Brevet FR2256402A1 — publié le 19750725

La pressente invention concerne la détection, à l'aide dwune photo-résistance, d'un signal lumineux modulé On connait des dispositifs notamment des détecteurs de position et des systèmes de transmission de données qui utilisent des faisceau de lumière modulée} notamment des faisceaux lasers. Le faisceau lumineux est capté nar un récepteur à photo-résistance dont il fait varier la resistance en fonction de la modulation du signal lumineux. Toutefois la lumière ambiante modifie, en fonction de ltéclairement qutelle assure la sensibilité du détecteur à photo-résistance. La presente invention a pour but de contrôler la variation de cette sensibilité en corriaeant l'influence de la lumière ambiante sur la sensibilité de la photo-résistance de manière à obtenir une photosensibilité soit maximale soit constante, La présente invention a pour objet un procedé de correction de l'influence de la lumière parasite ambiante ourla sensibilité de détection, par une photo-resistance, d'un signal lumineux modulés procédé dans lequel on utilise deux resistances en série entre une source de potentiel défini, l'une des résistances étant une photorésistance soumise à l'éclairement de la lumière ambiante et du faisceau lumineux modulé, la variation de tension correspondant à la modulation étant prélevée aux bornes de la résistance ne recevant pas le faisceau lumineux modulé, ce procéde etant caractérisé en ce que l'on maintient égales les valeurs moyennes de la résistivité de la photo-résistance soumise à l'éclairement de la lumière ambiante et du faisceau lumineux modulé et celle de la seconde résistance en série. Conformément â ce procédé on compare le potentiel du point milieu entre les deux résistances au demi-potentiel entre les bornes d'alimentation de la série de résistances et utilise la diffé- rence entre ces deux potentiels pour modifier, en éliminant l1in fluence de la variation due à la modulation du faisceau lumineux, la valeur d'au moins l'une des résistances de manière à annuler cette différence. Selon un premier mode de réalisation, on fait varier la résistivité de la résistance aux bornes de laquelle est prélevée la variation de tension. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce mode de réalisation comporte deux photo-résistanees identiques en série, l'une étant soumise â la lumière ambiante et au flux lumineux modulé et l'autre à l'eclairement d'une lampe alimentée par l'intermécii.aire d'un comparateur connandant l'alimentation pour que le potentiel du Point milieu entre les deux Photo-résistances en série soit égal a la demi.-sonne des potentiels au,: bornes d' alimentation. Avec ce premier mode de réalisation la sensibilité de la détection variera avec l'éclairement ambiant mais elle sera toujours maximale. celon un second mode de réalisation on fait varier la résistivité de la photo-résistance, la valeur de la résistance aux bornes de laauelle est prélevée la variation de tension restant constante. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce mode de réalisation comporte une photo-résistance en série avec une résistance fixe, la photo-résistance étant soumise a' la lumiere ambiante, au flux lumineux modulé et a ltéclairement d'une lampe alimentée par l'intermédiaire d'un comparateur commandant l'alimentation pour que le potentiel du point milieu entre les deux résistances en série soit égal a' la demi-somme des potentiels aux bornes d' alimentation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une courbe de variation de la résistance d'une photo-résistance en fonction de l'éclairement; Fig, 2 est un schéma du dispositif de détection à photorésistance usuel;; Fia. 3 est un schéma d'un dispositif de detection à photorésistance conforme à l'invention présentant une sensibilité variable mais maximale et, Fig. 4 est un schéma d'un dispositif de détection a photorésistance conforme a l'invention présentant une sensibilité constante, La résistance P d'une photo-résistance soumise à un éclairement E est donnée, comme représenté dans la figure 1, par log R = log Ro - k (log E) Ro d'où R = -- avec le plus souvent k voisin de 1 La variation #R de R pour une variation AE de E est en conséquence donnée par la formule :: On en déduit que la variation de résistance #F qutentraine une variation d'éclairement modulé #E croit, pour une photo-résistance donnée, comme l'inverse de l'éclairement ambiant E de la cellule. Cette variation de résistance est utilisée habituellement dans un dispositif potentiométrique tel que celui représenté dans la figure 2 et la tension v qui apparat au point M est donnée par: = 4 r V étant la tension entre les bornes R+r des résistances en série et r la value u r de la résistance fixe. La variation A v engendrée par une variation A R de R est donnée par la formule et en remplaçant ss R par l'expression qui donne sa valeur en fonction de