Brevet FR2742555A1 — publié le 19970620

La présente invention concerne un dispositif pour protéger les yeux d'un utilisateur contre une agression lumineuse, notamment d'un faisceau laser. Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus particulièrement à la protection contre des systèmes d'armes laser de faible ou de moyenne puissance qui sont susceptibles, lorsqu'ils sont utilisés contre des personnes, de provoquer des effets d'éblouissement et d'aveuglement ou même des lésions oculaires. De telles agressions lumineuses peuvent avoir des conséquences irrémédiables, en particulier lorsque les personnes visées sont les pilotes de véhicules, notamment aériens, comme par exemple les pilotes d'hélicoptères. On connaît différents moyens de protection contre de telles agressions lumineuses, qui sont montés soit sur des lunettes ou des visières des pilotes, soit sur les verrières des véhicules. Il existe notamment des moyens de protection passifs à filtres, et des moyens de protection actifs à obturateurs commandables. De façon connue, les moyens de protection passifs à filtres, par exemple à filtres colorés ou à filtres à réjection de bande, assurent une protection efficace uniquement contre des faisceaux laser qui présentent une longueur d'onde bien définie et connue. Ils sont inefficaces contre des agressions lumineuses réalisées notamment au moyen de lasers à raies multiples ou à longueurs d'onde variables. De plus, les protections par des filtres colorés, absorbants sélectifs en longueurs d'onde, se caractérisent par une largeur importante du pic d'absorption et sont donc fortement colores, surtout lorsque la longueur d'onde de protection est située dans le visible, ce qui perturbe le sens chromatique de l'utilisateur de la protection. Ce défaut associé à un assombrissement important, lorsque la protection couvre un domaine de longueurs d'onde large du visible, ne permet pas leur utilisation telle quelle (notamment par des pilotes d'hélicoptères). Par ailleurs, les protections par des filtres à réjection de bande, à savoir des filtres interférentiels multidiélectriques et/ou holographiques, sont limitées à quelques (trois à sept) longueurs d'onde de protection, puisque, pour un nombre plus élevé, le facteur de transmission photopique ou scotopique du filtre devient trop faible pour qu'une vision confortable soit assurée. Quant aux protections par des moyens actifs, comme des obturateurs électro-optiques, activés après la détection par un ou plusieurs capteurs d'un faisceau laser d'agression, elles présentent un temps de réponse trop long (supérieur à 0,1 microseconde) pour pouvoir être efficaces contre des faisceaux laser (dont la durée de déclenchement peut être inférieure à une dizaine de nanosecondes). La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif susceptible d'être placé au moyen d'un support devant les yeux d'un utilisateur et permettant de protéger efficacement les yeux dudit utilisateur contre toute agression lumineuse, quelle que soit sa longueur d'onde, et notamment contre l'agression lumineuse d'un faisceau laser. A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte - un système d'atténuation de lumière susceptible d'atté nuer, d'une valeur d'atténuation déterminée, l'intensité de la lumière reçue ; et - un système d'amplification de lumière, monté entre ledit système d'atténuation de lumière et les yeux de l'utilisa teur et susceptible d'amplifier l'intensité de la lumière reçue dudit système d'atténuation de lumière, d'une valeur d'amplification déterminée, mais de sorte que l'intensité de la lumière transmise vers les yeux ne dépasse pas une intensité maximale prescrite non nuisible pour les yeux, lesdites valeurs d'atténuation et d'amplification étant sensiblement égales. Ainsi, grâce à l'invention, les yeux d'un utilisateur sont efficacement protégés puisque l'intensité de la lumière transmise par le dispositif conforme à l'invention est telle qu'elle ne peut nuire aux yeux. Elle ne peut donc entraîner ni des éblouissements ou aveuglements, ni des lésions oculaires. De plus, comme les valeurs d'atténuation et d'amplification sont sensiblement égales, l'intensité de la lumière captée par les yeux est proche de celle du fond lumineux environnant (réduit éventuellement de certaines intensités