Brevet FR2521311A1 — publié le 19830812

Tranaducteur optique numérique à transmission par fibres optiques. La présente invention concerne un transducteur optique numérique destiné à identifier les déplacements d'un obJet mobile par des séquences de signaux optiques numériques et à transmettre à distance ces signaux à un organe de calcul à entrées opto-électroniques qui les analyse et les trait. en vue de les rendre directement utilisables. L'invention atapplique plues particulièrement, mais non exclusivement, à la détection d'un organe co;lmandé, tel que, par exemple, les gouvernes d1un aérodyne, dans un dispositif de servocommande. D'une façon plus précise, llinvention fait intervenir sur ltobjet mobile une piste de lecture comprenant plusieurs lignes de lecture comportant chacune une série de secteurs réfléchissants alternant selon un code prédéterminé avec une série de secteurs absorbants, et un dispositif de lecture comprenant une série de fibres optiques (ou de faisceaux de fibres optiques), à raison d'au moins une fibre optique (ou un faisceau de fibres optiques) par ligne de lecture.Ces fibres optiques comprennent une extrémité formant la tête de lecture, disposée au droit d'une piste de lecture correspondante et axée normalement au plan des secteurs réfléchissants lorsqu'ils passent sous la tOte de lecture et sont connectées, à leurs autres extrémités: - d'une part, à une source lumineuse pouvant émettre un rayonnement lumineux continu, et - d'autre part, à au moins une entrée opto-électronique du susdit organe de calcul, destinée à recevoir les rayons lumineux réfléchis par les secteurs réfléchissants. Ainsi, les lignes de lecture vont se trouver éclairées par le rayonnement incident délivré par les extrémités des fibres optiques formant la tête de lecture. Dans le cas où le rayon incident émis par l'une des fibres optiques vient frapper un secteur absorbant, cette fibre optique ne retransmettra pas, à l'entrée optoélectronique, de rayon réfléchi. Cette absence de lumière réfléchie pourra correspondre à l'état logique 0. Par contre, si ce rayon incident frappe un secteur réfléchissant, le rayon réfléchi sera retransmis à l'entrée opto-électronique de 'organe de calcul. La présence de lumière réfléchie correspondra alors à l'état 1. Kil conséquence, le dispositif de lecture transmettra, à l'entrée do organe de calcul, une information optique numérique correspondant aux états logiques des secteurs des lignes de lecture qui se trouvent au droit de la tête de lecture. Selon l'invention la transmission de ces informa- tisons optiques numériques s'effectue en parallèle. Dans ce cas, 1'organe de calcul comprendra autant d'entrées opto-électroniques qu'il y a de lignes de lecture, ces entrées étant respectivement connectées aux fibres optiques (ou aux faisceaux de fibres optiques) de la tête. Dssmedesde réalisation de l'invention seront décrits ci-aprs, à titre d'exemples non limitatifs, avec réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique, en perspective, d'un transducteur optique numérique selon l'invention ; La figure 2 est une perspective schématique éclatée permettant d'illustrer un mode de réalisation de la tat. de lecture La figure 3 est une perspective schématique de la tête de lecture représentée figure 2, à l'état monté. Dans l'exemple représenté figure 1, la piste de lecture 11, montée sur l'objet mobile dont on veut mesurer les déplacements, se présente sous la ferme d'une bande plane 12, sur laquelle sont réalisées quatre lignes de lecture L1, L2, L3, L4, parallèles à l'axe longitudinal de la bande 12, formées par la Juxtaposition de plages optiquement réfléchissantes 13 (en ha churé)et de plages optiquement absorbantes î4, de forme sensiblement carrée. La répartition de ces plages réfléchissantes 13 et absorbantes 14 s'effectue selon un code, par exemple le code binaire réfléchi ou le code de Gray. Au droit de cette piste de lecture 11, est disposée une tête de lecture 13 comprenant un corps 15t par exemple parallélépipédique, traversé par quatre fibres optiques 16, 17, 18, 19, dont l'une des extré- mités 21 vient araser la face inférieure 22 du corps 15' qui se trouve disposée parallèlement et en regard de la piste de