Brevet FR2520123A1 — publié le 19830722

DISPOSITIF D'AUTOTEST POUR EOUIPER UN SYSTEME OPTRONIQUE La présente invention concerne un dispositif d'autotest destiné à équiper un système optronique. La vérification du fonctionnement, ou test, d'un équipement est une mesure utile et souvent exigée ; elle peut être d'exécution périodique ou systématique avant chaque exploitation. Certains équipements électroniques sont dotés d'un circuit de test interne, appelé circuit d'autotest, permettant de mener à bien les opérations correspondantes et de vérifier ainsi à tout moment le fonctionnement de la chaîne électronique. Dans le cas d'un système optronique qui, comme son non l'indique, comporte une partie optique et une partie électronique reliées par l'intermédiaire d'un transducteur opto-électrique, ou photodétecteur. Pour vérifier la chaîne complète, il est nécessaire d'injecter un signal de test sous forme lumineuse au niveau de la partie optique réceptrice de rayonnement. Si par contre on fait abstraction de la partie optique pour le test, il suffira d'injecteur le signal lumineux de test au niveau du transducteur. Ce signal lumineux de test est transformé en signal électrique par le photodétecteur et va circuler ensuite dans les circuits électroniques en aval. L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'autotest permettant d'envoyer de l'énergie lumineuse sur le détecteur optoélectrique, de préférence à travers l'optique réceptrice d'entrée. Pour des raisons d'encombrement et de maintien des performances, il est généralement difficile, sinon impossible, de placer une source de rayonnement de test avec son alimentation associée au voisinage du bloc optique d'entrée. L'invention permet une réalisation de dispositif de test interne pour système optronique dans laquelle la source de rayonnement et son électronique associée sont déportés pour éviter les inconvénients cités. Selon une réalisation préférée, I'énergie lumineuse de test est envoyée sur le détecteur à travers l'optique d'entrée en utilisant un conducteur à fibre optique conjointement avec les propriétés de réflexion spectrale des filtres optiques passe-bande. Un objet de l'invention est de réaliser un dispositif d'autotest pour un système optronique incluant, successivement, des moyens de réception optique du rayonnement lumineux provenant du champ observé, des moyens de photodétection de ce rayonnement et des circuits de traitement des signaux électriques détectés; le dispositif d'autotest comporte un circuit générateur d'un rayonnement local de test sur réception d'un signal de commande, ce circuit générateur étant disposé en aval des moyens de réception optique et de photodétection, et des moyens optiques pour transmettre le rayonnement de test aux moyens de photodétection. Les particularités de la présente invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif à l'aide des figures annexées qui représentent Fig. 1 - un diagramme général d'un sytème optronique équipé d'un dispositif de test interne conforme à la présente invention Fig. 2 - un schéma partiel d'un premier mode de réalisation du dispositif d'autotest Fig. 3 - un schéma partiel d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'autotest Fig. 4 - un schéma partiel d'un troisième mode de réalisation du dispositif d'autotest et constituant le mode préférentiel; Fig. 5 - un schéma d'un exemple de réalisation du dispositif d'autotest utilisé dans un appareil écartomètre optique;; Fig. 6 - un schéma partiel relatif à une utilisation du dispositif d'autotest dans un système optronique dont l'optique d'entrée est du type Cassegrain. En se reportant à la Fig. 1, le système optronique est symbolisé par ses composants principaux qui groupent : des moyens optiques de réception 1, des moyens de photodétection 2 et des circuits électroniques 3. Les moyens optiques de réception 1 consistent généralement en une optique de focalisation du rayonnement lumineux provenant du champ observé. Les moyens de photodétection 2 comprennent le détecteur 4 proprement dit constitué par un ou plusieurs éléments, et le ou les circuits de préamplification 5 des signaux détectés. L'optique réceptrice 1 et le détecteur 4 définissent le champ d'observation pour le système. Les signaux détectés et préamplifiés sont appliqués ensuite aux circuits électroniques 3 pour y subir le traitement désiré. La sortie S1 est connectée à une unité annexe d'exploitation 6, cette connexion pouvant s'effectuer à travers un circuit d'interface 7. Les autres éléments de la Fig. I représentent le dispositif d'autotest équipant le sytème optronique. Ces éléments comportent un circuit générateur de rayonnement lumineux de test 10 qui peut consister en une diode électroluminescente 11 et son alimentation associée 