FR 2628218 A1 19890908 FR 8802607 A 19880302 6) RÉPUBLIQUE FRAN AISE ( N de publication: 2 628 218 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL.commandes de reproduction) DE L.A PROPRIETÉ INDUSTRIELLE DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national: 88 02607 PARIS ( Int CI': G 01 S 17/74; G 01 J 1/42; G 02 B 27/20. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 2 mars 1988.: Demandeur(s) Société anonyme dite AVIONS MAR- CEL DASSAULT- BREGUETAVIATION. - FR. ) Priorité Inventeur(s) Hervé Tretout; Jean-.Yves Marin; Pascal Jourdan. Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. ) Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: (r Titulaire(s): î Mandataire(s): Cabinet de Boisse. Dispositif pour l'étude d'un rayonnement électromagnétique émis par un objet. L'invention est relative à un dispositif pour l'étude d'un 3 rayonnement électromagnétique émis par un objet, et compor- tant des moyens pour balayer la surface de cet objet. 25 Pour permettre le repérage instantané du point 12 de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur 18, une source 23 émet un faisceau 24 de repérage, de préférence dans le. 24 visible. Ce faisceau traverse un miroir 15 renvoyant le rayonne- ment ou vice-versa, de préférence par un petit trou 25, puis il Vu passe dans le dispositif optique de balayage en suivant un trajet optique confondu avec celui du rayonnement pour aller jusqu'au point considéré 12 de l'objet IN o.4 e0 o D Vente des fascicules 'IMPRIERIE NANALE 27. e de la Convention - 75732 PARIS CEDEX 15 ML D Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE. 27. rue de la Convention -75732 PARIS CEDEX 15 La présente invention est relative à un disposi:if pour l'étude d'un rayonnement électromagnétique emls par un objet. Plus précisément, la présente invention est rela- tive à un dispositif qui comprend un système optique qui Iait parvenir à un détecteur un rayonnement émis par un point déterminé d'un objet, et un système de balayage intercalé dans ledit système optique, et qui est apte & changer le point de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur. De tels dispositifs sont courants, et une applica- tion particulière de ceux-ci consiste dans l'etude de l'échauffement d'une structure, par étude du rayonnement infrarouge émis par sa surface. Un problème se pose alors de connattre, à chaque instant, la position du point dont le rayonnement parvient au détecteur. En effet, le rayon- nement infrarouge n'est pas du domaine visible, si bien qu'i] est parfois difficile de connaître directement la position au point qui correspond, par exemple, à une ano- malie. Des problèmes analogues peuvent se présenter lors- qu'on étudie des rayonnements ultraviolets émis par un objet sous l'effet d'une stimulation quelconque. Le but de la présente invention est de permettre à& un opérateur de suivre une opération de contrôle mettant en oeuvre une lumière invisible ou peu visible, tout en visualisant & chaque moment le point étudié. Bien entendu, de telles opérations peuvent également, dans certains cas particuliers, se dérouler dans des domaines o la visualisation elle-même se fait par l'intermédiaire d'une lumière située en dehors du domaine visible, mais il s'agit d'applications très particulières. L'invention fournit en conséquence un dispositif pour l'étude d'un rayonnement électromagnétique émis par un objet, ce dispositif comprenant un système optique qui fait parvenir à un détecteur le rayonnement émis par un point déterminé de l'objet, et un système de balayage, intercalé dans ledit système optique, et qui est apte à changer le point de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur, ce dispositif ayant pour particularité que, pour permiettre le repérage instantané dudit point de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur, il est prévu une source émettant un faisceau de rayonnement de repérage, et un miroir intercalé entre le système de balayage d'une part, et le détecteur et ladite source d'autre part, ce miroir laissant passer le faisceau de repérage et réfléchissant le rayonnement à étudier ou vice-versa, les éléments du dispositif étant placés de telle façon que les trajets optiques du rayonnement à étudier du faisceau de repérage sont confondus entre le miroir et ledit point de l'objet. Par "ou vice-versa", on