Brevet FR2487554A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne le détection des intrusions et plus précisément un appareil passif de dé- tection infrarouge d'un intrus dans un espace protégé. on connaît déjà des appareils passifs de dé- tection infrarouge d'intrusions destinés à détecter la présence d'un intrus dans un espace protégé et à donner un signal de sortie représentatif d'une telle détection. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique no 3 036 291, 3 524 180, 3 631 434, 3 703 718 et 3 886 360 décrivent des exemples de tels appareils passifs de détection in- frarouge d'intrusions. L'invention concerne un appareil ainsi qu'un ensemble à miroirs très bien adaptés à un montage sur un plafond ou en haut d'un mur et formant un rideau protecteur que doit traverser un intrus pour avoir accès à l'installation protégée. L'invention concerne essentiellement un appareil passif de détection infrarouge d'intrusions ayant un champ de vision relativement grand dans un plan et relativement étroit dans un plan perpendiculaire. Le large champ de vi- sion est habituellement placé dans un plan vertical et le champ étroit de vision dans un plan horizontal afin que l'ensemble forme un rideau protecteur. Celui-ci est placé dans une installation à contrôler de manière qu'un 'intrus doive traverserce rideau pour avoir accès à l'installation et déclenche ainsi une alarme. Deux ou plusieurs champs de vision peuvent aussi être formés dans des variantes de l'invention. L'appareil comporte un ensemble ayant un miroir focalisateur et au moins un miroir cylîiOdrique qui coopère avec le miroir de focalisation à la formatluli Jii champ de vision qui est relativement large dans un plan vertical et relativemeflt étroit dans un plan horizontal. Uni détecteur infrarouge est placé le long de l'axe optique du miroir de focalisation et au foyer de celui-ci afin qu'il transmette des signaux électriques sous la commande des radiations qui proviennent du champ de vision. Les signaux du détecteur sont traités électroniquement afin qu'ils donnent une indication de la présence d'un intrus. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une perspective d'un ensemble à miroirs selon l'invention; - la figure 2 est une élévation de l'ensemble de la figure 1; - la figure 3 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 1; - la figure 4 est une perspective d'une variante d'ensemble à miroirs selon l'invention, formant deux champs de vision; - la figure 5 est une élévation de l'ensemble de la figure 4; - la figure 6 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 4; - la figure 7 représente schématiquement un dé- tecteur double utile selon l'invention; - la figure 8 est une perspective d'un autre mode de réalisation d'ensemble à miroirs selon l'invention; la figure 9 est une élévation de l'ensemble de la figure 8; - la figure 10 est une perspective d'un autre mode de réalisation d'ensemble à miroirs selon l'invention, formant quatre champs de vision; - la figure 11 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 10; - la figure 12 est une perspective d'un ensemble détecteur utile dans le mode de réalisation de la figure 10; - la figure 13 est un schéma de la connexion électrique des détecteurs; - la figure 14 est une vue en plan d'une variante d'ensemble formant huit champs de vision; - la figure 15 est un diagramme synoptique d'un circuit de traitement de signaux utile lors de la mise en oeuvre de l'invention; - la figure 16 est une élévation d'une variante d'ensemble à miroirs donnant un champ de vision à distance relativement grand; - la figure 17 est une élévation d'une variante du mode de réalisation de la figure 16; - la figure 18 représente schématiquement les champs verticaux de vision obtenus avec le mode de réalisa- tion de la figure 16; - la figure 19 représente schématiquement les champs de vision horizontaux obtenus avec le mode de ré- alisation de la figure 16; et - la figure 20 est une perspective d'un dispositif selon l'invention placé dans un boîtier de forme classique. Les figures 1 et 2 représentent en perspective et en élévation un ensemble à miroirs destiné à un détec- teur infrarouge