12. L'alimentation 12 est commandée par un signal S2 chaque fois qu'une opération de test est à faire. Le rayonnement local de test émis par le générateur 10 est transmis par des moyens optiques vers l'optique d'entrée 1 et de préférence en amont de celle-ci, en sorte de lui faire traverser cette optique réceptrice avant de tomber sur le détecteur 4. Ces moyens optiques transmetteurs utilisent un conducteur à fibre optique 13 et généralement, comme on le verra à l'aide des figures suivantes, le conducteur sera combiné avec un moyen optique complémentaire 14 disposé en amont du détecteur 4.Dans la version préférée, il existe une optique 14 disposée en amont de l'optique réceptrice 1 comme représenté sur la Fig. 1. Le conducteur 13 peut consister en une ou plusieurs fibres, la structure faisceau de fibres étant préférée. Le conducteur 13 est couplé par son autre extrémité constituant l'extrémité réceptrice, à la source lumineuse de test 11 qui peut ainsi se trouver déportée à distance de l'optique 1 et du détecteur 4. La commande S2 d'autotest peut être produite à distance, par exemple sur commande manuelle d'un opérateur et être transmise à travers l'interface 7 au générateur et directement à l'unité d'exploitation 6 (liaison en pointillé) pour indiquer que les signaux S1 concernent à ce moment des signaux de test et non des signaux opérationnels. On peut aussi envisager une commande automatique, par exemple périodique, du générateur 10 à partir de l'unité 6 qui peut consister en un calculateur (liaison en trait plein). La Fig. 2 représente un premier mode de réalisation de l'autotest suivant lequel les moyens optiques de test ne comportent que le conducteur optique 13. Dans la version en trait plein, l'extrémité émettrice se situe en amont de l'optique réceptrice I la partie terminale du conducteur otpique est recourbée pour que le faisceau de test FT soit dirigé vers l'optique 1. Le positionnement de la face terminale émettrice FE est déterminé par rapport à l'optique 1 pour obtenir le résultat cherché, c'est-à-dire atteindre le détecteur 4 à travers l'optique. Dans la version en pointillé, la partie terminale 13B du conducteur 13 est disposée entre l'optique I et le détecteur 4, le rayonnement de test ne traverse pas l'optique. La Fig. 3 représente un deuxième mode de réalisation où le conducteur à fibre 13 est combiné avec un moyen bptique complémentaire constitué par un miroir plan semi-transparent 14A, ou réfléchissant 14B, selon qu'il se situe dans ie champ de réception, ou non. On a de même représenté les deux versions, en amont et en aval de l'optique 1 respectivement. Dans ces deux versions, le conducteur à fibre est avantageusement en dehors du champ. Le positionnement de l'extrémité émettrice FE est déterminé avec celui du miroir associé pour faire parvenir le rayonnement de test FT sur le détecteur 4. Suivant la première solution (13A, Fig. 2) on introduit directement dans la partie optique une source émettrice du signal de test et dans l'autre solution (13A-14A, Fig. 3), on crée au niveau de l'optique une voie réfléchie à l'aide d'une lame semi-transparente, mais ces deux solutions accroissent la complexité, I'encombrement et le coût du système et peuvent entraîner des perturbations notamment par une perte de surface efficace étant donné la présence d'éléments dans le champ observé. La Fig. 4 représente un mode préféré de réalisation car permettant d'éviter les inconvénients précités. Cette version utilise les propriétés de réfléxion spectrale des fibres optiques passe-bande. En outre, cette solution n'implique pas d'élément optique supplémentaire dans la partie optique réceptrice. L'ensemble optique peut effectivement être formé par des éléments optiques symbolisés par une lentille la et par des moyens de filtrage lb pour sélectionner le rayonnement utile prévu pour l'exploitation. Suivant cette réalisation deux traversées de l'optique peuvent être produites. Le conducteur 13 se termine par son extrémité émettrice FE entre l'optique la et le détecteur 4, et à proximité de l'optique. Ainsi le rayonnement de test traverse une première fois optique la avant de parvenir sur le filtre optique lb qui le réfléchit ; le rayonnement de test réfléchi traverse ensuite une deuxième fois l'optique avant d'aboutir sur le détecteur.Le filtre optique passe-bande lb possède en effet la propriété de transmettre le rayonnement utile de longueur d'onde comprise dans cette bande passante et par contre il presente un coefficient de réflexion élevé pour un rayonnement extérieur à cette bande a'exploitation. La source 11 d'autotest est choisie consécutivement en sorte que son rayonnement se situe en dehors de la bande passante du filtre lb, pour être réfléchi, mais toutefois dans la bande spectrale du détecteur 4. Le