moniteur correspondent à celles de la

photocathode de l'iconoscope.

En ce qui concerne le canal récepteur, il y aura avantage à ce que celuici ait la forme d'un appareil récepteur d'image constitué, soit par un iconoscope à photocathode circulaire, soit par un assemblage de diodes au silicium dont les éléments seront nettement plus petits que

l'image formée des divers éléments de diodes La réduction des dimen-

sions géométriques des divers éléments de diodes par rapport à l'image qu'ils donnent évite l'altération de la résolution au cours du traitement ultérieur. Pour l'emploi d'une rangée de diodes ou d'une mosaïque de diodes, la surface de reproduction correspond à celle de la rangée ou de la

mosaïque de diodes.

Pour l'emploi d'un assemblage de diodes au silicium, il conviendra que

cet assemblage présente une forme congruente à l'appareil de repro-

duction ou bien, en cas de formation d'image avec agrandissement ou réduction, corresponde au facteur prédéterminé d'agrandissement ou de

réduction Les éléments de l'assemblage de diodes au silicium produi-

sent des signaux dépendant de la densité lumineuse des éléments de

diodes photoémettrices associés et pouvant être, soit traités électro-

niquement au moyen des appareils de mise en place de la scène, soit

représentés en position correcte au poste d'observation.

Une question fondamentale qui se pose est celle de savoir si, et éven-

tuel lement de quelle façon, J'image doit être redressée Pour une transmission de repérage ou d'information sans redressement d'image,

on utilisera la caractéristique de rayonnement naturel des diodes photo-

émettrices dans le plan récepteur Dans un tel cas, le fait que la localisation des diodes dans le plan récepteur soit sans importance est un avantage, du fait que le plan tout entier est illuminé et qu'avec des canaux du côté émission associés à des canaux du coté réception, chaque récepteur reçoit et traite la bande de fréquence de signaux qui lui est attribué Mais, si l'on envisage un redressement d'image, il y aura avantage à 'ce que ce redressement s'effectue optiquement entre le canal émetteur et le canal récepteur, ou électroniquement dans le poste d'observation. Dans le premier cas, il conviendra que le redressement de l'image s'effectue au moyen d'un prisme rotatif, pentagonal ou de type Dove de même sens de rotation mais de vitesse de rotation différente Si la vitesse de rotation du prisme est la moitié de celle de la tête capteuse

on obtiendra toujours, sur l'appareil de reproduction, une image conti-

nue de la scène explorée qu'il conviendra de transmettre à la station

d'observation au moyen des systèmes optiques appropriés.

De plus, une caractéristique particulière de l'invention prévoit qu'à chaque canal émetteur d'information ou de repérage sera associé, par l'intermédiaire d'un redresseur d'image, un couple photoémetteur défini

de diodes réceptrices.

Cette formation d'image exacte, par voie optique, élimine le risque de chevauchement des divers canaux Pour assurer la réalisation de cette formation d'image exacte, il conviendra que, dans une série de n canaux émetteurs d'information ou de repérage, trois canaux au moins

soient destinés à ces signaux de référence de fréquence de code diffé-

remment définie, et auxquelles ne correspondront, du côté réception, que des canaux récepteurs réagissant à ces signaux de référence De ces signaux de référence on pourra, par exemple, déduire un signal régulateur de la vitesse du prisme produisant le redressement de l'image Si la précision du réglage l'exige, les canaux récepteurs de

signaux de référence pourront avoir la forme de récepteurs à quadrants.

La conformation du poste d'observation a également une grande impor-

tance, comme les canaux L'image réelle produite par l'objectif de reproduction pourra, par exemple, être observée, par un oculaire, un moniteur de contrôle monté à la suite de l'iconoscope, ou un assemblage de diodes au silicium, au moyen de signaux électriques adéquatement traités. Dans le cas d'un redressement électronique d'image, l'image tournante

de l'iconoscope pourra être définie au moyen de systèmes de synchro-

nisation Dans une reproduction d'image classique par lignes, ces

dernières tournent sur le moniteur à la vitesse du capteur optique.

Leur définition est disproportionnellement grande par rapport à celle

de l'iconoscope et de l'optique de formation d'image.

