Brevet FR2341942A1 — publié le 19770916

La présente invention concerne une lampe fluorescente à effet directif, convenant pour entre utilisée dans une machine de reproduction de documents, dans un dispositif de phototélégraphie, dans un dispositif de production de fac-similés, dans un lecteur de cartes, etc... pour éclairer un objet qu'on lit et, également, elle s'applique à un dispositif comportant une telle lampe. Dans la description qui va suivre et dans les revendications, on désignera par lampe fluorescente à effet directif une lampe assurant un éclairement directif au moyen de zones de passage de la lumière ménagées sur sa surface. On connaît des lampes fluorescentes à effet directif servant de source lumineuse pour éclairer de façon intense une petite surface de l'objet qu'on lit dans des machines de reproduction de documents, des dispositifs de production de fac-similés, des lecteurs de cartes, etc... La lampe fluorescente à effet directif classique comporte une zone de passage de la lumière, c'est-à-dire une partie transparente, linéaire, ne comportant pas de revetement fluorescent, parallèle à l'axe d'un tube, et produit un faisceau lumineux intense par cette ouverture. Les lampes fluorescentes à effet directif ont été utilisées dans des machines de reproduction de documents, dans des dispositifs de phototélégraphie, dans des dispositifs de production de fac-similés, des lecteurs de cartes, etc... pour éclairer intensément une petite surface de l'objet qu'on lit. De telles lampes fluorescentes à effet directif présentent les problèmes suivants : pour ne pas faire obstacle à la lumière réfléchie par l'objet éclairé afin qu'elle puisse traverser un moyen optique tel qu'une lentille pour aller jusqu'au matériau photosensible, tel qu'un film de sélénium ou un film de CdS d'une machine xérographique, la lampe fluorescente à effet directif classique doit etre située à distance de la partie déterminée de l'objet qu'on lit. Habituellement, la ou les, lampes fluorescentes à effet directif classiques sont situées de manière à émettre un, ou des, faisceaux lumineux obliquement par rapport à la face de l'objet qu'on lit, à partir d'une, ou plusieurs, positions espacées les unes des autres. Donc, la lumière de la lampe n'est pas utilisée de fa çon efficace. Si l'on soumet la lampe à une forte charge pour augmenter l'éclairement, on provoque une réduction du rendement d'éc'airement, on accélère la réduction de l'éclairement et on réduit la durée de vie de la lampe. Si l'on accroit le diamètre du tube pour éviter la réduction du rendement d'éclairement, la distance entre l'objet qu'on lit et le tube doit être plus importante pour ne pas faire obstacle à la lumière réfléchie et, donc, l'éclairçment de l'objet qu'on lit n'est pas tellement accru. Par conséquent, la présente invention a pour objet de prévoir une lampe fluorescente à effet directif perfectionnée, qui assure un éclairement et une production efficaces de lumière réfléchie à partir de l'objet qu'on lit par suite de l'emploi d'une nouvelle structure et, elle prévoit également un lecteur optique perfectionné qui est plus compact, qui a un meilleur rendement quant à sa consommation de puissance et qui est moins coûteux que le lecteur classique. La présente invention sera bien comprise à la lecture dé la description suivante faite en relation avec les dessins joints dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un exemple de mode de réalisation de la lampe fluorescente à effet directif selon la présente invention La figure 2 est une vue en coupe, de profil, de la lampe fluorescente à effet directif de la figure 1 ; et La figure 3 est une vue de profil, en coupe, d'une partie principale d'un lecteur utilisant la lampe fluorescente à effet directif selon la présente invention. La lampe fluorescente à effet directif selon la présente invention comprend - un tube en verre cylindrique, étanche à l'air - deux électrodes disposées à l'intérieur du tube en verre, près de chacune de ses extrémités respectivement - un revêtement fluorescent formé sur la face intérieure du tube en verre - un revêtement réfléchissant la lumière formé sur l'extérieur du revêtement luminescent - de faibles quantités connues de mercure