Brevet FR2301140A1 — publié le 19760910

La présente invention se rapporte aux équipements d'analyse ou de balayage et concerne plus particulièrement les équipements de balayage du type à spot mobile. Pour de nombreuses applications des dispositifs de balayage à spot mobile, il est nécessaire d'effectuer un balayage répétitif d'une ligne unique et, du fait que cette ligne peut présenter une longueur considérable, il apparaît un problème pour collecter ou capter d'une façon uniforme sur la totalité de la longueur du balayage la lumière qui est réfléchie ou transmise. Lorsqu'on utilise un seul capteur photosensible, il est avantageux de placer ce dernier à proximité immédiate de l'objet analysé ou balayé de manière à pouvoir capter ou collecter la lumière avec un rendement ameliore, mais il en résulte l'obtention d'une réponse non linéaire. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et d'apporter une solution à ces problèmes en permettant la réalisation d'un équipement de balayage grace auquel il soit possible d'égaliser ou d'uniformiser cette non linéarité. L'invention est matérialisée dans un équipement de balayage du type à spot mobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de balayage linéaire destiné à déterminer le balayage d'un objet devant être analysé, un dispositif détecteur de lu mière destiné à détecter la lumière qui est transmise à travers la partie analysée ou balayée de l'objet ou qui est réfléchie par cette dernière, et un dispositif collecteur de lumière qui est placé entre l'objet et le dispositif détecteur de lumière et à travers lequel passe la lumière transmise ou réfléchie, les caractéristiques de transmission de lumière du dispositif collecteur de lumière étant conçues de manière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière sur la totalité de la longueur du balayage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif collecteur de lumière présente la forme générale d'un éventail dont les surfaces principales opposées sont polies de manière à déterminer une réflexion interne sensiblement totale pour au moins une partie de la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière, au moins l'une de ces surfaces principales étant munie d'un dispositif destiné à modifier les carac téristiques de réflexion interne du dispositif collecteur de lumière de manière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière qui est transmise par ce dernier sur la totalité du balayage. Lors de la mise en oeuvre de ce mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif destiné à modifier les caractéristiques de réflexion interne du dispositif collecteur de lumière peut se présenter sous la forme d'un revêtement, constitué par exemple par de la peinture ou par une bande, dont la couleur est de préférence noire et qui s'étend sur une partie d'au moins l'une des surfaces principales du dispositif collecteur de lumière se présentant sous la forme d'un éventail et, selon un mode de réalisation possible, la peinture ou la bande présente la forme générale d'un secteur appliqué sur l'extrémité du dispositif collecteur de lumière qui est voisine de l'objet en cours d'analyse, tandis que dans un autre mode de réalisation possible la peinture ou la bande est appliquée sur des parties sélectionnées d'au moins l'une des surfaces principales du dispositif collecteur de lumière en fonction de l'égalisation ou de l'uniformisation qui est requise. Dans un autre mode de réalisation possible de l'invention, le bord du dispositif collecteur de lumière situé au voisinage de l'objet en cours d'analyse peut être conformé de manière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière sur la totalité de la longueur du balayage. Dans les modes de réalisation dans lesquels le dispositif collecteur de lumière fonctionne de manière à transmettre la lumière qui est réfléchie à partir de l'objet analysé ou balayé, il peut être avantageux de tenir compte de considérations d'encombrement en s'arrangeant pour que le dispositif collecteur de lumière soit courbé, ce qui permet la réflexion de la lumière diffusée et sa réception par l'extrémité du dispositif collecteur de lumière tout en permettant de placer matériellement le dispositif détecteur de lumière à proximité du dispositif de balayage. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple uniquement, en se référant au dessin annexé donné à titre non limitatif et dans lequel: La fig. 1 est une représentation schématique en perspective montrant un équipement de balayage selon l'invention. La fig. 2 est une représentation schématique en perspective montrant un autre mode de réalisation possible du dispositif collecteur de lumière destiné à être utilisé dans l'équipement de balayage qui est visible sur la fig. 1. La fig. 3 est une représentation schématique en perspective montrant encore un autre mode de réalisation possible du dispositif collecteur de lumière destine à être utilisé ans l'equi- pement de balayage qui est visible sur ia fig. I. Si l'on se réfère maintenant à la fig. 1, celle-ci montre un équipement de balayage selon linvention dans lequel un objet 1 est analysé ou balayé gracie à l'utilisation d'un dispositif de balayage linéaire du type à spot mobile, qui est désigné dans son ensemble par 2 et qui effectue un unique balayage linéaire 3 de l'objet 1.La lumiere qui est réfléchie par l'objet 