Il conviendra donc que l'iconoscope soit conformé de façon à permettre de l'occulter mécaniquement au moyen d'un écran ou d'y produire des effacements dans les zones dépourvues de formation d'images des plaquesmosaïques.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une seule diode photo-

émettrice de l'appareil de reproduction sera disposée modulable en

intensité par le signal vidéo de série et par les impulsions de synchro-

nisation, au point de rotation de l'axe longitudinal et de rotation, son signal ponctuel lumineux modulé venant se former sur un détecteur

unique au silicium restaurant le signal et les impulsions, et les uti-

lisant, avec la position angulaire du capteur, pour la représentation de l'image Ce détecteur pourra être entouré d'une diode annulaire au silicium, recevant les impulsions de synchronisation d'un générateur d'impulsions par une diode disposée parallèlement à la diode placée du

côté du canal émetteur et par l'optique de reproduction, et les trans-

mettant au tube-moniteur connecté électriquement, par un groupe de

commande, au système de synchronisation.

Pour permettre une meilleure utilisation du champ de vision de l'ob-

jectif, les diodes seront écartées l'une de l'autre d'une distance égale à la largeur d'une diode, un des bords de la diode centrale étant situé sur l'axe longitudinal de rotation, et celui des N cercles situés du côté récepteur, qui occupera une position médiane, délimitera une surface de cercle dont le diamètre sera égal à deux fois la largeur des bandes

des autres cercles.

Dans une transmission d'information par canaux multiples, les organes séparateurs ont une importance primordiale Dans un tel cas, les signaux des N têtes de repérage sont transformées en zones spectrales ou de fréquence différentes dans un nombre correspondant de modules de transformation, par le procédé de sélection spectrale ou par celui de modulation de fréquence porteuse ou d'impulsions codées, chacune des diodes de l'appareil de reproduction éclaire chaque fois tous les éléments au silicium du dispositif de prise de vue, et des filtres ou des démodulateurs sont montés à la suite de chacune des diodes pour sélectionner, parmi les valeurs offertes, celles qui conviennent aux

canaux raccordés aux filtres ou aux démodulateurs.

En ce qui concerne l'électronique utilisée pour la conversion opto-

électronique, il y a d'une part avantage à ce que les signaux élec-

triques convertis en fonction de l'intensité par la rangée de détecteurs soient amenés par des pré-amplificateurs et des post-amplificateurs

associés à chaque détecteur, à une amplitude appropriée à un traite-

ment ultérieur, soient employés à la modulation de luminance de la

rangée de diodes congruente avec la rangée de détecteurs ou identi-

quement conformée, ladite rangée de diodes étant disposée dans le plan de l'objectif de reproduction pour engendrer une image réelle de la scène captée Il peut y avoir, d'autre part, avantage à ce que les n signaux des N éléments de la rangée de diodes disposés parallèlement derrière les préamplificateurs, soient convertis, par un multiplexeur électronique commandé par un générateur d'impulsions, en un signal vidéo de série servant à la modulation de la luminance du faisceau d'électrons d'un tube cathodique Ce signal vidéo servira ensuite, conjointement avec les impulsions de synchronisation correspondantes de lignes et d'image, à la reproduction de l'image sur le tube-moniteur

du poste d'observation.

Au point de vue constructif, il y aura avantage à ce que le tube creux de la tête capteuse, servant de boîtier, se rétrécisse dans sa partie médiane, et que le demi-tube de grand diamètre, fermé à une de ses extrémités, comporte une partie oblique inclinée sur l'axe de rotation et dans laquelle s'encastrera une fenêtre, le demi-tube de moindre diamètre servant de logement à la tête capteuse dans le porte-capteur en forme de boisseau, et comportant un fond percé d'un évidement central et un appendice tubulaire adapté à cet évidement, auxquels feront face, dans le fond du porte-capteur, un second évidement et un second raccord tubulaire Il pourra également y avoir avantage à ce que la rangée de détecteurs et la plaque-mosa Tque soient montées dans

une enceinte réfrigérée dans laquelle plongera le tube de refroidis-

sement d'un réfrigérateur.

