Brevet FR2135512A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne les dispositifs permettant de détecter et de repérer le passage d'un objet lancé, projeté ou en mouvement à travers une surface formant but. Parmi les dispositifs connus de ce genre certains se limitent au comptage ou à la détection d'objets en mouvement mais ne permettent pas de définir le lieu de passage dans la zone de contrôle. D'autres dispositifs du genre en question, utilisés dans des jeux d'adresse, sont constitués d'un écran qui se prête difficilement au contrôle automatique et à distance du lieu de passage de l'objet en mouvement. Lorsque l'écran sert de barrage sur lequel l'objet se fixe par pénétration ou tout autre moyen, un autre objet aboutissant au meme endroit peut être dévié ou rejeté. Lesdits objets peuvent se détériorer sous l'effet des chocs successifs et ne sont pas toujours réutilisables. Dans d'autres dispositifs enfin, le passage-d'un objet est repéré par perforation d'un écran et il s'ensuit que tout autre objet passant au même endroit ne peut hêtre détecté. Les objets utilisés au cours de ces jeux-ou exercices doivent être bien définis dans leurs formes, leurs dimensions, leurs poids et leurs matières, et peuvent présenter des dangers en particulier pour les enfants. Le dispositif suivant l'invention offre l'avantage de se laisser traverser par tout objet utilisé au cours du jeu ou de I' exercice auquel il est associé, sans qu'il y ait contact entre ledit objet et le dispositif. II en résulte qu'ils ne-subissent aucune détérioration et que leur usage en devient illimité. Les résultats obtenus sont indépendants de la forme, du poids et de la matière de l'objet utilisé dans la mesure où les dimensions dudit objet sont en rapport avec certaines caractéristiques du but, ce dont il sera explicitement parlé ci-aprés. Le dispositif dont il est question est particulièrement adapté, mais non limitativement, aux objets ronds tels que balles de jeu et ballons dont l'emploi est pratiquement sans danger, ce qui le met à la portée de tous, y compris des enfants. II permet non seulement de détecter et d'enregistrer automatiquement le point de passage de tout objet dans la surface active du but, mais également de totaliser le nombre de points affectés à la zone traversée et ce, quel que soit le sens du passage; ces points s'ajoutant au total obtenu précédemment. Les moyens de contrôle et d'enregistrement peuvent indifféremment se trouver à proximité du but ou à distance et les résultats être affichés simultanément sur plusieurs postes. D'autre part, différentes commandes de mise en service peuvent être effectuées à distance, et un programme automatique adjoint au dispositif. Enfin, suivant les conditions de l'utilisation, le plan du but peut se trouver indifféremment vertical, horizontal ou incliné. Le dispositif, objet de la présente invention, est constitué d'un récepteur formant le but associé à un ensemble opto-électronique destiné à détecter le passage d'un objet lancé, projeté ou en mouvement, à repérer le point de passage, à totaliser le nombre de passages, et/ou le nombre de points conformément aux règles en vigueur. Des dispositifs annexes permettent de modifier la forme de la surface active du but d'une manière manuelle ou-automatique. Le plan du but est délimité par un cadre, l'intérieur dudit cadre étant vide de toute matière pouvant faire obstacle au passage d'un objet. Ledit cadre, carré ou rectangulaire de préférence, mais non limitativement, supporte sur deux de ses côtés adjacents une série de sources lumineuses disposées régulièrement et produisant chacune un faisceau de lumière à rayons parallèles émis vers l'intérieur du cadre, et ceci de façon telle que tout ou partie du plan du but délimité par le cadre se trouve quadrillé selon un plan régulier par lesdits faisceaux de lumière. Les faisceaux de lumière issus des sources placées sur l'un des côtés du cadre peuvent être dans le même plan que ceux issus de l'autre côté ou au contraire dans des plans différents.Chacun de ces faisceaux lumineux vient frapper le côté du cadre opposé à celui qui supporte la source d'où il est issu, en un endroit où a été placé un élément photoélectrique, photo-résistant ou autre, en