et de gaz rare enfermés dans le tube en verre et elle est caractérisée en ce qu'elle comprend deux zones de passage de la lumière, linéaires et transparentes, qui ne comportent pas de revêtement fluorescent ni de revêtement réfléchissant et qui sont parallèles à l'axe longitudinal du tube de verre et disposées de manière qu'un faisceau lumineux puisse passer à travers l'une des zones de passage de la lumière, l'espace compris à l'intérieur du tube et l'autre zone de passage. On décrira maintenant en détail la présente invention en se référant aux figures. Dans la figure 1, qui est une vue en perspective, partielle, et dans la figure 2 qui est une vue de profil, en coupe, d'un exemple de mode de réalisation de la présente invention, la lampe fluorescente à effet directif selon la présente invention comprend un tube de verre cylindrique, fermé, étanche à l'air l, comportant des électrodes 3, 3. Les électrodes 3, 3 sont supportées, respectivement, aux extrémités du tube par des tiges connues. Le tube de verre contient de faibles quantités connues de mercure et de gaz rare. Le tube de verre 1 comporte deux capuchons métalliques 6, 6 comportant chacun des broches métalliques connectées aux électrodes 3,3 à travers les tiges du tube de verre. Sur la face intérieure du tube de verre est formé un revêtement réfléchissant connu 4. En outre, sur le revêtement réfléchissant 4 est formé un revêtement 5 d'une substance luminescente connue.Pour le revêtement réfléchissant 4, un revêtement d'une substance luminescente peut être utilisé. En fait, un revêtement d'une substance luminescente dont l'épaisseur est plusieurs fois supérieure à celle des revêtements des lampes fluorescentes connues peut être considéré comme comprenant un revêtement réfléchissant constitué par le revêtement fluorescent. Le revêtement réfléchissant 4 peut être formé non seulement entre la face intérieure du tube 1 et le revêtement de substance luminescente 5, mais également sur la face extérieure du tube 1. Comme point caractéristique, le tube fluorescent selon la présente invention comporte deux zones 7 et 8, linéaires, pa rallèles à l'axe du tube de verre et qui ne comportent pas de revêtement fluorescent 5 ni de revêtement réfléchissant 4 et qui sont disposées de telle manière qu'un faisceau traverse l'une des zones, l'espace compris à l'intérieur du tube et l'autre zone. Les faces intérieures du tube de verre 1, au niveau des zones de passage de la lumière 7 et 8 sont, de préférence, revêtues de films de protection transparents d'oxyde d'étain ou de bioxyde de titane, pour éviter une coloration indésirable du verre par l'attaque des ions de mercure. Les caractéristiques d'une lampe réalisée dans la pratique, choisie à titre d'exemple, sont les suivantes Diamètre extérieur du tube de verre 1 ...................... 25 mm Longueur de la lampe (entre les faces des capuchons) ...,.. 436 mm Gaz rare .................................. argon sous 2,5 Torr Revêtement réfléchissant 4 * ..... revêtement de poudre de bioxyde de titane à raison de 4 mg/cm2 Revêtement de substance luminescente .............................. revêtement d'halophosphate de calcium activé au manganèse à raison de 4 mg/cm2 Largeur des zones 7 et 8 ................................... 6,5 mm (les angles au centre ot 1 et OL 2 du tube sous-tendant les zones 7 et 8 dans la vue en coupe (figure 2) valent environ 300, respectivement) Position des zones 7 et 8 .......... symétriques par rapport à l'axe du tube de verre 1. Films protecteurs 9 ................ films transparents d'oxyde d'étain 9,9 formés sur la face intérieure du tube de verre 1 au niveau des zones 7 et 8 pour éviter la coloration indésirable de la paroi du verre. Un dispositif de lecture ou lecteur employant la lampe fluorescente à effet directif décrite ci-dessus est décrit en détail ci-après en liaison avec la figure 3. Comme représenté en figure 3, le support 10 maintient l'objet à lire 14, par exemple une photographie. La lampe fluorescente à effet directif susmentionnée est disposée près de l'objet qu'on lit 14 ou en contact avec celuici de manière que la première zone 7 soit disposée face à une partie choisie 15 de l'objet qu'on lit 14. Un moyen optique 12 comprenant, par