Brevet FR2531793A1 — publié le 19840217

Dispositif de lecture de codes optiques ou tactiles et applications. La présente invention a pour objet des dispositifs destinés à lire des caractères inscrits sur une feuille dans un code optique ou tactile afin de transformer ces caractères en suites d'impulsions électriques, qui peuvent être transmises a distance ou enregistrées et qui permettent donc de reproduire a distance, en temps différé ou en temps réel, un texte codé dans le code dlorigine ou transcrit dans un autre code Le secteur technique de l'invention est celui de la lecture des informations codées sous une forme optique ou tactile sur une feuille. On connut plusieurs sortes de codes et de supports d'enregistrement d'informations codes Les caracteres alpha-numériques peuvent être codés dans un code binaire et les caracteres codés en binaire peuvent etre enregistrés sous forme magnétique sur des bandes ou des disques. On connais des têtes de lecture magnétiques qui permettent de lire les mémoires magnétiques, en transformant les signaux magnétiques en suites d'impulsions électriques. Les caractères alpha-numériques peuvent être également enregistrés sur des cartes ou bandes perforées et on connaît des lecteurs de support perforés qui sont constitués par des contacts électriques montés sur des balais ou bien par des lecteurs optiques comportant un emetteur We lumière et un recepteur photo-électrique placés de part et d'autre du support perfore. Le récepteur est éclairé au passage des perforations et il émet des-impulsions électriques. A côté de ces codes binaires, il-e:tiste d'autres codes. Un de ceux-ci est le code braille utilisé par les malvo yangs. On rappelle que le code braille est un code tactile, dans lequel les caractères sont représentés par des points en relief pouvant occuper six positions différentes situees aux sommets d'une matrice de trois lignes et de deux colonnes, lesquels pointa sont perçus par le toucher. Il existe des machines à écrire à clavier braille qui frappent egalement en écriture braille sur-une feuille sur laquelle les caractères apparaissent sous forme de petites bosses en relief lisibles par des malvoyants, ce qui permet à ceux-ci de se corriger. Hais ces textes frappés an braille ne peuvent etre lus par la majorité des bienvoyants qui ne connaissent pas l'écriture braille. Les textes frappés an braille sur une feuille ne peuvent être lus par les lecteurs de codes connus à ce jour. Un objectif de la présente invention est de procurer un lecteur de code braille qui permet de lire les caractères frappés sur une feuille an code braille et de transformer ces caractères en impulsions électriques, lesquelles peuvent être transportées à distance etbou être enregistrées etfou erre décodées par un ordinateur ou un microprocesseur pour être transcrites dans un autre - code par exemple dans un code alpha-numérique, ce qui permet a des bienvoyants de lire sans difficulté un texte frappe par un non- voyant. A partir du texte frappé en braille, un lecteur de code selon l'invention associé à un microprocesseur permet de-transcrire ce texte en écriture courante et les aveugles et les malvoyants peuvent donc communiquer par l'écriture avec leur entourage et être intégrés dans la vie professionnelle ou scolaire. On connaît évidemment le code morse qui est un code surtout auditif mais qui peut etre écrit sur une feuille Bous une forme optique. Un lecteur de code selon l'invention permet de lire des textes écrits en code morse. On connaît également un code dit code barre dans lequel les caractères sont inscrits sur des étiquettes sous forme de barres parallèles ayant des épaisseurs différentes. Ce code barre est utilisé plus spécialement pour inscrire des prix et des poids sur des articles mis en vente dans des magasins libre-service et les caissières lisent ce code au moyen d'un crayon qu'elles déplacent manuellement transversalement aux barres. On utilise également le code barre pour écrire des messages, et notamment des programmes d'ordinateur. -Un autre qbjectif de -lyinvention est de procurer un lecteur de code qui permet de lire les caractères imprimés en code barre pour transformer ceux-ci en impulsions électriques qui peuvent être transcrites par un logiciel en un autre code et qui peuvent notamment être enregistrées dans une mémoire lisible par un