tout cas capable de délivrer une grandeur électrique dont la valeur dépend de l'éclairement qu'il subit. L'intervalE séparant deux faisceaux lumineux parallèles est choisi en rapport avec les dimensions de l'objet en usage dans le jeu ou l'exercice auquel le but est destiné, de façon que ledit objet traversant la zone quadrillée par les faisceaux occulte au moins deux des faisceaux perpendiculaires susdits.De la sorte, le lieu de passage de l'objet à travers la surface du but est repéré par le fait que les faisceaux lumineux occultés traduisent les coordonnées dudit lieu de passage dans un système restangulaire, cette traduction étant concrétisée par la variation de la grandeur électrique aux bornes des détecteurs de lumière. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Sur ces dessins: la figure i représente une disposition générale du but; la figure 2 montre une disposition particulière des éléments de contrôle et d'affichage; la figure 3 est un schéma synoptique des circuits électroniques et des moyens de contrôle et d'affichage; la figure 4 donne un schéma des circuits utilisés pour le comptage et l'affichage des points; la figure 5 est un diagramme de phase d'impulsions, donné à titre d'exemple explicatif, relatif à la figure 4; la figure 6 donne à titre non limitatif un schéma des circuits utilisés pour détecter le passage d'un objet dans la zone active; la figure 7 montre un schéma électrique du tableau de con trôle du lieu de passage; la figure 8 illustre une disposition particulière d'utilisation et de contrôle à distance. Selon ce mode de réalisation un cadre 1, en plastique moulé ou en métal profilé et assemblé, supporte les sources lumineuses 2 et les détecteurs optiques 3. Le cadre est complété de plaques 4 dans lesquelles s'ouvrent des orifices 5 formant diaphragmes, de sorte que la lumière produite par les sources 2 est canalisée en faisceaux 6 et 7 à rayons sensiblement parallèles. Ces faisceaux ont seuls une influence sur les détecteurs 3 qui sont préservés de l'action de l'éclairement extérieur. Dans cette disposition le plan médian des faisceaux 6 est confondu avec celui des faisceaux 7, mais il peut en être autrement comme cela à déjà été évoqué. De ce fait une certaine zone, dite zone active, a I'intérieur du cadre 1 est quadrillée par les faisceaux lumineux 6 et 7 qui se coupent en des endroits tels que 8. 11 apparaît clairement que si un objet dont 1a plus petite dimension est au moins égale à l'intervalle entre deux faisceaux parallèles augmentée de l'épaisseur desdits faisceaux, passe dans le champ de la zone active, il s'ensuit une occultation d'au moins deux des faisceaux susdits. Alors deux au moins des détecteurs 3, I'un affecté aux faisceaux ó l'autre aux faisceaux 7, délivreront une impulsion électrique au EGm2nt dU passage de l'objet. Selon une réalisatiòn particulière sui-vant- l'inv-ention, des évidements 9, prévus à l'intérieur du cadre 1 reçoivent- 4es- circuits électroniques et les moyens de contrôle et d'affichage, les- quels comprennent: des circuits de mise en forme 10 des impulsions délivrées par les détecteurs opto-électriques 3; un ensemble logique 11 traitant ces impulsions dont la sortie est connectée à un moyen de signalisation acoustique (sonnette, klaxon ou autre) 12 et/ou optique 13; un circuit électronique comprenant une ou plusieurs décades de comptage 14-; dont l'entrée est connectée à la sortie du circuit 11 précédemment cité et dont les sorties sont reliées à un moyen d' affichage~ numérique et/ou d'enregistrement 15 dans le but de totaliser le nombre de passages de objet dans le but; des circuits électroniques 16 reliés aux sorties des circuits de mise en forme 10, qui ont pour rôle d'affecter un poids différent, d'une manière qui- sera exposée ci-aprés, aux informations issues des détecteurs 3, en fonction de la position respectivePdes- dits détecteurs; des circuits de comptage 17 qui sont connectés à un moyen d' affichage numérique et/ou d'enregistrement 18; qui donnent à-tout instant le nombre de poids accumulés au cours d'une phase de jeu ou d'exercie; un tableau lumineux 19 qui reproduit la géométrie du but, ledit tableau étant constitué de sources lumineuses 20; enfin, un jeud'-iiiterrupteurs 