E #v Si on étudie la variation de E V en fonction du rapport r R=m m, on obtient en éliminant r Si on appelle S la sensibilité bv, on a La dérivée de la sensibilité en fonction de m est donnée Cette expression s'annule par m = -I, est positive pour m)l et négative pour m Pour obtenir ce résultat on peut, comme illustré dans la figure 3, remplacer la résistance fixe r par une photo-résistance R' identique à R et éclairer cette photo-résistance avec une lampe L dont l'intensité est contrôlée par un amplificateur opérationnel A. On applique des tensions + V et - V aux bornes des deux photorésistances en série et la lampe L est contrôlée de manière à maintenir la tension moyenne du point v à o. L'inertie de la lampe élimine l'influence du flux lumineux modulé AE et la tension modulée produite est prélevée entre les points v et o (fig 3). Dans ce cas la sensibilité S est donnée par S = 4VRR ou S = V ; elle varie donc de façon inversement o 4E proportionnelle a' Ek , c'est-à-dire avec k#1 de facon inversement proportionnelle à E mais elle est toujours maximale. R La résistance R étant égale à a' , elle décroît Ek lorsque E croît et la sensibilité soit décroît lorsque;E croît. Pour avoir une sensibi- lité constante il faut que R soit constante et si l'on appelle Em l'éclairement de la lumière narasite ambiante maximale, il faut que R soit égale a' ou avec kil â Pour que cette sensibilité constante soit maximale il faut r = et il faut maintenir m = 1. On peut obtenir ce résultat par le montage représenté à la figure 4G La photo-résistance R est montée dans une chambre noire avec deux lampes L montées en série qui peuvent éclairer par réflexion diffuse la photo~résistance. Avec la pho.to-résistance est Ro montée en série une résistance fixe r = E . Des tensions + V et m - V sont appliquées aux bornes des résistances en série et l'alimen tation des lampes L est contrôlée par un amplificateur opérationnel A comparant la tension du point v a un potentiel nul, de manier que R = r, c'est-A-dire, si l'on appelle Ed l'éclairement par diffusion--de la photo-résistance par les lampes L, de manière que Ed + E = Bm La sensibilité sera dans ce cas plus faible mais constante et donnée par Les modes de réalisation ci-dessus décrits à titre d' exemples sont susceptibles de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention. R E N D I C A T I o X S 1.- Un procédé de correction de l'influence de la lumière parasite ambiante sur la sensibilité de détection par une photorésistance d'un signal lumineux modulé, procédé dans lequel on utilise deux résistances en série entre une source de potentiel défi ni,- ltune des résistances étant une photo-re'-sistance soumise a 1' éclairement de la lumière ambiante et du faisceau lumineux modulé, la variation de tension corresoondant a la modulation étant prélevée aux bornes de la résistance ne recevant pas le faisceau lumineux modulé, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on maintient égales les valeurs moyennes de la résistivité de la photorésistance soumise à l'éclairement de la lumiere ambiante et du faisceau lumineux modulé et celle de la seconde résistance en série. 2.- Un procédé selon la revendication I caractérisé en ce qu'on compare le potentiel du point milieu entre les deux résistances au demi-potentiel entre les bornes d'alimentation de la série de résistances et utilise la différence entre ces deux potentiels pour modifier, en éliminant l'influence de la variationdue à la modulation du faisceau lumineux, la valeur d'au moins l'une des résistances de manière à annuler cette différence. 3.- Un procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on fait varier la résistivité de la résistance aux bornes de laquelle est prélevée la variation de tension 4.- Un procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on fait varier la résistivité de la Dhoto-résistance, la valeur de la résistance aux bornes de laquelle est prélevée la variation de tension restant constante. 5.- Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qutil comporte deux photorésistances identiques en série, l'une étant soumise a' la lumière ambiante et au flux lumineux modulé et l'autre à l'éclairement d' une lampe alimentée par l'intermédiaire d'un comparateur commandant l'alimentation pour que le potentiel du point milieu entre les deux photo-résistances en série soit égal à la demi-somme des potentiels aux bornes d' alimentation. 6.- Un dispositif pour-la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu(il comporte une photorésistance en série avec une résistance fixe, la photo-résistance étant soumise à la lumière ambiante, au flux lumineux modulé et à 1'6clairement d'une lampe alimentée par l'intermédiaire dtun comparateur commandant l'alimentation pour que le potentiel du point milieu entre les deux résistances en série soit égal à la demisomme des potentiels aux bornes d'alimentation,