Brevet FR2458823A1 — publié le 19810102

L'invention concerne la détection de la proximité d'un obstacle en mouvement relatif par la mesure d'un maximum de lumière diffusée ou réfléchie par cet obstacle recevant une lumière incidente du dispositif détecteur de proximité. Le dispositif détecteur de proximité se caractérise essentiellement par l'association d'un émetteur ou d'émetteurs de lumière dont la réflexion ou la diffusion par l'obstacle présente une intensité maximale pour une distance prédéterminée entre le dispositif et l'obstacle et d'un récepteur de lumière réfléchie ou diffusée qui mesure la variation de l'intensité de cette lumière reçue de l'obstacle en fournissant un signal électrique de déclenchement au passage par un maximum de cette intensité de lumière reçue, ce signal permettant toute commande désirée lorsque l'obstacle parvient à la distance relative prédéterminée. La lumière est avantageusement émise suivant des axes optiques décalés pour l'obtention du maximum de luminosité à la distance prédéterminée à déceler. La lumière émise est une lumière modulée ou pulsée à une ou des fréquences déterminées et le récepteur n'est sensible qu'à la fréquence ou aux fréquences de modulation ou de pulsation de la lumière émise en ne répondant qu'à des variations de luminosité gui correspondent à des vitesses relatives supérieures à une valeur donnée, grâce à une réception électronique amplifiée seulement pour le captage d'une lumière diffusée ou réfléchie présentant la ou les fréquences de pulsation de l'émission ainsi qu'une variation de luminosité dépassant un seuil déterminé. Le dispositif détecteur peut employer des longueurs d'onde telles que le brouillage est impossible dans l'état actuel des connaissances. En outre le brouillage nécessiterait l'émission d'une lumière modulée ou pulsée à la fréquence utilisée et projetée suivant l'axe optique du récepteur. En outre, le récepteur ne réagit aux impulsions de lumière reçue gue si la différence de niveau d'intensité entre deux impulsions successives est suffisamment grande et supérieure à une valeur donnée. Selon une forme d'exécution préférée, l'émetteur ou les émetteurs de lumière projettent des faisceaux de lumière dont les axes optiques convergent à la distance prédéterminée de façon à former sur l'obstacle deux spots lumineux qui viennent Be confondre aveo une intensité maximale guand l'obstacle se trouve à la distance prédéterminée et renvoie alors vers le dispositif détecteur un maximum de lumière diffusée ou réfléchie de façon que le récepteur décèle ce maximum et fournisse le signal de déclenchement désiré, la détection se faisant par l'abaissement de la luminosité reçue après passage du maximum, cet abaissement étant repéré par des procédés de dérivation électronigue pouvant être classiqueso Le récepteur est précédé avantageusement d'un filtre optique qui élimine toute lumière ambiante. Bien que le détecteur de proximité puisse recevoir diverses applications, on indiquera, à titre d'exemple, qu'il peut servir à commander le déclenchement d'un engin, tel qu'une bombe de fragmentation, au voisinage d'un obstacle ou objectif. Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira ciaprès, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique montre le principe du fonctionnement d'un détecteur de proximité à l'approche d'un obstacle, par exemple d'un détecteur de proximité équipant une bombe pour déclencher la mise à feu d'une fusée à l'approche du Solo Au dessin, on a indiqué en 1 l'engin, tel gu'une bombe larguée d'un aéronef et en 2-3-4 des positions successives d'un obstacle tel que le sol lors de l'approche de l'engin 1. L'engin porte deux sources lumineuses 5-6, situées de part et d'autre de l'engin et éméttant vers l'avant deux faisceaux lumineux 7-8 dont les axes convergent en 9, par exemple à une distance de 7 mètres de l'engin.La lumière émise est modulée ou pulsée à une fréquence f, soit mécaniquement par des choppers, soit électriquement. L'engin 1 porte en outre un système optique 10 pour recevoir en retour la lumière diffusée ou réfléchie par l'obstacle en donnant une image nette d'un objet situé à 7 m dans l'axe Il de l'engin 1. Les deux faisceaux lumineux émis établissent sur l'obsta- cle su-delà de 7 mètres, par exemple sur le sol dans sa position relative 2, deux spots 12-13 gui se rapprochent l'un de l'autre à mesure gue le sol se rapproche de la position 3 passant par le point de convergence 9 pour laquelle les deux spots se confondent en ce point 9 en