Brevet FR2319917A1 — publié le 19770225

La présente invention concerne un modulateur optique à tambour tournant et son application à la création d'une zone lumineuse de référence pour la localisation d'un mobile. On connaît le principe de fonctionnement d'un tambour de modulation optique. I1 s'agit d'un tambour tournant dont la paroi latérale comporte des zones de passage et des zones d'oecultation pour un faisceau incident qui éclaire cette paroi. Le faisceau émergent a donc une fréquence qui dépend notamment de la répartition des zones de passage et des zones d'occultation. On connaît des dispositifs de ce genre dans lesquels le tambour est un cylindre de révolution dont la surface cylindrique comporte deux pistes annulaires qui comprennent chacune des zones de passage de faisceau et des zones d'occultation de faisceau qui sont délimites par des génératrices du cylindre, la répartition des zones étant différente dans les deux pistes en sorte qu'un faisceau incident qui éclaire le tambour suivant une génératrice donne naissance à deux faisceaux émergents de fréquences fondamentales respectives F1 et F2 correspondant aux deux pistes. Un mobile, par exemple un véhicule ou engin flottant, volant ou terrestre, qui se trouve sur le trajet du faisceau émergent et qui est equipé d'un détecteur apte à détecter ce faisceau et sa fréquence connaît donc sa position par rapport à l'axe du faisceau réfracté puisque le faisceau qu'il reçoit a la fréquence F1 ou F2 selon que le mobile se trouve d'un côté ou de l'autre de cet axe. Le problème se pose toutefois pour ce mobile de détecter avec précision la position de cet axe, On a déjà pensé à faciliter cette détection en munissant le tambour d'une piste en zig-zag où alternent des zones de passage correspondant à une fréquence F1 et des zones de passage correspondant à une fréquence F2 en sorte que le mobile exposé dans le faisceau réfracté par cette piste reçoive alternativement la fréquence F1 et la fréquence F2 pendant des durées respectives dépendant de sa position par rapport à l'axe du faisceaux. Cette solution présente des inconvénients d'une part du fait de la difficulté de réaliser pratiquement la piste en zig-zag et, d'autre part, du fait que l'on constate qu'à la réception le mobile ne détecte pas seulement les deux fréquences alternativement mais également des harmoniques nombreuses qui rendent la détection incertaine, leurs valeurs respectives variant de façon non linéaire suivant la position du récepteur. La présente invention a pour but de fournir un tambour qui soit affranchi de ces inconvénients. On y parvient, selon l'invention, par le fait que l'on munit le tambour d'une piste intermédiaire entre deux pistes latérales, les zones de passage de faisceau des trois pistes étant telles que le faisceau intercepté par la piste intermédiaire a une fréquence fondamentale qui est un diviseur commun et notamment le plus grand commun diviseur des fréquences des faisceaux interceptés par les deux pistes latérales et dont on fait varier les taux respectifs des harmoniques correspondant à F1 et F2. On décrira ci-après une réalisation de tambour conforme à la présente invention, en référence aux figures du dessin joint, la description et les figures faisant apparaître d'autres particularités de l'invention. Sur les figures - la figure 1 est une vue développée de la surface cylindrique du tambour - la figure 2 est une vue en plan du tambour - les figures 3 et 4 sont des coupes du tambour, respectivement par le plan III-III et par le plan IV-IV de la figure 2, et - la figure 5 est un schéma d'un dispositif émetteur de faisceau modulé utilisant un tambour de modulation. Dans l'exemple représenté, les zones b1 sont des zones trapézoldales délimitées par des droites obliques qui relient les extrémités des segments qui déterminent les zones a et c ainsi reliées par les zones b et les zones b2 sont sensiblement triangulaire. Dans cette réalisation simple, la piste B comprend alternativement deux zones b1 et une zone b2. On a supposé que les frequences FA, FB et F0 des faisceaux interceptés par les trois pistes A, B et G sont, par exemple F A = 1 500 FG = 1 000 F B = 500 Si l'on considère que FB est le fondamental, FA et Fç sont respectivement les harmoniques 3 et 2 du fondamental. Pour améliorer encore la linéarité de la réponse du récepteur dans le faisceau correspondant à la piste centrale B, on peut remplacer les droites qui déterminent les zones b1 par des courbes en S très aplaties correspondant à une variation - de FX F linéaire de FA 6 Fx étant le niveau de l'harmonique corres- FX + pondant à la fréquence F. Sur les figures 1 à 4, on a représenté un tambour T qui est un cylindre de révolution dont la surface latérale présente trois pistes A, B et C qui sont annulaires et qui comportent chacune des zones transparentes a, b, c de passage de faisceau, les zones intermédiaires complémentaires étant