Brevet FR2578339A1 — publié le 19860905

L'invention concerne un dispositif pour la détection de marquages d'identification sur des supports d'identifica- tion en mouvement avec un appareil de lecture composé d'une tête de lecture et d'une logique d'interprétation et avec un support d'identification sous la forme d'une bande de matière passant devant la tête de lecture et comprenant au moins une zone d'identification avec des éléments d'identifi- cation formant le marquage. Des dispositifs de ce genre sont décrits dans le brevet allemand n 33 42 038. Les éléments d'identification sont alors constitués par des trous pratiqués dans la bande de matière qui sont détectés par la tête de lecture en lumière transmise. Toutefois, le niveau du signal parasite est élevé étant donné que toutes les irrégularités, défectuosités, perturbations, etc... dans la surface de la bande de matière défilant devant la tête de lecture ou des endommagements dans la bande de matière elle-même sous forme de trous, de fissures, etc... peuvent simuler la présence d'éléments d'identification. C'est pourquoi à l'appareil de lecture est associé un détecteur pour un marquage de départ qui précède immédiatement la zone d'identification sur la bande de matière et qui, par l'intermédiaire du détecteur disposé en amont de la tête de lecture, ne branche respectivement la logique d'interprétation que juste avant le passage de la zone d'identification de telle façon que la logique d'interpréta- tion est protégée contre des signaux parasites provenant de la bande de matière elle-même, à savoir de l'extérieur de la zone d'identification et qu'elle ne reçoit des signaux que lors du passage de la zone d'identification devant la tête de lecture. La nature du marquage de départ diffère physique- ment de la bande de matière et des éléments d'identification de façon à empêcher sa simulation par des défauts ou par d'autres perturbations au sein de -la bande de matière. Néanmoins, ni des marquages de départ de ce genre, ni les détecteurs sur la tête de lecture qui leur sont associés et qui ne répondent qu'à ces marquages ne changent en rien le rapport défavorable après comme avant entre le signal utile et le signal parasite pendant le branchement du circuit logique d'interprétation, c'est-à-dire durant le passage d'une zone d'identification devant l'appareil de lecture au cours duquel il faut détecter ses éléments d'identification et lire le marquage. La présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif du genre précité de façon à améliorer considé- rablement le rapport signal/bruit pendant la lecture d'un marquage d'identification et à éviter pratiquement les risques d'une détection erronée du marquage d'une zone d'identification. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les éléments d'identification se composent d'une substance phosphorescente, que le dispositif comprend une source lumineuse pour l'éclairage temporaire des éléments d'identi- fication qui sont de ce fait excités en phosphorescence, et que la tête de lecture lit le marquage, après la coupure de l'éclairage, dans la lumière phosphorescente des éléments d'identification excités. Des substances phosphorescentes sont largement connues depuis longtemps et elles présentent la propriété d'être excitées à la luminescence par l'éclairage avec une lumière d'une longueur d'onde convenable et de conserver encore cette autoluminescence pendant plus ou moins longtemps lorsque l'éclairage utilisé pour l'excitation est déjà terminé. C'est par cette persistance de luminescence que toutes les substances phosphorescentes se distinguent des substances seulement fluorescentes qui peuvent également être excitées par éclairage à l'autoluminescence mais dont la luminescence ne persiste pas comme dans le cas des substances phosphorescentes. Dans le cadre de la présente invention, seules les substances phosphorescentes, à l'exclusion des substances fluorescentes, conviennent pour la réalisation des éléments d'identification, car d'une part seuls les éléments d'identification réalisés à partir de substances phosphorescentes peuvent encore être lus, grâce à la persistance de leur luminescence, après la fin de l'éclai- rage qui les excite à la phosphorescence et, d'autre part, seules les substances phosphorescentes constituent un groupe de matières qui, de façon inattendue, ne sont pratiquement pas présentes dans la bande de matière contrairement aux substances seulement fluorescentes que l'on rencontre fréquemment dans les bandes de matière à identifier, par exemple comme agents de blanchiment optique ou comme autres agents de finissage, et qui fourniraient des signaux para- sites si le marquage était lu encore pendant l'éclairage servant à son excitation. Par ailleurs, les substances phosphorescentes présentent généralement une structure inorganique (sulfures de zinc ou sulfures de terres rares) d'une grande résistance à la chaleur capables de supporter sans dommage des températures dépassant largement 200 à 250 C et qui résistent de ce fait à tous les traitements thermiques au cours des processus de finissage