trop élevées). Par conséquent, le dispositif conforme à l'invention élimine du spectre lumineux incident les intensités lumineuses élevées susceptibles d'être dommageables. On notera que dans le cadre de la présente invention, lesdits systèmes d'atténuation et d'amplification de lumière sont bien entendu munis de tous les moyens nécessaires à leur fonctionnement, et notamment de moyens d'alimentation en courant électrique, et ceci quel que soit le mode de réalisation considéré. De façon avantageuse, ledit système d'atténuation de lumière comporte - un filtre d'atténuation linéaire de lumière à large bande ; et/ou - un diaphragme fixe ; et/ou - un diaphragme variable, par exemple mécanique ou à cris taux liquides. Bien entendu, l'ouverture dudit diaphragme variable peut être commandée manuellement. Toutefois, dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, cette ouverture est commandée automatiquement en fonction du niveau d'éclairement moyen détecté par une cellule photoélectrique. Par ailleurs, de façon avantageuse, le dispositif conforme à l'invention comporte un système optique de protection destiné à protéger ledit dispositif contre des rayonnements lumineux présentant une longueur d'onde déterminée. Selon l'invention, ledit système optique de protection comporte avantageusement - au moins un filtre à réjection de bande, permettant d'éliminer une bande de longueurs d'onde comprenant la ou les longueurs d'onde d'un ou de plusieurs lasers connus et susceptibles d'être utilisés comme armes ; ou - au moins un filtre passe-bande, par exemple coloré, interférométrique ou holographique, permettant uniquement la transmission de bandes de longueurs d'onde, dans lesquelles les lasers utilisables à des fins militaires n'ont pas leurs raies d'émission principales. De préférence, lorsque le dispositif conforme à l'invention est binoculaire, le système optique de protection comporte deux filtres passe-bande de bandes passantes différentes, chacun desdits filtres passe-bande étant associé à un oeil de l'utilisateur et étant destiné à protéger la partie du système d'atténuation de lumière et du système d'amplification de lumière, placée devant l'oeil correspondant, ce qui permet d'augmenter la probabilité de protection au moins partielle du dispositif conforme à l'invention, puisqu'un faisceau laser, qui n'est pas éliminé par le premier desdits filtres et peut détruire la partie du dispositif protégée par ce premier filtre, est susceptible d'être éliminée par le second filtre de sorte que la partie du dispositif protégée par ce second filtre n'est alors pas détruite. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ledit système d'atténuation de lumière et ledit système d'amplification de lumière forment un système optique unique et homogène, ce qui permet notamment de réaliser le dispositif conforme à 1 invention de façon robuste et compacte, en un seul ensemble. On notera que, dans un autre mode de réalisation de l'invention, ledit support et ledit système d'amplification de lumière peuvent former des jumelles de vision nocturne, c'est-à-dire un dispositif existant déjà dans le commerce, auquel on associe le système optique de protection et le système d'atténuation de lumière, pour obtenir le dispositif conforme à l'invention. De façon avantageuse, ledit système optique de protection et ledit système d'atténuation de lumière peuvent être escamotables de manière à conserver intactes les caractéristiques de fonctionnement de nuit des jumelles de vision nocturne. Toutefois, cet autre mode de réalisation présente notamment l'inconvénient que le système d'atténuation de lumière doit être formé de manière à créer de jour des conditions d'illumination identiques à celles existant la nuit pour pouvoir utiliser lesdites jumelles de vision nocturne, ce qui n'est pas le cas dans le mode de réalisation précédent où la seule exigence est d'utiliser des valeurs d'atténuation et d'amplification sensiblement égales. De plus, le dispositif obtenu par ce dernier mode de réalisation présente généralement un encombrement et un poids importants. