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WO1996003002A1 - Dispositif de visualisation d'un champ situe dans une zone hostile soumise a un fort rayonnement nucleaire - Google Patents

Dispositif de visualisation d'un champ situe dans une zone hostile soumise a un fort rayonnement nucleaire Download PDF

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Publication number
WO1996003002A1
WO1996003002A1 PCT/FR1995/000970 FR9500970W WO9603002A1 WO 1996003002 A1 WO1996003002 A1 WO 1996003002A1 FR 9500970 W FR9500970 W FR 9500970W WO 9603002 A1 WO9603002 A1 WO 9603002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
field
hostile
display device
image
zone
Prior art date
Application number
PCT/FR1995/000970
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Claude Thevenin
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique filed Critical Commissariat A L'energie Atomique
Priority to EP95926399A priority Critical patent/EP0771503A1/fr
Priority to JP8504767A priority patent/JPH10503334A/ja
Publication of WO1996003002A1 publication Critical patent/WO1996003002A1/fr

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
    • H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes

Definitions

  • the invention relates to a device for viewing a scene located in an area subjected to intense nuclear radiation. It finds an application in the field of vision in a hostile environment and, in particular, in the nuclear field. It can also be used for observations in inaccessible and / or remote areas and, especially, when access to these areas leads to maintenance difficulties.
  • Another method is to use Vidicon tubes of lower quality, and therefore lower cost, and to change them even more frequently.
  • the disadvantage of this method is that it is also expensive, due to the high maintenance costs.
  • CCD Charge Coupled Divice
  • the object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks. To this end, it offers a display device for a field located in a hostile area; this device is arranged partly in a hostile zone and partly in an accessible zone, the elements located in a hostile zone being chosen so as to be able to withstand intense nuclear radiation. These elements are essentially optical elements and mechanical elements controlled from the accessible area.
  • the invention relates to a display device for observing a field located inside a hostile area subjected to strong nuclear radiation, from an accessible area protected from this radiation.
  • This device is characterized by the fact that it comprises: - image taking means capable of forming, in a hostile area, successive images of a plurality of points of the field to be observed; at least one optical transmission fiber having an entry face in a hostile area and an exit face in an accessible area and which ensures the transport of the image of each point of the field from the hostile area to the accessible area; and
  • the image-taking means comprise, in the hostile zone, deflection means able to deflect successively each point of the field to be observed, as well as focusing means capable of focusing each of these points, deflected by the deflection means, on the entry face of the optical transmission fiber.
  • the deflection means comprise at least first and second mirrors for deflecting each image, respectively, along the X axis and along the Y axis. These mirrors are mobile, each actuated by a galvanometric system.
  • the image taking means comprise at least one position detector associated with each mirror to control the position and the mobility of this mirror.
  • the position detectors associated with each mirror can be connected to their respective mirror by at least one optical fiber; in this case, the detectors are then placed in the accessible area.
  • the focusing means comprise at least one converging lens, capable of directing the deflected image in X and in Y, towards the entry face of the optical transmission fiber.
  • the optical fibers are fibers with a silica core that can withstand a dose of radiation greater than 10- "Gy.
  • the device can comprise a plurality of optical fibers whose input faces are close to each other in the plane of the image and filtered in wavelength at their outputs to ensure a reconstruction of a color image of the field to be observed.
  • the single figure schematically represents the preferred embodiment of the display device under intense nuclear radiation, according to the invention.
  • a device for viewing remotely a field 1 located in a hostile zone H subjected to strong nuclear radiation According to the invention, the field 1 to be observed can be viewed from the accessible zone A, that is to say the zone which is not subjected to nuclear radiation.
  • the invention consists of a device comprising image taking means which are capable of scanning the field 1 to be observed in order to successively form the image of each point of the field 1 on the input face of an optical fiber. 3.
  • This optical fiber 3 transports each of these images from the hostile zone H where the images were formed to the accessible zone A where these images will be processed.
  • Deflection means therefore make it possible to successively project the points of the field 1 to be observed on the input face of the optical fiber 3.
