Brevet FR2284868A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne la lecture des dispositifs photosensibles à mémorisation de charge. D'une manière générale ces dispositifs présentent une capacité électrique qu'il est possiole de charger, et présentent la particularité que, lorsqu'ils sont éclairés, la lumière les rend conducteurs ce qui permet une de charge progressive fonction de la quantité de lumière reçue, cette décharge (donc ladite quantité de lumière) peut être évaluée en mesurant le courant nécessaire pour les ramener à une charge donnée. De tels dispositifs sont connus dans la technique et il existe de très nombreux articles en la matière; parmi ceux-ci on peut citer l'article paru dans la revue en langue anglaise: wElectronics' 1er mai 1967, aux pages 75 à 78 et l'article paru en juillet 1971 aux pages 37 à 42 de la revue en langue anglaise wsolid State Technology". De tels dispositifs sont par exemple utilisés maintenant dans des lecteurs optiques. Ils y sont groupés sous forme de matrices et une auscultation séquentielle des divers dispositifs (on dira des cellules sensibles) de la matrice permet de définir la lumière reçue par chacune des cellules et donc leéclairement respectif des parties du document. Il est possible d'avoir une auscultation automatique déclenchée par une impulsion de début de balayage; ceci est par exemple réalisé en commandant chaque cellule sensible d'une série par la position respective d'un registre à décalage qui transfert l'impulsion de départ. Lorsque la lecture s'effectue par plusieurs balayages comne par exemple lorsqu'on lit des documents qui défilent, l'intervalle entre les balayages n'est pas constant. Dans un tel cas l'éclairement des cellules entre deux balayages varie, l'influence des conductions parasites aussi; tout se passe comme si la charge de référence avait varié et au moment de la recharge la quantité d'électricité fournie dépend aussi de ces pertes parasites. Un problème similaire se pose lors du balayage d'une longue suite de cellules, pendant le temps où on ausculte les cellules qui précèdent une cellule donnée, celle-ci reçoit une certaine quantité de lumière qui peut ne pas etre négligeable pour les dernières cellules d'une longue série. La présente invention a pour objet un mode de commande de l'auscultation des cellules photosensibles qui permet d'éviter les inconvénients cidessus en fournissant des conditions de référence identiques d'un balayage à l'autre et pour toute cellule. L'invention a aussi pour objet les circuits de commande permettant la mise en oeuvre de ce mode d'auscultation. Pour réaliser ces objets l'invention est notamment caractérisée en ce que l'auscultation d'une cellule quelconque comprend les étapes suivantes: a. charge de la cellule à un niveau de référence donné, b. après un intervalle de temps donné, mesure de la perte de charge pendant ledit intervalle de temps. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 représente un mode de réalisation dbun ensemble cellules photosensibles et circuits de commande. La figure 2 représente un diagramme chronologique relatif au fonctionnement des circuits de la figure 1. Comme on le voit sur la figure 1 qui illustre un mode de réalisation de l'ensemble électro-optique, l'ensemble électro-optique composé d'une série de cellules sensibles (LC1 à LCn) et des circuits de commande, est subdivisé en autant de parties, dites étages, qu'il y a de cellules sensibles. Chacune de ces parties comprend une cellule sensible, un premier bloc de circuits de commande dit bloc de restauration tà droite de la figure) et un second bloc de circuits de commande dit bloc de lecture (à gauche sur la figure3. Chaque bloc de circuits de restauration est relié au bloc précédent et au suivant et on constitue ainsi les étages successifs d'un registre à décalage, le registre SR1. Il en est de même pour chaque bloc de circuits de lecture ce qui donne un autre registre à décalage, le registre SR2. On a aussi sur la figure les circuits logiques générant les signaux de commande ou analysant les signaux délivrés. Ces circuits ne font pas partie de