Brevet FR2489179A1 — publié le 19820305

Dispositif d'oexloration opticue d'objets. Laprésente invention se rapporte à un dispositif d'exploration optique d'objets, dans lequel la lumière émi- se par une ou plusieurs sources est projetée sur un ou plusieurs capteurs photosensibles, les objets à explorer étant intercalés entre lesdites sources lumineuses et lesdits capteurs. Il est connu de repérer par un procédé optique les altérations de la structure souhaitée de produits les plus divers lors de leurs phases de production et d'em- ballage. Dans ce cas, des rayonnements lumineux provenant d'une source sont réfléchis, par exemple, par l'objet à -explorer et sont projetés sur des cellules photo-électri- ques, sur des multiplicateurs secondaires d'électrons ou sur d'autres dispositifs d'enregistrement; ces disposi- tifs ont pour fonction d'afficher les écarts constatés et, le cas échéant, de commander des mécanismes qui éliminent de la chaine de production ou d'emballage l'objet repéré comme défectueux. Les dispositifs connus jusqu'à présent présentent l'inconvénient d'avoir une forme de réalisa- tion relativement compliquée et onéreuse et de compren- dre un grand nombre de composants individuels tels que des capteurs, de sorte que, lors du contrôle de petits objets tels, par exemple, des comprimés pharmaceutiques, une réparation compliquée-et longue est nécessaire lors- que les organes individuels constituant ces capteurs sont défaillants. La présente invention a par conséquent pour objet un dispositif d'exploration optique qui, plus fiable bien que plus simple, présente une plus faible hauteur, ne né- cessite aucun composant électronique et/ou optique compli- qué et affiche de manière précise et fiable des défauts constatés sur les objets. Selon les caractéristiques essentielles du disposi- tif de l'invention, le ou les capteurs photosensibles comprennent une ou plusieurs cellules solaires à grande surface, cependant qu'un masque perforé, dont la configura- tion est adaptée à celle de l'objet exploré, est intercalé entre la face supérieure desdites cellules solaires et ledit objet à explorer. Avantageusement, la source lumineuse consiste en un émetteur de rayonnements diffus et un filtre de rayonnement adapté à l'objet à explorer est placé entre ledit objet et ledit émetteur. Dans un mode de réalisation préféré selon l'invention, la source de rayonnement est une diode élec- troluminescente et/ou une source de lumière infrarouge. Dans un autre mode de réalisation préféré, le dispositif comporte une source lumineuse qui engendre un ou plusieurs faisceaux de lumière dirigée, qui peu- vent être adaptés au nombre des objets et à la configu- ration de ces derniers. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse peut également comprendre un ou plusieurs faisceaux de fibres photoconductrices. Avantageusement, pour obtenir une meilleure ré- solution sectorielle, le nombre des cellules solaires est augmenté dans la zone o l'on souhaite accroître cette résolution, et un amplificateur individuel est associé à chaque cellule solaire. De préférence, les cellules solaires sont dis- posées sur une plaque de support qui, au moyen de res- sorts prenant appui contre la région inférieure du dis- positif, est maintenue par pression dans une position fixe contre une plaque de verre appliquée sur un élément de guidage. Avantageusement, une ou plusieurs cellules so- laires sont rassemblées en un seul bloc avec le masque perforé adapté aux objets à explorer et avec les élé- ments de support et de fixation associés. La ou les cellules solaires délivrent un-signal un amplificateur qui commande, d'une part, un indica- teur d'erreurs, et contrôle, d'autre-part, un mécanisme de commande de la machine. Le dispositif selon l'invention permet le contrôle par exploration de comprimés, gélules et dragées pharma- ceutiques qui, en général, sont logés dans des plaquettes à alvéoles. Ce dispositif peut aussi être utilisé pour contrôler par exploration de nombreux autres objets, par exemple des articles de confiserie, des pièces métalli- ques, des articles textiles, etc., se présentant sous une forme telle que des défauts intervenant dans leur morphologie puissent être détectés par des éléments rayonnants qui agissent sur des cellules solaires. Par l'expression "cellules solaires à grande surface" utilisée ici, il faut entendre des cellules solaires qui, à la