lecture 11. D'une façon plus précise, l'extrémité 21 de chacune des fibres optiques 16, 17, 18, 19 se trouve axée normalement aux secteurs 13 d'une ligne L1, L2, L3, L4 correspondante et dans un mOme plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la piste de lecture 11. Les fibres optiques 16, 17, 18, 19 sont raccordées par leurs autres extrémités, d'une part, à une source lumineuse 23 et, d'autre part, aux entrées opto-électroniques correspondantes d'un organe de calcul 24 effectuant le traitement des informations numériques reçues sur ces entrées, en vue de délivrer une information directement utilisable, par exemple, un signal repré sentatif de la position de l'objet mobile, de la longueur de son déplacement, etc.... Il convient de noter, que la piste de lecture 11 ne présente pas forcément la forme dtune bande plane. Elle pourrait, éventuellement, présenter la forme d'un disque ou être cylindrique. De même, la conformation des secteurs 13, 14 pourratt Otro différente de celle représentée t par exemple, les secteurs optiquement absorbants 14 pourraient consister en des trous ou des concavités. En outre, pour obtenir un fonctionnement correct de ce transducteur, la toute de lecture 15 doit être réalisée avec une haute précision. Il convient, en particulier, de faire en sorte que: - les axes des fibres optiques 16, 17, 18, 19, au niveau de leurs extrémités logées dans la tOto de lecture 15, se trouvent rigoureusement perpendiculaires aux secteurs réfléchissants 13 des lignes de lecture 1 L2, L3, L4 correspondantes - les faces d'extrémité 21 des fibres optiques 16, 17, 18, 19 se trouvent rigoureusement planes, dans des plans de section droite et finement polies. Pour parvenir à ces résultats, l'invention propose une tête de lecture 13 comprenant un corps présentant au moins une face antérieure 22 rigoureusement plane (dans l'exemple représenté, le corps présente la forme d'un parallélépipède rectangle). Ce corps 13' est réalisé en deux parties 26, 27 venant se raccorder au niveau d'un plan médian 28 perpendiculaire à la face antérieure 22 (figures 2 et 3). Les races de ces deux parties venant en contact mutuel présentent chacune une série de gorges 29, 30, de section semi-circulaire, perpendiculaires à la susdite face antérieure 22 du corps 13' et dont le nombre et l'espacement correspondent à ceux des lignes do lecture L1, L2, L3, L4 de la piste de lecture 11. Le diamètre de ces gorges 29, 30 est égal à celui des fibres optiques 16, 17, 18, 19. L'assemblage des deux parties 26, 27 du corps 13I s'effectue de telle manire, que chacune des gorges 29 de l'une des parties 26 vient se disposer coaxialoment à une gorge 30 de l'autre partie 27, de manière à former un canal cylindrique dans lequel vient se loger une fibre optique 16, 17, 18, 19. Comme précédemment mentionné, pour obtenir un fonctionnement correct de la toute de lecture 19, les gorges 29, 30, qui peuvent avoir un diamètre de l'ordre de 10 microns, doivent être réalisées avec une haute précision. A cet effet, l'invention propose, en vue d'obtenir des gorges aux dimensions et à l'orientation requises, un procédé d'usinage par électro-érosion, faisant intervenir une électrode d'électro-érosion au moins partiellement cylindrique, et un porte-électrode mobile utilisant comme coordonnées de référence, les coordonnées formées par au moins trois faces orthogonales des parties 26, 27 de corps 15'. Une fois cette opération terminée, on procède à l'insertion des fibres 16, 17, 18, 19 à l'intérieur des gorges 30 de l'une des parties 27, puis on assemble et on fixe l'autre partie 26, de telle sorte que les fibres optiques 16, 17, 18, 19 se trouvent renfermées, à l'une de leurs extrémités, dans les canaux cylindriques formés par les paires de gorges 29, 30 correspondantes, la fixation pouvant être obtenue par collage, par assemblage ou par tout autre moyen connu. On procède ensuite au tronçonnage des fibres optiques 16, 17, 18, 19 qui dépassent au-delà de la face antérieure 22 et au polissage fin des tranches 21 des fibres optiques qui viennent d'outre tronçonnées et qui arasent la susdite face antérieure 22 du corps 15'. Dans l'exemple représenté figure 1, la transmission des informations détectées par la tête de lecture 15 (présence ou absence de rayonnement réfléchi) s'effectue en parallèle, ce qui nécessite autant dtentréesopto- électroniques dans l'organe do calcul 24 qu'il y a de fibres optiques 16, 17, 18, 19 dans la tOte de lecture 13 et de lignes de lecture L1, L2, L3, L4 dans la piste de lecture 11. REVENDICATIONS 1.