Brevet FR2643471A1 — publié le 19900824

I 2643471 Dispositif photocapteur muni d'un élément semi-réfléchissant placé dans un trou de visée sous une caméra La présente invention concerne de façon générale des dispositifs photocapteurs, et elle porte plus spécialement sur un dispositif photocapteur tel qu'il est utilisé pour détecter par voie optique un objet présentant un fort pouvoir de réflexion. La fonction d'une caméra est vaste; il peut s'agir d'une caméra fixe destinée à des reproductions, d'une caméra utilisée pour un film ou d'un système de télévision par antenne collective (CATV) qui transmet une image jusqu'à un lieu éloigné, ou encore d'un détecteur d'images mis en oeuvre dans un dispositif d'examen visuel et utilisant une caméra de télévision et un processeur électronique pour remplacer l'oeil humain. On peut ajouter que pendant la représentation ou la détection par voie optique d'un objet à l'aide d'une camera de ce type, un dispositif d'illumination est essentiel lorsqu'on remarque par ailleurs que les techniques d'éclairage (d'illumination) ne peuvent pas être négligées, le dispositif d'illumination étant utilisé pour irradier un objet devant être détecté par voie optique. Par exemple, on ne peut pas obtenir d'excellente détection par voie optique si l'éclairage n'.a pas été prévu ou revu pour s'adapter aux corps d'objets de différentes formes tels que des objets transparents en verre ou en matière similaire, ou des poudres ou liquides, puis des objets présentant un fort pouvoir de réflexion de la lumière tels que des métaux, ou des objets à surface plane et à surface irrégulière, des objets solides grumeleux, etc, car des objets offrant des caractéristiques de forme et des caractéristiques optiques aussi variées devront être détectés par voie optique par la caméra de telle sorte que leurs caractéristiques soient bien captées. 1!est extrêmement difficile, par exemple, de détecter par voie optique un objet en métal présentant une surface brillante (fort pouvoir de réflexion). Cela est dû au fait que la surface métallique de l'objet présente un fort pouvoir de réflexion pour la lumière là o la lumière provenant d'une source lumineuse est réfléchie et que la lunière réfléchie agit elle-même comme blanc très intense, de sorte que la source lumineuse elle-mêne sera superposée sur l'objet pendant la détection par voie optique de celui-ci. Par conséquent, pendant la détection par voie optique de ces objets à fort pouvoir de réflexion de la lumière, il faut éviter un éclairage direct normal, destiné à répandre la lumière directement sur l'objet, et on sait qu'il est conseillé d'utiliser une méthode d'éclairage qui consiste à appliquer une illumination indirecte sur l'objet à l'aide de lumière diffusée par des diffuseurs de lumière ou des dispositifs similaires. Les figures 1 et 2 nmontrent respectivement des exemples de dispositifs photocapteurs utilisant les méthodes d'éclairage de l'art antérieur. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un objet devant être - détecté par voie optique, la référence 2 une caméra qui détecte par voie optique ou capte l'objet 1 par-dessus, et les références 3, 3 et 3, des sources lumineuses respectives destinées à irradier (éclairer) l'objet 1 placé sous la caméra 2. La référence 4 désigne un panneau réflecteur diffuseur de lumière qui est composé d'un matériau opaque et qui est placé près de la caméra 2, entre l'objet 1 et le caméra 2. Un trou traversant de visée 5 est ménagé à travers le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, en un point situé face à la caméra 2, celle-ci devant détecter par voie optique l'objet 1 situé sous ledit panneau opaque réflecteur diffuseur de lumière 4, par le trou traversant 5. Une plaque de supDo-t 6 est prévue pour porter l'objet 1 situé sous le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4 et pour servir en mêmne temps d'arrière-plan à l'objet 1. Comme plaque de support 6, on utilise une plaque qui réfléchit la lumière incidente par petites quantités quand l'objet 1 doit être détecté par voie optique en blanc ou en clair, ou une plaque qui, au contraire, réfléchit plus de lumière incidente quand l'objet 1 doit être détecté par voie optique en noir ou en sombre. A ce moment-là, il va sans dire qu'aucune des sources