Brevet FR2273425A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne un dispositif de lecture d'un document comportant une pluralité de photodétecteurs, au moins une source éclairante et des moyens de guidage vers le document du rayonnement lumineux issu de la (des) dite (s) source (s). La transmission dite fac-similé d'un document nécessite au préalable la lecture optique de ce document ; une telle lecture peut être réalisée de différentes façons. On sait que le type le plus ancien et le plus courant de fac-similé utilise un seul détecteur de lumière se déplaçant lentement le long d'une génératrice d'un cylindre en rotation qui supporte le document. De telles machines sont très lentes : temps d'exploration de plusieurs minutes par document et temps mort pour la mise en place.Pour gagner sur le temps de mise en place, on a proposé de faire défiler le document dans le sens de sa longueur, l'exploration dans le sens de la largeur se faisant alors à l'aide d'un ou plusieurs miroirs tournants oa oscillants, comme il est décrit dans la "Western Union Technical Reviev1, 1956, 10, N" 3, pp. 118 à 122. A l'opposé, il existe des dispositifs très rapides utilisant un balayage électronique sur une ligne à l'aide d'un tube à rayons cathodiques, du genre "flying spot" comportant un luminophore ; ce dispositif nécessite soit l'emploi d'un objectif à grande ouverture, soit l'utilisation d'un tube à sortie par fibres optiques, spécialement taillées pour permettre la lecture des documents opaques. Ce sont des dispositifs complexes, encombrants et onéreux qui nécessitent que le document passe dans une chambre noire et qui ne peuvent démarrer instantanément en raison du temps de chauffage de la cathode du tube (30 secondes au minimum). Selon d'autres dispositifs, on utilise un détecteur de petites dimensions associé à une optique de réduction. De tels détecteurs sont constitués par une ligne de photodiodes intégrées; on forme alors l'image du document sur cette ligne au moyen d'un objectif qui doit être corrigé, la distance entre le document et le détecteur étant de quelques dizaines de cm. On peut également utiliser des photodiodes discrètes, chaque photodiode étant associée à plusieurs points du document par un système de visée comportant des diaphragmes et des lentilles mobiles. Un tel dispositif a fait l'objet du brevet français NO 2.155.840 déposé au nom de la demanderesse. De semblables lecteurs nécessitent soit une optique compliquée, soit une mécanique de précision. En outre dans tous ces lecteurs, l'éclairement et par conséquent la radiance du document sont limités. On désigne par le terme éclairement d'une surface, le flux lumineux reçu par unité de surface et par le terme "radiance" d'une surface le flux lumineux émis par unité de surface. La présente invention a pour but de pallier ces divers inconvenients en proposant un dispositif de lecture comportant une pluralité de photodétecteurs, au moins une source éclairante et des moyens de guidage vers le document, du rayonnement lumineux issu, de la (des) dite (s) source (s) ; elle est remarquable en ce que les moyens de guidage sont de forme et dimensions telles qu'ils permettent un éclairement par point sur ledit document et une lecture effectuée par la détection séparée du rayonnement diffusé par chaque point éclairé, des dispositions étant prises en vue d'isoler ledit rayonnement diffusé par ledit point éclairé, des rayonnements diffusés par des points éclairés voisins, l'axe d'un faisceau lumineux issu de la source éclairante et atteignant le point éclairé faisant avec le plan du document un angle i. Les moyens de guidage ont une forme telle qu'ils définissent une surface éclairée S pour chaque point éclairé, égale à la surface correspondante du photodétecteur du rayonnement diffusé depuis la surface éclairée, l'éclairement E' du photodétecteur étant donné par la formule E' = 0,318 x R x S ht formule dans laquelle E'=Eclairement du photodétecteur R = La radiance du document éclairé S = L'aire d'un élément de surface éclairée du document. h = La distance qui sépare le document du détecteur. La demanderesse a observé que la radiance était une fonction croissante de l'angle i et qu'elle variait, en première approximation, comme le sinus dudit angle . Les moyens de guidage pour le rayonnement incident tombant sur chaque point éclairé du document et pour le rayonnement diffusé à partir de ce point, sont constitués par un canal ayant la forme d'un tronc droit demi-pyramidal à bases parallèles et de hauteur h, dont la petite base au contact du document est carrée et de surface S et dont la grande base est de surface S' telle que S' > La La surface de détection est placée dans la sur- face S' de telle manière que l'axe passant par le centre de ladite surface de détection soit confondu avec l'axe passant par le censure de la surface S du document éclairé, la partie restante de la surface S' constituant la fenêtre dientrée du faisceau lumineux incident. La source éclairante peut émettre un faisceau de lumière parallèle ou un faisceau de lumière quelconque, dans les deux cas l'angle Selon la présente invention on a réalisé un dispositif de lecture d'un document remarquable en ce que dans un matériau opaque est disposée une pluralité de canaux selon un arrangement approprié ; ces canaux sont placés de telle sorte que chaque petite base de chaque canal est au contact d'une surface du document à lire