- Transducteur optique numérique destiné à identifler les déplacements d'un objet mobile par des séquences de signaux optiques numériques et à transmettre à distance ces signaux à un organe de calcul & entrées opto-électroniques qui les analyse et les traite en vue de les rendre directement utilisables, caractérisé en ce qu'il fait intervenir sur l'objet mobile, une piste de lecture (11) comprenant plusieurs lignes de lecture (L1, L2, L3, L4) comportant chacune une série de secteurs réfléchissants (13) alternant, selon un code prédéterminé avec une série de secteurs absorbants (14), et un dispositif de lecture comprenant une série de fibres optiques (16, 17, 18, 19), à rai pon d'au moins une fibre optique par ligne de lecture, ces fibres optiques (16, 17, 18, 19) comprenant une extrémité formant la tête de lecture (15), disposée au droit d'une ligne de lecture (L1, L2, L3, L4) correspondante et axée normalement au plan des secteurs réfléchissants lorsqu'ils passent sous la tête de lecture (15), on ce que ces fibres optiques (16, 17, 18, t9) sont connectées, à leurs autres extrémités, dune part, à une source lumineuse (23) pouvant émettre en continu et, d'autre part, à des entrées opto-électroniques respectives du susdit organe de calcul (24), de- tinte à recevoir les rayons lumineux réfléchis par les secteurs réfléchissants (13) de telle manière que la transmission des informations optiques numériques détectuées par la tête de lecture à l'organe de calcul 24 s'effectue en parallèle. 2.- Transducteur optique numérique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, pour la tate de lecture (13) un faisceau de fibres optiques à la place de chaque fibre optique. 3.- Traneductour optique numérique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de lecture (15) comprend un corps (15t) présentant au moins une face antérieure (22) rigoureusement plane, ce corps étant muni de canaux cylindriques, perpendiculaires à ladite face antérieure et dans lesquels se trouvent logées lesdites fibres optiques (16, 17, 18, 19). 4.- Transducteur optique numérique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le susdit corps (15'), de préférence parallélépipédique, est réalisé en deux parties (26, 27) venant se raccorder au niveau d'un plan médian (28) perpendiculaire à la susdite face antérieure (22), en ce que les faces de ces deux parties, venant en contact mutuel, présentent chacune une série de gorges (29, 30), de section semi-circulaire, perpendiculaires à la susdite face antérieure (22) du corps (13') et dont le nombre et l'espacement correspondent à ceux des lignes de lecture (L1, L2, L3, L4) de la piste de lecture, le diamètre de ces gorges (29, 30) étant égal à celui des fibres optiques (16, 17, 18, 19), et en ce que l'assemblage des deux parties du corps (13::) 'effectue de telle manière que chacune des gorges (29) de l'une des parties (26) vient se disposer coaxialement à une gorge (30) de l'autre par ti. (27), de minière à former un canal cylindrique dans lequel vient se loger une fibre optique (16, 17, 18, 19). 5.- Transducteur optique numérique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les susdites gorges sont usinées par électro-érosion, au moyen d'une électrode d'éléctro-érosion au moins partiellement cylindrique et d'un porte-électrode mobile utilisant comme coordonnées de référence, les coordonnées formées par au moins trois faces orthogonales des parties (26, 27) du corps. 6.- Transducteur optique numérique selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'assemblage des deux susdites parties (26, 27) s'effectue par collage. 7.- Transducteur optique numérique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des fibres optiques dépassant au-delà de la face antérieure (22) du corps (15') sont tronçonnées, puis polies, de manière à ce qu'elles viennent araser ladite face antérieure (22).