passif d'intrusions comportant un miroir de focalisation, un détecteur infrarouge 12 placé le long de l'axe optique du miroir 10 et à son foyer, et un miroir cylindrique 15 ayant une orientation telle qu'il a un champ de vision prédéterminé et qui coopère avec le miroir 10 en transmettant des rayons infrarouges du champ de vision associé à la partie coopérante du miroir 10 et vers le détecteur 12. Le miroir 15 a de préférence son axe cylindrique perpendiculaire à l'axe optique du miroir 10. Le détecteur 12 transmet des signaux électriques en fonc- tion du rayonnement infrarouge reçu, ces signaux étant traités électroniquement afin qu'ils donnent une indication de la présence d'un intrus. Dans un exemple d'application, l'ensemble à miroirs est orienté de manière que l'axe optique du miroir 10 soit vertical et celui du miroir 15 horizontal. Le miroir cylin- drique permet l'obtention d'un champ de vision relative- ment large dans un plax vertical comme indiqué sur la fi- gure 2, et relativement étroit dans un plan horizontal coin- me indiqué sur la figure 3. Le champ horizontal de vision ou l'angle B de divergence dépend de la distance focale du miroir focalisateur 10. La courbure du miroir cylindrique est déterminée en fonction de celle du miroir de focalisa- tion afin qu'elle donne le champ de vision vertical ou l'angle de divergence verticale A voulu. Les bords avant et arrière du miroir cylindrique délimitent l'étendue du champ vertical de vision. Le bord avant forme la limite inférieure du champ de vision alors que la limite supé- rieure de ce champ de vision est déterminée par le bord arrière. Dans le mode de réalisation représenté, l'angle A de divergence verticale est à peu près égal à 800 et l'angle B de divergence horizontale est d'environ 50. Le champ vertical de vision dans le mode de réalisation re- présenté est compris entre -5 et -85 environ au-dessous de l'horizontale. L'ensemble à miroirs peut être tourné afin que le champ vertical de vision soit limité par le mur de montage du système détecteur. En conséquence, le mur est mieux protégé et il est peu probable qu'un intrus puisse se glisser derrière l'espace protégé le long du mur de montage. Le détecteur 12 peut être de tout type sensible au rayonnement infrarouge, par exemple une thermopile ou un dispositif pyroélectrique, et il peut être d'un type double tel que représenté sur la figure 7 sur laquelle les éléments 18a et 18b de détection infrarouge sont montés en opposition de phase afin qu'ils forment un détecteur double équilibré. Chaque élément détecteur donne un champ de vision dans un plan horizontal tel que représenté par la référence 19 sur la figure 3. Les éléments détecteurs ont par exemple une longueur de 4 mm et une largeur de 0,6 mm chacun, la distance les séparant étant de 1,2 mim. Le rayonnement incident parvient suivant l'axe longitudinal des éléments. Une détection d'un intrus par un élément détecteur provoque une première transition dans le niveau d'un signal alors que la détection de l'intrus par l'autre élément dé- tecteur provoque une transition opposée du niveau du signal. Les changements de niveaux des signaux sont traités par le circuit électronique représenté par exemple sur la figure 15 afin qu'une indication d'alarme soit transmise. Comme indi- qué sur la figure 15, le signal de sortie du détecteur par- vient à un amplificateur 50 dont la sortie est reliée à un circuit bipolaire 52 à seuil et à un circuit 54 indicateur des perturbations parasites. Le signal de sortie du circuit 52 parvient à un intégrateur 56 dont la sortie est reliée à un circuit 58 à seuil. La sortie de ce dernier est reliée à un circuit logique 60 d'alarme dont la sortie transmet un signal d'alarme qui peut être utilisé pour la commande d'un dispositif 62 d'alarme. Le circuit logique 60 transmet aus- si un signal à une diode photoémissive ou un autre indica- teur 64. Ce dernier reçoit aussi un signal du circuit in- dicateur 64. Lors du fonctionnement, un intrus se déplaçant dans les champs de vision provoque la transmission d'impul- sions de sortie provenant du détecteur et qui, après am- plification, parviennent au circuit bipolaire à seuil qui transmet