entend que le miroir peut aussi laisser passer le rayonnement à étudier et réfléchir le faisceau de repérage. Avantageusement, le rayonnement à étudier est invi- sible ou peu visible, et le rayonnement de repérage est dans le domaine de la lumière visible. Suivant une appli- cation intéressante, le rayonnement à étudier est du do- maine infrarouge. Suivant une réalisation préférée, le miroir est conçu pour réfléchir le rayonnement à étudier, et comporte un petit trou par lequel passe le rayonnement de repérage, des moyens optiques étant placés entre le miroir et le détecteur pour focaliser le rayonnement à étudier sur ce dernier. Cette disposition réduit au maximum les pertes de rayonnement à étudier, lequel peut être de faible puis- sance. Avantageusement, le système du balayage comprend deux miroirs pivotants. En effet, le rayonnement de repé- rage et le rayonnement à étudier n'ayant pas les mêmes longueurs d'ondes, il est préférable de limiter au maximum les optiques comprenant la transmission des rayonnements dans des milieux d'indices différents, car ceux-ci compli- quent beaucoup l'obtention de trajets optiques confondus. Suivant une réalisation pratique intéressante, le dispositif comprend, d'une part, une caméra d'un type courant, par exemple pour l'étude des rayonnements infra- -3 - rouges, et comportant un miroir de renvoi entre le dispo- sitif de balayage et le détecteur, et, d'autre part, un module adaptable sur cette camera et capable d'envoyer le faisceau de repérage, avec une orientation convenable, sur un trou pratiqué dans le miroir de renvoi. De préférence, la source de rayonnement de repérage comprend un émetteur laser. La présente invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique de réalisation, illustré avec les dessins, parmi lesquels: Figure 1 est un schéma théorique d'ensemble, en perspective, Figure 2 est une coupe simplifiée d'une partie du dispositif, et. Figure 3 est une vue perspective schématique de l'ossature du module à enficher sur une caméra préexistan- te. Le dispositif décrit aux figures est un dispositif d'étude du rayonnement infrarouge émis par un objet. Comme on peut le voir & la figure 1, un objet émet un rayonnement infrarouge 11, d'intensité variable selon le point d'émission 1'2 situé sur la surface de l'objet. Le dispositif comprend une optique d'entrée 13, qui reçoit le rayonnement émis par le point 12, et l'envoie sur deux miroirs tournants 14-15, placés l'un derrière l'autre, et appelés miroirs de balayage ligne et miroir de balayage trame. Ces deux miroirs tournent autour d'axes perpendiculaires entre-eux, sous l'action de moyens d'entra nement non représentés. Le rayonnement 11 qui a été renvoyé par les deux miroirs 14-15 tombe sur un miroir de renvoi 16, puis tra- verse un objectif 17 qui le focalise sur un détecteur 18. Celui-ci est pourvu de moyens 19 pour émettre des signaux électriques en réponse au rayonnement infrarouge reçu. Ces signaux sont envoyés sur des moyens de traite- ment de signal 20, et sont envoyés à un dispositif utili- - 4 _ sateur 21, et/ou à une installation de visualisation 22. Ce qu'on vient de décrire concerne une installation de type traditionhel. Pour que l'opérateur, en même temps qu'il observe l'écran de visualisation 22, puisse repérer la position instantanée du point 12 émettant le rayonnement infrarou- ge, ce point 12 se déplaçant pour balayer toute la surface de l'objet 10, il est prévu des moyens de repérage compre- nant une source 23 de rayonnement de repérage, laquelle émet un faisceau de repérage 24. Ce faisceau de repérage passe dans un trou 25 du miroir de renvoi 16, est ensuite réfléchi successivement par les miroirs 15 et 14, passe dans l'optique d'entrée 13, et vient frapper l'objet 10 exactement au point 12 qui se trouve à ce moment là couplé avec le détecteur 18. Sur la figure 2, on retrouve l'optique d'entrée 13, les miroirs tournants 14 et 15, le miroir de renvoi 16, qui est équipé de vis de réglage orthogonales non re- présentées, l'objectif 17 et le détecteur 18 qui est monté sur un vase Dewar 18A. Ces éléments sont placés à l'inté- rieur d'un bottier 26, et l'ensemble fait partie d'une caméra de contrôle d'un type classique. Sur une paroi du bottier 26, est enfichable un module 23, qui constitue la source de lumière de repérage. Le module 23 comprend un émetteur