l'invention.Seuls les signaux que ces circuits délivrent ou analysent seront considérés dans la suite lorsque le fonctionnement de l'ensemble électro-optique sera étudié; parmi ces circuits logiques il faut citer les circuits d'horloge 3, la source de courant de charge 4 qui alimente l'ensemble électro-optique par les lignes 5 et 6 ou 5 et 7, les circuits a qui analysent les signaux passant sur les lignes 5 et 7 pour définir l'état des cellules. Le mode de réalisation illustré correspond au cas où l'élément photoélectrique est une diode photo-électrique mais tout élément pouvant etre chargé par une polarisation adéquate et présentant, sous l'influence de la lumière, une conduction qui permet sa décharge pourrait remplacer la diode. Une remarque similaire s'applique aux composants (tels que 9) qui sont ici des transistors à effet de champ car il est particulièrement intéressant de réaliser l'ensemble selon la-technologie connue en langue anglaise sous le nom de MOS-FET; mais il serait possible d'utiliser toute autre technologie aboutissant aussi bien à des composants intégrés qu'à des composants discrets.C'est encore pour de pures raisons de réalisations technologiques que l'on utilise deux signaux d'horloge 1 et Z (2= 13 alimentant les étages 1, 3, 5 ..., et 2, 4, 6, ..., respectivement; pour étage n le signal d'horloge utilisé est i avec i=1 ou 2 selon que n est impair ou pair Avant de décrire le fonctionnement du dispositif et l'utilisation simultanée de deux registres SR1 et SR2 conformément à l'invention, on va rappeler la constitution d'un bloc de commande, les deux blocs d'un étage étant ici identiques pour des raisons données dans la suite.Le transistor 9 commande la polarisation ou l'isolement de la diode CLI selon qu'il est respectivement conducteur ou non; il est commandé par un signal délivré. en El. Ce signal résulte de l'application en ST1 d'un signal modifiant l'état du transistor 10, modification transférée en El par les transistors Il et 12 sous le contrôle des impulsions d'horloge (ici 13 appliquées aux transistors 12, 13, 14. Le signal en El provoque une modification de l'état du transistor 10a de l'étage suivant, ce qui se traduit par le transfert à cet étage du signal appliqué initialement en ST1. Par cette méthode, les cellules ds la série sont traitées séquentiellement à une cadence donnée, chaque cellule étant chargée une fois dans chaque séquence. On va décrire le fonctionnement du dispositif de la figure 1 qui diffère essentiellement de la technique actuelle par une utilisation simulta- née de deux registres s en effet dans la technique actuelle où on utilise une seule commande par cellules, donc un seul registre pour une série de cellules tmême si ce registre est réalisé en plusieurs parties), si l'intervalle de temps entre deux séquences de charge varie, ceci entrains que l'intervalle de temps entre les charges d'une même cellule varie rendant aussi variable l'influence des pertes. L'utilisation simultané de deux registres selon l'invention est effectuée d'une manière telle que la cellule sensible d'ordre k (k=1 à n) est commandée à la fois par l'étage d'ordre k du registre SR1 et l'étage d'ordre k du registre SR2, l'action en provenance de SR2 étant retardée de T par rapport à SURI. -I1 est alors possible de connaitre l'éclairement de chaque cellule pendant l'intervalle de temps T, sn démarrant une séquence dite d'auscultation des cellules LC1 à LCn. Les étapes de cette auscultation vont être décrites en relation avec la figure 1 st en se référant à la figure 2 qui représente un diagramme chronologique des signaux présents aux points de la figure 1 indiqués par les référence dudit diagramme. Le système extérieur (non représenté) utilisant le dispositif de l'invention applique une commande à l'entrée 15 du circuit d'horloge 3. Celui-ci délivre alors (par une liaison non représentée) sur l'entrée ST1 (figure 1) le signal ST1 qui coincide avec l'impulsion de b1 (diagramme de la figure 23. La modification d'état de conduction du transistor 10 qui en résulte se transfère à travers les transistors i1 et 12 et grâce au jeu de capacités