  • the modulation of the light, leaving the fiber in the accessible area is therefore directly transposable into a video signal which can be synchronized with the frequency of oscillation of the mirrors and the information supplied by detectors (12 and 8) for position of the mirrors.
  • the image taking means comprise, in the hostile zone H, deflection mirrors 5 and 9.
  • the deflection mirrors are two in number:
  • the mirror 9 which deflects the images of the field 1 along the X axis.
  • mirrors 5 and 9 consist of a polished metal plate or a glass plate covered with a reflective metal deposit. Such mirrors therefore do not have any particular sensitivity to radiation and can therefore be used without risk in hostile zones H.
  • Each of these mirrors 5 and 9 is associated with a galvanometric oscillator, respectively 7 and 11, by the intermediate of a support rod, respectively 6 and 10.
  • Each galvanometric oscillator 7 or 11 comprises a coil, a permanent magnet and a soft iron for closing the field lines, these elements not being shown in the figure by way of simplification of this figure. They are also described in the commercial notices entitled “M3 Series Optical Scanner with Driver” and “Moving Magnet Optical Galvanometer Scanners, A New Génération” from GENERAL SCANNING INC.
  • the galvanometric oscillators 7 and 11 therefore make it possible to subject the support rods 6 and 10 to rotations which each have one end fixed in said galvanometric oscillators 7 and 11 and another end fixed to the mirrors 5 and 7. These mirrors 5 and 7 are thus actuated by the galvanometric oscillators, respectively, 7 and 11.
  • the mobility of the mirror 5 in the direction of the arrow shown around the rod 6 therefore allows a deflection in the Y direction of the images of the field 1 captured by said mirror 5.
  • the mobility of the mirror 9, in the direction of the arrow shown around the rod 10, therefore allows a deflection in the X direction of the images deflected at Y by the mirror 5 and captured by said mirror 9.
  • the galvanometric oscillators comprising only mechanical parts or electrically conductive parts (namely the winding), they do not have any particular susceptibility to nuclear radiation.
  • inorganic materials will preferably be used as the coating insulator for the coils, and especially as the support cores for the wires of the winding.
  • silica and alumina such as silica and alumina. It is however possible to choose a winding wire coated with an organic resin; in this case, a coil with non-contiguous turns is used, which makes it possible to compensate for any deterioration in the insulation properties of the coating material.
  • the image-taking means furthermore comprise position detectors 8 and 12 associated, respectively, with the mirrors 5 and 9. These position detectors 8 and 12 make it possible to precisely control the movements of the mirrors 5 and 9 and, more precisely, the position of each mirror at each oscillation, as well as the scanning frequency of these mirrors. A control of the scanning frequency is, in fact, necessary since it can vary as a function of the temperature variations which may take place in the hostile zone H.
  • a light source and a detector are used which are designed so that there is only one position of the mirror for which the light coming from the source is reflected towards the detector.
  • the corresponding received signal gives temporal information of the position of the mirror. For example, if the frequency of oscillation of the mirror varies with temperature, the time between two signals varies. We can then carry out an electronic correction to restore the frequency to its initial value.
  • the position detectors 8 and 12 are of the optical type. They each include a light emitting diode, a receiver (for example a PIN diode) and a control system. Certain types of light-emitting diodes and receivers and their associated electronic control can thus have a good resistance to radiation. They can indeed withstand a radiation dose of around 10 ⁇ Gy and therefore be placed in a hostile H zone.
  • the display device may further comprise lighting means located in accessible area A.
  • the light is introduced through the exit face of the optical fiber 3 used for image transport which sends it to the hostile zone H. This solution is elegant and simple to operate; however, it can impose significant constraints on stray light.
  • two identical and synchronized assemblies are used; one of them ensures the lighting of the field to be observed, while the other allows the observation of the field thus lit.
  • additional mirrors are placed in hostile zone H to direct the light beams emitted by the lighting systems to illuminate the field to be observed.
  • the image taking means comprise a focusing system 13 making it possible to focus the light signals picked up by the mirror 9 (and which correspond to deflected images in X and in Y) on the input face 3a of optical fiber 3.
  • the focusing system 13 consists of a converging lens made of silica and having a fairly good resistance to nuclear radiation.