signal de test après détection, traverse les circuits électroniques composés en général de circuits de préamplification 5 et de traitement 3 qui peuvent se diviser en un traitement analogique suivi d'un traitement numérique, ainsi qu'éventuellement des circuits d'interface 7. Le générateur 10 du rayonnement lumineux de test nécessite genéralement un circuit d'alimentation 12 délivrant des signaux d'amplitude élevée. Les détecteurs photoélectriques exploitent par contre des signaux de très faible niveau. I1 pourrait donc se produire des perturbations sérieuses du fonctionnement de la détection et des circuits électroniques pendant le test si le générateur 10 se situe trop proche du détecteur 4. Le conducteur optique à fibre 13 permet aisément d'y remédier en réalisant la transmission optique nécessaire à partir d'un générateur qui se trouve suffisamment éloigné du dispositif photosensible 4. La Fig. 5 montre une utilisation d'un dispositif d'autotest conforme à l'invention sur un appareil écartomètre laser. Un tel système optronique donne la position angulaire en site et en gisement d'un illuminateur laser détecté. Généralement le rayonnement laser à détecter est formé d'impulsions et l'appareil écartomètre est adapté en conséquence ; il comporte avantageusement un détecteur 4 du type à quatre quadrants reliés chacun à une voie de réception.La partie optique permet de focaliser sur un détecteur silicium à quatre quadrants le rayonnement laser attendu, par exemple de longueur d'onde 1,06 ssum. L'objectif optique de réception se compose, par exemple, de deux lentilles, une lentille de tête 20 et une lentille de champ 21, et d'un filtre interférentiel 23 déposé sur une lame de verre 24 formant fenetre. La bande passante du filtre 23 est très étroite et centrée sur 1,06)li. Le dispositif d'autotest comporte comrne source une diode électroluminescente 11 émettant à une longueur d'onde de O,9}im située en dehors de la bande passant du filtre 23. L'électronique de commande 12 fournit des impulsions de courant qui sont traduites en impulsions lumineuses ayant des caractéristiques compatibles avec le traitement électronique de l'écartomètre (largeur d'impulsion, périodicité, etc.). Les impulsions lumineuses sont transportées vers le bloc optique à l'aide du conducteur à fibre optique 13. L'extrémité émettrice débouche dans le bloc optique entre la lentille de tête 20 et la lentille de champ 21.Le flux transmis par le conducteur 13 traverse la lentille tête 20, se réfléchit sur le filtre 23 dont les traitements interférentiels ont une réflexion importante à 0,9)lm, et est renvoyé sur les quatre quadrants du détecteur 4 après traversée des deux lentilles. Le signal lumineux génère donc quatre signaux électriques qui, après passage dans les circuits de traitement analogique et numérique, indiquent en sortie S1 si la chaîne complète fonctionne correctement. La détection peut être prévue pour traiter des impulsions ou une émission lumineuse de type continu modulée par tout ou rien pour transporter un code d'identification. Le générateur de test 12 est prévu en conséquence pour produire un rayonnement de test ayant des caractéristiques adaptées à celles de l'exploitation. La Fig. 6 représente une réalisation d'autotest pour une optique de type Cassegrain équipant le système optronique. Le rayonnement de test ne traverse pas l'optique réceptrice qui comporte un miroir principal 31 et un miroir secondaire 32. Le conducteur à fibre 13 peut être aménagé comme dans la solution (13A, 14A) de la Fig. 3 pour être combiné avec un petit miroir plan réfléchissant 14C, lequel est supporté par le miroir secondaire 32 par des organes mécaniques non figurés. Le miroir secondaire 32 est doté d'une ouverture centrale 15 qui ne perturbe pas la réception du faisceau utile comme dessine à la partie supérieure et qui permet le passage du rayonnement de test vers le détecteur. La fibre 13 située en dehors du champ émet en direction du miroir de renvoi 15 qui le réfléchit vers le détecteur 4. Une autre solution dérivée de la Fig. 2 est indiquée à la partie inférieure en utilisant un bras support 33 du miroir secondaire 32 pour supporter également le conducteur 13 dont ia face émettrice peut aboutir au niveau de l'ouverture 15. On peut se rendre compte qu'il existe de nombreux modes d'exécution possible dérivés de la structure générale de la Fig.l qui, elle-même n'est pas à considérer comme limitative. Par exemple, le déclenchement automatique du test peut être programmé dans un processeur inclus dans le traitement numérique et qui déclenchera automatiquement l'opération de test et en effectuera la lecture selon une séquence préétablie. Le générateur 10, notamment l'alimentation commandée 12, ne sont pas décrits dans le détail étant