Brevet FR2213490A1 — publié le 19740802

La présente invention a pour objet une tête photoélectrique à réflexion. Les têtes photoélectriques à réflexion comprennent une source lumineuse, lampe ou diode électroluminescente, et un élément pirtosensible vers lequel est dirigé, après réflexion par un réfledteur extérieur, le faisceau émis par la source lumineuse, ou plus exactement une fraction. de ce faisceau. Ces têtes photoélectriques à réflexion ont toutes à résoudre le même problème, celui de la séparation du faisceau lumineux incident émis par la source et du faisceau réfléchi par le réflecteur. L'un des dispositifs les plus couramment utilisés est représenté schématiquement sur la figure 1 du dessin joint. Ce dispositif comporte quatre éléments essentiels : une source lumineuse 2, une lentille i, un miroir semi-transparent 4 et un élément photosensible 3. Le miroir semi-transparent 4, placé entre la source 2 et lq lentille 5, laisse passer la moitié de la quantité de lumière émise par la source 2. Au retour, le faisceau réfléchi dirige la moitié de son énergie spr ltélément photosensible 3. Ce dispositif présente de nombreux inconvénients. Certains de ces inconvénients sont relatifs à la cons citation du dispositif. Ainsi, le miroir semi-transparent 4 est un élément coûteux. Le positionnement mécanique précis de la source > , de la lentille 3, du miroir 4 et de l'élément photosensible 5 est assez difficile à réaliser. Les distances entre le centre 6 du miroir 4 et la source lumineuse 2 d'une part et l'élément photosensible 5 d'autre part, doivent être égales, d'où un encombrement important dans la direction perpendiculaire à l'axe 7 de la lentille 3. Les autres inconvénients de ce dispositif sont relatifs à son fonctionnement. En premier lieu, son rendement est faible, nettement inférieur à 23%. i a et b eont, exprimées en pourcentage du faisceau émis, les pertes lumineuses respectives à la traversée du miroir semi-transparent 4 et à la traversée de la lentille > , la lumière émise ayant traversée le miroir 4 représente (50 -a) de de la totalité de la lumière émise par la source 2 et la lumière émise ayant traversé la lentille 3 en représente (50-a-b) 5U. Si l'on suppose que le réflecteur renvoie la totalité de la lumière, le faisceau réfléchi ayant traversé la lentille 3 représente (50 - a-2b) /C, et le faisceau dirigé vers l'élément photosensible 5 par le miroir semi-transparente 4 ne représente plus que (25 - a/2 - b) % de la totalité de la lumière émise. En outre, l'immunité aux lumières parasites n'est pas très bonne. En effet, le fond du tDtier réfléchit en direction du miroir 4 une partie de la lumière émise par la source 2, et environ la moitié de cette lumière arrive sur l'élément sensible 5. De même, la face postérieure de la lentille 3 réfléchit une partie de la lumière émise par la source 2, et environ la moitié de cette lumière arrive sur l'élément sensible 5. De plus, une certaine quantité de lumière, provenant directement de la source 2, peut aveugler l'élément sensible 5. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients. Elle concerne une texte photoéllctrique à réflexion du type de celles comportant, comme organe séparateur un miroir qui, placé entre une source lumineuse et-une lentille convergente dont cette source lumineuse occupe l'un des foyers, dirige vers un élément photosensible un faisceau lumineux émis par la source et réfléchi par un réflecteur extérieur. Selon l'invention, le miroir placé entre la source lumineuse et la lentille est un miroir à réflexion totale dont 1' un des bords est rectiligne et effleure l'axe de la lentille, le point où le miroir effleure cet axe étant situé à égale distance de la source lumineuse et de l'élément photosensible. Cette tête possède un meilleur rendement puisque le faisceau incident ne traverse plus le miroir. De plus, le miroir semi-transparent est remplacé par un miroir à réflexion totale et de plus petites dimensions, donc bon marché. Suivant une forme préférée d'exécution, le bord rectiligne du miroir effleurant l'axe de la lentille est biseauté de façon que le miroir effleure l'axe de la lentille sur toute son épaisseur. En effet, il est souhaitable que le miroir atteigne l'axe, mais ne le dépasse pas. Dans les réalisations antérieures, le miroir semitransparent est incliné à 45 degrés sur l'axe de la lentille, pour obtenir le meilleur rendement. Avec la tête selon l'invention, au contraire, l'inclinaison du miroir sur l'axe peut être choisie plus faible. Une bonne inclinaison est celle où les rayons réfléchis par le miroir subissent une déviation de l'ordre de +) degrés, ce qui conduit à donner à la normale au miroir une inclinaison de l'ordre de 2 degrés par rapport à l'axe de la lentille. Le miroir travaillant ainsi avec des rayons assez voisins de sa normale, son coefvicient de réflexion est meilleur. En outre, l'encombrement perpendiculairement à