  • the focusing system 13 consists of a doublet corrected for longitudinal chromatic aberrations.
  • the lens glass can be very thin, the possible influence of radiation on the behavior of the lens 13 could only be negligible since the effects of yellowing of the glass on the images passing through the lens 13 , correspond to a small thickness crossed.
  • the focusing system 13 can be mounted on a support mechanism which provides this focusing system with a certain mobility by which the system can be brought into focus.
  • the movable part of the support mechanism is controlled by a motor which can either be fixed to this mechanism, or arranged in accessible area A and connected to the support mechanism by a flexible system resistant to radiation.
  • optical fibers are used, of the same type as optical fiber 3 and associated with this optical fiber 3 in the image plane of the focusing system 13 to allow a trichromatic vision of the field 1 to be observed .
  • image processing means 15 are placed in accessible area A, at the end of the optical fiber (s) 3. These processing means 15 acquire the modulated time signals transmitted by the optical fiber (s) 3, then their processing to transform them into images.
  • these processing means 15 may comprise conventional elements having a resistance to nuclear radiation quite ordinary. These elements are therefore, advantageously, electronic or optoelectronic elements such as those found in commerce.
  • the processing means 15 comprise a fast and highly sensitive detector 15a.
  • This detector 15a can be a photodiode or else a photomultiplier such as 1OPT08® sold by the company HAMAMATSU.
  • These processing means 15 further comprise a mixer capable of homogenizing the distribution of the photons on the detector 15a.
  • control means include the position detectors 8 and 12 described above when these are connected to the mirrors 5 and 7 by fibers optics 8a and 12a. They further comprise a system for controlling the focusing of the focusing system 13, in the embodiment where this focusing system is mobile.
  • the optical fiber 3 for transmitting image information is an optical fiber with a core diameter of 50 ⁇ m.
  • the focusing system 13 is a lens having a focal length of 50 mm, which makes it possible to obtain, in the field space, a resolution of 1 mm to 1 m.
  • a scan making it possible to obtain approximately 720 points per line corresponds to an equivalent quality, if not better than that of the image coming from a CCD camera.
  • this scanning corresponds to a field angle of + _ 20 ° and to the large dimension of a shooting in 24 x 36 mm format
  • the object field corresponding to one meter is 720 mm in its dimension corresponding to the lines.
  • This line scanning which is the fastest, and therefore the most difficult to carry out (compared to the column scanning), is carried out by means of a synchronous galvanometric mirror (reference 9 in the figure), operating at 5 kHz for an angle of deviation of + 30 °.
  • the sinusoidal variation of the speed of rotation of this mirror in the field to be observed by + _ 20 ° causes a variation in brightness of the signal of 50% between the center and the edge of the image. This variation in brightness can be compensated by electronic means and, in particular, by varying the polarization voltage of the detector.
  • the light signals corresponding to the images of field 1 deflected in Y and in X by the respective mirrors 5 and 9 are therefore focused by the lens 13 on the input 3a of the optical fiber 3 whose role is to transport these light signals from the hostile zone H towards the processing means 15 located in accessible zone A.
  • the optical fibers 3, 8a and 12a are chosen from types of optical fibers capable of supporting a radiation dose of at least 10 6 Gy. All the elements located in accessible zone A are, on the contrary, entirely conventional. Such a device therefore does not require significant maintenance, in particular for equipment located in hostile zones. This design allows for greatly reduced maintenance costs, which results in particularly advantageous overall operating costs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de visualisation pour observer un champ (1), situé à l'intérieur d'une zone hostile (H) soumise à un fort rayonnement nucléaire, depuis une zone accessible (A) protégée de ce rayonnement. Ce dispositif comporte: des moyens (5-9-13) de prise d'images aptes à former, en zone hostile, des images successives d'une pluralité de points du champ à observer; au moins une fibre optique (3) de transmission ayant une face d'entrée (3a) en zone hostile et une face de sortie (3b) en zone accessible et qui assure le transport de l'image de chaque point du champ depuis la zone hostile jusqu'à la zone accessible; et des moyens de traitement (15) des images du champ, situés en zone accessible. Application à la vision en milieu hostile.

