Brevet FR2542907A1 — publié le 19840921

-1 - "Dispositif optique de détection de fin de bande". L'invention concerne un dispositif optique de détection de fin de bande destiné à être utilisé dans un appareil d'enregistre- ment et/ou de lecture de bande magnétique et comportant une source lumineuse, un élément photosensible coopérant avec celle-ci et un circuit détecteur couplé à cet élément photosensible. Des dispositifs de ce genre sont utilisés entre autres dans des appareils d'enregistrement et/ou de lecture de cassettes et servent à assurer l'arrêt de l'entraînement de bande à la fin de la bande pour éviter la rupture de celle-ci Cette méthode présente l'inconvénient qu'il faut imposer des exigences strictes à l'opacité de la cassette et de l'appareil, faute de quoi, le dispositif serait influencé par de la lumière ambiante (lumière artificielle ou lumiè- re du jour) et la cassette risquerait d'être déconnectée à tort. Outre que l'opacité est un facteur de complexité au point de vue de la construction, elle présente l'inconvénient qu'il existe peu de liberté en ce qui concerne la conception de la cassette Dans ce cas, il n'est pas possible, par exemple, d'utiliser des cassettes à couleur transparente De plus, il faut prévoir dans la cassette une fenêtre transparente séparée permettant de vérifier la quantité de bande encore disponible Tout cela rend inintéressante l'utilisation de la détection optique de fin de bande en soi intéressante. Le but de l'invention est de fournir un dispositif du gen- re décrit dans le préambule dans lequel l'influence de la lumière ambiante est notablement réduite, dispositif qui, à cet effet, est remarquable en ce qu'il comprend un modulateur servant à moduler la lumière émise par la source lumineuse pour permettre au circuit dé- tecteur de distinguer la lumière émise par la source lumineuse de la lumière ambiante. Comme il est opportun que l'élément photosensible fonc- tionne comme source de courant du fait que le courant de sortie et la lumière incidente sont dans un rapport linéaire, au lieu que les impulsions de courant présentent une amplitude influencée par la -2lumière ambiante à la suite de la source lumineuse pulsatoire (comme c'est le cas si cet élément fait fonction de source de tension), on est confronté à des problèmes causés par le fait que le circuit dé- tecteur est surexcité par les courants basse fr 6 quence relativement grands qui seront des courants continus pour la lumière du jour et des courants d'une fréquence égale au double de la fréquence de sec- teur pour la lumière artificielle. Pour résoudre ce problème, un mode de réalisation préfé- rentiel d'un dispositif conforme à l'invention est remarquable en ce que l'élément photosensible a la forme d'une source de courant et en ce que le circuit détecteur comporte un convertisseur courant-ten- sion qui, d'une part, est coup 16 à l'élément photosensible et qui, d'autre part, à travers un filtre passe-bas ayant une fréquence li- mite inférieure à la fréquence de la modulation de la source lumi- neuse, est couplé à un convertisseur tension-courant qui est relié au convertisseur courant-tension de façon à compenser la composante basse fréquence du courant, de sorte que la composante basse fré- quence du courant reçu par le convertisseur courant-tension se trou- ve réduite. L'invention peut encore être remarquable en ce que le mo- dulateur a été conçu pour moduler par impulsions la source lumineuse à une fréquence prédéterminée et en ce que le circuit détecteur d tecte ces impulsions lumineuses de façon synchrone. Ce mode de réalisation préférentiel peut encore être re- marquable en ce que le circuit détecteur comporte un amplificateur différentiel à l'une des entrées duquel est appliqué un signal à détecter et à l'autre entrée duquel ce même signal est appliqué mais, d'une part, à travers un commutateur manoeuvré en synchronisme avec la modulation de la source lumineuse et d'autre part, à travers un condensateur de maintien, de sorte que la différence entre les signaux appliqués dans des phases alternées de la modulation de la source lumineuse se trouve amplifiée. Ia description suivante en regard du dessin annexé, per- mettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. Ia figure unique illustre une source lumineuse, notamment une photodiode 1, dont