des impulsions correspondant à celles qu'il a reçues mais qui dépassent un niveau de seuil positif ou négatif. Les impulsions du circuit 52 sont intégrées dans le circuit 56 et, lorsque le signal intégré dépasse le niveau de seuil fixé par le circuit 58, un signal est transmis au circuit logique 60 qui forme le signal d'alarme. Le circuit logique transmet un signal pulsé à la diode 64 afin qu'il indique visuellement par clignotement la dé- tection de l'intrus. La diode peut aussi être excitée de manière continue afin qu'elle indique la présence d'une perturbation parasite détectée par le circuit 54. On sait que l'indicateur de perturbations parasites détecte les variations relativement faibles du rayonnement infrarouge parasite des champs de vision et, lorsque le niveau de ce rayonnement parasite dépasse une valeur prédéterminée, le circuit 54 indique cette condition par alimentation de la diode photoémissive. Le détecteur 12 peut aussi être d'un type à un seul élément dont la réponse dépend de l'amplitude de l'énergie reçue et qui donne un signal électrique corres- pondant de sortie. Ce dernier est traité afin qu'il per- mette la formation d'un signal d'alarme à la suite d'un changement prédéterminé du rayonnement reçu. La configuration du miroir cylindrique peut varier afin que l'ouverture de l'appareil soit réglée et fasse va- rier la sensibilité de l'appareil dans le champ de vision. Par exemple, le miroir cylindrique peut avoir une forme ou une structure donnant une plus faible sensibilité vis- à-vis des objets proches du détecteur et une plus grande sensibilité visà-vis des objets plus éloignés. Une plus petite surface cylindrique donne une plus petite ouver- ture et donc une moindre sensibilité. Ainsi, le miroir cylindrique 15 peut avoir un périmètre de forme trapézol- dale comme indiqué par les traits interrompus 20 afin qu'il ait une plus petite ouvertureet une plus faible sensibilité vis-à-vis des objets proches de l'ensemble à miroirs. Bien que l'image transmise au détecteur soit déformée par le miroir cylindrique, cette distorsion n'est pas nuisible au fonctionnement de l'appareil puisque la détection d'un intrus repose sur le changement du rayonnement reçu et provenant d'un intrus qui se déplace en pénétrant dans le champ de vision ou en en sortant plutôt qu'une image exacte de l'intrus sur le détecteur. Le miroir de focalisation peut être sphérique ou parabolique et il a de préférence une dimension suffisante pour qu'il recoupe toute l'ouverture du miroir cylindrique sans obstruction du champ de vision. Le miroir de focalisa- tion peut avoir un périmètre circulaire comme représenté ou un périmètre carré ou rectangulaire correspondant à ce- lui du miroir cylindrique. Les figures 4 à 6 représentent une variante don- nant deux champs de vidionA Ce mode de réalisation comi- prend un miroir focaligateur 10, un détecteur infrarouge 12 placé suivant l'axe optique du miroir 10 et à son foyer, un premier et un second miroir cylindrique concave 14 et 16 orientés chacun afin qu'ils délimitent un champ de vi- sion prédéterminé et qu'ils coopèrent avec le miroir 20 en dirigeant le rayonnement reçu du champ associé de vision vers le miroir 10 afin que celui-ci le réfléchisse sur le détecteur 12. Ce mode de réalisation a deux champs de vi- sion qui sont chacun relativement larges dans un plan vertical comme indiqué sur la figure 5 et relativement étroits dans un plan horizontal comme indiqué sur la figure 6. Les champs de vision sont réglés de la même manière que décrit précédemment. Ainsi, le champ de vision horizontal est réglé à l'aide de la distance focale du miroir 20 et le champ de vision vertical à l'aide des miroirs cylindri- ques. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, les deux champs de vision sont représentés le long d'un axe commun. Ces deux champs de vision ne sont pas obligatoire- ment placés sur un axe commun mais ils peuvent être placés suivant des axes qui peuvent être inclinés l'un par rapport à l'autre, en fonction de l'orientation voulue pour les deux champs de vision. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, un angle A de divergence verticale d'environ 800 est utilise à titre illustratif alors que l'angle B de divergence horizontale est d'environ 5 . Le champ de vi- sion vertical dans ce mode de réalisation est compris entre -5 et -85 environ au-dessous de l'horizontale. Les figures 8 et 9 représentent une variante dans laquelle deux miroirs cylindriques convexes 22 et 24 rem- placent les miroirs concaves 14 et 16 du mode de réalisation précédent. Ces miroirs convexes donnent des angles de di- vergence verticale importants comme représenté, bien que l'angle de vision vers le bas, c'est-a-dire l'étendue an- gulaire du champ de vision le plus proche du bord du miroir 10, ne soit pas aussi Stand que celui qui est obtenu avec les miroirs concaves 14 et 16 du mode de réalisation pré- cédent. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est analogue à celui qu'on a décrit précédemment. Les figures ID et 11 représentent un autre mode de réalisation dans lequel quatre champs de vision sont formés en croix par quatre miroirs cylindriques concaves 26, 28, 30 et 32. Cette version forme quatre champs étroits de vision dans un plan horizontal cotmme indiqué sur la figure Il et quatre champs étroits de vision dans un plan vertical afin qu'un rideau croisé soit formé dans l'espace protégé. Deux paires de détecteurs doubles en opposition de phase sont incorporées, les éléments détecteurs indi- viduels 23 étant cachés par un capot 34 en croix repré- senté sur la figure 12. Chaque paire d'éléments détecteurs est associée à un champ correspondant indiqué par lesflè- ches de la figure 12, et le capot 34 empêche l'arrivée du rayonnement du champ oppose de vision sur l'autre paire d'éléments détecteurs. Ces derniers sont montés en série et en opposition de phase comme indiqué sur la figure 13. Dans un exemple d'appareil, les éléments 23 sont chacun sous forme d'un carré de 1 mm, avec une séparation inter- médiaire de 2 mm. Lors de l'utilisation d'un détecteur double, la configuration géométrique du détecteur limite le nombre de champs de vision qui peut être utilisé puisque les éléments détecteurs du détecteur double doivent tous deux être ex- posés au rayonnement provenant du champ de vision. Dans le cas d'un détecteur unique ou non équilibré, il n'y a pas de limite au nombre de champs de vision, fixée par la configuration géométrique des détecteurs, et de nombreux champs différents de vision peuvent être utilisés selon l'invention, à l'aide de plusieurs miroirs cylindriques coopérant avec un miroir de focalisation afin que l'ensemble forme un arrangement voulu de rideaux protecteurs. Dans un exemple, la figure 14 représente un dessin azimutal à rayons comprenant huit champs de vision et formé par un ensemble à miroirs comprenant un miroir 10 de focalisation et huit miroirs cylindriques 25 régulièrement espacés par rapport au miroir focalisateur. Chaque champ de vision est étroit dans le plan horizontal et large dans le plan ver- tical, de la manière décrite précédemment. La figure 16 représente un mode de réalisation destiné à former un champ de vision à ditance relativement grande et utile par exemple pour la protection d'un long corridor ou d'un couloir. Ce mode de réalisation comporte un miroir focalisateur 10, un miroir cylindrique 31 et un miroir plan 33 montés comme représenté. Lesmiroirs cylin- drique et plan peuvent faire partie du même élément réflecteur ou peuvent être sous forme d'éléments séparés. Le miroir plan coopère avec le miroir focalisateur à la formation d'un long champ de vision étroit à la fois dans les plans vertical et horizontal comme indiqué sur les figures 18 et 19. Le miroir cylindrique, en coopération avec le miroir focalisateur, donne un large champ de vi- sion dans le plan vertical comme indiqué sur la figure 18 et un champ étroit de vision dans le plan horizontal comme indiqué sur la figure 19. Ainsi, dans ce mode de réalisa- tion, l'ensemble à miroirs donne un champ de vision à grande distance et un champ de vision à des d1tances plus faibles du détecteur sous forme pratiquement continue dans le plan vertical si bien que même si un intrus pouvait éviter la détection en ne passant pas dans le champ de vision à grande distance, il ne pourrait pas