Description

DISPOSITIF DE VISUALISATION D'UN CHAMP SITUE
DANS UNE ZONE HOSTILE
SOUMISE A UN FORT RAYONNEMENT NUCLEAIRE
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif pour visualiser une scène située dans une zone soumise à un rayonnement nucléaire intense. Elle trouve une application dans le domaine de la vision en milieu hostile et, notamment, dans le domaine du nucléaire. Elle peut également être utilisée pour des observations dans des zones inaccessibles et/ou distantes et, spécialement, lorsque l'accès à ces zones entraîne des difficultés de maintenance.
Etat de la technique
Dans le domaine nucléaire, notamment pour le retraitement et le démantèlement de matières nucléaires, l'homme ne peut intervenir directement dans la zone hostile du fait de l'intense rayonnement nucléaire qui règne dans cette zone. Aussi, pour visualiser des scènes dans une telle zone, il est connu d'utiliser, en général, des dispositifs munis de tubes électroniques de prise de vues (par exemple des tubes de type Vidicon) car, sous rayonnement nucléaire intense, les systèmes de vision électroniques courants sont trop perturbés pour fournir des images exploitables. En effet, les rayonnements subis par les appareils utilisés peuvent atteindre une dose d'énergie de l'ordre de 10 à 100 kGy. Or, les systèmes électroniques, tels que les caméras grand public comportant des détecteurs sur silicium du type détecteur à transfert de charge (CCD) , ne supportent pas plus d'environ 100 Gy.
Néanmoins, bien que résistant aux forts rayonnements, lorsqu'ils sont soumis à de telles doses d'énergie les tubes électroniques de prise de vue Vidicon doivent être changés très fréquemment. Il est donc usuel de choisir des tubes de très bonne qualité pour permettre une durée d'utilisation la plus longue possible, mais qui ne peut toutefois pas dépasser quelques dizaines d'heures. Or, de tels tubes Vidicon ont un coût élevé ; le système utilisant ces tubes Vidicon a donc l'inconvénient d'être très coûteux.
Une autre méthode consiste à utiliser des tubes Vidicon de moindre qualité, et donc de coût moins élevé, et à les changer encore plus fréquemment. Cette méthode a pour inconvénient d'être également coûteuse, du fait des coûts de maintenance élevés.
En outre, de nos jours, le développement des Dispositifs à Transfert de Charges (Charges Coupled Divice, CCD), constitués d'une mosaïque détectrice sur silicium et utilisés dans les caméscopes et dans les appareils photos électroniques actuels, s'accroît considérablement. Aussi, les tubes électroniques de prise de vues se trouvent de plus en plus concurrencés par ces dispositifs en technologie silicium, dont les performances en résolution spatiale et rapidité sont en constante amélioration. Cette forte concurrence entraîne la disparition de certains types de tubes électroniques de prise de vue et des coûts de fabrication de tubes de plus en plus élevés du fait de la décroissance de la demande. Leur fabrication risque même, à moyen terme, de cesser. Exposé de 1 ' invention
La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. A cette fin, elle propose un dispositif de visualisation d'un champ situé en zone hostile ; ce dispositif est disposé en partie en zone hostile et en partie en zone accessible, les éléments situés en zone hostile étant choisis de façon à pouvoir résister à un rayonnement nucléaire intense. Ces éléments sont essentiellement des éléments optiques et des éléments mécaniques commandés depuis la zone accessible.
De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif de visualisation pour observer un champ situé à l'intérieur d'une zone hostile soumise à un fort rayonnement nucléaire, depuis une zone accessible protégée de ce rayonnement. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comporte : - des moyens de prise d'images aptes à former, en zone hostile, des images successives d'une pluralité de points du champ à observer ; au moins une fibre optique de transmission ayant une face d'entrée en zone hostile et une face de sortie en zone accessible et qui assure le transport de l'image de chaque point du champ depuis la zone hostile jusqu'à la zone accessible ; et
- des moyens de traitement des images du champ, situés en zone accessible. Avantageusement, les moyens de prise d'images comportent, dans la zone hostile, des moyens de déflexion aptes à défléchir successivement chaque point du champ à observer, ainsi que des moyens de focalisation aptes à focaliser chacun de ces points, défléchis par les moyens de déflexion, sur la face d'entrée de la fibre optique de transmission.