lumineuses 3i à 3, n'irradie directement l'objet 1 et, commne le nmontre la figure 1, la lumière provenant des sources lumineuses 3 à 33 est réfléchie une fois par la surface inférieure du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, d'o elle irradie l'objet 1 (éclairage. indirect) qui est placé sur la plaque de support 6 située sous le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, commne il a été mentionné précédemiment (cf trajectoires de lumière A., A et A- sur la figure 1). Or, dans le cas de la figure 1 telle qu'elle est représentée sur le dessin, pour détecter par voie optique l'objet 1 par la caméra 2, le trou travelsant de visée 5 ménagé à travers le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4 a un diamètre minimum permettant la détection par voie optique. La figure 2 monnre un autre exemple d'art antérieur semblable à celui représenté sur la figure 2, à cette différence près que dans le cas de la figure 1, la lumière émise par les sources lumineuses 31- est réfléchie une fois par le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, laquellelumanière réfléchie est utilisée pour irradier l'objet 1, tandis que dans l'exemple de la figure 2, l'objet 1 est entouré d'un diffuseur de lumière 7 de forme cylindrique qui est irradié une fois par les sources lumineuses 3,-3, placées à l'extérieur du cylindre 7, lequel cylindre 7 transmet cette lumière à travers lui et la diffuse. La lumière ainsi diffusée est utilisée pour irradier l'objet 1 placé à l'intérieur du cylindre diffuseur de lumière 7. Dans ce cas aussi, étant donné que la caméra 2 détectera par voie optique l'objet 1 à travers le panneau réflecteur diffuseur de luamière 4, il va sans dire qu'un trou traversant de visée 5 de petit diamètre identique à celui de la figure 1 est prévu à un endroit prédéterminé sur le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4. Les mêmes symboles désignent respectivement les mêmes éléments sur la figure 2 et sur la figure 1. Bien que, corme le montrent les exemples des figures 1 et 2, une méthode d'éclairage indirect soit appliquée à l'objet 1 destiné à être détecté par voie optique, à savoir un produit en métal ou similaire présentant une surface semblable à un miroir à fort pouvoir de réflexion, et que l'objet 1 à détecter par voie optique puisse l'être par la caméra 2 à travers le trou traversant de visée 5 prévu sur une partie du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, un problème se pose néanmoins. Ce problème est que, lorsque l'objet 1 est un corps qui a tendance à réfléchir facilement la lnumière, cet objet fait que la caméra 2 détectera par voie optique l'image du trou traversant de visée 5 superposée sur une partie de l'image de l'objet 1. Par conséquent, pour, normalement, éviter ce phénomène, on aboutit à un défaut, à savoir que le trou traversant de visée 5 doit être rétréci de façon à ne pas entraver la représentation de l"objet 1 ou, autrement dit, que l'objet t est détecté par voie optique à une plus grande distance. En ce qui concerne le défaut mentionné ci-dessus, canne la distance entre la caméra 2 et l'objet 1 augnente, on a alors besoin de sources lumineuses 3.-3 qui émettent une lumière intensive, ce qui rend le dispositif très coûteux et encomebrant. Par ailleurs, étant donné que le trou traversant de visée 5 a un faible diamètre, la quantité de lumière dirigée vers la caméra 2 par ce trou est réduite, et une caméra à haute sensibilité, très coûteuse, devient nécessaire. La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif photocapteur ne présentant pas les problèmes propres à l'art antérieur. Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un cispositif photocapteur dans lequel une caméra capte, à travers un trou traversant de visée ménagé- dans un panneau réflecteur diffuseur de lumière, une image d'un objet destiné à être détecté par voie optique, qui présente un fort pouvoir de réflexion de la lumière et qui est irradié indirectement par une source lumineuse, lequel dispositif comporte un élément présentant un-pouvoir de réflexion de la lumière sensiblement égal à celui dudit panneau réflecteur diffuseur de lumière et offrant la propriété de transmettre la lumière à travers lui, ledit élément étant ajusté dans ledit trou traversant de visée et ladite