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure l montre en perspective, de façon partiellement schématique, un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 illustre schématiquement le système optique d'un dispositif conforme à l'invention. Les figures 3A, 3B et 3C illustrent l'intensité lumineuse de trois faisceaux incidents différents, choisis pour bien expliciter le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention. Les figures 4A à 4C, 5A à 5C et 6A à 6C illustrent les modifications successives respectives de l'intensité des faisceaux lumineux incidents des figures 3A à 3C, traversant le système optique de la figure 2. Le dispositif l conforme à l'invention et représenté sur la figure 1 comporte un système optique 2 monté sur un support 3, du type armature de lunette, et il est destiné à protéger les yeux O d'un utilisateur non représenté contre des agressions lumineuses, notamment d'un faisceau laser. Bien que non exclusivement, le dispositif 1 est destiné à protéger plus particulièrement les yeux de personnes, par exemple des pilotes de véhicules terrestres ou aériens, comme des pilotes d'hélicoptères, susceptibles d'être soumis aux illuminations de systèmes d'armes laser, à faible ou moyenne puissance, qui peuvent provoquer des effets d'éblouissement et d'aveuglement ou même des lésions oculaires, et sont susceptibles par conséquent d'être fortement dommageables. Pour ce type d'utilisation, le support 3 peut être réalisé de manière à être solidaire, soit directement de la tête, soit du casque du pilote, ce qui permet de maintenir le dispositif 1 en position, même lors de conditions d'environnement défavorables, comme par exemple lors de vibrations ou d'accélérations. Selon l'invention, pour protéger les yeux O d'un utilisateur contre des agressions lumineuses, ledit système optique 2 illustré schématiquement sur la figure 2, comporte, successivement dans le sens E de déplacement de la lumière vers l'oeil O - un système d'atténuation de lumière 5 susceptible d'atté nuer, d'une valeur d'atténuation déterminée, l'intensité I de la lumière incidente reçue Fi de manière à transmettre une lumière F2 - éventuellement un système optique de protection 4 assurant une protection du système optique 2 contre des faisceaux lumineux, à puissance élevée, présentant des longueurs d'onde déterminées ; et - un système d'amplification de lumière 6, susceptible d'amplifier l'intensité I de la lumière F2', reçue dudit système d'atténuation de lumière 5 et le cas échéant dudit système optique de protection 4, d'une valeur d'ampli fication déterminée, mais de sorte que l'intensité I de la lumière F3 transmise vers les yeux O ne dépasse pas une intensité maximale prescrite IM non nuisible pour les yeux O, lesdites valeurs d'atténuation et d'amplification étant sensiblement égales. Ainsi, grâce à l'invention, l'intensité I du faisceau lumineux F3 qui atteint l'oeil ne dépasse pas la valeur IM, et ceci quelles que soient la composition fréquentielle et l'intensité du faisceau lumineux incident Fl, de sorte que les yeux O sont efficacement protégés. On notera que dans un mode de réalisation particulier non représenté, ledit système optique de protection peut également être monté en amont du système d'atténuation de lumière, dans le sens de déplacement de la lumière vers l'oeil. Le dispositif 1 conforme à l'invention comporte également des moyens d'alimentation MA en courant électrique, de type connu, représentés schématiquement sur la figure l et reliés de façon non représentée aux éléments du dispositif 1 nécessitant une alimentation en courant électrique. Les figures 3A à 3C, 4A à 4C, 5A à 5C et 6A à 6C illustrent les modifications successives de l'intensité de trois faisceaux lumineux différents Fl présentés à titre d'exemples, qui traversent le système optique 2 dans le sens E. Concernant ces figures, les lettres A, B et C correspondent aux trois cas différents envisagés et précisés ci-dessous, et les chiffres 3 à 6 indiquent les différentes modifications successives pour chacun desdits cas. On suppose que le faisceau incident Fi arrivant sur le dispositif l présente une intensité lumineuse, en fonction de la longueur d'onde A, telle que celle représentée sur le diagramme des figures 3A, 3B et 3C, respectivement pour les trois cas envisagés. Dans les cas "B" et "C", le faisceau incident Fl présente un pic 7 d'intensité élevée, provenant par exemple d'une source laser ou d'une autre source lumineuse, et susceptible