l'axe de la lentille est très réduit. Suivant une forme d'exécution particulière, la source lumineuse, la lentille, l'élément photosensible et le miroir sont montés sur une seule pièce moulée. Cette réalisation facilite le positionnement mécanique précis des divers éléments. Il faut aussi noter que l'immunité aux lumières parasites est meilleure. S'il n'est pas possible de supprimer la réflexion parasite de la lumière sur la face antérieure de -la lentille, mais seulement de la réduire à une forme ponctuelle en revanche les positions relatives des divers éléments et 1' opacité du miroir permettent la suppression de la réflexion parasite sur le fond du boîtier, et de l'aveuglement de 1' élément sensible par la lumière- provenant directement de la source; ce qui représente un important progres. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette tête photoélectrique à réflexion. Figure 2 est un schéma de principe d'une tête photoélec triaue à réflexion selon l'invention Figure 3 en est une vue en coupe longitudinale, à échelle agrandie, montrant les détails de réalisation. De façon connue cette tête photo électrique à réflexion comprend une source lumineuse 2, une lentille conve-rgente 3, un miroir 4 et un élément photosensible 3. La source lumineuse 2, lampe ou-diode électroluminescente, est située sur l'axe 7 de la lentille , et occupe l'un de ses foyers. Selon l'invention, le miroir 4 est un simple miroir, opaque aux rayons lumineux- provenant de la source 2, et xéfléchissant la totalité des rayons provenant de la lentille 3. L'un des bords de ce miroir 4 est rectiligne, et effleure l'axe 7 de la lentille 3 ; le point 6 où le miroir 4 ef fleure l'axe 7 est situé à égale distance de la source lumineuse 2 et de l'élément photosensible 5 de sorte que les rayons réflé chis par ce miroir 4 convergent vers l'élément photosensible 2. Le bord rectiligne du miroir 4 est biseauté pour atteindre l'axe 7~sans le dépasser. L'angle N de la normale au miroir 4 avec l'axe 7 est, dans l'exemple représenté, égal à 22,5 degrés. Un axe 8 joignant le point 6 à l'élément photosensible 5 fait, avec l'axe 2t un angle 2t , soit ici 45 degrés. Comme montré à la figure 3,-la source lumineuse 2, la lentille 3, le miroir 4 et l'élément photosensible 5 sont montés sur une seule pièce moulée 9. Le miroir 4 est introduit dans une fente 11, tandis que la lampe 2 et l'élément sensible 5 sont fixés par l'intermédiaire de manchons 12 et 13. La pièce moulée 9 est par exemple réalisée en matière plastique armée de teinte noire. Les rayons lumineux 14 émis par la source 2 en direction de la lentille 3 sont, en ce qui concerne la moitié entre eux, arrêtés par le miroir 4. Le faisceau émis qui-traverse la lentille 2 est pratiquement réfléchi en totalité par le réflecteur extérieur. La moitié des rayons réfléchis f ayant traversé la lentille 3 sont renvoyés par le miroir 4 vers l'élément photosensible 5. Le faisceau émis étant, par deux fois, divisé par deux, le rendement du dispositif est d'environ 25-%. Des pertes se produisent au passage de la lentille 3, mais les pertes se produisant dans lessdispositifs connus au passage du miroir semi-transparent sont supprimées ; il en résulte une amélioration sensible du rendement. Il est à remarquer que le réflecteur extérieur, non représenté, rEnvoie les rayons 14, ayant traversé une moitié seulement de la lentille 3, sur toute l'étendue de cette lentille 3. Ce résultat est obtenu par la légère divergence du faisceau émis qui,renvoyé par un réflecteur du type miroir plan, revient frapper la totalité de la surface de la lentille 3. Le même résultat est obtenu avec un réflecteur en "nid d'abeilleS". Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette tête photoélectrique à réflexion décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - RV2i > ICTI0NS * IC iiDIOSTS 1. - Tête photoélectrique à réflexion du type de celles comportant, comme organe séparateur, un miroir qui, placé entre une source lumineuse et une lentille convergente dont cette source lumineuse occupe l'un des foyers, dirige vers un élément photosensible un faisceau lumineux émis par la source et réfléchi par un réflecteur extérieur, le miroir placé entre la source lumineuse et la lentille étant un miroir à réflexion dont l'un des bords est rectiligne et effleure l'axe de la lentille en un point situé à égale distance de la source lumineuse et de l'lément photosensible, caractérisée en ce que, d'une part, la normale au miroir possède une inclinaison de l'ordre de ct,5 par rapport à l'axe de la lentille et, d'autre pert, la source lumineuse, ld lentille, l'élément photosensible et le miroir sont montés sur une seule pièce mobile. - - Tête photodectrique à rélfexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord rectiligne du miroir effleurant l'axe de la lentille est biseauté de façon que le miroir effleure l'axe de la lentille sur toute son épaisseur.