L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés, sur lesquels les mêmes éléments portent les mêmes numéros, et dans lesquels La figure 1 est une vue schématique de côté, et partiellement en coupe longitudinale, d'un capteur optoélectronique comportant un groupe fixe de traitement de signaux et un poste d'observation en contre-bas.

Les figures 2 sont des vues schématiques comparatives d'un traite-

ment d'images par voie optique (figure 2 a), électronique (figure 2 b)

et électro-optique (figure 2 c), au moyen de systèmes optoélectroni-

ques à détecteurs montés en série et systèmes mécaniques d'explora-

tion.

Les figures 3 a, 3 b, 3 c sont des représentations perspectives schéma-

tiques de diverses combinaisons possibles de dispositifs de reproduc-

tion d'images et de dispositifs récepteurs d'images, dans le cas de

l'insertion d'un redresseur d'image dans le chemin optique d'un dispo-

sitif à l'autre.

Les figures 4 a et 4 b sont des représentations perspectives schéma-

tiques de dispositifs de reproduction avec dispositifs récepteurs

d'image, sans système optique de redressement d'image, ce redres-

sement s'effectuant dans le tube-moniteur par rotation électronique de l'image, et le système de reproduction d'image étant soit une plaquemosalique à éléments indépendants au silicium (figure 4 a),

soit un iconoscope (figure 4 b).

La figure 5 est une vue schématique d'un système de transmission d'informations vidéo comportant un capteur optoélectronique, utilisant pour la production d'un signal vidéo, un procédé à multiplexeur

électronique, dans lequel la transmission d'information optique s'effec-

tue en série par l'intermédiaire d'une diode photoémettrice unique placée sur l'axe de rotation et dans lequel du côté opposé immobile une diode réceptrice au silicium reconvertit en signaux électriques

le rayonnement lumineux modulé.

La figure 6 représente un procédé de transmission d'information entre une partie tournante et une partie immobile, sans redressement

d'image, dans lequel, du côté émission, une rangée de diodes photo-

émettrices, reliées à des indicateurs de valeurs mesures, s'étend latéralement depuis l'axe de rotation, les diodes réceptrices au silicium

étant disposées en cercles concentriques du côté réception.

La figure 7 représente, une disposition selon la figure 6 dans laquelle les diverses diodes photo-émettrices de la rangée sont séparées les

unes des autres par un intervalle égal à la largeur d'une diode.

La figure 8 représente une possibilité -de transmission d'informations depuis plusieurs points de captation, sans redresseur d'image, en

utilisant la caractéristique naturelle de rayonnement de diodes photo-

émettrices et des dispositifs sélectifs connus pour la séparation des divers signaux du côté réception, et la figure 9 représente une possibilité de transmission d'une pluralité d'informations différentes, en utilisant des plaques-mosaïques du côté émission et du côté réception ainsi qu'un objectif de collimation et de formation d'image et un système redresseur supervisé et commandé

par des canaux de référence.

Dans la représentation schématique de la Figure 1, la tête capteuse 1 est montée rotative dans le porte-capteur fixe 2 La tête capteuse est entraînée par le moteur 3 et sa position angulaire instantanée est déterminée par des systèmes synchroniseurs 4 et transmise à un point

de traitement ultérieur.

L'énergie électrique nécessaire à la rotation des éléments rotatifs du capteur électronique est amenée par des bagues collectrices 5. Le rayonnement 6, provenant de la scène observée, pénètre par la fenêtre 7 dans l'enceinte du capteur et est centrée, par le miroir oscillant 9 et l'objectif à rayonnement infra-rouge 10, sur le capteur optoélecttronique 11 monté dans la cuve à vide 12 et maintenu à une

basse température de travail par le tube du réfrigérateur 13.

Les signaux émis par les éléments du capteur optoélectronique 11 sont traités dans l'électronique de traitement de signaux 14 et utilisés, d'une façon qui sera décrite plus en détail par la suite, à moduler

l'intensité des diodes photo-émettrices de l'appareil de reproduction 15.

Le rayonnement visible irradié par ce dernier est converti en un

faisceau de rayons parallèles par l'objectif de collimation 16 qui traver-

se le prisme redresseur 17 (un prisme pentagonal ou un prisme Dove, par exemple) entraîné, de façon non représentée, et tournant sur l'axe longitudinal et de rotation 18 dans le même sens que la tête capteuse 1

et à une vitesse moitié moindre.