la lumière émise peut être détectée par un -3- élément photosensible, notamment un phototransistor 2 Une telle combinaison est utilisée pour détecter la partie terminale transpa- rente d'une bande magnétique, pour le reste opaque, dans un appareil d'enregistrement et/ou de lecture de bande magnétique, tel qu'un magnétoscope Le phototransistor 2 fournit sur une sortie 3 (l'émet- teur) un photocourant IF proportionnel à la quantité de lumière reçue A la sortie 3 est relié un convertisseur courant-tension 4 convertissant un courant d'entrée IHP reçu en une tension de sor- tie sur la sortie 7 Ce convertisseur courant-tension est constitué par un amplificateur opérationnel 8 qui comporte une résistance 9 de valeur R 1 entre sa sortie et son entrée inverseuse et dont l'en- trée non inverseuse est reliée à un point ayant la tension de réfé- rence VR Ceci entralne que la tension sur la sortie 3 du photo- transistor est également maintenue à la tension VR Ainsi, la ten- sion de sortie au point 7 est égale à VR I 1, soit VR-VO. En l'absence de mesures spéciales, relatives au blindage, le phototransistor 2 reçoit, en plus de la lumière émise par la pho- todiode 1, de la lumière ambiante De ce fait, en l'absence de mesu- res supplémentaires, il n'est pas bien possible de distinguer une variation de la lumière que le phototransistor 2 reçoit de la photo- diode 1 d'avec une variation de la lumière ambiante Comme il peut être inopportun de prévoir un blindage optique pour protéger le pho- totransistor 2 de la lumière ambiante, on a choisi, conformément à l'invention, une solution électronique qui consiste à moduler la lumière émise par la photodiode 1 au moyen d'une source 10 qui, en l'occurrence, engendre un signal impulsionnel, bien qu'en principe, il soit également possible de choisir une autre forme de signal. Ceci fait qu'en plus d'une composante due à la lumière ambiante, (composante qui, à la lumière du jour, est du courant continu et qui, à la lumière artificielle, est un courant basse fréquence ayant une fréquence égale au double de la-fréquence de secteur) une compo- sante pulsatoire est présente dans le photocourant si le phototran- sistor 2 reçoit de la lumière de la photodiode 1 (à la fin de la bande), tandis que cette composante pulsatoire n'est pas présente si le phototransistor 2 ne reçoit pas de lumière de la photodiode 1 La détection de cette composante pulsatoire permet donc de détecter la -4- fin de la bande A cet effet, il existe plusieurs possibilités, tel- les que le filtrage à bande étroite à la fréquence des pulsations et la détection synchrone. Pour éviter que l'amplitude du signal de sortie dépende de la quantité de lumière ambiante, le phototransistor 2 fait fonction de source de courant, de sorte que le photocourant IF est sensi- blement proportionnel à la quantité de lumière reçue Toutefois, cela présente l'inconvénient que le courant IF est une composante de courant basse fréquence qui est parfois, relativement, très forte en fonction de la lumière ambiante et qui, au contraire des compo- santes de tension, ne peut pas être découplée de façon simple, de sorte que l'étage d'entrée 4 du circuit couplé à la sortie 3 du pho- totransistor 2 risque d'être saturé par cette composante de courant basse-fréquence Pour résoudre ce problème, la sortie 7 de l'ampli- ficateur 4 est reliée à travers un filtre passe-bas 5, qui peut être constitué par un réseau RC muni d'une résistance 21 et d'un conden- sateur 22, à un convertisseur tension-courant 6 qui comporte un am- plificateur opérationnel 23 monté en suiveur de tension et disposé en série avec une résistance 24 de valeur R 2 Le convertisseur tension-courant 6 fournit un courant IIF à la sortie 3 du photo- transistor 2 Pour autant que la composante VR V O sur la sor- tie 7, qui comme déjà dit, est égale à VR I 1 ait une basse fréquence, elle est appliquée à travers le suiveur 23 à la résistance 24 qui, de l'autre côté, est reliée à la sortie 3 portant une tension VR I Le courant IL satisfait alors la relation R 1 R 2 IIF R IHF o = _ ilSi R 1 " R la composante basse-fréquence du courant IF du phototransistor 2 est donc transmise au convertisseur courant-tension 4 avec une in- tensité réduite d'un facteur R', ce qui évite la saturation. Sur la figure, la so tie 7 du convertisseur courant-ten- sion 4 