Brevet FR2241831A1 — publié le 19750321

La présente invention concerne un montage permettant d'obtenir des signaux à partir de photodiQdes. L'lnvention a pour but d'obtenir des courants de signal ou des signaux numériques représentant ces courants qui, en particulier en vue de leur utilisation comme signaux d'analyse de caractères, sont libérés d'influences telles que des différences entre les rendements électroniques des diodes, des différences entre les surfaces réceptrices de lumière, une inhomogénéité de l'éclairement ainsi que des irrégularités de rythme dans le cas d'un fonctionnement rythmé. Ce problème se pose, par exemple, lors du fonctionnement d'une rangée de photodiodesà exploration séquentielle, en particulier dans un mode de fonctionnement connu, dans lequel les photodiodes individuelles de la rangée de photodiodes sont chargées successivement, au moyen d'un registre à décalage incorporé, à un potentiel déterminé, dans lequel, lors- qutellessont frappées par de la lumière, les diodes individuelles sont déchargées en fonction de la quantité de lumière reçue et dans lequel, sur un conducteur connecté à toutes les diodes, lors de l'opération de charge suivante, apparaissent des impulsions de courant dont la grandeur est proportionnelle à la quantité de lumière reçue pendant la période intermédiaire. Suivant l'invention, un montage permettant d'obtenir des signaux à partir de photodiodes est caractérisé par un premier circuit, au moyen duquel le courant de chaque photodiode est réduit de la valeur ajustée à l'avance du courant d'-obscurité de la photodiode et par un second circuit, au moyen duquel le courant ainsi obtenu est modifié proportionnellement à des facteurs qui exercent une influence sur le courant photoélectrique de la photodiode. En particulier, il est prévu que le premier circuit-comporte une (première) mémoire numérique dans laquelle sont stockées des valeurs de courant d'obscurité, un convertisseur numérique-analogique et un amplificateur de sommation. I1 est, en outre, prévu, que le second circuit comporte deux étages, dont le premier met en oeuvre des facteurs sensiblement constants dans le temps et l'autre des facteurs variables avec le temps. Cette disposition est réalisée sous la forme suivante : le second circuit comprend une(seconde) mémoire numérique, dans laquelle sont stockés des facteurs et un convertisseur numérique-analogique auquel le courant de sortie du premier circuit est appliqué en tant que courant de référence, tandis que le courant de sortie du convertisseur numérique-analogique est transmis à un autre convertisseur numérique-analogique en tant que courant de référence ou à un multiplieur analogique, à une sortie duquel sont recueillis des courants de signal. On peut prévoir de connecter un convertisseur analogiquenumérique à la sortie des courants de signal. Pour extraire les contenus des mémoires numériques utilisées, il est alors, en outre, prévu de connecter la sortie du convertisseur analogique-numérique recueillant les courants de signal à la première mémoire numérique en vue de l'introduction de valeurs de courant d'obscurité et > enoutre, de connecter la sortie du convertisseur analogiquenumérique recueillant les courants de signal à un comparateur qui est, par ailleurs} relié à un indicateur de valeur de consigne en vue de l'introduction d'une valeur de consigne de courant photo-électrique et qui est connecté par sa sortie à la seconde mémoire numérique en vue de l'introduction de facteurs. Lorsqu'on utilise le montage suivant l'invention conjointement à une rangée de photodiodes à registre à décalage d'exploration, il est prévu de connecter un rythmeur contrôlant le rythme de fonctionnement du registre à décalage également aux mémoires numériques en tant que rythmeur d'extraction etc'ou de stockage. Si le montage suivant l'invention est utilisé conjointement à un dispositif d'analyse photo-électrique d'un support d'enregistrement mobile, il peut être prévu de relier le multiplieur analogique à un appareil mesurant la vitesse de défilement du support d'enregistrement. Dans un tel dispositif, on peut également prévoir des moyens d'introduction automatique