Selon l'invention, les moyens de déflexion comportent au moins un premier et un second miroirs pour défléchir chaque image, respectivement, selon l'axe X et selon l'axe Y. Ces miroirs sont mobiles, actionnés chacun par un système galvanométrique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de prise d'images comportent au moins un détecteur de position associé à chaque miroir pour contrôler la position et la mobilité de ce miroir.
Les détecteurs de position associés à chaque miroir peuvent être reliés à leur miroir respectif par au moins une fibre optique ; dans ce cas, les détecteurs sont alors disposés dans la zone accessible.
Selon l'invention, les moyens de focalisation comportent au moins une lentille convergente, apte à diriger l'image défléchie en X et en Y, vers la face d'entrée de la fibre optique de transmission.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les fibres optiques sont des fibres à coeur de silice pouvant supporter une dose de rayonnement supérieure à 10-" Gy.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif peut comporter une pluralité de fibres optiques dont les faces d'entrées sont voisines les unes des autres dans le plan de l'image et filtrées en longueur d'onde à leurs sorties pour assurer une reconstitution d'une image couleur du champ à observer. Brève description des dessins
La figure unique représente schématiquement le mode de réalisation préféré du dispositif de visualisation sous rayonnement nucléaire intense, conforme à l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation
On a représenté, sur la figure, un dispositif pour visualiser à distance un champ 1 situé dans une zone hostile H soumise à un fort rayonnement nucléaire. Selon l'invention, le champ 1 à observer peut être visualisé depuis la zone accessible A, c'est-à-dire la zone qui n'est pas soumise au rayonnement nucléaire.
L'invention consiste en un dispositif comportant des moyens de prise d'images qui sont aptes à effectuer un balayage du champ 1 à observer pour former successivement l'image de chaque point du champ 1 sur la face d'entrée d'une fibre optique 3. Cette fibre optique 3 transporte chacune de ces images depuis la zone hostile H où les images ont été formées jusqu'à la zone accessible A où ces images seront traitées. Des moyens de déflexion permettent donc de projeter successivement les points du champ 1 à observer sur la face d'entrée de la fibre optique 3. Par synchronisation de deux miroirs 9 et 5 en X et Y, dont l'un effectue un balayage rapide et l'autre un balayage lent, on obtient un balayage de type vidéo. La modulation de la lumière, sortant de la fibre dans la zone accessible, est donc directement transposable en un signal vidéo qui peut être synchronisé avec la fréquence d'oscillation des miroirs et l'information fournie par des détecteurs (12 et 8) de position des miroirs.
De façon plus précise, les moyens de prise d'images comportent, dans la zone hostile H, des miroirs de deflexion 5 et 9. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure, les miroirs de déflexion sont au nombre de deux :
- le miroir 5 qui défléchit les images du champ 1 selon l'axe Y ; et
- le miroir 9 qui défléchit les images du champ 1 selon l'axe X.
Ces miroirs 5 et 9 sont constitués d'une plaque de métal poli ou d'une plaque de verre recouverte d'un dépôt métallique réfléchissant. De tels miroirs ne présentent donc pas de sensibilité particulière au rayonnement et peuvent, de ce fait, être utilisés sans risque en zone hostile H. Chacun de ces miroirs 5 et 9 est associé à un oscillateur galvanométrique, respectivement 7 et 11, par l'intermédiaire d'une tige de support, respectivement 6 et 10.
Chaque oscillateur galvanométrique 7 ou 11 comporte un bobinage, un aimant permanent et un fer doux de fermeture des lignes de champs, ces éléments n'étant pas montrés sur la figure par mesure de simplification de cette figure. Ils sont, en outre, décrits dans les notices commerciales intitulées "M3 Séries Optical Scanner with Driver" et "Moving Magnet Optical Galvanometer Scanners, A New Génération" de GENERAL SCANNING INC.