est reliée à travers une résistance 11 de valeur R 3 à l'en- trée inverseuse d'un amplificateur opérationnel 17, entrée qui-est -5également reliée à travers une résistance 12 de valeur R 4 à la sortie 18 de cet amplificateur opérationnel A travers un commuta- teur 16 manoeuvré en synchronisme avec la modulation de la source 10 et une résistance 14 de valeur R 3, la sortie 7 est également re- liée à l'entrée non inverseuse de 'amplifcateur opérationnel 17, elle même reliée à travers une résistance 13 de valeur R 4 au point portant la tension de référence VR Le point commun au com- mutateur 16 et à la résistance 14 est relié à un condensateur d'é- chantillonnage 15. Lorsque la photodiode 1 n'émet pas de lumière, le commuta- teur 16 est fermé Ia sortie 7 et alors le siège du signal VR VO, VR étant la tension de référence déjà citée et V O étant une composante due à la lumière ambiante Aussi cette tension est elle présente aux bornes du condensateur 15 Dans ce cas, le même signal est présent sur les deux sorties, alors que le signal sur la sortie 18 18 est égal à VR Si la photodiode 1 émet de la lumière, le commuta- teur 16 est ouvert Sur la sortie 7 est alors présent le signal VR V O Vs, VR étant la tension de référence déjà citée, V O étant la composante déjà citée, due à la lumière ambiante, et Vs étant la composante due à la lumière que reçoit le phototran- sistor 2 de la photodiode 1 Comme le signal VR V O est présent aux bornes du condensateur 15, la différence, à savoir le signal Vs, est amplifiée et le signal VR = R 4 V apparaît sur la sortie 18 L'influence de la lumière Lmbiante est donc éliminée. A la sortie 18, on peut encore relier un autre circuit 19 traitant la tension pulsatoire présente sur cette sortie, par exemple un filtre passebas, un circuit d'échantillonnage ou un circuit de porte synchronisé avec la source 10 et détectant les conditions de réception et de non réception d? lumière à partir de la photodiode 1 14 V selon la valeur du signal VR + VS, qui est à peu près égale à VR si une bande magnétique opaque est présente entre la photo- diode 1 et le phototransistor 2 et qui est relativement élevée à la fin de la bande, o se trouve une partie de bande transparente. -6- REVENDICATIONS: 1 Dispositif optique de détection de fin de bande destiné à être utilisé dans un appareil d'enregistrement et/ou de lecture de bande magnétique et comportant une source lumineuse, N élément pho- tosensible coopérant avec celle-ci et un circuit détecteur couplé à cet élément photosensible, caractérisé en ce qu'il comprend par un modulateur servant à moduler la lumière émise par la source lumineu- se pour permettre au circuit détecteur de distinguer la lumière émi- se par la source lumineuse de la lumière ambiante. 2 Dispositif optique de détection de fin de bande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément photosensible a la forme d'une source de courant et en ce que le circuit détecteur comn- porte un convertisseur courant-tension qui, d'une part, est couplé à l'élément photosensible et qui, d'autre part, à travers un filtre passebas ayant une fréquence limite inférieure à la fréquence de la modulation de la source lumineuse, est couplé à un convertisseur tension-courant qui est relié au convertisseur courant-tension de façon à compenser la composante basse fréquence du courant, de sorte que la composante basse fréquence du courant reçu par le convertis- seur courant-tension se trouve réduite. 3 Dispositif optique de détection de fin de bande selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le modulateur a été conçu pour moduler par impulsions la source lumi- neuse à une fréquence prédéterminée et en ce que le circuit détec- teur détecte ces impulsions lumineuses de façon synchrone. 4 Dispositif optique de détection de fin de bande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit détecteur comporte un amplificateur différentiel à l'une des entrées duquel est appli- qué un signal à détecter et à l'autre entrée duquel ce signal est appliqué à travers, d'une part, un commutateur manoeuvré en synchro- nisme avec la Modulation de la source lumineuse et, d'autre part, un condensateur de maintien, de sorte que la différence entre les si- gnaux appliqués dans des phases alternées de la modulation de la source lumineuse se trouve amplifiée.