d'éblouir ou de blesser les yeux O d'une personne. Sur lesdites figures 3A, 3B et 3C, on a de plus représenté un point P du fond lumineux, d'intensité Il correspondant à l'intensité du faisceau incident Fl à une longueur d'onde Àp. Cette intensité dudit faisceau incident Fl est atténuée par le système d'atténuation de lumière 5, d'une valeur d'atténuation déterminée qui est identique sur tout le domaine de longueurs d'onde considéré, de manière à obtenir à la sortie dudit système d'atténuation de lumière 5 le faisceau F2 illustré sur les figures 4A à 4C, respectivement pour les trois cas envisagés. Par cette atténuation, le point P présente une intensité I2 correspondant au rapport entre l'intensité Il (des figures 3A à 3C) et la valeur d'atténuation choisie. Selon l'invention, ledit système d'atténuation de lumière 5 comporte au moins l'un des éléments suivants - un filtre d'atténuation linéaire à large bande - un diaphragme fixe - un diaphragme variable, mécanique ou à cristaux liquides, susceptible d'être commandé manuellement, ou automatique ment en fonction du niveau d'éclairement moyen détecté par une cellule photoélectrique non représentée. Ledit faisceau F2 est ensuite modifié en un faisceau F2', comme représenté sur les figures 5A à 5C, par le système optique de protection 4 qui est destiné à assurer une protection du système optique 2 contre certains faisceaux laser à puissance élevée susceptibles de détruire ledit système optique 2, en éliminant certaines bandes de longueurs d'onde comprenant les longueurs d'onde de lasers connus susceptibles d'être utilisés par un éventuel ennemi, comme par exemple une bande 8 comprise entre des longueurs d'ondes Àl et A2 et représentée schématiquement à titre d'exemple sur les figures 3A à 3C et 4A à 4C. Pour éliminer une telle bande 8, le système optique de protection 4 comporte un filtre à réjection de bande, à longueurs d'onde adaptées. Comme on peut le voir notamment sur les figures 4B et 4C, dans le cas "B" le pic d'intensité 7 est situé dans ladite bande 8 et dans le cas "C" ledit pic d'intensité 7 est situé en dehors de ladite bande 8. Bien entendu, ledit système optique de protection 4 peut comporter d'autres types de filtres, comme des filtres à bande passante, du type coloré, interférométrique ou holographique, qui ne laissent passer vers le système d'amplification de lumière 6 que certaines bandes de longueurs d'onde, dans lesquelles les lasers utilisables à des fins militaires n'ont pas leurs raies d'émission principales. Finalement, le système d'amplification de lumière 6 amplifie l'intensité I dudit faisceau F2', d'une valeur d'amplification déterminée, de manière à transmettre à l'oeil O le faisceau F3 représenté selon les cas envisagés respectivement sur les figures 6A à 6C. Ledit faisceau F3 correspond au faisceau issu d'un système d'amplification de lumière monochrome, de longueur d'onde de restitution Àr. L'amplification effectuée par le système 6 présente une double particularité - d'une part, la valeur d'amplification utilisée est sensi blement égale à la valeur d'atténuation du système 5, en prenant en compte le cas échéant une éventuelle atté nuation de l'intensité lumineuse par le système optique de protection 4, de manière à obtenir une intensité I3 sensiblement égale à celle du faisceau incident Fl - d'autre part, l'intensité I du faisceau transmis F3 ne dépasse pas l'intensité maximale prescrite IM. Par consé quent, tous les pics d'intensité élevée, comme le pic 7, susceptibles d'être dommageables et de blesser l'oeil, sont réduits à une intensité égale au maximum à l'intensi té IM. Ainsi, grâce à l'invention, l'oeil O reçoit ledit faisceau lumineux F3 qui présente une intensité globalement semblable à celle du faisceau incident Fl, mais qui ne comporte, ni les éventuels pics d'intensité élevée susceptibles d'être nuisibles à l'oeil, ni les longueurs d'onde situées en dehors de la gamme de restitution. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures l et 2, le dispositif l est réalisé à partir d'un système optique 2 formant un ensemble unique et homogène, ce qui permet d'obtenir un dispositif l compact et peu encombrant. Dans un autre mode de réalisation non représenté, le support 3 et le système d'amplification de lumière 6 peuvent correspondre à un dispositif existant dans le commerce, à savoir des jumelles de vision nocturne, auxquelles on associe le système optique de protection 4 et le système d'atténuation de lumière 5 pour obtenir le dispositif conforme à l'invention. Toutefois, ce mode de réalisation présente notamment l'inconvénient que le système d'atténuation de lumière 5 doit être formé de manière à créer de jour des conditions d'illumination identiques à celles existant la nuit afin de pouvoir utiliser lesdites jumelles de vision nocturne, ce qui impose des conditions de réalisation très strictes audit système d'atténuation de lumière 5, au contraire du dispositif l décrit précédemment. De plus, le dispositif obtenu alors est volumineux et présente un défaut d'homogénéité en raison de l'agencement d'éléments extérieurs sur un équipement existant (à savoir les jumelles de vision nocturne). REVENDICATIONS l. Dispositif destiné à être placé au moyen d'un support (3) devant les yeux (O) d'un utilisateur pour les protéger contre une agression lumineuse, notamment d'un faisceau laser, caractérisé en ce qu'il comporte - un système d'atténuation de lumière (5) susceptible d'atténuer, d'une valeur d'atténuation déterminée, l'in- tensité de la lumière reçue (Fl) ; et - un système d'amplification de lumière (6), monté entre ledit système d'atténuation de lumière (5) et les yeux (O) de l'utilisateur et susceptible d'amplifier l'intensité de la lumière reçue (F2) dudit système d'atténuation de lumière (5), d'une valeur d'amplification déterminée, mais de sorte que l'intensité (I3) de la lumière (F3) transmise vers les yeux (O) ne dépasse pas une intensité maximale prescrite (IM) non nuisible pour les yeux (O), lesdites valeurs d'atténuation et d'amplification étant sensible ment égales. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que ledit système d'atténuation de lumière (5) comporte un filtre d'atténuation linéaire à large bande. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système d'atténuation de lumière (5) comporte un diaphragme fixe. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système d'atténuation de lumière (5) comporte un diaphragme variable. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit diaphragme variable est un diaphragme mécanique. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit diaphragme variable est un diaphragme à cristaux liquides. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture dudit diaphragme variable est commandée automatiquement en fonction du niveau d'éclairement moyen détecté par une cellule photoélectrique. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système optique de protection (4) destiné à protéger ledit dispositif contre des rayonnements lumineux présentant une longueur d'onde déterminée. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit système optique de protection (4) comporte au moins un filtre à réjection de bande. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit système optique de protection (4) comporte au moins un filtre passe-bande. Il. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le filtre passe-bande est un filtre coloré. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit filtre passe-bande est un filtre interférométrique. 13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit filtre passe-bande est un filtre holographique. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, ledit dispositif étant binoculaire, caractérisé en ce que le système optique de protection (4) comporte deux filtres passe-bande de bandes passantes différentes, chacun desdits filtres passe-bande étant associé à un oeil de l'utilisateur et étant destiné à protéger la partie du système d'amplification de lumière et éventuellement du système d'atténuation de lumière, placée devant l'oeil correspondant. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système d'atténuation de lumière (5) et ledit système d'amplification de lumière (6) forment un système optique unique (2). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit support (3) et ledit système d'amplification de lumière (6) forment des jumelles de vision nocturne. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le système d'atténuation de lumière et le système optique de protection sont escamotables.