Ce groupe d'entraînement pourra être constitué par un engrenage démultiplicateur de rapport 2/1 monté entre le porte-capteur 2 et le système redresseur d'image 17, ce qui donnera une synchronisation

forcée entre la tête chercheuse 1 et le système redresseur.

Le rayonnement sortant du système redresseur, parallélisé par l'objec-

tif 16, sort par l'orifice 18 ' et est centré, par l'objectif de reproduc-

tion 19, sur le plan focal du récepteur d'image 20 qui convertit le rayonnement lumineux modulé en signaux électriques lesquels seront traités dans l'électronique de traitement d'image 21 et en général

transmis à un poste fixe d'observation 22 o une électronique d'adap-

tation d'information 22 ' traitera cette information de façon à la rendre présentable sur le tube-moniteur 23, en même temps qu'elle sera

adressée à un ordinateur pour y être interprétée automatiquement.

Les figures 2 a, 2 b et 2 c représentent schématiquement les diverses possibilités de conversion d'une information vidéo infra-rouge en une image visible au moyen de séries de détecteurs et d'une exploration mécanique de la scène constituée, dans l'exemple représenté, par

l'ensemble formé par la tête capteuse 1 et le miroir oscillant 9.

La figure 2 a représente le procédé dit "multiplex optoélectronique" Le rayonnement 6 pénétrant par l'objectif à infra-rouge 10 est centré sur le plan focal des divers éléments du capteur optoélectronique 11, converti en signaux électriques en fonction de l'intensité, amené (dans les pré et post-amplificateurs 24 ou 25 associés à chaque élément) à une amplitude traitable, et utilisé à la modulation de luminance de la diode photoémettrice correspondante du dispositif de reproduction 15 coïncidant avec la série de détecteurs ou identiquement conformée Ce dernier engendre, par l'objectif de reproduction 15 et dans le plan d'image 26 de ce dernier, une image réelle de la fraction de la scène captée par la rangée de détecteurs, laquelle peut être observée par

l'oculaire 27.

Dans le procédé de multiplexage, connu dans la technique des images

thermiques, représenté à la figure 2 b, les N signaux parallèles, appa-

raissant après le préamplificateur 24, des N éléments de la rangée de

détecteurs sont convertis, par le multiplexeur électronique 28, com-

mandé par le générateur d'impulsions 29, en un signal vidéo de série,

utilisé pour la modulation de la luminance du tube cathodique du moni-

teur 23, ce générateur produisant les impulsions de déflection verticale tandis que la déflexion horizontale, non représentée, est commandée par les informations angulaires provenant du système synthronisateur 4. Dans le procédé de multiplexage électro-optique représenté à la figure 2 c, l'oculaire 27 est remplacé par l'iconoscope du dispositif récepteur d'image 20 qui reçoit l'image des diodes photoémettrices et la reproduit sur le tube cathodique du moniteur 23 Dans l'exemple représenté, l'iconoscope lui-même pourra être remplacé par un assemblage de diodes au silicium, également congruent ou identique à la rangée de diodes photoémettrices et engendrant des signaux électriques correspondants qui seront ensuite traités Cette solution est possible avec le dispositif de la figure 1, dans lequel le redresseur d'image 17, non représenté sur la figure 2 c, est disposé entre le dispositif de reproduction 15, constitué par les diodes photoémettrices, et l'objectif de reproduction 19. Les figures 3 a, 3 b et 3 c représentent schématiquement les diverses

combinaisons possibles des dispositifs de reproduction 15 et de récep-

tion d'image 20 lorsque le système comporte un redresseur d'image et que la conformation du capteur optoélectronique 11 coïncide avec celle

du dispositif de reproduction d'image 15 Les exemples choisis repré-

sentent, l'un les diverses diodes disposées en rangée (figure 3 a), l'autre ces diodes disposées en une plaque-mosaïque (figure 3 b), mais d'autres arrangements pourront être adoptés pourvu qu'ils soient, mathématiquement, congruents ou identiques Sur la figure 3 c, une

plaque-mosaïque de diodes photoémettrices est combinée à un iconos-

cope pour constituer un groupe récepteur d'image, ledit iconoscope étant mécaniquement occulté par un écran ou électroniquement obscurci

dans les zones o ne se reproduisent pas des parties des plaques-

mosaïques Dans le dispositif de la figure 3 c, la plaque-mosaïque pourra être remplacée par n'importe quel autre arrangement pourvu

que le dispositif comporte un système d'occultation appr Qprié.