des circuits en technologie dite MOS, on obtient en El le signal El de la figure 2; ce signal rend conducteur le transistor 9 ce qui permet la charge à un niveau donné de référence de la diode LC1 (signal Cl) par la source d'énergie électrique 4 à travers les lignes 6 et 5.Le signal El coincide sur sa fin avec une impulsion de 92 ce qui déclenche le même processus dans l'étage 2 de SR1 contrôlant la diode CL2. On charge ainsi en séquence toutes les diodes CL1 à CLn. Le signal ST1 qui démarre la séquence de charges est aussi appliqué à des circuits à retard qui avec un délai T vont délivrer un signal ST2 démarrant une séquence de test des cellules (ici des diodes) LC1 à LCn ayant la même cadence que la séquence de charge; de cette manière, chaque cellule sera testée un temps T après avoir été chargée. -Ce test est destiné à évaluer la perte de charge pendant le temps T perte qui, mise à part les pertes parasites, est fonction de l'éclairement de la cellule.La séquence de test se faisant dans le même ordre que celle de charge il n'est pas nécessaire que la séquence de charge soit terminée pour commencer la séquence de test.De nombreux procédés peuvent être utilisés pour évaluer la perte de charge, mais un des plus simples est de recharger séquentiellement les cellules LC1 à LCn au niveau de référence en mesurant le courant nécessaire pour chacune d'elles. L'opération déclenchée est alors absolument identique à celle effectuée sous le contrôle des circuits SR1; les circuits SR2 sont identiques aux circuits SR1. L'application du signal ST2 (figure 23 à l'entrée ST2 (figure 1) des circuits SR2 provoquent l'apparition du signal Fl sur la ligne F1 (similaire au signal El), ce signal fait conduire le transistor 9' et la charge de la cellule LC1 se traduit par le courant TC1.Selon le même fonctionnement qu'avec SR1, on a successivement des signaux Fl, F2, ..., Fn et les courants de charge TC1, TC2, ..., TCn. Ces impulsions de courant qui circulent sur les lignes 7 et 5 constituent le signal RSi de lecture des cellules; elles sont détectées et analysées par les circuits 8 et de leurs valeurs on peut déduire l'éclairement respectif des cellules LC1, ..., LCn pendant le temps T. -Par ce moyen on a des mesures d'éclairement comparables quels que soient les intervalles séparant les auscultations de la série de cellules photosensibles. La description qui vient d'être donnée du mode d'auscultation de cellules photosensibles et des circuits correspondants ne présume en rien de toute adaptation technologique n'altérant pas l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Mode de mesure de la quantité de lumière reçue pendant un intervalle de temps donné T par une cellule photosensible du type à mémorisation de charge, caractérisé en ce que pour chaque opération de mesure: a. on charge la cellule à un niveau de référence, b. après un intervalle de temps T, on mesure la perte de charge de cette cellule. 2.- Mode de mesure de la quantité- de lumière reçue pendant un intervalle de temps T par une cellule photosensible du type à mémorisation de charge, caractérisé en ce que pour chaque opération de mesure: a. on charge la cellule à un niveau de référence, b. après un intervalle de temps T on mesure la perte de charge en rechargeant la cellule au niveau de référence et en mesurant le courant de charge. 3.- Etant donné un ensemble de cellules photosensibles à mémorisation de charge, mode d'ausculation desdites cellules permettant de mesurer la quantité de lumière reçue par chacune des cellules pendant un intervalle de temps T, caractérisé en ce que, on applique à chacune des cellules les opérations des étapes a. et b. selon une des revendications 1 ou 2 en appliquant l'étape a. séquentiellement à chacune desdites cellules et, un temps T après le début de ladite application séquentielle de l'étape a., en appliquant successivement, -selon la même séquence, l'étape b. à chacune desdites cellules. 4.- Dispositif mettant en oeuvre la détection de flux lumineux en utilisant le procédé de détermination de quantité de lumière conforme à une quelconque des revendications précédentes.