exemple, un objectif de protection 16 est disposé de manière à recevoir le faisceau lumineux réfléchi qui provient de l'objet qu'on lit 14 en traversant la première zone 7, l'espace intérieur du tube de la lampe puis la seconde zone 8. Le faisceau lumineux réfléchi émanant de la lampe est focalisé par le moyen optique 12 et projette une image 1 correspondant au motif que porte l'objet qu'on lit 14 sur un film photosensible 13. Le film photosensible 13 est disposé en face de l'objet qu'on lit 14, la lampe fluorescente 1 et le moyen optique 12 étant interposés entre eux. Un premier écran ou cache 18 comportant une ouverture linéaire est disposé sur ou au-dessus de la face de l'objet qu'on lit de manière que l'ouverture de l'écran se trouve en face de la première zone de passage de la lumière. Un second écran 19 comportant une ouverture linéaire est disposé de telle manière que son ouverture se trouve en face de la seconde zone 8. Un troisième écran 17 comportant une ouverture variable est disposé immédiatement en face de l'objectif de projection. Un quatrième écran 20 comportant une ouverture linéaire est disposé de manière à limiter à une dimension prédéterminée la largeur du faisceau lumineux incident B qui frappe le film photosensible 13. On décrira ci-après le fonctionnement du dispositif de lecture. La partie choisie 15 de l'objet qu'on lit 14 est éclairée de façon intense par la lumière de la lampe fluorescente 1. La lumière est émise à partir du revêtement fluorescent 5 et éclaire la partie choisie 15 à travers la première zone 7. Le faisceau lumineux réfléchi par la partie choisie 15 de l'objet qu'on lit 14, c 'est-à-dire le faisceau lumineux contenant l'information du motif que porte l'objet qu'on lit 14, traverse la paroi de verre transparente de la première zone 7, l'espace intérieur du tube 1, la paroi de verre transparente de la seconde zone 8 et l'objectif 16 et projette l'image I sur la face du film photosensible 13. L'écran à ouverture linéaire 18 a pour fonction de cacher la partie restante, extérieure à la partie choisie 15 de l'objet qu'on lit 14 au moyen d'une matière noire absorbant la lumière que comporte cet écran 18 pour éviter la réflexion de la lumière par la partie restante et augmenter ainsi le contraste de l'image I. L'objet qu'on lit 14 est déplacé par caulissement vers la droite ou vers la gauche, c'est-à-dire dans la direction transversale de l'ouverture linéaire de telle sorte que toutes les parties de l'ob- jet sont exposées continûment à travers l'ouverture linéaire de l'écran 18. L'écran à ouverture linéaire 19 a pour fonction de cacher la partie restante de la face extérieure du tube 1 située hors de la zone 8 pour éviter que la lumière émanant de cette partie restante de la face extérieure du tube 1 ne pénètre dans le moyen optique 12. L'écran à ouverture variable 17 est destiné à régler l'intensité du faisceau lumineux B et, de ce fait, la brillance de~l'ima- ge I projetée sur le film photosensible 13. L'écran à ouverture linéaire 20 a pour fonction d'éliminer la lumière provenant de parties limites non nécessaires dans la direction transversale de l'image I. L'image I est constituée de la partie centrale C qui est une image projetée par le faisceau lumineux réfléchi par le motif de la partie choisie 15 exposée à travers la première zone 7 et de parties limites F,F qui sont des images projetées par les faisceaux lumineux provenant du revêtement fluorescent proche de la zone 7 et qui sont formées des deux cOtés de la partie centrale C. Les parties limites F,F, de l'image I, sont formées par le faisceau lumineux provenant directement du revêtement fluorescent et sont, de ce fait, brillantes ; qui plus est, elles ne portent pas d'informations de l'objet qu'on lit.Donc, si les par ties limites F,F, sont projetées avec la partie centrale C sur le film photosensible 13 qui se déplace par coulissement vers la gauche ou vers la droite, c'est-à-dire dans la direction opposée au déplacement susmentionné de l'objet qu'on lit 14, le contraste de l'image résultant sur le film photosensible 13 est réduit d'une certaine valeur du fait des parties limites brillantes F,F. Par conséquent, il est préférable d'éliminer, au moyen d'un écran, les