1 sous l'effet de cet unique balayage linéaire 3 est reçue par un capteur photosensible 4 par l'intermédiaire d'un collecteur de lumière 5 présentant la forme d'un éventail et comportant un orifice d'entrée de lumière 6 et un orifice de sortie de lumière 7. D'une façon convenable, le collecteur de lumière 5 présentant la forme d'un éventail peut être constitué par une matière telle que celle dénommée "perspex" mais il peut également être réalisé à partir de verre ou d'une autre matière optique, ses surfaces principales (c'est-à-dire les surfaces supérieure et inférieure telles qu'elles sont visibles sur les figures} étant polies de manière à déterminer une réflexion interne sensiblement totale de la lumière frappant ces surfaces. Il en résulte une sensibilité d'ensemble plus importante que si le wol- lecteur de lumière n'était pas prévu. I1 n'existe aucune amélio- ration significative de la sensibilité sous l'effet des réflexions internes ayant lieu au niveau des bords du collecteur de lumière 5, du fait qu'il est peu probable que la lumière réfléchie de cette façon passe par 17 orifice de sortie 7 qui est situé au voisinage du capteur photosensible 4. L'équipement de balayage qui a été décrit jusqu'ici présente rait une réponse non linéaire du fait que la lumière réfléchie par l'objet 1 et provenant des parties extrêmes de la ligne de balayage unique 3 doit parcourir une distance plus importante que la lumière provenant du centre de cette ligne de balayage unique 3 et, également, du fait que le déplacement ou décalage angulaire de la lumière provenant des parties extrêmes de la ligne de balayage 3 est différent de celui qui existe au niveau du centre de cette ligne de balayage. I1 en résulte que 1 'équi- pement pressente la sensibilité la plus grande lorsque le spot de balayage se trouve au niveau du centre de la ligne de balayage unique 3. Pour rendre la réponse uniforme, il est nécessaire d'attenuer progressivement a rOponse dn collecteur de lumière en se rapprochant du centre de la ligne de balayage. La réflexion interne totale du collecteur de lumière 5 eut être inhibée ou bloquée ni l'on prévoit de placer un matériau absorbant tel qu'une peinture noire ou une bande adhésive noire en contact avec l'une ou l'autre de ses surfaces polies ou avec ces deux surfaces.Par conséquent, en munissant l'une ou l'autre des deux surfaces principales du collecteur de lumière 5 ou ces deux surfaces d'un revêtement 8 présentant la forme générale d'un secteur et constitué par de la peinture noire ou par une bande adhésive noire appliquée au voisinage de l'orifice d'entrée 6, la sensibilité existant au niveau du centre de la ligne de balayage 3 peut être réduite jusqu' ce qu'elle soit égale à celle existant au niveau des bords ou des extrémités et peut être réduite d'une façon similaire pour toutes les positions intermédiaires du spot de balayage Un procédé convenable pour déterminer la forme requise pour la zone peinte 8 consiste à utilises initialement une bande adhésive noire dont les dimensions et ia tore sunt modifiées jusqu'à ce que l'on obtienne le degré d'égalisation ott d'uniformisation qui est requis Après avoir établi la forme ouLue, la bande peut être enlevée et de la peinture peut être appliquée selon le même contour ou, à titre de variante, la bande adhésive peut être maintenue en place. Les recherches qui ont conduit à l'invention ont montre qu'au lieu de prévoir le revêtement 8 présentant la forme générale d'un secteur au voisinage de l'orifice d'entrée 6 pour modifier les caractéristiques de réflexion interne de la lumière dans le col lecteur de lumière 5, il est possible d'obtenir le meme résultat grâce à l'utilisation d'un revêtement plus petit 9 dont le contour est représenté en traits interrompus et qui est placé sur l'une ou l'autre des surfaces polies du collecteur de lumière 5 ou sur ces deux surfaces plus près de l'orifice de sortie 7. A nouveau, la forme du revêtement 9 peut être déterminée selon l'égalisation ou l'uniformisation qui est requise et sa position entre l'orifice d'entrée 6 et l'orifice de sortie 7 peut également être choisie en fonction de la valeur de l'égalisation ou de l'uniformisation qui est requise. A titre de variante, pour munir le collecteur de lumière 5 d'un revêtement de surface permettant d'obtenir le degré d'éga- lisation ou d'uniformisation qui est nécessaire, il peut être envisagé de conformer l'orifice d'entrée 6 du collecteur de lumière 5 d'une façon convenable, comme le montre la fig. 2, pour permettre d'obtenir le degré d'égalisation ou d'uniformisation qui est requis. Pour réduire à une valeur minimale les exigences d'encombrement du système selon l'invention, le collecteur de lumière peut être courbé selon une direction parallèle au plan de l'objet 1 en cours d'analyse et comme le montre la fig. 3, de telle sorte que l'on s'arrange pour que l'orifice d'entrée 6 du collecteur de lumière reçoive de la lumière diffusée plutôt que de la lumière d'origine spéculaire réfléchie à partir de l'objet 1 tout en permettant de placer matériellement le détecteur de lumière 4 à proximité du dispositif de balayage linéaire 2. I1 y a lieu de se rendre compte que bien que la technique d'égalisation ou d'uniformisation qui vient d'être décrite ait été appliquée à de la lumière réfléchie à partir d'un objet 1 en cours d'analyse, cette technique pourrait