qu'elle délimite, tandis que chaque grande base de chaque canal s'ouvre sur un photodétecteur dont l'axe est confondu avec l'axe passant par le centre de la surface du document à lire délimitée par ladite petite base. Les photodétecteurs sont placés sur une première face d'une plaque transparente dont la deuxième face est partiellement opacifiée de telle manière que la partie de surface restante de la grande base ne correspondant pas au photodétecteur, reste transparente et serve de fenêtre d'entrée pour le faisceau d'éclairement. Les photodétecteurs peuvent être disposés selon une rangée, ladite rangée formant une barrette. Le document doit alors être déplacé perpendiculairement à ladite rangée, la lecture étant faite ligne par ligne. Les photodétecteurs peuvent également être "disposés" selon une mosaique de mêmes dimensions que le document à lire, ladite mosaique étant appliquée sur ledit document et éclairée, ledit document étant immobile. De tels photodétecteurs groupés en barrettes ou en mosalque ont fait l'objet de la demande brevet déposée le 13 Septembre 1973 sous le N" 73-32914 au nom de la demanderesse et sous le titre "élément photorésistant à base de verre semiconducteur ternaire et dispositif comportant une pluralité d'éléments photorésistants associés suivant une structure matricielle" La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif permettra de bien comprendre comment I'invention peut être réalisée. - La figure 1 représente une coupe d'un dispositif de lecture élémentaire conforme à l'invention et comprenant un seul photodétecteur et un seul moyen de guidage. - Les figures 2a et 2b représentent deux formes possibles de moyen de guidage. Pour des raisons de simplification et de clarté, les mêmes pièces sont désignées par les mêmes repères numériques sur les différentes figures et les épaisseurs respectives des différents éléments ne sont pas respectées. Sur la figure 1 on a représenté dans un matériau opaque, tel qu'une plaque t par exemple, d'une épaisseur "h", un nosen de guidage 2 qui est un canal de forme évasée présentant une petite ouverture 3 et une grande ouverture 4 opposée à ladite petite ouverture ;, Ce moyen de guidage a la forme par exemple d'un tronc droit demi-pyramidal a bases parallèles 3 et 4, et de hauteur "h". Un tel moyen de guidage présente une partie inclinée 5 et une partie droite 6. La petite ouverture 3 délimite une surface S sur un document à lire 7, la grande ouverture 4 délimite une surface S' sur un support transparent 8. Un tel support porte sur sa face jouxtant la plaque t un photodétecteur 9 de même surface que la surface S délimitée sur le document 7, et dans l'axe de ladite surface S. La surface S' étant plus grande que la surface S la quantité S' - S délimitera la surface à travers laquelle passera un rayonnement lumineux incident 10 dont la source n'a pas été représentée sur la figure pour des raisons de simplification. L'axe dudit rayonnement lumineux fait avec le plan du document à lire un angle désigné par i . Afin déviter l'éclairement de la face postérieure du photodétecteur ce qui aurait pour effet de diminuer la sensibilité, la face arrière il du support 8 est opacifiée, à l'exception d'une fente 12 par laquelle doit passer le rayonnement 10.Le support 8 est fixé sur la plaque t a laide de moyens appropriés usuels qui sont fonction de la nature du matériau de la plaque 1 et du matériau du support 8. L'alimentation du photodétecteur 9 est assurée par des conducteurs schématisés par 13 réalisés en un matériau transparent con docteur par exemple couche mince métallique transparente ou couche d'oxyde d'indium ou couche d'oxyde d'étain ou couche d'oxyde d'indium et d'étain. La figure 2a représente une forme possible des moyens de guidage du rayon lumineux disposés selon une rangée ; ladite figure est constituée d'un ensemble de trois figures 2a1, 2a2 et 2a3 qui représentent respectivement lesdits moyens de guidage en perspective cavalière avec arrachement, en vue de dessus et sui vant une coupe II-II de la figure 2a2. Lesdits moyens de guidage 2 ont été pratiqués dans une plaque t d'épaisseur h ; ils ont la forme de troncs droits demi-pyramidaux à bases parallèles ; la plus petite base 3 étant carrée, c'est elle qui délimitera sur le document à lire non représenté sur la figure une surface S, tandis que la plus grande base 4 est de forme rectangulaire et délimite la surface S' sur le support non représenté sur la figure.Ces moyens de guidage présentent un côté incliné 5, suivant lequel descend le rayonnement lumineux incident, et trois côtés droits 6 qui canalisent la lumière diffusée vers le photodétecteur non représenté sur la figure. La figure 2b représente une autre forme possible des moyens de guidage. Comme la figure 2a, elle est constituée d'un ensemble de trois figures 2b1, 2b2 et 2b3 qui représentent res 3 pectivement lesdits moyens de guidage en perspective cavalière avec arrachement, en vue de dessus et suivant une coupe II-II de la figure 2b2. On reconnait aisément les différentes pièces déjà connues ; la différence existant entre les moyens de guidage représentés sur la figure 2b et les moyens de guidage représentés sur la figure 2a proviennent du fait que pour les moyens de guidage de la figure 2b l'un des trois côtés droits 6, désigné plus précisément par 60 n1 est pas prolongé jusqu'au contact avec le côté 5. L'davantage principal est que l'usinage des