caméra captant ledit objet destiné à être détecté par voie optique à travers ledit élément. D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels les mmnes références désignent respectivement les mêmes éléments et pièces, et dans lesquels: les figures 1 et 2 représentent respectivement des schémas en perspective de dispositifs photocapteurs de l'art antérieur; la figure 3 est une vue en perspective montrant la partie principale d'un exerpe de dispositif photocapteur selon la présente invention qui s'applique à l'exemple de l'art antérieur tel qu'il est représenté sur la figure I; et la figure 4 est une vue agrandie en coupe transversale de la - partie principale de la figure 3. Les éléments non représentés sur la figure 3 sont exactement les mêmnes que ceux représentés sur la figure 1. Dans la présente invention, conme e lemontrent les figures 3 et 4, un élément 8, qui présente g9-néralement le même pouvoir de réflexion de la lumière que le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4 et permet en même temps de transmettre la lumière à travers lui, comme un miroir semiréfléchissant, une plaque semi-transparente ou un élément similaire, est ajusté ou fixé solidement dans le trou traversant de visée 5 ménagé dans le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4. Dans ce mode de réalisation tel qu'il est représenté sur la figure 4, l'élément 8 tel qu'un miroir semi-réfléchissant, par exeimple, sera forme de telle sorte que ses surfaces supérieure et inférieure 8A et 8B seront sensiblemert dans l'alignement des surfaces supérieures et inférieures 4A et 4B du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, respectivement. Un exemple de fonctionnement de la présente invention à l'aide d'une construction de ce type est décrit ci-après. Prenons par exemple la source lumineuse 3. CcTme le montrent les figures 3 et 4, une lumière suivant une trajectoire optique a et émise par la source lumineuse 3- est dirigée vers la surface inférieure 4B du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, o elle est réfléchie en fonction du pouvoir de réflexion de la lumière de ladite surface inférieure 4B du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4, et une lumière de réflexion d'une intensité prédéterminée en fonction de la lumière incidente irradie, suivant une trajectoire optique al, l'objet 1 (représenté sur la figure 1, mais pas sur la figure 3) qui est placé sous-le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4. De mnême, une lumière suivant une trajectoire optique b et ayant la même intensité que la lumière a provenant de la même source lumineuse d est dirigée vers la surface 8B de l'élément 8 tel qu'un miroir semi-réfléchissant ou un élément similaire ajusté dans le trou traversant de visée 5 du panneau réflecteur-diffuseur de lumière 4, o elle est réfléchie pour devenir une lumière de réflexion destinée à irradier l'objet 1 suivant une trajectoire optique bl, de la même manière que la lumière de réflexion al. Dans ce cas, conTne il a été indiqué plus haut, le pouvoir de réfleyicn de la lumière de la surface inférieure 8B de l'élément 8, constitué par un miroir semi-réfléchissant, une plaque semi-transparente ou ur élément similaire, est sensiblement le mêmne que celui de la surtface inférieure 4B du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4. Par conséquent, l'intensité de la lumière réfléchie bl à partir de la surface inférieure 8B de l'élément 8 tel que le miroir semiréfléchissant ou l'élément similaire, est à peu près la même que celle de la lumière réfléchie al sur la surface inférieure 4B du panneau réflecteur diffuseur ce lumière 4. En d'autres termes, quand ils sont irradié par la lumière provenant de la même source lumineuse, selon la présente invention, on peut considérer que le panneau réflecteur diffuseur de lumière 4 et l'élément 8 possèdent des caractéristiques optiques dans l'ensemble identiques en matière de réflexion de la lumière. En conséquence, même si l'objet 1 est un corps qui présente une surface à fort pouvoir de réflexion de la lumière, comne un miroir, il est rare que le trou traversant de visée 5 entier soit réfléchi sur l'objet 1 et donc que l' image d_ trou traversant 5 soit captée par la caméra 2 avec 1 ' image de l'objet 1 sur laquelle elle est