ordinateur, ce qui permet d'enregistrer dans une mémoire un programme imprimé en code barre. De façon générale, l'objectif de l'invention est de procurer un dispositif de lecture de codes, qui permet de lire tous les codes optiques ou tactiles dans lesquels les caractères apparaissent sur une feuille sous forme de signes tels que des barres, des traits, des points, des points en relief, des sillons ou des perforations, qui présentent avec le fond de la feuille, un contraste du à une différence de pouvoir réfléchissant Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un dispositif de lecture de caractères inscrits en code sur une feuille, qui comporte - des moyens pour entraîner ladite feuille pas à pas dans le sens de la hauteur; - un chariot qui est déplacé pas à pas parallèlement aux lignes entre les déplacements successifs de la-feuille;; - une tête de lecture qui est portée par ledit chariot et qui comporte au moins un capteur opto-électronique à reflexion qui est composé d'un émetteur de lumière-qui dirige un faisceau lumineux très fin sur ladite feuille et d'un récepteur photo-électrique qui est placé à côte dudit émetteur pour recevoir la lumière issue de celui-ci et réfléchie par ladite feuille, lequel récepteur émet des signaux electriques fonction de l'intensité lumineuse réfléchie et ledit dispositif comporte, en outre, des-circuits électroniques d'amplification, de filtrage et de mise en forme desdits signaux. Chaque capteur opto-électroniquetcomporte un émetteur lumineux et un récepteur photo-électrique qui sont disposés côte à côte, obliquement par rapport au plan de la feuille. Un dispositif lecteur selon 1 invention comporte, en outre, des moyens pour émettre une impulsion de positionnement de la feuille entre les lignes successives et des moyens pour émettre des impulsions équidistantes indiquant la position du chariot le long de chaque ligne. L'invention a pour résultat un nouvel appareil permettant de lire tous les caractères inscrits sur une feuille dans n'importe quel code compose de signes qui présentent un contraste par rapport à la feuille et permettant de transcrire ceux-ci en signaux électriques qui peuient être convertis par une unité logique dans un code binaire, ce qui permet ensuite soit de les imprimer en caractères alpha-numéri quels, soit de les enregistrer dans des mémoires binaires et ceci en temps réel ou différé, soit localement, soit à distance. Une application particulière d'un lecteur selon l'invention est la lecture de textes inscrits en code braille et la transcription de ceux-ci en caractères alpha-numériques. Une autre application est la lecture de programmes pour ordinateurs qui sont imprimés en code barre et la transcription de ceux-ci par une unité logique associée au lecteur en un code binaire, de sorte que le programme peut être enregistré dans la mémoire binaire d'un ordinateur ou d'un microprocesseur. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un lecteur de code selon l'invention. La figure 1 est un schéma général du lecteur. La figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'une feuille portant des caracteres en code braille et de la tête de lecture photo-électronique. Lâ figure 3 est un diagramme des signaux electriques émis par l'appareil. La figure 1 représente un dispositif qui comporte deux rouleaux parallèles 1; 2 entre lesquels est engagée une feuille 4 sur laquelle apparaissent des caractères codés 4a. La feuille 4 est par exemple une feuille de papier plus ou moins fort ou une feuille de matière plastique ou une feuille d'aluminium. Par exemple les caractères à lire sont inscrits en code braille sur une feuille embossée, sur laquelle chaque caractère est représenté par une combinaison déterminée de bosses ponctuelles situées sur une matrice de trois lignes et de-deux colonnes. L'un des rouleaux, par exemple le rouleau 1 est entraîné en rotation par un moteur pas à pas 3. La feuille 1 est engagée entre les rouleaux et entraînée'dans le sens de la hauteur, c'est-a-dire dans le sens perpendiculaire aux lignes comme une feuille de papier sur une machine à écrire. Les rouleaux 1 et 2 peuvent être remplacés par une série de rouleaux alignés. L'entraînement pas à pas du rouleau moteur 1 peut être réalisé soit par un moteur 3 entraînant directement l'axe du rouleau, soit par l'intermédiaire d'une roue