Brevet FR2265141A1 — publié le 19751017

La présente invention a pour objet un coordinomètre à ondes élastiques, c'est-b-dire un dispositif fournissant les coordonnées d'un point particulier d'une surface, et dont le fonctionnement est basé sur le temps de propagation d'une onde élastique dans l'air. Un coordinomètr peut etre utilisé par exemple pour déterminer les coordonnées d'un point particulier d'un écran où est affichée une information, comme l'écran d'un système radar. Il est connu de réaliser de tels dispositifs à l'aide de systèmes mécaniques, avec les inconvénients inhérents a ce type de systèmes ou encore a l'aide d'un détecteur photoélectrique mobile, mais présentant alors l'inconvénient de ne pouvoir etre utilisé que lorsque l'information est affichée sous forme lumineuse et, de plus avec une intensité lumineuse sensiblement constante, ce qui constitue une très importante limitation du système. La présente invention a pour objet un coordinomètre permettant d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus ; il comporte notamment un émetteur d'ondes élastiques, mobile, et des détecteurs de ces ondes, les détecteurs étant fixes,. alignés selon deux axes de coordonnées, placés par exemple à la périphérie de 11 écran ; les coordonnées d'un point de l'écran sont obtenues en plaçant sur ce point ledit émetteur et en mesurant le temps de propagation de tonde élastique dans I'air,de I'émetteur.à l'un des récepteurs de chacun des alignements, ces temps étant proportionnels aux coordonnées du point par rapport aux axes. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins qui sty rapportent, qui représentent - la figure 1,une vue partlelle d'un mode de réalisation du coordinomètre selon l'invention ; - la figure 2, un schéma d'un mode de réalisation du coordinomètre selon l'invention - les figures 3 et 4, des variantes de réalisation du-coordi nomètre selon l'invention. Sur ces différentes figures, les meew références correspondent aux memes éléments. Sur la figure 1 sont représentés : une plaque transp.arente 1, en verre ou en méthacrylate de méthyle, par exemple, posée sur une surface 10 ; des récepteurs Ta ...'P alignés selon deux axes de coordonnEes Ox et Oy par exemple orthogonaux, et placés à la périphérie de l'écran, et un émetteur 3 porté par un support 2 en forme de crayon. Ne sont pas représentées sur cette figure les connexions électriques reliant l'émetteur 3 et les récepteurs T au reste du système. Le crayon 2- est placé en un point 4, dont les coordonnées sont à déterminer, et qui correspond par exemple à un point lumineux se formant sur la surface 10, alors constituée par un écran de radar. La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de la figure précédente et un mode de réalisation d'un systeme de traitement des signaux fournis par l'émetteur et les récepteurs. Sur cette figure, on retrouve la surface 10, la plaque 1, le crayon 2 portant l'émetteur 3, et l'un des récepteurs T, par exemple T2. Le récepteur T2, comme tous les récepteurs T du dispositif, est placé dans un plan sensiblement normal à la plaque 1 ; il est porté par un support 5 de dimensions telles que T2 soit à la même cote que l'émetteur 7 sur. son crayon support 2. L'émetteur 3 et les récepteurs T sont des transducteurs avantageusement constitués par un matériau, céramique par exemple, susceptibles dÇmettre des ondes élastiques sous l'action d'une différence de'potentiel dans le cas de l'émetteur, ou de fournir un signal électrique à la réception d'ondes élastiques.L'émetteur 3 peut être en forme d'anneau ou de cylindre, oug de préférence, en forme de couronne sphérique comme représenté figure 2, afin que la position du crayon 2 par rapport à la plaque 1 soit sans importance en ce qui concerne la forme des ondes émises, et les récepteurs T sont par exemple de forme carrée ou rectangulaire. L'énergie électrique génératrice d'ondes élastiques est fournie à l'émetteur 3 par un générateur 11 de signaux électriques