différence des capteurs ponctuels-de rayonnements utilisés jusqu'alors dans l'exploration, obturent au moins les surfaces prédéterminées-par les orifices ménagés dans le masque perforé. Il en résulte l'avantage décisif que des défauts présents dans ou sur ces objets de surface relativement grande peuvent être détectés par une seule et unique grandeur de mesure, c'est-à-dire une variation de tension, cependant que, dans les dispositifs connus de balayage, les grandes surfaces devaient être résolues et traitées électroniquement par un grand nombre de points d'exploration. En outre, comparé aux dispositifs connus, le dispo- sitif d'exploration de l'invention présente l'avantage important que le contrôle des défauts d'objets de con- figurations différentes peut avoir lieu sur un seul et même dispositif,. en remplaçant le masque perforé corres- pondant et, le cas échéant, le filtre de rayonnements. Les défauts qui peuvent être ainsi repérés dans la morphologie d'un objet sont, par exemple, des défauts de configuration, des défauts d'épaisseur (lorsque l'épaisseur résiduelle reste perméable aux rayonnements) et des défauts causés par l'inclusion de corps 24891 79 étrangers réduisant la perméabilité aux rayonnements. Lorsque les comprimés, gélules, dragées, etc. à contrôler se trouvent dans une plaquette opaque, cela n'entrave pas le bon fonctionnement du dispositif selon l'invention. Lorsque les objets à contrôler sont situés dans un plan, ce qui est généralement le cas lors du contrôle de comprimés, gélules, dragées et produits analogues, les cellules solaires à grande surface du dispositif de contrôle de l'invention sont, elles aussi, disposées dans un plan. Les blocs de cellules solaires du dispositif de l'invention peuvent également être combinés les uns avec les autres de manière à embrasser largement la périphé- rie des objets à contrôler, c'est-à-dire qu'un bloc de cellules solaires peut, par exemple, être disposé sous l'objet; un autre bloc étant juxtaposé à cet objet et, le cas échéant, un troisième bloc étant situé derrière ledit objet. Ainsi, les plans des blocs situés latérale- ment devant et derrière l'objet forment un angle d'en- viron 900 avec le plan du bloc sous-jacent à cet objet et ils forment entre eux un angle d'environ 90 . L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention, consistant en un bloc de cellules solaires dans l'exemple illustré - et la figure 2 est un schéma synoptique illustrant la manière dont un signal émis par le dispositif est traité ou affiché. Sur la figure 1, plusieurs cellules solaires 4 sont disposées dans un même plan sur une plaque de support 3. Chaque cellule individuelle occupe au moins la surface correspondant à celle de chaque orifice d'un masque perforé 5. Cet orifice du masque 5 possède un diamètre qui, en général, est sensiblement plus petit que le diamètre d'un objet 12 à contrôler. Dans l'exemple 248 9179 considéré, l'objet 12 est un comprimé pharmaceutique clas- sique. logé dans une plaquette à alvéoles 13. Les cel- lules solaires 4 sont habituellement protégées par une mince plaque de verre. Sur cette plaque est appliqué le masque perforé 5, qui est de préférence remplaçable. De pré- férence aussi, une plaque de verre 6 est posée sur l'ensemble. L'ensemble du mécanisme décrit ci-avant est maintenu dans une position fixe contre un élément de guidage ou de rete- nue 7, sous l'action de ressorts 2 qui prennent appui contre une région inférieure 1 du dispositif. Dans l'exem- ple illustré, une source lumineuse 11 est placée au-des- sus de chaque objet. Les sources lumineuses 11 sont main- tenues par un support 10 prenant appui, par l'intermédi- aire d'un organe d'écartement 9, sur un filtre de rayon- nements 8. Ce filtre 8 ne permet à la lumière émise par chaque source 11 d'atteindre l'objet à contrôler que dans la région de cet objet 12. Ainsi, ledit filtre 8 empêche une lumière ou un rayonnement diffusé de balayer latéra- lement l'objet contrôlé. Lorsque, à la place d'une source de lumière diffuse, on utilise des faisceaux de rayonnements orien- tés adaptés au nombre et à la configuration des objets 12 à contrôler, la présence du-filtre 8 devient super- flue. A cet effet, au lieu d'une source 11 de lumière diffuse, on peut disposer simplement des faisceaux de fibres photoconductrices au-dessus des objets 12 à contrô- ler. A la place d'une source de lumière simple ou