à rochet montée sur l'axe du rouleau et actionnée pas à pas par un levier lui-mEme actionné par le moteur 3. Le dispositif comporte une glissière ou un rail 5 transversal, parallèle aux rouleaux 1 et 2, le long duquel un petit chariot 6 est déplacé pas à pas Le chariot 6 est fixe par exemple à une courroie sans fin 7 passant sur une poulie de renvoi 8 et sur une poulie 9 entraînée par un deuxième moteur pas à pas 10 à double sens de marche Deux interrupteurs de fin de course 11 et 12, par exemple deux dEtecteurs oto-electriques sont disposés aux deux extrémités de la glissière 5. Lorsque le chariot arrive au contact de l'un de ces interrupteurs, il actionne celui-ci et Te signal émis par l'in- terrupteur entraîne l'avancement d'un pas du moteur 3 et l'inversion du sens de marche du moteur 10, de telle sorte'que le chariot 6 se déplace en va et vient. En variante9 le chariot peut se déplacer pas à pas dans un seul sens, par exemple celui qui. va de gauche à droite et lire les caractères pendant ce parcours puis être rappelé à grande vitesse de droite à gauche, sans effectuer aucune lecture pendant ce mouvement de retour rapide. Le chariot 6 porte une tête de lecture portant un ou plusieurs capteurs opto-électroniques à réflexion 13. Dans le cas diun lecteur de code braille, la tête de lecture peur comporter avantageusement trois capteurs alignés suivant une colonne avec un espacement vertical de 0,25 cm qui correspond à celui des lignes de la matrice braille, de telle sorte que les trois- points de chaque colonne de la matrice sont lus simultanément. La tête de lecture peut également comporter un seul capteur, ou,deux ou meme,. dans le cas d'un lecteur de code braille, elle peut comporter six capteurs disposés suivant les six sommets d'une matrice braille, de telle sorte que chaque caractère braille soit lu en une seule fois. La figure 2 représente, à plus grande échelle, une tête de lepture équipée d'un seul capteur 13 et une coupe d'une feuille 4 Chaque capteur 13 comporte un émetteur de lumière 14 par exemple une photodiode émissive dans le proche infrarouges qui dirige sur la feuille 4 un faisceau de lumière très fin Dans le cas d'tin lecteur de code braille, les dimensions de la tache lumineuse projetée sur la feuille 4 est du même ordre que la dimension des bosses en relief du code braille. Lorsque le chariot 6 se déplace, la tache lumineuse balaye une ligne de la feuille 3 et rencontre tous les signes tels que points, traits, bosses, perforations. barrais ou sillons, inscrits sur cette ligne. Chaque capteur 13 comporte, en outre, un récepteur photo-électrique 15, par exemple une photorésistance ou, de préfé- rence, une phototransistor sensible aux infrarouges émis par la diode 14. Le récepteur 15 émet ou laisse passer un signal electri- que dont l'amplitude est fonction de la lumière qu'il reçoit. Le récepteur 15 est disposé à proximité de l'émetteur 13, dans une position symétrique de celle de l'émetteur par rapport au plan N normal à la feuille passant par l'intersection du faisceau lumineux émis par l'émetteur 14 avec la feuille 3, de telle sorte que le récepteur 15 reçoit le faisceau de lumière plus ou moins réfléchi par la feuille 3 ou par les signes de codage 4a portes par celle-ci. Les axes de l'émetteur 14 et du précepteur 15 forment entre eux un angle u qui est inférieur ou égal à 90 . Les signes imprimés sont généralement de couleur noire ou sombre et ont un pouvoir réfléchissant inférieur à celui de la feuille qui est plus e-Iaire. il en est de même des perforations ainsi que des bosses en relier du code braille qui sont de forme sphérique et qui réfléchissent la lumière dans toutes les directions, de sorte que l'intensité de la lumière réfléchie par une bosse vers le récepteur est nettement inférieure à l'in'tensité de lumière réflé- chie par la feuille. Il en résulte qu'au passage du capteur devant caque signe, le signal électrique émis par le recepteur 15 présente un affaiblissement. Le dispositif comporte des circuits électroniques d'amplification, de filtrage et de mise en forme du signai électrique, de sorte que l'on obtient finalement au passage de chaque signal, une impulsion de forme sensiblement rectangulaire. L'appareil comporte des circuits d'interface 16 qui dirigent les impulsions électriques issues du récepteur vers des circuits d'utilisation