Les figures 4 a et 4 b représentent une combinaison d'un dispositif rotatif de reproduction d'image 15 avec un dispositif fixe de réception d'image 20, sans interposition de dispositif redresseur d'image L'image de la rangée de diodes photoémettrices 15 tourne donc sur le champ

d'image, de forme rectangulaire, du récepteur d'image Le redresse-

ment d'image s'effectue électroniquement'dans le moniteur (non repré-

senté) en utilisant la position angulaire azimutale du capteur optoélec-

tronique, donc de la rangée de diodes détectrices, fournie par le sys-

tème synchronisateur 4 de la figure 1.

Dans le cas de la figure 4 a, le dispositif de réception d'image 20 est constitué par une plaque-mosaïque dont les diverses diodes sont, comme on le voit dans le coin supérieur gauche, nettement plus petites

que les reproductions des diverses diodes photoémettrices, ce qui éli-

mine tout risque d'altération de la définition au cours du traitement ultérieur Toutefois, une électronique assez compliquée est nécessaire pour que les divers points viennent se présenter en position correcte, c'est-à-dire verticalement, à l'observateur après correction angulaire.

La situation est plus simple avec l'emploi d'un iconoscope à photo-

cathode circulaire comme dans le cas de la figure 4 b, car l'image peut,

dans ce cas, être produite comme avec un radar à indicateur de gise-

ment dans lequel un rayon partant du centre vers l'extérieur tourne sur un écran circulaire de tube cathodique, à la manière d'une aiguille

de cadran.

La figure 5 représente schématiquement la transmission d'informations vidéo depuis le capteur optoélectronique rotatif 11 par multiplexage électronique selon la figure 2 b, dans laquelle les signaux apparaissant parallèlement à la suite des préamplificateurs 24 sont convertis, par le multiplexeur 28, en un signal vidéo de série qui est transmis, par une diode photoémettrice, placée sur l'axe longitudinal et de rotation 18, et par l'objectif de reproduction 19, à-une diode au silicium du dispositif récepteur d'image 20 qui reconvertit le rayonnement lumineux modulé

en un signal vidéo Ce récepteur 20 est entouré par une diode annu-

laire au silicium 30, logée dans le même boîtier que le récepteur, et

qui reçoit, par la diode 31 et l'optique de reproduction 19, les impul-

sions de synchronisation converties provenant du générateur d'impul-

sions 29 et les transmet au tube moniteur 23 pour donner la tension de balayage Egalement pour le balayage dans le tube moniteur, le système

synchroniseur 4 communique, par la "boîte noire" 32 la position angu-

laire instantanée du capteur optoélectronique tournant 1 Ladite "boîte

noire" sera un groupe de commande à une et deux sorties.

Les procédés de transmission optoélectronique d'informations vidéo, qui viennent d'être décrits, peuvent être utilisés également, comme dans le cas de la figure 5, à la transmission d'autres informations C'est ainsi que le dispositif représenté à la figure 6 comporte, dans sa partie rotative, six têtes capteuses 33 convertissant six valeurs mesurables différentes en signaux électriques et les transmettant à six diodes émettrices de la rangée de diodes 15 La transmission optique dès signaux s'effectue, dans ce cas également, par formation d'image, par l'intermédiaire de l'optique de reproduction, du côté fixe o est installé un système de diodes réceptrices au silicium, disposées sur six cerclesconcentriques, auquel la forme circulaire permet de recevoir, dans chaque position angulaire de la partie rotative, les signaux des diodes photoémettrices associées. Par exception à ce qui a été décrit précédemment, la rangée de diodes devra ne s'étendre que d'un côté à partir du centre pour éviter des interprétations équivoques L'inconvénient est que le champ d'image du système optique n'est pas utilisé au mieux Cet inconvénient est éliminé

au moyen du dispositif de la figure 7 dans lequel les N diodes photo-

émettrices de la rangée de diodes sont toujours écartées les unes des autres d'une distance égale à la largeur d'un élément, le bord de la diode centrale étant placé sur l'axe de rotation, et dans lequel en

outre le côté réception présentera sept circonférences de cercles con-

centriques parmi lesquelles le diamètre du cercle central sera double de la largeur de la couronne des autres circonférences de cercles Dans ce dispositif également, une diode annulaire au silicium sera associée à

chaque diode photoémettrice.