alternatifs, par l'intermédiaire d'un interrupteur 12. Les récep teurs T1 - T5 (figure 1) sont reliés électriquement en parallèle à un dispositif 14 et fournissent notamment à ce dernier, par l'intermédiaire d'un signal électrique dit de réception, l'instant tl auquel l'un des récepteurs reçoit ltonde ou le train.d'ondes élastiques émis à un instant initial t0 par l'émetteur 3 Itin dication du temps t0 est par exemple fournie au dispositif 14 par l'interrupteur 12.Le dispositif 14 peut être constitué par une horloge mesurant le temps entre t et t1 et un dispositif multipliant ce temps par la vitesse de propagation des ondes élastiques dads Iiair; fournissant ainsi la coordonnée du point 4 selon l'axe Oy, dans le cas de la figure 2, sur la sortie 15. Le dispositif 14 peut etre aussi constitué plus s.implement par un compteur gradué directement en unités de longueur . La coordonnée ainsi disponible sur la sortie 15 peut être dirigée par exemple vers un dispositif d'affichage 13. En se reportant à la figure 1, un second dispositif tel que 14 serait bien entendu nécessaire pour la détermination de la coordonnée du point 4 par rapport à l'axe Ox, second dispositif auquel lesdétecteurs T6 .. T10 seraient électriquement reliés en parallèle. On a ainsi réalisé un coordinomètre dont le fonctionnement est fondé sur la propagation d'ondes élastiques dans l'air, la plaque 1 n'ayant qu'un roule de support de l'émetteur et des récepteurs. Cela a pour avantage que, ainsi qu'il est connu, seul un mode de vibration peut se propager dans l'air à savoir le mode longitudinal, correspondant à une seule vitesse de propagation, évitant ainsi toute ambiguité ou perturbation à la détection de- l'instant tl. Afin également d'améliorer les performances du dispositif et réduire les perturbations, il est avantageux de disposer sur émetteur 3 et les récepteurs T une couche d'un matériau réali -sant l'adaptation de ces éléments à l'air, c'est-à-dire, classiquement, diminuant la variation d'impédance élastique entre le matériau céramique et l'air ; une telle couche peut être par exemple en méthacrylate de méthyl. Enfin, le support 5 des recepteurs T peut être réalisé en un matériau assurant l'amortissement de chocs mécaniques de produisant éventuellement sur le support 1. La figure 3 représente une variante du coordinomètre de l'invention, qui consiste à intervertir les-fonctions du crayon mobile 2 et des transducteurs fixes T : le crayon 2 porte maintenant un récepteur 6 et les éléments T deviennent émetteurs. A titre d'exemple non limitatif, les émetteurs peuvent être au nombre de deux, T12 et T13 placés aux extrémités d'un côté de la plaque 1, réalisés de façon à émettre des ondes élastiques sensiblement circulaires dans un plan parallèle à la plaque 1, les émissions de T12 et 213 étant séparées par un intervalle de temps suffisant pour que l'émission du premier transducteur soit complètement reçue par 6. A cet effet, le diarosi- tif de la figure 5 comporte le générateur-11 relié aux transducteurs 212 et T13 par l'intermédiaire d'un dispositif 16 de commutation ; ce dernier commande la durée d'émission de T12 et X13 et fournit à l'élément 17 l'indication des instants initiaux d'émission. L'élément 17 est un dispositif de calcul fournissant, à partir des temps de trajet dés ondes élastiques vers le récepteur 6, les coordonnées du point d'intersection des fronts d'ondes émis par T12 et T13. La figure 4 représente une variante de réalisation du coordinomètre selon l'invention, dans laquelle le train d'ondes élastiques émis par l'élément 3 n'est plus fourni par le géné rater il de signaux électriques, mais par un choc mécanique déclenché sur l'émetteur 3 par la pression du crayon 3 sur le support 1. Toutefois l'émetteur 3 doit encore être relié au dispositif 14 afin de-fournir ce dernier l'instant t0 auquel les ondes élastiques sont émises ; cette liaison peut être électrique, des moyens étant prévus dans ce cas pour que soit produite en même