donné qu'ils peuvent être aisément réalisés selon diverses techniques connues ; le signal S2 peut être sous forme d'une impulsion, le passage 0-1 déclenche l'alimentation et le passage 1-0 inverse coupe l'alimentation. Selon l'invention il est réalisé un dispositif de test interne comportant essentiellement une source lumineuse et une fibre optique qui peuvent être utilisées avec une optique réceptrice sans modification de celle-ci, et qui peuvent être avantageusement associées avec un filtre optique passe-bande pour en utiliser les propriétés de réflexion spectrale en dehors de sa bande passante et renvoyer le signal lumineux de test vers le détecteur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'autotest pour un système optronique incluant, successivement, des moyens de réception optique (1) du rayonnement lumineux provenant du champ observé, des moyens de photodétection (2) de ce rayonnement et des circuits de traitements (3) des signaux électriques détectés ; le dispositif d'autotest étant caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit générateur (10) d'un rayoniiement lumineux de test sur réception d'un signal de commande (S2), ce circuit générateur étant disposé en aval des moyens de réception optique et de photodétection, et des moyens optiques (13, 14) pour transmettre le rayonnement de test aux moyens de photodétection. 2 - Dispositif d'autotest selon la revendication 1, caracterise en ce que les moyens optiques transmettent le rayonnement de est en amont des moyens de réception optique de manière à le faire parvenir à travers ces derniers aux moyens de photodétection. 3 - Dispositif d'autotest selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les moyens optiques de transmission comportent un conducteur à fibre optique (13) couplé par une extremité réceptrice aux moyens générateurs (la) et permettant le positionnement de ceux-ci éloigné des moyens de photodétection. 4 - Dispositif d'autotest selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens optiques de transmission du rayonnement de test se composent d'une première partie constituée par un conducteur à fibre optique (13), et d'une deuxième partie constituée par un moyen optique complémentaire (14) qui réfléchit le rayonnement de test émis par le conducteur à fibre. 5 - Dispositif d'autotest selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième partie est constituée par un filtre optique passe-bande (lb) pour transmettre vers les moyens de réception optique le rayonnement incident provenant du champ observé et situé dans la bande spectrale d'exploitation, et pour réfléchir vers les moyens de réception optique le rayonnement de test se situant dans une bande spectrale distincte de celle d'exploitation. 6 - Dispositif d'autotest selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité émettrice du conducteur à fibre se situe au niveau des moyens de réception optique en sorte que le rayonnement de test émis par cette extrémité traverse au moins partiellement (20) les moyens de réception optique (20-21) avant réflexion sur le filtre, le rayonnement de test réfléchi étant transmis ensuite à travers les moyens de réception optique vers les moyens de photodétection. 7 - Dispositif d'autotest selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le conducteur à fibre (13) se termine par son extrémité émettrice (13A) en amont des moyens de réception optique. 8 - Dispositif d'autotest selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conducteur à fibre (13) se termine pas son extrémité émettrice (13A) en amont des moyens de réception optique et que ladite deuxième partie est constituée par un miroir plan semitransparent (14A). 9 - Dispositif d'autotest se'on l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les moyens générateurs sont formés par une diode électroluminescente (Il) et son alimentation (12) déclenchée sur commande électrique (S2). 10 - Utilisation d'un dispositif d'autotest selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 dans un système optronique comprenant un détecteur quatre quadrants (4) et des circuits de traitement (3) formés à partir de quatres voies réceptices pour le traitement d'impulsions lumineuses, caractérisée en ce que les moyens générateurs (11-12) produisent le rayonnement de test également sous forme d'impulsions lumineuses. Il - Utilisation d'un dispositif d'autotest selon la revendication 4 dans un système optronique comprenant une optique récep trice Cassegrain avec un miroir principal (31) et un miroir secondaire (32), caractérisé en ce que la deuxième partie est un miroir plan réfléchissant (14C) supporté par le miroir secondaire, lequel est pourvu d'une partie évidée centrale (15) pour laisser passer le rayonnement de test réfléchi par le miroir plan.