répétée de valeurs dans les mémoires numériques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure unique est un schéma symbolique du montage suivant l'invention représenté conjointement à un dispositif de lecture de document indiqué schématiquement. Sur le dessin, on voit en 1 une rangée de photodiodes du type indiqué dans le préambule à registre à décalage d'exploration incorporé. Dans une telle rangée de photodiodes, les photodiodes individuelles sont successivement chargées au moyen d'un registre à décalage incorporé, à un potentiel déterminé. Lorsquedelalumière vient les frapper, les photodiodes individuelles se déchargent en fonction de la quantité de lumière reçue. Sur un conducteur connecté à toutes les photodiodes, apparaissent, lors de l'opération de charge suivante, des impulsions de courant dont îa grandeur est proportionnelle à la quantité de lumière incidente pendant la période intermédiaire. Ces impulsions sont intégrées dans un intégrateur 2, sur un temps égal à la durée d'exploration de chaque photodiode, en un courant ID. Ce courant peut s'exprimer comme suit ID = k . IL + Io+1 (1) L O où ID est le courant de la diode considérée, disponible a ses bornes; IL, la perte de charge produite exclusivement par l'éclairagé; le le courant dtobscurité qui résulté de défauts du cristal et qui est fonction de la température, et k, un facteur qui fausse le courant IL en particulier en raison des influences suivantes a) différences entre les rendements électroniques des diodes individuelles; b) différence entre les surfaces réceptrices de lumière; c) inhomogénéité de l'éclairement; d) différences dans le temps d'intégration dues au rythme d'exploration non rigoureusement constant. Pour l'exploitation des signaux > seul le courant photoélectrique est intéressant. D'après ce qui précède, ce courant est ID - IO IL = ID Io (2) L k où lo et k peuvent avoir une valeur différente pour chaque diode, tandis qu'en outre le temps d'intégration peut varier constamment en fonction de la vitesse d'exploration. Laformuede calcul est, en conséquence, modifiée comme suit IL D ~ kD kv (3) où kV est le facteur déterminé par la variation de vitesse; kD tient compte de toutes les autres influences mentionnées ci-dessus. Pour former IL, les circuits suivants sont prévus. Dans une mémoire numérique 3 sont stockées toutes les valeurs de courant d'obscurité des photodiodes, valeurs qui correspondent chacune à l'une des photodiodes de la rangée de photodiodes 1 tandis que, dans une mémoire numérique 4, sont stockées les valeurs de l/kD appartenant aux photodiodes individuelles, de sorte qu'au cours de l'exploration des photodiodes, les valeurs appartenant à chacune d'elles sont'extraites simultanément des mémoires numériques 3 et 4. Un rythmeur 5, qui détermine le rythme d'exploration T de la rangée de photodiodes 1 (rythme de décalage de la chaîne de décalage), est en outre connecté, en vue de ces extractions synchrones, aux circuits de lecture des mémoires numériques 3 et 4. Les valeurs de 10 extraites sont transmises à uh convertisseur numérique-analog-ique 6 et appliquées, à la sortie de celui-ci, sous la forme analogique - 1o à un amplificateur de-sommation 7 auquel, par ailleurs, est appliqué le courant ID de l'intégrateur 2. A la sortie de l'amplificateur de sommation 7 apparatt le courant ID-Io. Ce courant est transmis en tant que courant de référence à un convertisseur numérique-analogique 8 qui reçoit les valeurs de l/kD de la mémoire numérique 4. Le courant de sortie d'un convertisseur numérique/ analogique à m bits, dont le fonctionnement est basé sur le principe des courants commutés et pondérés,a pour valeur m 1ref n' n = l où A1 à A représentent les entrées numériques de poids croissant. m Iréf est le courant de référence qui est constant lors du fonctionnement normal d'un convertisseur numérique-analogique. Si l'on remplace Iréf par la différence ID - 10 et si le mot numérique appliqué et l/kD , alors le courant de sortie est égal à (ID - IO) l/kD Dans un autre étage 9, ce courant est converti par multiplication par 1/kV en un courant IL conforme à l'équation (3), courant qui constitue le courant de