deux parties latérales du faisceau lumineux au moyen de l'écran à ouverture linéaire 20 pour empêcher d'enregistrer les parties limites F,F sur le film photosensible 13 et, ainsi, améliorer le contraste de l'image résultante devant être enregistrée sur le film photosensible 13. Si le film photosensible 13 est sensible à une lumière ayant une longueur d'onde relativement courte, l'emploi d'un filtre pour cette lumière,placé avant ou après l'objectif 16, est préférable pour assurer un contraste suffisant de 1 image puisque les spectres de raies du mercure de 405, 436 ou 545 mm sont émis par la décharge à l'intérieur du tube 1 ; sinon, l'élimination ou la limitation des parties limites F,F au moyen des écrans à ouvertures linéaires 19 et 20 suffit du fait que l'espace intérieur du tube 1 ne comporte pas d'élément pour disperser la lumière. Dans un dispositif photo-électrique de lecture d'un motif utilisant la lampe fluorescente à effet directif à deux zones de passage de la lumière, mentionnée dans l'exemple ci-dessus avec un courant de 800 M, l'intensité d'éclairement de l'image sur le film photosensible 13 est égale à 160 % de celle obtenue avec le disposée tif semblable utilisant deux lampes fluorescentes du type à effet directif comportant une seule zone de passage de la lumière, classiques, de la même dimension, absorbant la même puissance et disposées d'un cté et de l'autre de l'objet qu'on lit. Ceci revient à dire que le rendement d'utilisation de la lumière est égal à 320 % de celui des lampes fluorescentes à effet directif classiques à une seule zone de passage de la lumière. La présente invention apporte les avantages suivants Le rendement d'éclairement de la partie choisie 15 de l'objet qu'on lit 14 par la lampe fluorescente, c'est-à dire le rendement d'utilisation de la lumière de la lampe est très -élevé puisque la première zone de passage de la lumière de la lampe fluorescente est située de manière à venir en contact avec la partie choisie ou très près de celle-ci. Puisque l'objet qu'on lit est placé en contact avec ou très près de la première zone de passage de la lumière de la lampe, la partie restante du faisceau lumineux réfléchi qui ne sort pas par la seconde zone de passage de la lumière 8 est emprisonnée dans le tube et n'est pas perdue par fuite vers l'extérieur du tube 1 comme dans le dispositif classique. Ceci augmente également le rendement d'utilisation de la lumière. Puisque la lampe est disposée très près de l'objet qu'on lit, ou en contact avec celui-ci, le dispositif de lecture peut être très compact. Puisque le rendement d'utilisation de la lumière est très élevé, une lampe absorbant une puissance inférieure et ayant des dimensions réduites peut être utilisée et, par conséquent, la consommation de puissance de même que la dimension du dispositif peuvent être réduites. Puisque le tube de la lampe peut être disposé très près de l'objet qu'on lit ou en contact avec celui-ci, le diamètre du tube de la lampe peut être aussi important qu'on le désire, sans perdre les avantages susmentionnés. Par conséquent, en augmentant le diamètre du tube de la lampe, il est possible d'améliorer encore ses caractéristiques en augmentant la surface de la face intérieure ou en réduisant le rapport entre les surfaces des zones de passage de la lumière 7 et 8 et les surfaces des revêtements fluorescents 5,5. Dans la lampe fluorescente à effet directif comportant deux zones de passage de la lumière selon la présente invention, les zones 7 et 8 ne sont pas nécessairement symétriques par rapport à l'axe du tube mais elles peuvent être disposées de façon inclinée. La seule restriction aux positions relatives des zones de passage de la lumière est que celles-ci doivent être placées de façon à permettre à un faisceau lumineux de traverser les deux zones. Puisque le verre de la lampe possède un angle critique de 420, la seconde ouverture doit être placée de telle manière qu'elle soit séparée de la première ouverture par un angle () supérieur à 960 suivent la circonférence et dans le plan de coupe. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICkTIONS 1 - Lampe fluorescente à effet directif comprenant - un tube de verre cylindrique étanche à l'air, - deux électrodes disposées à l'intérieur du tube de verre, près de chacune des extrémités de celui-ci, respectivement, un revêtement fluorescent formé sur la face intérieure du tube de verre ; - un revêtement réfléchissant formé sur l'extérieur du revêtement de substance luminescente - de faibles quantités, connues, de gaz rare et de mercure enfermées dans le tube de verre, caractérisée en ce qu'elle comprend : deux zones linéaires de passage de la lumière qui ne comportent pas de revêtement fluorescent ni de revêtement réfléchissant, qui sont parallèles à l'axe du tube de verre et qui sont disposées de manière que la lumière traverse l'une des zones, l'espace compris à l'intérieur du tube, puis l'autre zone. 2 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 1, caractérisée en ce que les centres des zones de passage de la lumière sont symétriques par rapport à l'axe du tube. 3 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est formé entre le revêtement fluorescent et la face intérieure du tube de verre. 4 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est formé sur la face extérieure du tube de verre. 5 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est constitué par un revêtement fluorescent. 6 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 2, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est formé entre le revêtement fluorescent et la face intérieure du tube de verre. 7 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 2, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est formé sur la face extérieure du tube de verre. 8 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendica tion 2, caractérisée en ce que le revêtement réfléchissant est constitué par un revêtement fluorescent. 9 - Lampe fluorescente à effet directif selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première et la seconde zone de passage de la lumière sont séparées l'une de l'autre d'un angle supérieur à 96 svizant la circonférence, dans le plan de coupe. 10 - Dispositif lecteur comprenant - un support pour maintenir un objet qu'on lit - un moyen d'éclairement pour éclairer une partie linéaire, choisie, de l'objet qu'on lit - un moyen optique pour faire converger la lumière réfléchie par la partie choisie de l'objet et former un faisceau lumineux pour projeter une image ; et - un moyen récepteur de lumière qui reçoit le faisceau lumineux à travers le moyen optique, formant, de ce fait, une image lumineuse sur ce moyen récepteur, caractérisé en ce que le moyen d'éclairement est une lampe fluorescente comprenant - un tube de verre cylindrique étanche à l'air ; - deux électrodes disposées à l'intérieur du tube de verre, près de chacune des extrémités du tube de verre, respectivement - un revêtement fluorescent formé sur la face intérieure du tube de verre - un revêtement réfléchissant formé sur le coté extérieur du revêtement de substance luminescente - de faibles quantités, connues, de gaz rare et de mercure enfermés dans le tube de verre ; et - deux zones linéaires et transparentes pour le passage de la lumière qui ne comportent pas de revêtement fluorescent ni de revêtement réfléchissant, parallèles à l'axe du tube de verre et disposées de telle manière que l'ouverture soit disposée près de la partie choisie de l'objet et que le faisceau lumineux réfléchi traverse la première zone de passage de la lumière, l'espace compris à l'intérieur du tube et la seconde zone de passage de la lumière. 11 - Dispositif lecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un écran comportant une ouverture linéaire disposée parallèlement à la seconde zone de pas sage de la lumière adjacente à celle-ci. 12 - Dispositif lecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un écran comportant une ouverture linéaire disposée parallèlement à la première zone de passage de la lumière et adjacente à celle-ci. 13 - Dispositif lecteur selon la revendication 10, carac tersé en ce qu'il comprend, en outre, un écran comportant une ouverture linéaire, disposée sur le moyen récepteur de lumière, de telle manière que son ouverture soit parallèle aux zones de passage de la lumière et qu'elle arrête la lumière autre que celle provenant d'une image de la partie linéaire choisie.