temps que l'onde élastique une impulsion électrique. REVENDICATIONS l. Coordinomètre à ondes élastiquess fournissant les coordonnées d'un point d'une surface par rapport à deux axes5 caractérisé par le fait qu'il comporte : un émetteur mobile, placé au voisinage dudit point, émet tant des ondes élastiques dans l'air à partir d'un instant dit instant initial ; au moins un détecteur placé selon le premier des deux axes de coordonnées et au moins un détecteur placé selon le second de ces axes, les détecteurs recevant lesdites ondes élastiques avec des retardes, par rapport audit instant initial, qui sont fonction de la position de ltémetteur, et un système dit de traitement5 relié à l'émetteur et aux détecteurs5 et fournissant à partir desdits retards les coordonnées dudit point. 2. Coordinomètre selon la revendication lj caractérisé par le fait qu'il comporte de plus une plaque transparente, posée sur ladite surface et supportant lesdits détecteurs. 3. Coordinomètre selon la revendication 2 > caractérisé par le fait que ledit émetteur est constitué par un matériau émettant des ondes élastiques sous l'action d'un signal électrioue, dit signal initiale ledit matériau affectant la forme d'une couronne sphérique et étant maintenu par un premier support à une distance sensiblement constante de ladite plaque. 4. Coordinomètre selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits détecteurs sont constitués par un matériau fournissant un signal électrique dit de réception sous l'action desdites ondes élastiques, ledit matériau affectant pour chaque détecteur la forme d'une plaquette placée sensiblement normalement à ladite plaque3 et maintenue par un second support e une cote sensiblement égale à ladite distance. 5. Coordinomètre selon la revendication 4 > caractérisé par le fait que ledit second support est réalisé en un matériau assurant l'amortissement de vibrations mécaniques susceptibles d'être appli- qués à ladite plaque. 6. Coordinomètre selon l'une des revendications précédentes 3 caractérisé par le fait que lesdits émetteurs et détecteurs sont recouverts d'un matériau réalisant l'adaptation de ces derniers à l'air. 7. Coordinomètre selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé par le- fait que le ou les detecteurs alignés selon ledit premier axe de coordonnées sont reliés électriquement en parallèle à un premier dispositif dudit système de traitement, fournissant la coordonnée audit point selon ledit second axes, et que le ou les détecteurs alignés selon ledit second axe sont reliés électriquement en parallèle à un second dispositif dudit système de traitement, fournissant la coordonnée dudit point selon ledit permier axe. 8. Coordinomètre selon la revendication 2g caractérisé par le fait que ledit émetteur est constitué. par un matériau émettant des ondes élastiques sous l'action dlun choc mécanique correspondant à l'impact de l'émetteur ou de son support sur ladite plaque. 9. Coordinomètre à ondes élastiques, fournissant les coordonnées d'un point d'une surface par rapport à deux axes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un émetteur, placé selon le premier des deux axes de coordonnées, émettant des ondes élastiques dans l'air à partir d'un premier instant initial, et au moins un émetteur placé selon le second de ces axes,émettant des ondes élastiques dans l'air à partir d'un second instant initial ; un récepteur mobile placé au voisinage dudit point, recevant lesdites ondes élastiques avec des retards, par rapport auxdits premier et sec.ond instant.s initiaux, qui sont fonction de la position dudit récepteur, et un système de traitement, relié aux émetteurs et au détecteur fournissant à partir desdits retards les coordonnées dudit point. 10. Système de détection radar, comportant un écran de visualisationg caracttrisé p.r le fait qu'il comporte de plus un eoordinomètre selon l'une des revendications précédentes, assurant la détermination des coordonnées d'un point dudit écran.