ou de mémoire. Les signaux sont analysés par des circuits logiques et par un logiciel-et convertis en impulsions correspondant à un code binaire. Dans le cas où le lecteur est couplé à un appareil de transcription comportant une imprimante en caractères normaux, les signaux binaires sont transmis à l'imprimante. Le déplacement pas à pas du chariot 6 le long de la glissière 5 génère des impulsions équidistantes qui permettent de définir avec précision la position exacte de la tête de lecture le long de chaque ligne. La détermination de cette position est importante dans le cas où chaque caractère est codé par plusieurs signes disposés sur une matrice à plusieurs lignes comme csest le cas dans le code braille et où les circuits logiques doivent donc combiner tous les signaux de chaque caractère en utilisant des informations situées sur plusieurs -lignes. Le dispositif qui émet les impulsions de positionnement du chariot le long d'une ligne peut être constituépar des micro-interrupteurs, par exemple des micro-interrupteurs photo-électriques uniformément répartis le long de la glissière 5. De préférence, le dispositif qui émet les impulsions de positionnement du chariot est constitué par un disque capteur de déplacement angulaire qui est entraîné par le moteur 10 et qui émet une impulsion chaque fois que le chariot progresse d'un pas de 0,25 mm.Ces impulsions peuvent être comptées par- un çompteur d'impulsions qui est remis à zéro au début de chaque ligne. t L'appareil comporte également des moyens pour emettre une impulsion de synchronisation entre chaque ligne permettant de connai- -tre avec précision la position en hauteur de la feuille. Ces 'moyens peuvent être par exemple les micro-interrupteurs 11 et 12 de fin de course du chariot ou un capteur de deplacement angulaire entraîné par le moteur 3 qui émet une impulsion chaque fois que le moteur 3 fait progresser la feuille 4 d'un pas ou tout autre moyen équivalent. La figure 3 est un diagramme des impulsions. La ligne inférieure représente une coupe de la feuille 4 et des bossages 4a situés le long d'une ligne entre les deux interrupteurs de fin de course 11 et 12. La ligne intermédiaire représente les signaux électriques 17 émis par lerécepteur 15 au passage de chaque bossage 4a et deux signaux1 lia et 12a émis par chacun des interrupteurs 11 et 12 lorsque la tête de lecture se situe devant eux. La ligne intermédiaire représente les signaux électriques non filtrés et non mis en forme. La ligne supérieure du diagramme représente l'ensemble des signaux obtenus séquentiellement, après filtrage, mise en forme et multiplexage. On voit sur cette ligne les signaux llb et 12b de positionnement de la feuille qui marquent la séparation entre les lignes, les signaux 17a qui sont issus de la mise en forme des signaux 17 et des impulsions équidistantes 18 qui sont émises par le dispositif de positionnement de la tête le long de chaque ligne. Les signaux multiplexés tels qu'ils apparaissent sur la ligne supérieure du diagramme sont transmis par les circuits d'interface 16 sur une unité logique associée au lecteur qui convertit ces signaux en code binaire lisible par une imprimante. Le fonctionnement d'un lecteur selon la demande est le suivant. La feuille 4 est introduite entre les rouleaux 1 et 2 et on lance l'appareil. La tête de lecture 13 balaye en continu, bidirectionnellement ou non, les lignes successives de la feuille tandis que celleci avance de façon synchrone avec le balayage. Les signaux électriques 17a issus du capteur 13, ainsi que les signaux 18 de positionnement de la tête et les signaux t.- llb, 12b de positionnement de la feuille sont disponibles à la sortie du circuit d'interface 16 pour être traités par un système informatique. Cet ensemble de signal signaux.permet,tqus les traitements possibles. Un dispositif de lecture de code selon l'invention peut être utilisé pour décoder des textes en code braille et pour les transcrire en caractères alpha-numeriques. Les programmes d'ordinateur destinés à des mini-ordinateurs sont diffusés sous forme imprimée, en code barre lisible par un i stylet de lecture déplacé manuellement. Cette opération de lecture à main levée est delicate et conduit à des erreurs. Un lecteur de code selon l'invention permet de lire en toute sécurité un code composé de barres de faible hauteur, par exemple une hauteur de l'ordre d'un millimètre, et il permet donc d'augmenter la quantité dtinformations codées an code barre contenues sur une même feuille En variante, la tête de lecture peut comporter sur trois lignes espacées au pas du braille, un nombre de capteurs égal à celui des caractères braille contenus dans une. ligne. Dans ce cas, il n'est plus nécessaire de disposer d'un chariot à déplacement latéral et le dispositif ne comporte plus qu'un mécanisme d'avance du papier. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lecture de caractères inscrits sur une feuille (4) dans un code optique ou tactile composé de signes (4a) qui présentent un contraste par rapport à la feuille du à une diffe- rence de pouvoir réfléchissant, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens (1, 2, 3)pour entraîner ladite '.euille pas à pas dans le sens de la hauteur; - un chariot (6) qui est déplace pas à pas parallèlement aux lignes entre les déplacements successifs de la feuille;; - une tête de lecture (13) qui est portée par ledit chariot et qui comporte au moins un capteur opto-électronique à réflexion qui est composé d'un émetteur de lumière (14) qui dirige un faisceau lumineux très fin sur ladite feuille et d'un récepteur photo eectrique (15) qui est placé à ete dudit émetteur pour recevoir la lumière issue de celui-ci et réfléchie par ladite feuille, lequel récepteur émet des signaux électriques fonction de l'intensité lumineuse réf lé- chie et ledit dispositif comporte, en outre, des circuits électroni- ques d'amplification, de filtrage et de mise en forme desdits signaux. 2. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que chaque capteur opto-électronique comporte un émetteur lumineux (14) et un récepteur (15) photo-electrique qui sont disposés cote à côte, obliquement par rapport au plan de ladite feuille. 3. Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce que les axes dudit émetteur (14) et dudit récepteur (15) forment entre eux un angle a 4 90C et sont symétriques par rapport au plan (N) normal à la feuille. 4. Dispositif selon ne quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit émetteur,(34) est une diode photoémissive dans le proche infrarouge et ledit récepteur (15) est un phototransistor sensible aux infrarouges. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, an outre, des moyens pour émettre une impulsion (11b, 12b) de positionnement de la feuille -entre les lignes successives et des moyens pour émettre des impulsions équidistantes (18) indiquant la position du chariot le long de chaque ligne. 6. Dispositif selon la revendication 5, caracterisé en ce que les moyens pour émettre lesdites impulsions (1lb, 12b, 18) sont constitués par deux capteurs de déplacement angulaire qui sont entraînés respectivement par chacun desdits moteurs pas à pas (3, 12) et qui émettent une impulsion correspondarit à chaque pas du moteur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux rouleaux parallèles (1, 2), entre lesquels on place ladite feuille (4) dont l'un est entraîné pas à pas par un moteur (3) et il comporte, en outre, une glissière (5),parallèle auxdits rouleaux,le long de laquelle se déplace ledit chariot (6) et un moteur pas à pas (10) entraînant les déplacements dudit chariot. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux interrupteurs (11 12) qui sont placés aux deux extrémités de ladite glissière, de sorte que lorsque ledit chariot arrive en fin de course, il actionne l'un desdits interrupteurs, lequel commande automatiquement l'avancement d'un pas dudit moteur (3) entraînant les rouleaux et l'inversion du sens de marche dudit moteur (10) entraînant le chariot. 9. Application d'un dispositif.selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'il est utilisé pour lire des caractères inscrits en code braille et qu'il est associé à une unité logique qui convertit signaux électriques issus du lecteur en code binaire et à une imprimante qui transcrit les caractères binaires en caractères alpha-numériques. 10. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,caractérisée en ce qu'il est utilisé pour lire des programmes imprimés en code barre et il est associé à une unité logique qui convertit les signaux électriques émis par le lecteur dans un code binaire directement enregistrable dans la mémoire d'un mini ordinateur.