laser 27, un miroir de déviation 28 et des moyens de réglage de la position et de l'orientation du laser 27 et du miroir de déviation 28. Dans l'exemple pratique, on a choisi pour le laser 27 un laser Hélium-Néon, émettant un rayonnement de 633 nanomètres de longueur d'ondes. Ce laser, de puissance suffisante pour le but proposé, se présente sous la forme d'un cylindre de diamètre 30 mm environ sur 180 mm de long. Deux bagues de soutien 29-30 supportent le laser 27. Ces bagues de soutien sont munies chacune de deux vis de réglage 31-32, disposées à 90 l'une de l'autre, et qui agissent chacune-en opposition & un bloc de caoutchouc 33-34. Ce système permet de régler à la fois l'orientation du laser en agissant seulement sur les vis de réglage d'une des bagues 29-30, et sa position - 5- en translation, en agissant simultanément sur les vis 31 ou 32 des deux bagues de soutien simultanément. Le miroir de déviation 28 peut être également pourvu de vis de réglage orthogonales selon la technique habituelle. Un trou 35 a été percé dans la paroi 26 de la caméra de contrôle, il est aligné avec un petit trou 25 prévu dans le miroir 16. A titre indicatif, le diamètre du trou 25 est de 1 mm. On a déterminé que, dans le système considéré, la perte de flux énergétique infrarouge occa- sionnée par la présence de ce trou est de l'ordre de 0,44%, donc pratiquement négligeable. Le réglage du faisceau de repérage peut se faire simplement en utilisant, par exemple, une source ponctuelle de'rayonnement infrarouge. On notera qu'il est fait une fois pour toutes. On notera aussi que si le balayage, au lieu d'intéresser une surface entière, est limité à une seule ligne, le système de balayage ne comprenant qu'un seul miroir tournant, le repérage reste néanmoins valable. On obtient ainsi un système peu coûteux, qui per- turbe de façon négligeable le flux de rayonnement à étu- dier et qui fournit une excellente précision d'alignement. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'étude d'un rayonnement élec- sromagnétique émis par un objet, ce dispositif comprenant un système optique (13 à 17) qui fait parvehir à un dètec- teur (18) le rayonnement émis par un point déterminé de l'objet, et un système de balayage (14, 15) intercalé dans ledit système optique et qui. est apte à changer le point de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur, caractérisé en ce que, pour permettre le repérage instantané dudit point (12) de l'objet dont le rayonnement parvient au détecteur (18) , il est prévu une- source (23) émettant un faisceau (24) de rayonnement de repérage et un miroir (16) intercalé entre le système.de balayage, d'une part, et le détecteur et ladite source d'autre part, ce miroir laissant passer le faisceau de repérage et réflé- chissant le rayonnement à étudier ou vice-versa, les élé- ments du dispositif étant places de telle façon que les trajets optiques du rayonnement à étudier et du faisceau ae repérage sont confondus entre le miroir et ledit point de l'objet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement à étudier est invisible ou peu vi- sibler et le rayonnement de repérage est dans le domaine de la lumière visible. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayonnement à étudier est du domaine infrarou- ge. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le miroir (16) est conçu pour réfléchir le rayonnement à étudier, et comporte un petit trou (25) par lequel passe le rayonnement de repérage, des moyens optiques (17) étant placés entre le miroir et le détecteur pour focaliser le rayonnement & étudier sur ce dernier. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système de. balayage comprend deux miroirs pivotants (14, 15). -7- 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 & 5, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, une caméra d'un type courant, comportant un miroir (16) de renvoi entre le dispositif de balayage et le détecteur (18), et, d'autre part, un module (23) adaptable sur cette caméra et capable d'envoyer le faisceau de repérage avec une orientation convenable sur le trou (25) pratiqué dans le miroir de renvoi. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source de rayonnement de repérage comprend un émetteur laser (27). CJ co L I /OI 'J O 7, 26282 1 8 2_2 FIG.- 2 FIG.: 5 =- i i t= -; 29 27 FIG.: 3 32. 3 >B33