lumière froide, on peut aussi utiliser des sources de rayonnements par infrarouges, car les cellules solaires réagissent à ce type de rayonnement. Lorsque la lumière ou le rayonnement est proje- té de la source 11 sur l'objet 12 ( qui a été amené à la zone de contrôle par un mécanisme d'acheminement non re- présenté), et lorsque la configuration et la morphologie de cet objet sont telles que, d'une part, il obture complè- tement l'orifice associé du masque perforé 5 et, d'autre part, ne laisse passer aucun rayonnement, pratiquement aucune lumière ou aucun rayonnement ne parvient sur la cellule solaire 4 disposée sous ledit masque 5. De ce fait, un étage amplificateur 14 ( illustré sur la figure 2) ne reçoit aucun signal de tension de cette cellule solaire. Cela signifie que l'objet contrôlé ne présente aucun-défaut et n'est pas éliminé. Lorsque l'objet présente un défaut de configura- tion, la lumière passe en regard de la zone défectueuse de cet objet 12, sur la cellule solaire 4 à grande sur- face et, dans ce cas, l'amplificateur 14 de la figure 2 reçoit un signal de tension émis par ladite cellule. Cette dernière réagit également lorsque la configuration de l'objet n'est pas défectueuse, mais que sa morphologie est perturbée à un point tel qu'une certaine partie du rayonnement traversant cet objet continue de parvenir sur la cellule solaire. Cela est par exemple le cas lors- qu'un comprimé, projeté sur-le masque 5, présente la configuration requise, mais pas l'épaisseur souhaitée. Lorsque l'amplificateur 14 de la figure 2 re- çoit un signal des. cellules solaires 4, il délivre un signal de commande à un indicateur d'erreurs , d'o il résulte que l'objet est repéré comme étant défectueux. En même temps, l'amplificateur applique un signal à un autre circuit de commande 16. Ce signal agit ensuite sur la machine de production ou d'emballa- ge dans le sens d'une exclusion de l'objet défectueux. L'amplificateur 14, le mécanisme de commande 16 de la Machine et les sources de rayonnement 11 sont alimentés en tension par des unités stabilisées 17. L'amplificateur 14, qui traite le signal reçu de la cellule solaire, peut fonctionner comme un ampli- ficateur différentiel et comme une bascule de Schmitt. La source lumineuse 11 peut, sélectivement, consister en une lampe à incandescence, en une diode électroluminescente émettant une lumière infrarouge, ou bien en une autre source lumineuse appropriée. Les lampes à incandescence ou les diodes électroluminescentes sont qualifiées d'émetteurs de rayonnements diffus. Lorsqu'on utilise de tels émetteurs en guise de source de rayonne- ment, il est recommandé de disposer un filtre de rayonne- ments 8 au-dessus des objets à contrôler. Ce filtre peut être superflu lorsqu'on travaille avec une lumière orien- tée ou des fibres photoconductrices. Utilisées comme sources de rayonnement, les fibres photoconductrices pré- sentent l'avantage de pouvoir être adaptées sans diffi- culté à la configuration et au nombre des objets devant être contrôlés dans un bloc de cellules solaires. Le dispositif de détection selon l'invention peut être transforma de manière très simple pour contrô- ler des objets d'autres formes, par un simple remplace- ment du masque perforé 5 et, le cas échéant, du filtre de rayonnements 8. Quand on utilise le dispositif selon l'invention pour contrôler, par exemple, des comprimés emprisonnés dans des plaquettes à alvéoles, les orifices ménagés dans le masque perforé 5 au-dessus des cellules solaires cor- respondent parfaitement à la configuration des comprimés à vérifier; en outre, sous chacun de ces orifices du masque, c'est-à-dire au-dessous de chaque comprimé, on dispose de préférence une cellule solaire balayant inté- gralement-son orifice associé. Lorsque par exemple, dans des conditionnements à douze trous, c'est-à-dire des plaquettes contenant douze comprimés et dans lesquelles trois rangées de chacune quatre comprimés successifs sont réunies en une seule unité d'emballage, les perfora- tions du masque 5 correspondent à ce conditionnement douze trous, c'est-àdire que quatre orifices de la dimension d'un comprimé se succèdent selon trois rangées. De pré- férence, douze cellules solaires sont également disposées au-dessous des orifices du masque perforé. Lorsque des gélules doivent ensuite être contrôlées à l'aide de ce dispositif, le masque perforé conçu pour des comprimés est remplacé