21 mettant en ou hors service les différents émetteursde lumière 2. La réalisation des circuits électroniques utilisés est bien connue dans l'art en question et en conséquence elle ne sera pas décrite dans son détail. Selon un mode non limitatif de réalisation, les circuits de pondération 16 comportent un ensemble de déclencheurs monostables 22 montés en cascade en deux groupes, I'un relatif aux faisceaux 6, l'autre aux faisceaux 7. L'entrée de chaque monostable est reliée, d'une manière exposée ci-aprés, aux circuits de mise en forme 10. Les sorties des circuits monostables de chaque groupe sont reliées à des circuits sommateurs 23 et 24, de sorte qu'à la sortie desdits circuits sommateurs on observe nl,n2-...ou ni impulsions, selon que le faisceau occulté est de rang 1, 2... ou i. Les sorties des deux sommateurs 23 et 24 sont à leur-tour reliées à un circuit somma- teur 25. Dans le cas évoqué où les plans médians des faisceaux sont confondus, il est nécessaire d'intercaler sur l'une des voies d'entrée du circuit 25 un circuit de retard 26. De la sorte, les impulsions 27 et 28 issues des circuits 23 et 24, sont regroupées et imbriquées en un train d'impulsions 29, dont le nombre est mesuré par le compteur à décade 17 et affiché par les moyens 18. Le résultat de cette opération est explicité dans le tableau ci-dessous, donné à titre d'exemple non limitatif, ledit tableau mettant en évidence la pondération de la zone active qui en résulte. II apparaît que le poids affecté à chaque région est égal à- la somme des poids affectés à chacune des voies correspondàntes: c b a b c e c+e b+e a+e b+e c+e d c+d b+d a+d b+d c+d e c+e b+e a+e b+e c+e La largeur d'un faisceau lumineux et l'intervalle entre les axes de deux faisceaux parallèles et successifs sont tels que 1' objet en mouvement utilisé dans le jeu ou l'exercice peut occulter simultanément deux desdits faisceaux. II s'ensuit une indétermination dans l'affectation des poids correspondants aux faisceaux occultés.Les circuits 30 et 31, intercalés entre les circuits de mise en forme 10 et l'ensemble de pondération 16, ont pour rôle de lever cette indétermination. Ces circuits 30 et 31 comportent des portes logiques Oü-NON 32 connectées de façon telle que les signaux de poids identiquessoient regroupés aux entrées convenables des monostables 22.et que l'une quelconque des entrées sus dites reçoivent un signal si, et seulement si, aucun signa ! n'est appliqué simultanément à l'entrée de poids immédiatement supérieur. Dans le cas contraire, seule l'entrée de poids le plus fort perçoit un signal. L'ensemble 11 a pour rôle de signaler le passage d'un objet dans la zone active. II comporte deux portes logiques OU 33 et 34 dont les entrées sont reliées aux circuits 10. Les sorties desdites portes logiques sont connectées aux entrées d'une porte togi- que ET 35, de sorte que la sortie de. cette dernière délivre une impulsion à l'instant de passage d'un objet dans la zone active si, et seulement si, un au moins des faisceaux 6 et un au moins des faisceaux 7 sont occultés. Dans le cas où les dimensions de la zone active ont été modifiées en agissant sur un ou plusieurs des contacts 21., alors Si 1 objet utilisé passe dans une région où un ou plusieurs des faisceaux 6 ou 7 sont supprimés, la porte 35 ne délivre pas dtiwpul- sion et le passage n'est pas pris en compte par 14, ni signalé par 12 et/ou 13. D'autre part le circuit de maintien 36, dont le rôle est de débloquer pendant un temps prédéterminé le compteur 17 lors- que l'objet utilisé passe effectivement dans la zone active, ne rem- plit plus son office: il s'ensuit qu'aucun point ne vient s'ajouter au contenu de 17. Selon un mode de réalisation conforme à l'invention, le tableau 19, comprenant les sources lumineuses 20, est cablé selon des lignes et des colonnes correspondant aux faisceaux 6 et 7, de sorte que chaque source lumineuse matérialise l'un des points de concours 8 desdits faisceaux Des contacts 37 et 38 permettent de relier les sources 20 à un réseau d'alimentation électrique. La fermeture de ces contacts est commandée par les signaux issus des circuits de mise en forme 10 et mis en mémoire dans des circuits de maintien 39 et 40. Le rôle desdits circuits 39 et 