Les oscillateurs galvanométriques 7 et 11 permettent donc de faire subir des rotations aux tiges de support 6 et 10 qui ont chacune une extrémité fixée dans lesdits oscillateurs galvanométriques 7 et 11 et une autre extrémité fixée sur les miroirs 5 et 7. Ces miroirs 5 et 7 sont ainsi actionnés par les oscillateurs galvanométriques, respectivement, 7 et 11.
La mobilité du miroir 5 dans le sens de la flèche représentée autour de la tige 6 permet donc une déflexion dans la direction Y des images du champ 1 captées par ledit miroir 5.
Parallèlement, la mobilité du miroir 9, dans le sens de la flèche représentée autour de la tige 10, permet donc une déflexion dans la direction X des images défléchies en Y par le miroir 5 et captées par ledit miroir 9.
Des traits pointillés fléchés ont été représentés sur la figure pour indiquer la trajectoire des signaux lumineux représentatifs des images du champ
I vers le miroir 5, puis vers le miroir 9 et enfin vers la face d'entrée 3a de la fibre optique 3.
Les oscillateurs galvanométriques ne comportant que des pièces mécaniques ou des pièces conductrices d'électricité (à savoir le bobinage), ils ne présentent pas de susceptibilité particulière au rayonnement nucléaire. Cependant, afin de s'assurer que les bobines gardent, malgré le temps et le rayonnement, toutes leurs propriétés, on utilisera de préférence, comme isolant d'enrobage des bobines, et surtout comme noyaux de support des fils du bobinage, des matériaux inorganiques tels que le silice et l'alumine. On peut toutefois, choisir un fil de bobinage enrobé d'une résine organique ; dans ce cas, on utilise une bobine à spires non jointives permettant de pallier à une détérioration éventuelle des propriétés d'isolement du matériau d'enrobage.
De tels oscillateurs galvanométriques 7 et
II peuvent donc être placés sans risque en zone hostile H. Les moyens de prise d'images comportent, en outre, des détecteurs de position 8 et 12 associés, respectivement, aux miroirs 5 et 9. Ces détecteurs de position 8 et 12 permettent de contrôler, de façon précise, les mouvements des miroirs 5 et 9 et, plus précisément, la position de chaque miroir à chaque oscillation, ainsi que la fréquence de balayage de ces miroirs. Un contrôle de la fréquence de balayage est, en effet, nécessaire puisqu'elle peut varier en fonction des variations de température pouvant avoir lieu dans la zone hostile H.
De façon plus précise, pour la synchronisation des miroirs et pour la précision de localisation des points du champ objet, il est important d'avoir une référence de position du miroir. Pour ce faire, on utilise une source de lumière et un détecteur conçus de façon qu'il n'existe qu'une seule position du miroir pour laquelle la lumière issue de la source soit réfléchie vers le détecteur. Le signal reçu correspondant donne une information temporelle de la position du miroir. Par exemple, si la fréquence d'oscillation du miroir varie avec la température, le temps entre deux signaux varie. On peut alors effectuer une correction électronique pour restabiliser la fréquence à sa valeur initiale.
Selon un mode de réalisation de l'invention, non représenté sur la figure, les détecteurs de position 8 et 12 sont de type optique. Ils comportent chacun une diode électroluminescente, un récepteur (par exemple une diode PIN) et un système de commande. Certains types de diodes électroluminescentes et de récepteurs et leur commande électronique associée peuvent ainsi avoir une bonne tenue au rayonnement. Ils peuvent en effet supporter une dose de rayonnement d'environ 10^ Gy et donc être placés en zone hostile H. Selon une variante de l'invention, le dispositif de visualisation peut comporter de plus des moyens d'éclairage situés en zone accessible A. Selon un premier mode de réalisation de cette variante, la lumière est introduite par la face de sortie de la fibre optique 3 utilisée pour le transport d'image qui l'envoie dans la zone hostile H. Cette solution est élégante et de fonctionnement simple ; cependant, elle peut imposer d'importantes contraintes au niveau de la lumière parasite.