superposée. En d'autres termes, on peut éviter que la catrn.a 2 ne détecte par voie optique l'image de l'objet 1 sur laquelle l'image du trou traversant 5 est superposée dans le cas de l'art antérieur. Par ailleurs, dans ce cas, si le panneau réflecteur diffuseur de lunière 4 et l'élément 8 tel qu'un miroir semi-réfléchissant peuvent être cnnsidérés carne étant formés du même matériau par rapport à la réfle>ion de la lrière, on peut craindre que la ligne de démarcation entre le anneau 4 et l'élément 8 ne soit réfléchie sur l'objet I et que "'image de la ligne de démarcation ne soit superposée sur l'image de objet 1, et que les deux images ne soient alors captées par la caméra _. Cependant, ccmm il a été mentionné plus haut, étant donné que le panneau 4 et l'élément 8 peuvent tous deux être -considérés camme étant formés du même matériau parrapport à la réflexion de la lumnière, l'image de la ligne de démarcation sera très faible et ne causera aucun problème quant à l'image de l'objet 1. Bien que ce qui précède représente le cas o la présente invention s'applique à l'exemple de l'art antérieur tel qu'il est représenté sur la figure 1, il apparaît qu'on obtient les mêmes effets lorsque la présente invention s'applique également à l'exemprle de l'art antérieur tel qu'il est représenté sur la figure 2. Il faut aussi noter que si l'exenple de la présente invention- décrit précéderment il'ustre un cas o le panneau réflecteur diffuseur de linière 4 et l'élément 8 ont la même épaisseur, selon l'essence de l'invention, les surfaces inférieures 4B et 8B des deux éléments sont sur le nême plan. Par conséquent, tant que les deux surfaces inférieures 4B et 8B sont sur le même plan, on peut choisir une épaisseur inférieure pour l'élément 8 par rapport à celle du panneau réflecteur diffuseur de lumière 4. L'intensité de la lumière traversant l'élément 8 augmentera ainsi afin d'être mieux adaptée à la détection par voie optique. Selon la présente invention décrite ci-dessus, en ajustant ou en fixant solidement l'élément 8 tel qu'un miroir semi-réfléchissant dans le trou traversant de visée 5, on peut éviter que l'image de celui-ci ne soit superposée sur l'image de l'objet 1 et que ces images ne soient captées par la caiéra 2, cannre c'était le cas dans l'art antérieur. Par ailleurs, grâce à l'utilisation de l'élément 8, l'image du trou traversant de visée 5 n'est pas captée, de sorte qu'or. peut prévoir pour ledit trou traversant de visée 5 ur.- diamètre plus grand que dans l'art antérieur-. Le résultat est que l'objet 1 peut être placé près de la caméra, ce qui empêchera le défaut existant dans l'art antérieur o le dispositif était encombtrant, et le dispositif sera au: contraire compact. On comprendra que l'homme de l'art peut apporte' de nombreux changements et modifications sans pour autant sortir des principes et cd domaine des nouveaux concepts de la présente invention, de sorte que les principes ou le donmairne de l 'invention doivent être déterminés uniquenent par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif photocapteur dans lequel une caméra (2) capte, à travers un trou traversant de visée (5) ménagé dans un panneau réflecteur diffuseur de lumiêre (4), une image d'un objet (1) destiné à être détecté par voie optique, qui présente un fort pouvoir de réflexion de la lumière et qui est irradié indirectement par une source lumineuse (3., 3, 3), lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un - élément (8) présentant sensiblement le même pouvoir de réflexion de la lumière que ledit panneau réflecteur diffuseur de lumière (4) et offrant la propriété de transmettre la lumière à travers lui, ledit élément (8) étant ajusté dans le trou traversant de visée (5) et ladite canméra (2) captant ledit objet (1) destiné à être détecté par voie optique à travers ledit élément (8). 2. Dispositif photocapteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément (8) est un miroir semi-réfléchissant. 3. Dispositif photocapteur. selon la revendication 1, 2C caractérisé er ce qie ledit élément (8) est une plaque semitransparente. 4. Disoositif photocapteur selon la revendication 3, ca'actérise en ce que l'épaisseur choisie pour ladite plaque semi- transparente est ir.ne'-ieure à celle du panneau réflecteur diffuseur de l umière (4).