40 est d'éviter une signalisation trop fugitive du lieu de passage qui est fidèlement indiqué par la ou les sources illuminées. Selon une variante de réalisation suivant l'invention, les différents circuits électroniques et moyens de contrôle et d'affichage logés dans les évidements 9 du cadre 1 sont doublés dans un boitier 41 par un ensemble similaire de circuits, ledit boitier relié au cadre par un cable 42 et placé par exemple à proximité du ou des joueurs leur permettant un contrôle aisé à distance des résultats du jeu ou de l'exercice. Les circuits et moyens de contrôle et d'affichage peuvent être doublés en totalité ou partiellement. Le dispositif objet de l'invention peut être- uti i isé dans tous les cas où l'on veut repérer la position d'un objet lancé, projeté ou en mouvement à travers une surface définie. Il s'applique tout particulièrement aux exercices de détente, à l'entraînement à des jeux d'adresse et de précision, au perfectionnement des sportifs pratiquant le foot-ball, le tennis, le pingpong etc... REVENDICATIONS 1.- Dispositif formant but permettant de détecter le passage d'un objet lancé, projeté ou en mouvement à travers une surface, caractérisé en ce qu'il comporte un jeu de sources lumineuses quadrillant ladite surface-de faisceaux-de lumière et un jeu de détecteurs de lumière, chacun de ces détecteurs étant--capable de signaler l'occultation du faisceau auquel il est associé, occultation provoquée par: le passage de l'objet dans le champ ainsi quadrillé qui constitue la zone active du but; 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface active du but est délimitée mais non matérialisée: 3.~ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le quadrillage de la-surface au moyen d'un jeu de faisceaux lumineux parallèles dont la direction est perpendiculaire à celle d'un autre jeu de faisceaus parallèles, permet de situer le lieu de passage d'un objet selon un système de coordonnées rectangulaires:: 4. Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que la surface du but peut etre traversée, dans un sens et dans l'autre par un objet, sans perforation et sans détériora- tion du but ni de l'objet; 5. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les dimensions de la zone active et/ou sa position peuvent être modifiées en mettant en service-ou hors service un nombre plus ou moihs- grand de faisceaux lumineux:: 6.- Dispositif selon les revendications 1 et 2.caractérîsé par le fait que l'objet traversant le but peut être une balle de eu, un ballon ou autre objet sans danger pour des enfants; 7.- Dispositif selon 'es revendic3tions 1 et 3, caractérisé par le fait que les détecteurs optiques sent associés à un généra- teur de signal sonore et/ou optique, indiquant immédiatement si I' objet est ou non passé dans ta zone active,- et à un compteur d'impulsions électroniques à affichage, et/ou à enregistrement, totalisant le nombre de passages de l'obiet dans la zone active:: 8.- Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les détecteurs optiques commandent l'illuminatin d'une ou plusieurs sources lumineuses d'un tableau de contrôle, la ou lesdites sources lumineuses reproduisant fidèlement le lieu de passage de l'objet dans la zone active:: 9.- Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait qu'à chaque détecteur optique est associé un circuit électronique délivrant un nombre d'impulsions égal au poids que d' une façon arbitraire on affecte au dit détecteur, de sorte que lors du passage de l'objet dans la zone active, le résultat obtenu est fonction du lieu de passage dans ladite zone active; 10.- Dispositif selon les revendications 1, 3 et 9, caractérisé par le fait qu'à chaque détecteur optique est associé un circuit électronique permettant de ne prendre en compte que le poids le plus élevé lorsque deux faisceaux consécutifs sont occultés si multanément; ; 11.- Dispositif selon les revendications 1, 3, 5, 7, 8 et 9, caractérisé par le fait que les ordres de visualisation des résultats et de modification des dimensions ou de position de la zone active du but sont aisment transmissibles à distance, et en particulier les moyens nécessaires à leur mise en oeuvre peuvent être centralisés à proximité de l'utilisateur.