renvoyant vers l'engin 1 suivant l'axe Il du système optique 10, c'est-à-dire l'axe de l'engin 1, une lumière d'intensité maximale, tandis qu'une diminution supplémentaire de la distance du sol écarte les deux spots qui viennent par exemple en.14-15 quand le sol est dans la position relative 4 en diminuant considérablement la lumière reçue par le système optique. Le champ du système optique est très étroit et, ai possible, limité à l'angle solide sous lequel on voit l'engin du spot unique 9. On ne peut cependant pas diminuer sévèrement le champ sans soulever des problèmes relatifs à la luminosité et & BR On ne peut se baser sur la hauteur du maximum de courant pour provoquer le déclenchement car sa valeur dépend de la nature du sol. Si l'on fixait un seuil d'intensité au-delà duquel se produirait le déclenchement, il y aurait risque de ne pas atteindre ce seuil. On utilise donc un détecteur de maximum fournissant le signal de déclenchement loraque ce maximum est franchi, c'està-dire lorsque la dérivée de l'intensité de lumière reçue passe d'une valeur positive à une valeur négative. Derrière le récepteur, une capacité ou divers systèmes électroniques classi ques permettent d'éliminer la composante due à la luminosité ambian te pour ne conserver que le signal alternatif correspondant à la modulation de la lumière des sources. Pour éviter cependant des difficultés dues à d'éventuelles variations périodiques de la luminosité ambiante, il est préférable d'employer un amplificateur sélectif réglé sur la fréquence f de modulation des sources et de prévoir un filtre optique en avant du récepteur pour éliminer la luminosité ambiante. Qn peut envisager d'autres systèmes de détection reposant sur le même principe de base, par exemple en doublant le système. 1-2-10 par un second système analogue fonctionnant sur une autre fréquence, le point de convergence des faisceaux émis par le second système étant différent de celui des faisceaux du premier système de façon à observer deux maxima successifs de lumière reçue dont la présence serait nécessaire pour la production du signal de déclenchemento On peut compliquer encore le détecteur en utilisant deux ensembles de sources émettant des longueurs d'onde différentes et utiliser sur chaque récepteur un filtre optique isolant la longueur d'onde destinée à ce récepteur Les sources lumineuses ne devant fonctionner que peu de temps, une source énergétique (pile)de faible encombrement suffit pour leur alimentation, surtout si l'on utilise comme émetteurs des diodes photoémissivesfonctionnant dans l'infrarouge ou le visible) avec une ou des photodiodes comme récepteur. On peut aussi disposer une hélice sur l'engin pour assurer le fonctionnement d'une dynamo ou d'un alternateur assurant l'alimentation électrique des sources lumineuses. R E V E N D I C A T I O N S0 1. Détecteur de proximité, caractérisé par un émetteur de lumière simple ou multiple associé à un récepteur asservi de la lumière reçue en retour d'un obstacle par diffusion ou réflexion, le récepteur fournissant un signal électrique de déclenchement par réaction dynamique à un constat de maximum d'intensité de lumière reçue, qui correspond à une distance prédéterminée réglable de l'obstacle, combiné à un minimum réglable de vitesse d'évolution de la variation d'intensité de lumière reçue. 2. Détecteur de proximité selon la revendication 1, dont l'émetteur de lumière comprend au moins deux sources lumineuses modulées oonstituées par des diodes électroluminescentes émettant deux faisceaux de lumière qui convergent à la distance prédéterminOe de déclenchement tandis gue le récepteur comprend un système optique à champ étroit suivant l'axe de l'engin pour actionner une photodiode qui commande un montage électronique fournissant le signal de déclenchement. 3. Application d'un détecteur de proximité selon la revendication 1 ou la revendication 2 aux engins et armes aéroportés et largués à partir d'aéronefs qui doivent exercer une fonction à proximité d'un obstacle ou d'un objectif. 4. Application d'un détecteur de proximité selon la revendications 3, dans laquelle l'émetteur de lumière projette des faisceaux de lumière pulsée tandis que le système récepteur n'est sensible qu'à une lumière reçue présentant la même fréquence de pulsation, ce qui rend le brouillage impossible. 5. Bombe à fragmentation préparée, munie d'une fusée de mise à feu classique commandée en proximité d'un obstacle ou objectif par un détecteur selon la revendication 1 ou la revendication 2.