Brevet FR2286375A1 — publié le 19760423

L'invention concerne un système opto-électronique destiné à être utilisé comme détecteur optique inviolable et plus particulièrement comme barrière de protection optique. Dans l'état actuel de la technique, les barrières optiques utilisent un détecteur qui peut être perturbé par la lumière ambiante ou par des rayonnements parasites. Même les dispositifs qui sont conçus en tenant compte d'éventuelles perturbations parasites ne fonctionnent que dans les limites d'une plage restreinte de la longueur d'onde ou de l'intensité des rayons. Les dispositifs connus à ce jour utilisent généralement soit une émission permanente dans une une longueur tonde déterminée d'un rayonnement lumineux ou infrarouge (0,88 pm), soit une émission pulsée dans cette meme gamme.Dans un cas comme dans l'autre, le détecteur reste sensible à un signal complexe qui contiendrait la fréquence ou les impulsions pour lesquels il était prévu, ce qui veut dire qu'unie lumière parasite plus ou moins riche en intensité ou en spe ctre arrive à perturber le système. Dans le premier cas, le détecteur interprète de la même manière le rayonnement utile et le rayonnement parasite. Dans le second cas, le rayonnement parasite risque de saturer le détecteur et de le rendre aveugle au signal utile, ce qui le rend inexploitable. L'invention vise à obtenir un système de barrière ou de détecteur optique qui soit insensible à la lumière ambiante ou aux lumieres parasites volontaires ou involontaires qui pourraient etre à la meme longueur d'onde ou à la meme fréquence de modulation. La présente invention élimine tous ces désavantages et lacunes en utilisant a) un effet de contre-réaction qui fait varier la polarisation du détecteur afin de le laisser toujours fonctionner dans une plage proportionnelle de ses caractéristiques. b) un système de démodulation qui élimine les signaux parasites en concrétisant le fait que la valeur moyenne d'un signal composé de fonctions sinusoldales a une valeur moyenne nulle. En effet si W1 est la pulsation du signal utilisé, la valeur moyenne du produit de wi par une tension de référence disponible sur l'émetteur n'est pas nulle, alors que le méme produit d'une tension de bruit par Wl donne une valeur moyenne nulle alors que \\Tbruitxsin Wlt J T o T f signal x sinxlt I o J T dt dt 2 Si T si le signal est de la forme sin xlt. Le système d'émission délivre simultanément le signal de référence et le signal d'émission. La remise en phase du signal de réception par rapport au signal de référence peut être fait par exemple par déplacement de la fréquence d'émission par rapport à la fréquence d'accord du filtre de réception ; ce qui permet d'ajuster le système à son gain optimum. Pour parvenir à ces résultats, l'invention met en oeuvre un détecteur de type photo-transistor associé à un filtre actif ou passif. La figure 1 est le schéma fonctionnel du détecteur et des circuits électroniques associés. Dans cette figure, l'invention utilise un filtre passe-bande du type double T ponté, mais tout autre filtre peut être utilisé par l'invention. Le photo-transistor 1 est intégré par une liaison en courant continu à ce filtre et la boucle de contre-réaction 2 nécessaire pour réaliser le filtre actif est injectée, non par l'entrée de l'amplificateur opérationnel 3 comme il est procédé habituellement, mais sur la base 4 du photo-transistor. Si la lumière 5 reçue par le photo-transistor 1 est pulsée à la fréquence correspondante a la bande passante du filtre réjecteur composé des résistances et ca pacités 6; cela correspond à un signal utile et un signal amplifié apparait sur la sortie 7. Par contre, si la lumière 5 est pulsée à une fréquence différente, elle est donc étrangère au système, une réaction énergique est effectuée sur la base 4 du photo-transistor 1 et le gain du montage est beaucoup plus faible.Un cas particulier de fonctionnement consiste à l'éclairage du photo-transistor par une lumière permanente ou semi-permanente. Dans ce cas, les éléments capacitifs du filtre ne réagissent plus et une contre-réaction est effectuée sur la base 4 du photo-transistor 1 et évite la saturation permanente du détecteur. Le réglage du taux d'anti-saturation peut être, si on le désire, régler par une résistance variable 8. Le signal disponible sur la sortie 7 de la figure 1 est traité par la deuxième partie de l'invention représentée synoptiquement par la figure 2. Le signal délivré par le générateur 9 pilote l'émetteur de lumière 10 et simultanément rentre dans le multiplieur 11 qui re çoit sur sa seconde entrée 12 le signal issu de la sortie 7 de la figure 1. La valeur moyenne du signal résultant à la sortie 1l est intégré par un montage q ui peut être un amplificateur 13 bouclé par une capacité. Cet intégrateur transforme le signal en une tension proportionnelle au signal incident 15 reçu par le détecteur 1 de la figure 1. I1 peut alors être utilisé pour actionner tout indicateur au choix de l'utilisateur : galvanomètre 14, détecteur de seuil 15, relais 16 ou transmission par liaison opto-électronique. Le fonctionnement du système est assujetti à la mise en phase du signal incident 12 et du générateur 9. Ceci peut être effectué entre autre par variation de la fréquence 9, ce qui entraine grace au réseau 6 de la figure 1 une variation en avance ou en retard de phase du signal 12. Le dispositif, objet de l'inven- tion, peut être utilisé dans l'industrie pour le comptage, la protection, la détection en lumière visible, infra-rouge ou autre en milieu perturbé ou non par des rayons parasites à longueur d'onde et périodicité variables. I1 peut être utilisé en laboratoire, dans la recherche ou dans des applications domestiques telles que système anti-vol, gardiennage, fermeture automatique de porte, détecteur de passage. REVENDICATIONS 1.- Système opto-électronique destiné à être utilisé comme détecteur optique inviolable et insensible aux rayonnements parasites, caractérisé par le fait qu'il utilise un détecteur dont la polarisation électrique est asservie par une boucle de contre-réaction qui élimine l'influence des faisceaux lumineux parasites. 2.- Système selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que l'information de contre-réaction agit directement sur l'élément de commande électrique du semi-conducteur qui transforme l'énergie lumineuse en signaux électriques 3.- Système selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait q u'il y a une relation de phase ajustable entre le signal émis et le signal reçu, ce qui permet de le distinguer des autres signaux parasites.