des zones opaques d'occultation de faisceau. Les zones a sont supposées plus nombreuses que les zones c. Les zones a et c des pistes latérales A et C sont des zones rectangulaires délimitées par des couples de segments droits 1,2 et 3,4 qui sont parallèles à la génératrice du cylindre droit dont la figure 1 est la développée. Les zones b de la piste intermédiaire comprennent des zones b1 qui relient certaines des zones a aux zones c les plus proches des zones a coneernées, et des zones triangulaires b qui relient les autres zones a à des points situés à la limite des pistes B et G et régulièrement répartis entre les zones c. Le mot sensiblement utilisé dans les revendications 3 et 4 couvre le cas où les zones de la piste B sont délimitées par des droites ainsi que celui où ces zones sont délimitées par des droites corrigées en courbes. L'invention n'est pas limitée à une technique particulière pour réaliser les zones de passage ou d'occultation. Une technique simple consiste à prendre un cylindre opaque et à rendre transparentes les zones appropriées ou vice-versa. Une autre technique consiste à enfiler l'un sur l'autre deux ou plusieurs cylindres apportant chacun une partie des zones ou des pistes désirées. L'invention n'est pas limitée à un dispositif particulier pour utiliser le tambour modulateur. La figure 5 représente schématiquement un dispositif simple constitué par une source de lumière S qui éclaire par l'intermédiaire d'un condenseur R un élément optique de renvoi P, par exemple un prisme, lequel est placé à l'intérieur du tambour T et fournit le faisceau incident qui éclaire le cylindre suivant une génératrice. Les faisceaux qui traversent les zones transparentes ou translucides du tambour sont reçus par un objectif L qui est conjugué de la source S par le condenseur R. Le tambour est disposé en sorte que la surface émissive du faisceau réfracté soit conjuguée avec le récepteur M placé à bord du mobile. En pratique, ce récepteur est considéré comme à l'infini et cette surface émissive E est placée au foyer de l'objectif L. Un mécanisme quelconque approprié V entraîne le tambour en rotation sur lui-même à vitesse constante. On peut constater que, dans cet exemple, le dispositif d'éclairage du tambour est analogue à celui d'un microscope. Le récepteur M est un récepteur de faisceau apte à détecter la fréquence du faisceau qu'il reçoit. On utilise par exemple un récepteur analogue à celui décrit dans la demande de brevet français 74-01910 déposée le 21 janvier 197lu par la Dmanderesse. R E V E N D I G A T I O N S 1. Tambour tournant de modulation optique, ayant une paroi latérale cylindrique de révolution qui comporte deux pistes annulaires A et C présentant des zones respectives a et c qui permettent le passage d'un faisceau optique, en sorte qu'un faisceau incident soit transformé par son passage à travers ces zones en deux faisceaux émergents modulés en amplitude à des fréquences fondamentales FA et F0 différentes correspondant respectivement à la répartition des zones a et c, caractérisé en ce que ces deux pistes sont séparées par une piste annulaire intermédiaire qui comporte des zones b de passage de faisceau telles que la frequence fondamentale du faisceau intercepté par cette piste intermédiaire est un diviseur commun et notamment le plus grand commun diviseur des fréquences des faisceaux intercep tés par les deux autres pistes et que les taux respectifs des harmoniques correspondant aux fréquences F A et F0 varient le long d'une génératrice dans la zone b. 2. Tambour selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones b comprennent des zones b1 qui relient certaines des zones a aux zones c les plus proches de ces zones a concernées et des zones b2 qui relient les autres zones a à des points situés à la limite des pistes B et G et régulièrement répartis entre les zones c. 3. Tambour selon la revendication 2, caractérisé en ce que les zones a et c sont des zones rectangulaires délimitées par des segments de droites parallèles aux génératrices du tambour et en ce que les zones b1 sont sensiblement des zones trapézoldales délimitées par des droites obliques qui relient les extrémités des segments qui déterminent les zones a et c ainsi reliées par les zones b 4. Tambour selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les zones b2 sont sensiblement triangulaires. 5. Tambour selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la piste B comprend alternativement deux zones b et b2. 6. Dispositif de localisation d'un mobile qui comprend en combinaison un tambour selon l'une des revendications 1 à 5, un dispositif pour faire tourner le tambour sur lui-même et une source de lumière avec une optique associée pour envoyer un faisceau incident sur une génératrice du tambour. 7. Dispositif de localisation selon la revendication 6 et qui comprend un ou plusieurs récepteurs de faisceau sur les mobiles à localiser.