signal désiré Si 1/kV se présente sous la forme d'une valeur numérique, l'étage 9 est alors un autre convertisseur numériqueanalogique qui traite les valeurs de 1/kV suivant le même principe que le convertisseur numérique-analogique 8 et dont le courant de sortie est alors le courant IL recherché. Si l/kV se présente sous la forme d'une valeur analogique, alors l'étage 9 est un multiplieur analogique, qui effectue une multiplication par cette valeur. Ie courant de signal IL peut être exploité tel que ou bien > comme représenté sur la figure, il peut astre converti sous la forme numérique par un convertisseur analogique-numérique 10 et être recueilli a une sortie de signal A. La sortie du convertisseur analogique-numérique 10 est, en outre, connectée à une mémoire numérique 3 pour permettre un stockage des valeurs de sortie du convertisseur analogique-numérique 10 dans cette mémoire numérique 3. Il est ainsi possible d'introduire automatiquement les valeurs de 10 nécessaires dans la mémoire numérique 3. L'équation ID = kD kV It IL peut être transformée en IO = ID - kD . kV . IL (5) et D'après l'équation (5), lo peut etre obtenu si IL = ce qui est le cas en l'absence d'éclairage. Si > en outre, par exemple en la séparant de la mémoire numérique 3, la sortie du convertisseur numérique analogique 6 est rendue égale à zéro et si les étages 8 et 9 sont mis à "1", alors la valeur ID = IO apparaît à la sortir du convertisseur analogiquenumérique 10 et peut être introduite, successivement pour chacune des diodes de la rangée de photodiodes 1 dans la mémoire 3. D'après l'équation (6b kD peut etre obtenu si lfon adopte pour IL une valeur de consigne et pour kV, la valeur moyenne de la gamme de valeurs prévue. L'ensemble de la rangée de photodiodes 1 doit être éclairé uniformément pendant cette opération. Si les cycles d'exploration de la rangée de photodiodes 1 sont alors déclenchés, la valeur-de l/kD peut être obtenue-bit par bit d'après le principe des approximations successives et être introduite dans la mémoire 4. A cet effet, il est encore prévu un comparateur ll qui compare la valeur obtenue chaque fois avec la valeur de consigne de IL affichée dans un indicateur de valeur de consigne 12. Lors du premier pas, un bit de plus grand poids de valeur 1 doit être extrait de la mémoire 4 (tous les autres bits = o). S'il s'avère, lors du second pas, que cette valeur était trop grande, ce 1 est effacé. Le second bit est alors rendu égal à 1. Au cours du troisième pas, se produit la-détermination définitive du second bit et le troisième est rendu égal à 1 et ainsi de suite jusqu'au bit de plus petit poids. Lors d'une représentation à m bits de Z/k,, on obtent, après m + 1 pas, la valeur définitive de 1/kD dans la mémoire. A cet effet, m + 1 explorations de toutes les photodiodes doivent être effectuées, tandis que les valeurs relatives à toutes les photodiodes sont obtenues pas à pas. Sur la figure, sont, en outre, représentés schématiquement un dispositif d'avance de document 13 se présentant sous la forme d'un "tambour de lecture" rotatif, sur lequel un document à partir duquel des caracteres doivent être lus automatiquement, est tendu temporairement par aspiration, un dispositif d'éclairage 14 et un système optique 15, qui reproduit une bande des zones de caractères qui défilent, sur la rangée de photodiodes 1. Comme les signaux, provenant de la rangées de photodiodes 1, sont des impulsions de courant, l'intégrateur 2 déjà mentionné-doit être monté devant l'amplificateur de sommation 7. Les valeurs de IL apparaissant à la sortie A sont transmises, dans cette application particulière, à un circuit de quantification et à un circuit d'identification de caractères. Le rythme d'exploration T de la rangée de photodiodes 1 qui est également appliqué aux mémoires numériques 3 et 4,.peut dans cette application, également être utilisé pour les processus de mise en mémoire. I1 peut être fourni, comme l'indique le conducteur de liaison t, par le tambour de lecture rotatif 13 et peut, également, assurer le réglage d'un appareil de mesure 16 mesurant la vitesse de rotation va du tambour de lecture, ledit appareil 16 assurant, de son