des bandes de matière, contrairement aux substances fluorescentes qui sont généralement de nature organique et qui présentent donc une faible résistance à la chaleur. Il en résulte que l'utilisa- tion de substances phosphorescentes pour la réalisation de marquages d'identification permet d'obtenir non seulement un marquage stable et insensible aux influences de pratiquement tous les processus de finissage, mais aussi une identifica- tion dont la lecture est particulièrement aisée et exempte d'erreurs étant donné qu'elle peut être détectée dans la lumière persistante de la phosphorescence des éléments d'identification excités et par conséquent à l'abri des influences de lumière parasite et des variations, perturba- tions, défauts, etc... dans l'apparence extérieure de la bande de matière. En détail, un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que la tête de lecture se compose fondamentalement de détecteurs opto- électriques Sensibles à la lumière de phosphorescence des éléments d'identification excités, lesdits détecteurs enregistrant l'image optique de la zone d'identification dans sa totalité ou par lignes placées transversalement à la direction de déplacement de la bande de matière, et d'un dispositif pour le balayage de l'image mémorisée électrique- ment dans les détecteurs. Les signaux de sortie du dispositif de balayage sont alors transmis au circuit logique d'interprétation déterminant le contenu du marquage, éventuel- lement encore par l'intermédiaire de mémoires et de proces- seurs vidéo. En général, la tête de lecture sera constituée par une caméra vidéo, ce qui offre notamment la possibilité très avantageuse de réaliser la tête de lecture sous forme de caméra CCD avec mémoire et processeur vidéo montés en aval. La caméra CCD peut être conformée en caméra de lignes qui, vue dans le sens du déplacement de la bande de matière, est installée derrière la source lumineuse pour l'excitation des éléments d'identification, un synchroniseur étant prévu pour commander la caméra de lignes en ce qui concerne l'écartement des lignes détectées sur la bande de matière. A cet effet, ce synchroniseur est commandé à son tour par la bande de matière et il règle la détection des lignes en fonction de la vitesse de déplacement de la bande de matière de telle façon que les lignes détectées par la caméra de lignes présentent sur la bande de matière un écartement qui est plus faible que la dimension d'un élément d'identification individuel vu dans le sens de déplacement de la bande de matière de sorte que les éléments d'identifi- cation sont détectés respectivement par plusieurs lignes. Dans ce contexte, un mode de réalisation particulièrement simple est caractérisé par le fait que le synchroniseur comprend un disque compteur en aval duquel se trouve un compte-tours qui fournit des signaux électriques de synchro- nisation pour la commande de la caméra de ligne. La solution la plus simple consiste à faire passer la bande de matière sur une poulie de renvoi laquelle entraîne le disque compteur. Par ailleurs, il est avantageux d'installer la caméra de lignes dans un boîtier qui écarte la lumière de la source lumineuse et la lumière parasite de la caméra et de la bande de matière. Pour la détection des éléments d'identification, la bande de matière traverse donc en quelque sorte une chambre noire formée par le boîtier dans laquelle seule est efficace la lumière de phosphrescence des éléments d'iden- tification autoluminescents. Dans ce cas, la source lumineuse peut être une lampe à halogène fonctionnant en continu dont la lumière n'est pas captée directement par la caméra de lignes. Dans le cadre de l'invention, il est également possible que la caméra CCD soit réalisée sous la forme d'une caméra matrice, que la source lumineuse pour l'excitation des éléments d'identification soit constituée par des flashes, que la bande de matière présente pour chaque zone d'identifi- cation au moins un marquage de départ dont la nature diffère physiquement de la bande de matière et des éléments d'identi- fication, et que le dispositif comprenne un détecteur répondant au marquage de départ et déclenchant les flashes, la disposition du marquage de départ par rapport à sa zone d'identification et du détecteur par rapport aux flashes et à la tête de lecture étant choisie de telle façon que le marquage de départ déclenche l'éclair d'exposition pendant le passage de la zone d'identification devant les flashes. Dans ce cas aussi, il convient de placer la caméra matrice dans un bottier qui protège ladite caméra ainsi que la bande de matière contre la lumière parasite, le fait que les flashes sont, eux aussi, disposés de préférence dans ce même bottier étant sans inconvénient puisque la caméra matrice peut être commandée sans difficulté de telle façon que la détection des éléments d'identification en lumière de phosphorescence s'effectue à un moment o l'éclair des flashes s'est déjà évanoui. Vu dans le sens du déplacement de la bande de matière, le marquage de départ est disposé en avant de la zone d'identification de façon à obtenir une association directe et étroite dans l'espace entre le marquage de départ et la zone d'identification sur la bande de matière. Enfin, il est recommandé de placer devant l'ouver- ture optique de la tête de lecture un filtre coloré qui ne laisse passer essentiellement que-la couleur de la lumière de phosphorescence des éléments d'identification excités, ce filtre coloré diminuant ou supprimant également les influences gênantes dues à la lumière parasite et améliorant encore ainsi le rapport signal/bruit. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non imitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue d'en haut d'une portion d'une bande de matière avec une zone d'identification. La figure 2 représente, transversalement à la bande de matière, une coupe d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 représente un schéma fonctionnel du dispositif de la figure 2. La figure 4 représente une section transversale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'inven- tion dans une représentation correspondant à la figure 2. La figure 5 représente un schéma fonctionnel du dispositif de la figure 4. Les dispositifs représentés dans le dessin servent à la détection de marquages d'identification sur des bandes de matière 2 se déplaçant dans la direction de la flèche 1 dont le détail ressort de la figure 1. Les dispositifs com- prennent un appareil de lecture composé respectivement d'une tête de lecture 3', 3" et d'une logique d'interprétation, les figures 2 et 4 ne représentant respectivement que la tête de lecture 3', 3". La bande de matière 2 défile dans le sens de la flèche 1 devant la tête de lecture 3', 3" qui détecte les éléments d'identification 4 lesquels sont contenus dans une zone d'identification en formant respectivement, dans leur totalité, le marquage d'identification et qui sont disposés sous la forme d'une trame dans la zone d'identifica- tion. Dans la figure 1 les éléments d'identification 4 sont représentés sous forme de carrés, mais, bien entendu, il est également possible de choisir pour les éléments d'iden- tification 4 d'autres formes de contours, par exemple des cercles, des rectangles ou des formes analogues. Dans le cadre de l'invention, les éléments d'identification 4 peuvent également être des traits d'égale épaisseur ou d'épaisseur variable disposés à des intervalles réguliers ou variables et former un marquage d'identification à la manière des réseaux de traits bien connus, les traits s'étendant transversalement à la direction de déplacement de la bande de matière 2. Dans tous les cas, les éléments d'identification 4 sont réalisés à l'aide d'une substance phosphorescente généralement disponible dans le commerce sous forme de pigments ou de peintures phosphorescentes d'une couleur essentiellement vert-jaune. De telles substances phospho- rescentes présentent un domaine spectral dont le maximum se situe approximativement entre 500 -et 550 nm, et elles sont excitées, de préférence, avec une source lumineuse dans le domaine spectral de 350 à 450 nm. En général, des substances phosphorescentes de ce genre sont basées sur des composés cristallins de zinc de nature inorganique et elles peuvent parfaitement supporter sans dommage des températures entre - 60 et +1000 C, seule la durée de phosphorescence diminuant avec l'augmentation de la température. L'éclairage temporaire et l'excitation des éléments d'identification 4 sont assurés par la source lumineuse 5 devant laquelle se déplace la bande de matière 2 et, avec elle, sa zone d'identification. Mais la tête de lecture 3', 3" lit le marquage uniquement en lumière de phosphorescence des éléments d'identification 4 excités, c'est-à-dire lorsque la zone d'identification ne reçoit plus aucune lumière de la source lumineuse 5 qui excite à la phospho- rescence. En général, la tête de lecture 3', 3" se compose de détecteurs opto-électriques qui sont sensibles à la lumière de phosphorescence des éléments d'identification 4 excités et qui enregistrent l'image optique de la zone d'identification soit dans sa totalité, comme dans les figures 2 et 3, ou seulement par lignes orientées transver- salement à la direction de déplacement de la bande de matière 2, comme dans les figures 4 et 5. De plus, la tête de lecture 3', 3" comprend naturellement un dispositif pour le balayage de l'image mémorisée électriquement dans les détecteurs, cette mémorisation et ce balayage électriques peuvent être réalisés physiquement de différentes manières qui dépendent respectivement du type et de la structure des détecteurs, ce qui ressort du niveau actuel bien connu de la technique et ne demande donc pas ici une description plus détaillée. Bref, on choisira généralement comme tête de lecture 3', 3" une caméra vidéo, la conformation de la tête de lecture en caméra CCD avec mémoire et processeur vidéo montés en aval s'avèrant comme étant particulièrement avanta- geuse parce que des caméras CCD présentent une capacité de réglage plus grande, ce qui peut être avantageux eu égard à la source lumineuse 5 assurant l'excitation en phosphorescence des éléments d'identification 4 et à la suppression des influences perturbatrices éventuelles lors de la lecture des éléments d'identification 4 imputables à cette source lumi- neuse 5. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 4 et 5, la tête de lecture 3" est constituée par une caméra CCD de lignes qui, vue dans la direction de déplacement de la bande de matière 2, est disposée en aval de la source limineuse 5 qui assure l'excitation des éléments d'identifi- cation 4. De plus, le dispositif comprend pour la commande de la caméra de lignes un synchroniseur 6 qui commande l'intervalle entre les lignes détectées par la caméra de lignes 3" sur la bande de matière 2 et qui, à cet effet, est commandé à son tour par la bande de matière 2 en mouvement de telle façon qu'un disque compteur 7 entraîné par la bande de matière 2 actionne un compte-tours non représenté qui délivre de son côté des signaux électriques de synchronisa- tion pour la commande de la caméra de lignes 3"1. En détail, la bande de matière 2 passe à cet effet sur une poulie de renvoi 8 qui assure l'entraînement sans patinage du disque compteur 7. En conclusion, le disque compteur 7 constitue donc un générateur d'incréments pour l'intervalle de balayage entre les lignes qui se suivent dans le sens du déplacement de la bande de matière 2. L'interligne reste alors constant, et cela indépendamment de la vitesse de déplacement de la bande de matière 2. La caméra de lignes 3" est installée dans un boîtier 9 qui écarte de la caméra et de la bande de matière 2 la lumière de la source lumineuse 5 et la lumière parasite. Ce boîtier 9 constitue en quelque sorte une chambre noire dans laquelle les éléments d'identification 4 excités en phosphorescence par la source lumineuse 5 sont très nettement visibles et peuvent être détectés par la caméra de lignes 3". Dans ces conditions, la source lumineuse peut être une lampe à halogène fonctionnant en continu. Conformément au schéma fonctionnel de la figure 5, le généra- teur d'incréments commande la caméra CCD de lignes qui détecte la lumière de phosphorescence des éléments d'identi- fication 4 produite par la source lumineuse, pendant que la zone d'identification traverse la chambre noire constituée par le boîtier 9 après son éclairage par la source lumineuse 5. Les signaux de sortie de la caméra de lignes 3" sont envoyés à une mémoire vidéo et de là à un processeur vidéo d'o ils sont transférés au circuit logique qui identifie le marquage, puis, par l'intermédiaire d'un système de trans- mission des signaux, à un ordinateur industriel non repré- senté. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 2 et 3, la tête de lecture 3' est une caméra matrice CCDo La source lumineuse 5 qui assure l'excitation à la phosphorescence des éléments d'identification 4 est constituée par deux flashes. La bande de matière 2 porte au moins un marquage de départ 10 pour chaque zone d'identification. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 19 deux de ces marquages de départ 10 sont prévus, à savoir, dans le sens du déplacement de la bande de matière 2, aux deux extrémités de la zone d'identification de telle façon que les marquages de départ 10 signalent toujours le début et la fin de la zone d'iden- tification, et cela indépendamment du fait que la bande de matière 2 se déplace dans le sens de la flèche 1 ou en sens contraire. Des marquages de départ 10 de ce genre peuvent être constitués par des fils métalliques ou par d'autres fils de signalisation dont la nature diffère physiquement de celle de la bande de matière 2 et des éléments d'identi- fication 4 et qui déclenchent un détecteur 11 lequel répond uniquement à ces marquages de départ 10 et branche à son tour la source lumineuse 5. En détail, la disposition des marquages de départ 10 par rapport à la zone d'identification et du détecteur 11 par rapport aux flashes 5 est choisie de telle façon que le marquage de départ 10 déclenche l'éclair dans tous les cas au moment précis o la zone d'identifica- tion passe devant les flashes 5. Il convient pour la détection du marquage d'identification de ne déclencher la caméra matrice 3' que lorsque l'éclair s'est déjà évanoui de telle façon que sa lumière ne peut plus gêner la détection des éléments d'identification 4 phosphorescents. Dans ce cas aussi, il convient de placer la caméra matrice 3' dans un boîtier 9 qui protège ladite caméra ainsi que la bande de matière 2 contre toute lumière autre que celle provenant des flashes 5, ledit bottier 9 constituant à nouveau une sorte de chambre noire qui facilite la détection des éléments d'identification 4 phosphorescents. Par ailleurs, tous les exemples de réalisation comprennent, devant l'ouverture optique de la tête de lecture 3', 3", un filtre coloré 12 qui ne laisse passer essentielle- ment que la couleur de la lumière de phosphorescence des éléments d'identification 4 excités et qui, par rapport à la lumière de phosphorescence des éléments d'identification 4, atténue donc en particulier la lumiètre à onde plus courte de la source lumineuse 5 utilisée pour l'excitation à la phosphorescence des éléments