éviter ou seulement difficilement le dessin large formé étant donné le champ de vision vertical qui recouvre pratiquement l'espace protégé. Plusieurs miroirs plans 33a et 33b peu- vent être utilisés comme variantes de ce mode de réalisa- tion, comme indiqué sur la figure 17 afin que plusieurs champs de vision à grande distance soient formés. Le détecteur d'intrusions est par exemple logé dans une petite enceinte telle que représentée sur la fi- gure 20, pour le mode de réalisation des figures 1 à 3 qui donnent un seul champ de vision. L'enceinte 35 est destinée à être montée dans une ouverture d'un mur, à une grande hauteur, à proximité du plafond. L'enceinte a un panneau avant 37 dans lequel est formée une étroite fenêtre ho- rizontale 39. Cette fenêtre est transparente au rayonne- ment de la bande de fréquences intéressantes et permet la transmission du rayonnement incident provenant du champ de vision, vers le détecteur. Comme il suffit d'une faible surface de fenêtre pour le champ de vision correspondant, l'enceinte peut avoir de nombreuses formes esthétiques différentes. Ainsi,l'invention concerne un appareil passif de détection infrarouge d'intrusions dans lequel un ou plu- sieurs rideaux continus de protection sont formés afin qu'ils délimitent une zone de protection qui ne peut pas être facilement évitée par un intrus qui rampe au-dessous ou saute au-dessus de l'espace protégé. L'ouverture optique peut être facilement réglée par utilisation de surfaces cylindriques donnant une sensibilité uniforme de détection quelle que soit la distance de l'intrus. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à des champs de vision horizontal et vertical, il faut noter qu'elle s'applique également à la formation d'un champ large dans un plan quelconque et d'un champ étroit dans le plan transversal. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil passif de détection infrarouge d'intru- sions, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble à miroirs comprenant un miroir foca- lisateur (10) ayant une distance focale telle que le champ de vision est relativement étroit dans un premier plan, au moins un miroir cylindrique (15) coopérant avec le miroir focalisateur pour la formation d'un champ de vision relativement large dans un second plan transversal au premier, et un détecteur (12) placé au foyer du miroir fo- calisateur et destiné à transmettre des signaux électriques en fonction du rayonnement reçu enprovenant des champs de vision et représentatifs de ce rayonnement. 2. Appareil passif de détection infrarouge d'intru- sions, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un miroir cylindrique (15) disposé afin qu'il reçoive le rayonnement d'une installation à contrôler, un miroir focalisateur (10) destiné à recevoir le rayonnement en coopération avec le miroir cylindrique, et un détecteur (12) placé au foyer du miroir fo- calisateur et destiné à transmettre des signaux électriques dépendant du rayonnement reçu en provenance des champs de vision et représentatifs de ce rayonnement, le miroir focalisateur (10) ayant une diEance focale telle que le champ de vision est relativement étroit dans un premier plan, le miroir cylindrique (15) au moins coopérant avec le miroir focalisateur (10) à la délimitation d'un champ de vision relativement large dans un second plan transversal au premier, 3. Appareil selon la revendication 2# caractérisé en ce que le miroir focalisateur (10) est parabolique. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le miroir focalisateur (10) est sphérique. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit miroir cylindrique au moins (15) est un miroir cylindrique concave. 6. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit miroir cylindrique au moins (15) est un miroir cylindrique convexe. 7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit miroir cylindrique au moins (15) est orienté de manière que son axe cylindrique soit perpendiculaire à l'axe optique du miroir focalisateur (10). 8. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier et le second plan sont perpendiculaires l'un à l'autre. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier plan est sensiblement horizontal et le second sensiblement vertical. 10. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance focale du miroir focalisateur (10) dé- termine l'angle de divergence du champ de vision dans le premier plan, et la courbure du miroir cylindrique (15) par rapport à la distance focale du miroir focalisateur (10) détermine l'angle de divergence du champ de vision dans le second plan. il. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords du miroir cylindrique (15) en direction parallèle à l'axe cylindrique délimitent l'étendue du champ de vision dans le second plan. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bord avant du miroir cylindrique (15) parallèle à l'axe cylindrique délimite la frontière inférieure du champ de vision alors que le bord arrière du miroir cy- lindrique (15) parallèle à l'axe cylindrique délimite la frontière supérieure du champ de vision dans le second plan. 13. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un second miroir cylindri- que (14, 16) coopérant chacun avec le miroir focalisateur (10) à la délimitation de champs de vision correspondants qui sont relativement larges dans le second plan qui est transversal au premier plan. 14. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de traitement de si- gnaux (50-64) qui, lorsqu'il reçoit des signaux électriques du détecteur (12),donne une indication d'alarme en cas de détection d'un intrus. 15. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le premier et le second miroir cylindrique (14, 16) sont disposés afin qu'ils donnent des champs de vision opposés. 16. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit miroir cylindrique au moins (15) a un périmètre dont la forme détermine l'ouverture optique et la sensibilité de l'appareil. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit miroir cylindrique au moins (15) a un périmètre de forme trapézoïdale afin qu'il donne une plus petite ouver- ture et une moindre sensibilité pour les objets qui se trou- vent prés de l'ensemble à miroirs dans le champ de vision. 18. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le champ de vision horizontal est d'environ 5 et le champ de vision vertical est d'environ 800. 19. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un miroir plan (33) contigu à au moins un miroir cylindrique (31) et destiné à rece- voir le rayonnement d'une installation contrôlée et à coo- pérer avec le miroir focalisateur (10) à la délimitation d'un champ de vision étroite à distance relativement grande dans les premier et second plans. 20. Appareil passif de détection infrarouge d'intru- sions, caractérisé eh de qu'il comprend plusieurs miroirs cylindriques (14, 16) disposés chacun de manière qu'ils reçoivent le rayonnement d'un champ de vision correspondant, un miroir focalisateur (10) recevant le rayonne- ment des miroirs cylindriques (14, 16), le miroir focalisateur (10) coopérant avec chacun des miroirs cylindrîques a la dlLmiitationr d'un chamr de vision étroit dans des premiers plans et à la délimitation d'un champ de vision relativement large dans des seconds plans transversaux par rapport aux premiers plans, et un détecteur (12) place au foyer du miroir foca- lisateur et destiné à transmettre des signaux électriques dépendant du rayonnement reçu en provenance des champs de vision et représentatifs de ce rayonnement. 21. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que le détecteur (12) comprend deux éléments (18a, 18b) sensibles correspondant aux champs respectifs de vision. 22. Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que le détecteur comporte un capot protecteur (34) disposé entre les éléments de détection du détecteur dou- ble afin d'empêcher le rayonnement d'un champ de vision opposé de parvenir sur une paire d'éléments détecteurs. 23. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que les miroirs cylindriques (26, 28, 30, 32) sont disposés circonférentiellement autour de l'axe optique du miroir focalisateur (10) afin qu'ils forment un arrange- ment circonférentiel de champs de vision, chaque champ de vision étant étroit dans un premier plan et large dans un second plan.