pièces est beaucoup plus simple. Les dispositifs de lecture, objets de la présente invention peuvent être réalisés par des moyens simples et bien connus tels que pour une plaque métallique, un usinage par électroérosion ou bien dans le cas d'une plaque de verre ou de céramique un usinage chimique après photogravure. Dans le cas du dispositif selon la figure 2b il est possible de réaliser le dispositif en deux parties que l'on réunit l'une à l'autre par un simple collage, l'une des parties étant une pièce biseautée terminée par un côté incliné 5 et l'autre partie étant une sorte de peigne dont les dents forment les côtés 60. On a réalisé à titre expérimental un dispositif de lecture selon l'invention adapté à la lecture d'un document de format classique de 2iom de largeur le dispositif comportant une barrette de photodétecteurs d'une longueur de 21- cm présentant 840 photodétecteurs ; le document était déplacé à une vitesse comprise entre 0,16 cm/s et 30 cm/s. Le temps de lecture d'une page du format A4 est, dans ces conditions, de 1 seconde au minimum. La résolution est d'au moins 4 points/mm, elle peut être portée à 8 points/mm à condition de doubler le nombre de photodétecteurs. Un tel dispositif donné comme exemple ne peut en aucun cas être considéré comme une limite à la présente invention. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de lecture d'un document comportant une pluralité de photodétecteurs, au moins une source éclairante et des moyens de guidage vers le document du rayonnement lumineux issu de la (des) dite (s) source (s) principalement caractérisé en ce que les moyens de guidage sont de forme et dimensions telles qu'ils permettent un éclairement par point sur ledit document et une lecture effectuée par la détection séparée du rayonnement diffusé par chaque point éclairé, des dispositions étant prises en vue d'isoler ledit rayonnement diffusé par ledit point éclairé, des rayonnements diffusés par des points éclairés voisins, l'axe d'un faisceau lumineux issu de la source éclairante et atteignant le point éclairé faisant avec le plan du document un angle définirsune surface éclairée S pour chaque point éclairé égale à la surface correspondante du photodétecteur du rayonnement diffusé depuis la surface éclairée, ltéclairement E' du photodétecteur étant donné par la formule E = C 318 x R x formule dans laquelle E' = Eclairement du photodétecteur R = La radiance du document éclairé S = L'aire d'un élément de surface éclairée du document. h = La distance qui sépare le document du détecteur. 3. Dispositif de lecture d'un document selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage pour le rayonnement incident tombant sur chaque point ainsi éclairé du document et pour le rayonnement diffusé à partir de ce point, sont constitués par un canal ayant la forme d'un tronc droit demi-pyramidal à bases parallèles et de hauteur h, dont la petite base au contact du document est carrée et de surface S et dont la grande base est de surface S' telle que S' > S, la surface de détection étant placée dans la surface S' de telle manière que l'axe passant par le centre de ladite surface de détection soit confondu avec l'axe passant par le centre de la surface S de document éclairé, la partie restante de la surface S' constituant l'entrée du parcours du faisceau lumineux incident. 4. Dispositif de lecture d'un document selon l'une des revendications i à 3, caractérisé en ce que la source éclairante émet un faisceau de lumière parallèle, ou quelconque, ledit faisceau formant avec le plan du document un angle tel que 204 5. Dispositif de lecture d'un document selon l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce que dans un matériau opaque est disposée une pluralité de canaux selon un arrangement approprié, placée de telle sorte que chaque petite base de chaque canal est au contact d'une surface du document à lire qutelle délimite, tandis que chaque grande base de chaque canal s'ouvre sur un photodétecteur dont l'axe est confondu avec l'axe passant par le centre de la surface du document à lire délimitée par ladite petite base, la pluralité de photodétecteurs étant placée sur une première face d'une plaque transparente dont la deuxième face est partiellement opacifiée de telle manière que la partie de surface restante -de la grande-base ne correspondant pas au photodétecteur reste transparente et serve de ienêtre d'entrée pour le faisceau d'éclairement. 6. Dispositif de lecture selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pluralité de photodétectenrs est disposée selon une rangée, ladite rangée formant une barrette, le document devant être déplacé perpendiculairement à ladite rangée, la lecture étant faite ligne par ligne. 7. Dispositif de lecture selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pluralité de photodétecteurs est disposée selon une mosaique de mêmes dimensions que le document à lire, ladite mosalque étant appliquée sur ledit document et éclairée, ledit document étant immobile. 8. Dispositif de lecture selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour la lecture d'un document de format classique de 21 cm de largeur, la barrette de photodétecteurs a une longueur égale à la largeur du document à lire soit 21 cm, comprend un nombre de photodétecteurs compris entre 840 et 1680, présente un pas i 250 *e, et en ce que le document est déplacé à une vitesse comprise entre 0,16 et 30 cm/sec.