Dans le dispositif de transmission de signaux selon la figure 8, les signaux ( 51 = f A f) des N têtes capteuses 33 sont transformées en différentes gammes de fréquence dans l'électronique de transformation 34 par l'un des procédés connus de modulation de fréquence porteuse, modulation d'impulsions codées, etc, et irradiés par les diodes photoémettrices 15 dans les appendices tubulaires 37, 37 ' (figure 1)

sur une vaste étendue angulaire de façon que chaque diode photoémet-

trice irradie toutes les diodes réceptrices 20 Les filtres ou démodula-

teurs 35 sélectionnent, parmi les données offertes, les valeurs numéri-

ques convenant à chaque canal de mesure 36 pour achever de les traiter Il ne sera pas nécessaire de prévoir une coordination des éléments émetteurs et récepteurs, celle-ci se faisant, du côté réception,

par les filtres, ou démodulateurs 35.

Lorsqu'on devra transmettre simultanément de nombreuses informations

différentes entre un système tournant et un système fixe, sans pro-

duire de perturbations dûes à une paradiaphonie, on devra employer, comme le représente la figure 9, un dispositif semblable à celui de la

figure 3 b avec une plaque-mosaïque du côté émission et du côté récep-

tion, dans lequel les divers éléments individuels placés du côté émission sont alimentés par les têtes capteuses 33 en passant par l'électronique de transformation 34, et dans lequel un filtre 35 et un canal de mesure

36 sont montés du côté réception.

La formation optique des images par l'objectif de collimation 16 et

l'objectif de formation d'image 19 atténue considérablement la paradia-

phonie Pour surveiller et commander la synchronisation du fonction-

nement du redresseur d'image et éviter la transmission d'informations sur des canaux inappropriés, deux ou trois d'entre eux ne seront pas affectés à cette transmission mais recevront de l'émetteur des signaux de référence qui seront traités du côté réception et utilisés au réglage de la vitesse du redresseur d'image Sur la figure 9, ces canaux de

référence sont indiqués par les cases noires 38 de la plaque-mosaïque.

Dans le dispositif de transmission de la figure 9, le procédé de sépa-

ration représenté à la figure 8 est inutile du fait que la ségrégation

matérielle des éléments garantit une séparation parfaite.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1 Système de balisage ou de repérage explorant mécaniquement une scène considérée au moyen d'une tête capteuse montée dans un porte-capteur fixe et entraînée par moteur, et la reproduisant à un poste fixe d'observation au moyen de capteurs et d'appareils de reproduction rotatifs, disposés centralement, par l'intermédiaire d'un objectif de reproduction logé dans ledit porte-capteur, caractérisé en ce que le capteur est constitué par au moins un canal émetteur de repérage ou d'information ( 8, 9, 10, 11, 15, 16) de forme de fréquence de transmission déterminée, s'étendant

dans l'axe de rotation ( 18) en forme de tube creux, et se compo-

sant, successivement: d'un miroir oscillant ( 9) monté dans la tête capteuse ( 1) sur un pivot ( 8) perpendiculaire à son axe ( 18) d'un objectif ( 10); d'un capteur optoélectronique ( 11) placé dans le plan focal de l'objectif; -d'un appareil de reproduction ( 15) co-rotatif engendrant une image pluriponctuelle; et d'un objectif de collimation ( 16), et dont le miroir est

logé dans un réceptacle non rotatif ( 19 à 21).