d'identification 4. Conformément à la figure 3, le détecteur 11 déclenche les flashes 5 au passage du marquage de départ 10, et après un retard correspondant à la durée d'éclair de ces flashes 5 la caméra matrice CCD 3' est mise en marche, les impulsions de lecture de ladite caméra étant à nouveau transmises, par l'intermédiaire d'une mémoire et d'un processeur vidéo, à un circuit logique pour la lecture du marquage d'identification d'o le signal résultant représentant le contenu du marquage d'identification est envoyé, par l'intermédiaire d'un élément de transfert,à l'ordinateur industriel non représenté. il REVENDICATON 1. Dispositif pour la détection de marquages d'identi- fication sur des supports d'identification en mouvement avec un appareil de lecture composé d'une tête de lecture et d'une logique d'interprétation et avec un support d'identification sous la forme d'une bande de matière passant devant la tête de lecture et comprenant au moins une zone d'identification avec des éléments d'identification formant le marquage, caractérisé par le fait que les éléments d'identification (4) sont constitués par une substance phosphorescente, que le dispositif comprend une source lumineuse (5) pour l'éclai- rage temporaire des éléments d'identification (4) qui sont de ce fait excités en phosphorescence, et que la tête de lecture (3', 3") lit le marquage, après la coupure de l'éclai- rage, dans la lumière de phosphorescence des éléments d'iden- tification (4) excités. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tête de lecture (3, 3") se compose fondamentalement de détecteurs optoélectriques sensibles à la lumière de phosphorescence des éléments d'identification (4) excités et enregistrant l'image optique de la zone d'identification dans sa totalité ou par lignes orientées transversalement à la direction de déplacement de la bande de matière (2), et d'un dispositif pour le balayage de l'image mémorisée électriquement dans les détecteurs. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tête de lecture (3', 3") est une caméra vidéo. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la tête de lecture (3'1 3") est une caméra CCD avec mémoire et processeur vidéo montés en aval. - 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la caméra CCD (3") est conformée en caméra de lignes qui, vue dans le sens de déplacement (1) de la bande de matière (2), est installée derrière la source lumineuse (5) pour l'excitation des élément d'identification (4), qu'il comprend un synchroniseur (6) pour commander la caméra de lignes (3") en ce qui concerne l'écartement des lignes détectées, et que pour cela ledit synchroniseur est commandé à son tour par la bande de matière (2) en mouvement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le synchroniseur (6) comprend un disque compteur (7) entraîné par la bande de matière (2) auquel fait suite un compte-tours qui délivre des signaux électriques de synchronisation pour la commande de la caméra de lignes (3"). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la bande de matière (2) passe sur une poulie de renvoi (8) et que le disque compteur (7) est entraîné par- la poulie de renvoi (8). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la caméra de lignes (3") est installée dans un boîtier (9) qui écarte de la caméra et de la bande de matière (2) la lumière de la source lumi- neuse (5) et la lumière parasite. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que la source lumineuse (5) est une lampe à halogène fonctionnant en continu. 10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la caméra CCD (3') est conformée en caméra matrice, que la source lumineuse (5) pour l'excitation des éléments d'identification (4) est constituée par des flashes, que la bande de matière (2) présente pour chaque zone d'iden- tification au moins un marquage de départ (10) dont la nature diffère physiquement de la bande de matière (2) et des éléments d'identification (4), et que le dispositif comprend un détecteur (11) répondant au marquage de départ (10) et déclenchant les flashes. (5), la disposition du marquage de départ (10) par rapport à sa zone d'identification et du détecteur (11) par rapport aux flashes (5) et à la tête de lecture (3') étant choisie de telle façon que le marquage de départ (10) déclenche l'éclair d'exposition pendant le passage de la zone d'identification devant les flashes (5). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la caméra matrice (3') est placée dans un bottier (9) qui protège ladite caméra ainsi que-la bande de matière (2) contre la lumière parasite. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que,-vu dans le sens du déplace- ment de la bande de matière (2), le marquage de départ (10) est disposé en avant de la zone d'identification. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 12, caractérisé par le fait que devant l'ouverture optique de la tête de lecture (3'1, 3") se trouve un filtre coloré (12) qui ne laisse passer essentiellement que la couleur de la lumière de phosphorescence des éléments d'identification (4) excités.