par un masque perforé associé à des capsules, après quoi la machine peut être immédiatement remise en marche. La transformation permettant le contrôle de sup- positoires, d.ragées etc. est tout aussi simple. Lorsqu'il convient de ne détecter que des objets manquants,l'explo- ration au moyen de cellules solaires et de simples lampes à incandescence est extrêmement bon marché. Cependant, lorsqu'une forte résolution est nécessaire, seul un faible nombre d'objets peut être groupé sur une cellule solaire et chacune desdites cellules est associée à un amplifica- teur individuel. Ainsi, dans le cas de comprimés, qui lais- sent faiblement passer la lumière, il est possible de n'éliminer que ceux qui sont cassés ( fissurés) dans le plan horizontal. Ainsi, on peut également effectuer une mesure limitée de lPépaisseur, auquel cas les sources lu- mineuses consistent de préférence en des diodes émettrices à infrarouges. Etant donné que toute la surface de la zone si- tuée sous chaque objet à contrôler est balayée, un seul signal ( tension) par objet suffit pour effec-.. tuer un contrôle complet. En revanche, dans les disposi- tifs connus optico-électriques de contrôle dans lesquels est effectuée une exploration ponctuelle de l'objet, il faut, même pour un objet de petites dimensions, traiter des cen- taines, voire des milliers de signaux, ce qui nécessite la présence d'un dispositif électronique compliqué et oné- reux en conséquence. Ainsi, le dispositif selon l'inven- tion est considérablement plus simple, moins cher et plus fiable que les dispositifs de contrôle de l'art antérieur. Il ne requiert en outre aucun mécanisme optique et peut être fabriqué avec une très faible hauteur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS - 1. Dispositif d'exploration optique d'objets, dans lequel la lumière émise par une ou plusieurs sources lumineuses est projetée sur un ou plusieurs cap- teurs photosensibles et dans lequel lesdits objets à explo- rer sont intercalés entre lesdites sources lumineuses et lesdits capteurs, dispositif caractérisé par le fait que le ou les capteurs photosensibles (4) comprennent une ou plusieurs cellules solaires à grande surface, et par le fait qu'un masque perforé (5), adapté à la configuration de chaqueobjet à explorer, est intercalé entre la face supérieure desdites cellules solaires et ledit objet à balayer. - 2. Dispositif selon la revendication-1, carac- térisé par le fait que la source lumineuse (11) est un émetteur de rayonnements diffus, et par le fait qu'un filtre de rayonnements (8), adapté à l'objet à explorer, est intercalé entre cet objet et ledit émetteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé par le fait que la source lumineuse (11) est une diode électroluminescente et/ou une source de lumière infrarouge. 4. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'une source lumineuse (11) engendre un ou plusieurs faisceaux de rayonnements orientés, qui peuvent être adaptés au-nombre et à la configuration des objets. 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que la source lumineuse (11) consiste en un ou plusieurs faisceaux de fibres photoconductrices. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour obtenir une plus grande résolution sectorielle, le nombre des cellules solaires est augmenté dans la région o l'on souhaite accroître cette résolution, et par le fait qu'un amplificateur individuel est associé à chaque cellule so- laire. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé par le fait que la ou les cellules solaires sont disposées sur une plaque de sup- port (3) qui est maintenue dans une position fixe contre une plaque de verre (6) appliquée contre un élément de guidage (7), sous l'action de ressorts (2) qui prennent appui sur la région inférieure (1) dudit dispositif. 8. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications I à 7, caractérisé par le fait qu'une ou plu- sieurs cellules solaires (.4), le masque perforé (5) adap- té aux objets à explorer, ainsi que les éléments de sup- port et de fixation associés, sont regroupés en un bloc. 9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications I à 8, caractérisé par le fait que la ou les cellules solaires appliquent un signal de tension à un amplificateur (14) qui, d'une part, commande un indica- teur.d'erreurs (15)- et, d'autre part, contrôle un mécanis- me de commande (16) de la machine.