également être appliquée à des équipements dans lesquels le détecteur de lumière 4 est placé de l'autre côté de l'objet 1 de manière à détecter la lumière transmise à travers cet objet 1, auquel cas le collecteur de lumière 5 serait à nouveau placé entre le détecteur de lumière 4 et l'objet 1. I1 y a également lieu de se rendre compte que les divers éléments constitutifs de l'équipement de balayage qui a été décrit peuvent se présenter sous une forme convenable quelconque.Par exemple, le dispositif de balayage 2 peut se présenter sous la forme d'un tube à rayons cathodiques ou d'une source de lumière fixe, telle qu'une lampe à filament de tungstène ou un laser, auxquels serait associé un dispositif mécanique, par exemple un galvanomètre, un miroir rotatif ou un autre type de dispositif de balayage à déviation de la lumière, et le détecteur de lumière 4 pourrait se présenter sous la forme d'un photomultiplicateur, d'une cellule photoélectrique à gaz ou d'un autre dispositif à semi-conducteurs. Une application particulière qui est envisagée pour l'équipement de balayage qui vient d'être décrit consiste en des machines de reproduction du type bélinographique, mais il est également prévu que l'équipement selon l'invention puisse être appliqué au balayage des films ou des pellicules photographiques, à la lecture des pages d'ouvrages divers, à la lecture des labels ou des étiquettes et à l'analyse des images. L'un des avantages offerts par l'équipement de balayage selon l'invention consiste en ce qu'il permet d'obtenir une réponse présentant une uniformité élevée tout en permettant de collecter ou de capter la lumière avec un rendement important pour un coût relativement faible du fait que, dans certaines applications, le collecteur de lumière 5 peut être fabriqué par moulage. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS .- Equipement de balayage du type à spot mobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de balayage linéaire destiné à déterminer le balayage d'un objet devant être analysé, un dispositif détecteur de lumière destiné à détecter la lumière qui est transmise à travers la partie analysée ou halayee de l'objet ou qui est réfléchie par cette dernière, et un dispositif collecteur de lumière qui est placé entre l'objet et le dispositif détecteur de lumière et à travers lequel passe la lumière transmise ou réfléchie, les caractéristiques de transmission de lumière du dispositif collecteur de lumière étant conçues de ma nière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière sur la totalité de la longueur du balayage. 2.- Equipement de balayage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif collecteur de lumière présente la forme générale d'un éventail. 3.- Equipement de balayage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces principales opposées du dispositif collecteur de lumière sont polies de manière à déterminer une réflexion interne sensiblement totale pour au moins une partie de la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière. 4.- Equipement de balayage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces principales est munie d'un dispositif destiné à modifier les caractéristiques de réflexion interne du dispositif collecteur de lumière ae manière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière qui est transmise sur la totalité du balayage. 5.- Equipement de balayage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif destiné à modifier les caractéristiques de réflexion interne du dispositif collecteur de lumière se présente sous la forme d'un revêtement s'étendant sur une partie d'au moins l'une des surfaces principales du dispositif collecteur de lumière se présentant sous la forme d'un éventail. 6.- Equipement de balayage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le revêtement est constitué par de la peinture ou par une bande qui est appliquée sur l'une des surfaces prin Bipales du dispositif collecteur de lumière. 7.- Equipement de balayage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la peinture ou la bande présente la forme générale d'un secteur appliqué sur l'extrémité du dispositif collecteur de lumière qui est voisine de l'objet en cours d'analyse. 8.- Equipement de balayage suivent la revendication 6, ca acterisé n ce que la peinture ou la bande cst appliquée sur es parties sélectionnées d'au moins l'une des surfaces principales du dispositif colleteur de lumière en fonction de l'égalisation ou de l'uniformisation qui est requise. 9.- Equipement de balayage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le bord du dispositif collecteur de lumière situé au voisinage de l'objet en cours d'analyse est conformé de manière à sensiblement égaliser ou uniformiser la lumière transmise par le dispositif collecteur de lumière sur la totalité de lalongueur du balayage. 10.- Equipement de balayage suivant 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif collecteur de lumière fonctionne efficacement de manière à transmettre la lumière réfléchie à partir de l'objet analysé ou balayé et en ce que ce dispositif collecteur de lumière est courbé, permettant ainsi la réflexion de la lumière diffusée et sa réception par l'extrémité du dispositif collecteur de lumière tout en permettant de placer matériellement le dispositif détecteur de lumière à proximité du dispositif de balayage.