Selon un second mode de réalisation de cette variante, deux ensembles identiques et synchronisés sont utilisés ; l'un d'eux assure l'éclairage du champ à observer, tandis que l'autre, permet l'observation du champ ainsi éclairé. Dans ce dernier mode de réalisation, des miroirs supplémentaires sont disposés en zone hostile H pour diriger les faisceaux lumineux émis par les systèmes d'éclairage pour illuminer le champ à observer.
Conformément à l'invention, les moyens de prise d'images comportent un système de focalisation 13 permettant de focaliser les signaux lumineux captés par le miroir 9 (et qui correspondent à des images défléchies en X et en Y) sur la face d'entrée 3a de la fibre optique 3.
Selon le mode de réalisation montré sur la figure, le système de focalisation 13 consiste en une lentille convergente réalisée en silice et présentant une assez bonne tenue au rayonnement nucléaire.
Selon un autre mode de réalisation, le système de focalisation 13 consiste en un doublet corrigé des aberrations chromatiques longitudinales. De toute façon, le verre de la lentille pouvant être de très faible épaisseur, l'éventuelle influence du rayonnement sur le comportement de la lentille 13 ne pourrait être que négligeable puisque les effets d'un jaunissement du verre sur les images traversant la lentille 13, correspondent à une faible épaisseur traversée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de focalisation 13 peut être monté sur une mécanique de support qui assure à ce système de focalisation une certaine mobilité grâce à laquelle une mise au point du système peut être faite. La partie mobile de la mécanique de support est commandée par un moteur qui peut être soit fixé sur cette mécanique, soit disposé en zone accessible A et relié à la mécanique de support par un système flexible résistant au rayonnement.
Suite au balayage du champ 1 à observer, effectué ligne par ligne par les miroirs 5 et 9, on obtient, en sortie des moyens 13 de focalisation, un signal temporel modulé représentatif de l'image de ce champ 1. C'est ce signal temporel modulé qui est transporté depuis les moyens 13 de focalisation vers la zone accessible A par l'intermédiaire de la fibre optique 3.
Selon un mode de réalisation de l'invention, on utilise plusieurs fibres optiques, de même type que la fibre optique 3 et associées à cette fibre optique 3 dans le plan image du système de focalisation 13 pour permettre une vision trichromatique du champ 1 à observer.
Selon l'invention, des moyens 15 de traitement d'images sont placés en zone accessible A, à l'extrémité de la (ou des) fibre (s) optique (s) 3. Ces moyens 15 de traitement assurent l'acquisition des signaux temporels modulés transmis par la (ou les) fibre (s) optique (s) 3, puis leurs traitements pour les transformer sous forme d'images.
Etant disposés en zone accessible A, ces moyens 15 de traitement peuvent comporter des éléments classiques ayant une tenue au rayonnement nucléaire tout à fait ordinaire. Ces éléments sont donc, avantageusement, des éléments électroniques ou optoélectroniques tels que ceux trouvés dans le commerce.
De façon plus précise, les moyens 15 de traitement comportent un détecteur 15a rapide et de grande sensibilité. Ce détecteur 15a peut être une photodiode ou bien un photomultiplicateur tel que 1OPT08 ® commercialisé par la Société HAMAMATSU.
Ces moyens 15 de traitements comportent, en outre, un mélangeur apte à homogénéiser la répartition des photons sur le détecteur 15a.
En zone accessible A, se trouvent également les moyens permettant de commander les éléments mobiles situés en zone hostile H. Ces moyens de commande comprennent les détecteurs de position 8 et 12 décrits précédemment lorsque ceux-ci sont reliés aux miroirs 5 et 7 par des fibres optiques 8a et 12a. Ils comprennent en outre un système de commande de la mise au point du système de focalisation 13, dans le mode de réalisation où ce système de focalisation est mobile.