2 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 1,

caractérisé en ce que le canal émetteur de repérage ou d'informa-

tion ( 8, 9, 10, 11, 15, 16) se compose essentiellement et succes-

sivement:

d'un miroir oscillant ( 9) monté sur un pivot ( 8) perpendi-

culaire à l'axe ( 18) à l'intérieur de la tête capteuse ( 1) d'un objectif ( 10); d'un capteur optoélectronique ( 11) placé dans le plan focal de l'objectif; d'un appareil de reproduction ( 15)

et d'un objectif de collimation ( 16).

3 Système de balisage ou de repérage selon les Revendications 1 et

2, caractérisé en ce que le canal émetteur de repérage et d'infor-

mation ( 8, 9, 10, 11, 15, 16) est constitué par un appareil analy-

seur à gaz, un appareil à vibrations acoustiques, un appareil de radiogoniométrie, un appareil radar, ou une combinaison de ces appareils. 4 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur

optoélectronique ( 11) se compose d'un iconoscope placé dans le plan focal de l'objectif ( 10), d'une rangée de détecteurs, d'une plaque- mosaïque détectrice ou d'une combinaison d'un iconoscope et d'une plaque- mosaïque détectrice, et en ce que l'appareil de reproduction ( 15) se compose, successivement d'un petit tube cathodique moniteur; d'une rangée de diodes photoémettrices; d'une plaque-mosaïque à diodes photoémettrice, ou

d'une combinaison d'un tube-moniteur et d'une plaque-

mosaïque à diodes.

5 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 4, caractérisé en ce que la surface de reproduction du tube-moniteur,

de la rangée de diodes et de la plaque-mosaïque à diodes corres-

pond aux dimensions de la photocathode de l'iconoscope ou de la

rangée de détecteurs ou de la plaque-mosaïque détectrice.

6 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal récep-

teur est constitué par un appareil récepteur d'images ( 20) fait, soit d'un tube cathodique à photocathode circulaire, soit d'un assemblage de diodes au silicium à éléments nettement plus petits

que l'image formée des diodes individuelles.

7 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 6, caractérisé en ce que l'assemblage de diodes au silicium a une forme coïncidant avec celle du dispositif de reproduction ( 15) ou, en cas de formation d'une image agrandie ou réduite, correspond

au facteur prédéterminé d'agrandissement ou de réduction.

8 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un

dispositif de redressement d'image, soit optique entre les canaux

émetteur et récepteur, soit électronique dans le poste d'observa-

tion ( 22).

9 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 8, caractérisé en ce que le redressement d'image par voie optique s'effectue au moyen d'un prisme pentagonal ou de type Dove ( 17)

de même sens de rotation mais de vitesse de rotation différente.

Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un couple défini

de diodes réceptrices photoémettrices est associé à chaque canal

d'information ou de repérage ( 8, 9, 10, 11, 15, 16) par l'intermé-

diaire du redresseur d'image ( 17).

11 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que dans un groupe

de canaux émetteurs d'information ou de repérage ( 8, 9, 10, 11,

15, 16), deux canaux, et dans un groupe de N x m canaux émet-

teurs d'information ou de repérage, au moins trois canaux ( 38), sont disponibles pour des signaux de référence de différentes fréquences de code déterminées, auxquels canaux font face, du côté réception, des canaux récepteurs ne répondant qu'à ces

signaux de référence (Figure 9).

12 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 11, caractérisé en ce que les canaux récepteurs pour signaux de

référence ont la forme de récepteurs à quadrants.

13 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image réelle

produite par l'objectif de reproduction ( 19) peut être observée dans un oculaire ( 27), un tube-moniteur ( 23) connecté à la suite de l'iconoscope ( 20), ou un assemblage de diodes au silicium à

signaux électriques pouvant subir un traitement ultérieur approprié.

14 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 13, caractérisé en ce que dans le cas o le système comporte un

redresseur électronique d'image, une image tournant dans l'iconos-

cope peut être définie au moyen de systèmes de synchronisation.

Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que l'iconoscope est

construit de façon à pouvoir être masqué mécaniquement par un écran ou électroniquement obscurci dans les zones ne reproduisant pas des positions de la plaque-mosaïque. 16 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une seule diode

photoémettrice ( 15 ') de l'appareil de reproduction ( 15) est placée au point de pivotement de l'axe longitudinal et de rotation ( 18) de façon à pouvoir être modulé en intensité par le signal vidéo de série et les impulsions de synchronisation, l'image du signal lumineux ponctuel se formant sur un détecteur individuel au silicium unique restaurant le signal et les impulsions et les utilisant

à la représentation de l'image conjointement avec la position angu-

laire du capteur (Figure 5).

17 Système de balisage ou de repérage selon la Revendication 13, caractérisé en ce qu'une diode annulaire au silicium ( 30) entoure ledétecteur individuel au silicium du dispositif récepteur d'image ( 20), et reçoit, par l'intermédiaire d'une diode ( 31) disposée parallèlement à la diode ( 15 ') située du côté du canal émetteur et

par l'optique de reproduction ( 19), les impulsions de synchroni-

sation d'un générateur d'impulsions ( 29) et les achemine sur le tubemoniteur ( 23), lui-même connecté électriquement avec le système synchronisateur ( 4) par un groupe de commande ( 32)

(Figure 5).

18 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que les diodes ( 15 ')

de la rangée ( 15) sont toujours écartées les unes des autres d'une distance égale à la largeur d'un élément, le bord de la diode centrale étant placé sur l'axe longitudinal et de rotation ( 18), et en ce que celui des 'n cercles du côté réception placé au centre circonscrit une surface dont le diamètre est le double de la

largeur des couronnes formées par les autres cercles (Figure 7).

19 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux des

n têtes capteuses ( 33) sont transformés, dans un nombre corres-

pondant de modules de transformation ( 34), selon le procédé de sélection spectrale ou de modulation de fréquence porteuse ou de

modulation d'impulsions codées, en gammes spectrales ou de fré-

quence différentes, en ce que chacune des diodes de l'appareil de reproduction ( 15) irradie toutes les diodes au silicium de l'appareil récepteur d'image ( 20), et en ce qu'à la suite des diverses diodes au silicium sont connectés des filtres ou démodulateurs ( 35) sélectionnant, parmi les données offertes, les valeurs numériques convenant à chaque canal de mesure ( 36) pour achever de les

traiter (Figure 8).

Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux

électriques, convertis en fonction de l'intensité par la rangée de détecteurs ( 11), sont amenés, par des préamplificateurs ( 24) et des postamplificateurs ( 25) associés à chaque élément détecteur, à une amplitude susceptible d'un traitement ultérieur, et servent à la modulation de luminance de-la rangée de diodes ( 15) coïncidant avec la rangée de détecteurs ou identiquement conformée, ladite rangée de diodes ( 15) étant disposée de façon à engendrer, dans le plan d'image ( 26) de l'objectif de reproduction ( 19) une image

réelle de -la scène captée ( 6) (Figure 2 a).

21 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que les N signaux,

disposés parallèlement à la suite des préamplificateurs ( 24), des n éléments de la rangée de détecteurs ( 11) sont convertis, par un

multiplexeur électronique ( 28) commandé par un générateur d'im-

pulsions ( 29), en un signal vidéo de série servant à la modulation de luminance du faisceau d'électrons d'un tube cathodique ( 23)

(Figure 2 b).

22 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube creux

de la tête capteuse ( 1), servant de boîtier se rétrécit dans sa partie médiane, et en ce que le demi-tube de grand diamètre, fermé à une de ses extrémités, comporte une partie oblique inclinée sur l'axe ( 18) et dans laquelle s'encastre une fenêtre ( 7), le

demi-tube de moindre diamètre servant de logement à la tête cap-

teuse dans le porte-capteur ( 2) en forme de boisseau; et compor-

tant un fond percé d'un évidement central ( 18 ') et un appendice tubulaire ( 37) adapté à cet évidement, auxquels font face, dans le fond du porte-capteur, un second évidement ( 18 "') et un second

raccord tubulaire ( 37 ') (Figure 1).

23 Système de balisage ou de repérage selon une quelconque des

Revendications précédentes, caractérisé en ce que la rangée de

détecteurs et la plaque-mosaïque sont montées dans une enceinte réfrigérée ( 12) dans laquelle plonge le tube de refroidissement

d'un réfrigérateur ( 13) (Figure 1).