côté, l'introduction permanente de la valeur de i/kv dans l'étage 9 de multiplication par l/kv Avec une telle disposition, on a la possibilité, au cours du fonctionnement, pendant les pauses entre les lectures de caractère, de renouveler automatiquement la charge prescrite dans les mémoires numériques 3 et 4 des valeurs de 1o et % , respectivement, et de tenir compte ainsi, également, des fluctuations à long terme de ces valeurs dues, par exemple, à des variations de température. En vue d'une obtention renouvelée de la valeur de on peut, par exemple, prévoir sur le tambour de lecture 13, une bande de centrale désignée par 16 uniformément blanche sur toute la hauteur de lecture et d'une largeur correspondant au moins à m colonnes d'exploration. - On remarquera que la valeur de correction de I0, obtenue comme indiqué ci-dessus, comprend également les erreurs d'Offset ven-- tuellement présentes des circuits 8, 9 et 10. 10 doit, dans le cas d'un éclairage faible ou d'une rangée de photodiodes diaphragmEe, 3tre obtenu avant l'obtention de k pour laquelle la valeur de 10 est nécessaire. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Montage permettant d'obtenir des signaux à partir de photodiodes, caractérisé par un premier circuit au moyen duquel le courant de chaque photodiode est réduit de la valeur ajustée à l'avance du courant d'obscurité de la photodiode et par un second circuit au moyen duquel le courant ainsi obtenu est modifié proportionnellement à des facteurs qui exercent une influence sur le courant photo-électrique de la photodiode. 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit comporte une (première) mémoire numérique, dans laquelle sont stockées des valeurs de courant d'obscurite, un convertisseur numérique-analogique et un amplificateur de sommation. 3. Nontage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second circuit comporte deux étages, dont le premier met en oeuvre des facteurs sensiblement constants dans le temps et l'autre des facteurs variables avec le temps. 4. Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second circuit comprend une (seconde) mémoire numérique, dans laquelle sont stockés des facteurs et un convertisseur numérique-analogique, auquel le courant de sortie du premier circuit est appliqué en tant que courant de référence et en ce que le courant de sortie du convertisseur numérique analogique est, à son tour, appliqué à un autre convertisseur numérique analogique en tant que courant de référence ou à un multiplieur analogique à une sortie duquel sont recueillis des courants de signal. 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un convertisseur analogique-numérique est connecté à ladite sortie de courants de signal. 6. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la 8ortie du convertisseur analogique-numérique recueillant les courants de signal est connectée à la première mémoire numérique en vue de l'introduction de valeurs de courant d'obscurité. 7. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie du convertisseur analogique-numérique recueillant les courants de signal est connectée à un comparateur qui par ailleurs, est relié à un indicateur de valeur de consigne en vue de l'introduction d'une valeur de consigne de courant photoélectrique et est connecté, par sa sortie > à la seconde mémoire numérique en vue de l'introduction de facteurs. 8. Montage selon l'une quelconque des revendications 2 et 4, en combinaison avec une rangée de photodiodes à registre à décalage d'exploration, ledit montage-étant caractérisé en ce qu'un rythmeur déterminant le rythme de fonctionnement du registre à décalage est, en même temps, relié aux mémoires numériques en tant que-rythmeur d'extraction et/ou de stockage. 9. Montage selon la revendication 4, en combinaison avec un dispositif d'analyse photo-électrique d'un support d'enregistrement mobile, ledit montage étant caractérisé en ce que le multiplieur analogique est connecté à un appareil mesurant la vitesse de défilement du support d'enregistrement. 10. Montage selon la revendication 9, caractérisé par des moyens d'introduction automatique répétée de valeurs dans les mémoires numériques.