On va décrire maintenant, un exemple d'application du dispositif de l'invention. Dans cet exemple, la fibre optique 3 de transmission de l'information image est une fibre optique de 50 μm de diamètre de coeur. Le système de focalisation 13 est une lentille ayant une focale de 50 mm, ce qui permet d'obtenir, dans l'espace champ, une résolution de 1 mm à 1 m. Un balayage permettant d'obtenir environ 720 points par ligne correspond à une qualité équivalente, sinon meilleure que celle de l'image provenant d'une caméra CCD. On peut remarquer, que ce balayage correspond à un angle de champ de +_ 20° et à la grande dimension d'une prise de vue en format 24 x 36 mm
(format classique en photographie) avec un objectif de
50 mm de focale. Le champ objet correspondant à un mètre, fait 720 mm dans sa dimension correspondant aux lignes. Ce balayage ligne, qui est le plus rapide, donc le plus difficile à réaliser (par rapport au balayage colonne), est effectué au moyen d'un miroir galvanométrique (référence 9 sur la figure) synchrone, fonctionnant à 5 kHz pour un angle de déviation de + 30°. La variation sinusoïdale de la vitesse de rotation de ce miroir dans le champ à observer de +_ 20° entraîne une variation de luminosité du signal de 50 % entre le centre et le bord de l'image. Cette variation de luminosité peut être compensée par des moyens électroniques et, en particulier, en jouant sur la tension de polarisation du détecteur.
Les signaux lumineux correspondant aux images du champ 1 défléchies en Y et en X par les miroirs respectifs 5 et 9 sont donc focalisés par la lentille 13 sur l'entrée 3a de la fibre optique 3 dont le rôle est de transporter ces signaux lumineux de la zone hostile H vers les moyens de traitements 15 situés en zone accessible A. Ainsi, seuls ces éléments situés en zone hostile H doivent être choisis de façon à avoir une bonne tenue au rayonnement. En particulier, les fibres optiques 3, 8a et 12a sont choisies parmi des types de fibres optiques pouvant supporter une dose de rayonnement d'au moins 106 Gy. Tous les éléments situés en zone accessible A sont, au contraire, tout à fait classiques. Un tel dispositif ne nécessite donc pas une maintenance importante, en particulier pour les équipements situés en zone hostile. Cette conception permet des coûts de maintenance fortement réduits, ce qui entraîne des coûts globaux d'exploitation particulièrement avantageux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de visualisation pour observer un champ (1), situé à l'intérieur d'une zone hostile (H) soumise à un fort rayonnement nucléaire, depuis une zone accessible (A) protégée de ce rayonnement, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens (5-9-13) de prise d'images aptes à former, en zone hostile, des images successives d'une pluralité de points du champ à observer ; au moins une fibre optique (3) de transmission ayant une face d'entrée (3a) en zone hostile, et une face de sortie (3b) en zone accessible et qui assure le transport de l'image de chaque point du champ (1) depuis la zone hostile jusqu'à la zone accessible ; et
- des moyens de traitement (15) des images du champ, situés en zone accessible.
2. Dispositif de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images comportent, dans la zone hostile, des moyens de déflexion (5-7, 9-11) aptes à défléchir successivement chaque point du champ à observer, ainsi que des moyens de focalisation (13) aptes à focaliser chacun de ces points défléchis par les moyens de déflexion sur la face d'entrée de la fibre optique de transmission.
3. Dispositif de visualisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de déflexion comportent au moins un premier et un second miroirs (9, 5) pour défléchir chaque image, respectivement, selon l'axe X et selon l'axe Y.
4. Dispositif de visualisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les miroirs sont mobiles, actionnés chacun par un système galvanométrique (11, 7) .
5. Dispositif de visualisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images comportent au moins un détecteur de position (12, 8) associé à chaque miroir pour contrôler la position et la mobilité de ce miroir.
6. Dispositif de visualisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque détecteur de position est relié à un miroir par au moins une fibre optique (12a, 8a), ledit détecteur étant alors disposé dans la zone accessible.
7. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens de focalisation comportent au moins une lentille convergente apte à diriger l'image défléchie en X et en Y vers la face d'entrée de la fibre optique de transmission.
8. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fibres optiques sont des fibres à coeur de silice pouvant supporter une dose de rayonnement supérieure à 10° Gy.
9. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de fibres optiques ayant des faces d'entrée voisines, et des sorties filtrées en longueur d'onde pour assurer une reconstitution d'une image en couleur du champ à observer.
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