Brevet FR2672712A1 — publié le 19920814

La présente Invention concerne un déflecteur alternatif de lumière laser pour lecteur de codes à barres, au cours du fonctionnement duquel un rayon de lumière cohérente émis par un générateur laser explore, de manière répétitive, suivant une ligne la surface contre laquelle il est projeté, surface qui porte des informations à lire sous la forme de codes à barres. A l'heure actuelle, les lecteurs de codes à barres émettent un rayon laser qui explore suivant un balayage alternatif et répétitif, une surface de lecture sur laquelle les informations sont enregistrées et lues par réflexion sur un récepteur optique du rayon laser, rayon qui est réfléchi lorsqu'il frappe une surface claire, et qui est absorbé lorsqu'il frappe une surface sombre, telle qu'une ligne noire ayant un contour net, comme dans le cas des lignes de codes à barres. Dans ces lecteurs, le balayage alternatif du rayon laser sur l'écran de lecture o les informations à lire sont enregistrées est obtenu selon deux méthodes. La première méthode consiste à utiliser un petit moteur dont l'arbre de sortie, qui porte un miroir, décrit un arc de cercle suivant un mouvement alternatif. Le rayon laser projeté sur le miroir, lorsque celui-ci se déplace angulairement, est réfléchi de manière continue selon des directions variables, c'est-à-dire qu'il décrit sur un écran de lecture, une ligne continue dans un sens, puis dans le sens opposé, lorsque le mouvement pivotant du miroir s'inverse. La deuxième méthode consiste à utiliser un petit moteur dont l'arbre de sortie tourne suivant un mouvement de rotation uniforme, et fait tourner un paral- lélépipède à faces polygonales et surfaces à contours spéculaires contre lesquelles le rayon émis par le géné- rateur laser est projeté Le générateur laser et le petit moteur sont placés d'une manière réciproque l'un par rap- port à l'autre, de façon à ce qu'au cours de la rotation du parallélépipède, la surface spéculaire frappée par le rayon laser, avec sa rotation, provoque la variation de la direction de réflexion, de sorte que le rayon réfléchi se déplace sur l'écran de lecture en décrivant une ligne continue Puis, en changeant la surface du polygone frap- pée par le rayon laser, la variation de direction se répète, pour obtenir de nouveau le déplacement du point d'incidence du rayon lumineux sur l'écran de lecture selon la même ligne.10 Ces méthodes présentent l'inconvénient de requérir l'utilisation de petits moteurs électriques qui sont très chers, fragiles et souvent défaillants, ce qui ne concourt pas à un fonctionnement fiable dans le temps des lecteurs de codes à barres associés En outre, selon la première méthode précitée, il est nécessaire d'associer au moteur un dispositif pour assurer l'inversion du mouvement du moteur, et selon la seconde méthode précitée, il faut associer au moteur un petit parallélépipède avec des surfaces à contours spéculaires pour la réflexion du rayon laser selon des directions variables, ce qui entraîne une augmentation du coût des lecteurs de codes à barres. Le but de l'Invention est de concevoir un déflecteur alternatif de lumière laser capable d'éliminer les inconvénients des défléCteurs connus actuellement, tels que ceux décrits précédemment. A cet effet, l'Invention propose un déflecteur alternatif de lumière laser du type précité, et qui est caractérisé en ce qu'il est constitué de la combinaison d'une lame flexible en un matériau qui présente des pro- priétés piézo-électriques, la lame comportant au moins dans l'une de ses parties une surface spéculaire, et est mise en vibration de façon alternative par un générateur électrique auquel elle est reliée, et d'un générateur laser, tel que la lame frappée par le rayon lumineux sur sa surface spéculaire, provoque la réflexion continue du 3 rayon selon des directions variables, en produisant sur la surface de lecture une ligne de balayage de lumière cohérente. Selon un mode de réalisation de l'Invention, le déflecteur est muni de deux armatures électriquement conductrices, entre lesquelles est placée la lame flexible ayant des propriétés piézo-électriques, ces armatures étant reliées au générateur électrique de ma- nière à leur appliquer un potentiel électrique non constant et de polarité variable dans le temps. Selon un autre mode de réalisation de l'Invention, le déflecteur comprend au moins une lame flexible en un matériau ayant des propriétés piézo-élec- triques, et portant sur deux de ses surfaces opposées deux revêtements en un matériau électriquement conduc- teur, reliés au générateur électrique qui délivre une tension variable à ses bornes. Selon encore un autre mode de réalisation de l'Invention, le déflecteur comprend une lame flexible en un matériau ayant des propriétés piézoélectriques, et portant une surface spéculaire ou un élément à surface spéculaire à structure plane ou usinée de manière à réfléchir le rayon lumineux acheminé par le générateur laser. Enfin, selon un dernier mode de réalisation de l'Invention, le déflecteur comprend plusieurs lames en un matériau ayant des propriétés piézo-électriques avec des surfaces parallèles revêtues d'un matériau conducteur, surfaces reliées entre elles d'une manière parallèle, et une lame flexible portant la surface spéculaire qui reçoit le mouvement vibratoire transmis par les lames placées à côté d'elle. Selon un avantage important de l'Invention, le déflecteur alternatif de lumière laser est dépourvu de rouages, et il n'utilise pas des moteurs miniaturisés qui sont d'un prix élevé et d'un fonctionnement non fiable. Selon un autre avantage de l'Invention, le déflecteur est d'une construction simple, a un fonction- nement fiable et le lecteur de codes à barres auquel il est associé présente notamment les avantages suivant des dimensions qui peuvent être réduites, une construction simple et d'un coût réduit, une fragilité moindre, une sécurité de fonctionnement augmentée, et une fréquence de lecture, et par conséquent une fré- quence du mouvement alternatif du rayon laser projeté sur la surface de lecture o le code à barres est re- produit, qui peut être modifiée de n'importe quelle fa- çon. D'autres avantages, caractéristiques et dé- tails de l'Invention ressortiront de la Description ex- plicative qui va suivre faite en référence aux Dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans les- quels: la figure 1 représente sous forme schématique un géné- rateur laser, un groupe déflecteur et un écran ou sur- face de lecture d'un code à barres, la figure 2 représente schématiquement l'Invention com- prenant un accumulateur électrique, un générateur à courant alternatif, un groupe déflecteur, un générateur laser, une alimentation làser, ainsi que les diffé- rentes liaisons électriques, et la figure 3 est une vue en plan du groupe déflecteur avec une lame centrale flexible portant une plaque spé- culaire et deux lames ayant des propriétés piézo-élec- triques. Sur les Dessins, les éléments suivants ont été référencés un générateur laser 1, une alimentation électrique 2 du générateur laser 1, un support 3 qui sou- tient le générateur laser 1 et son alimentation 2, le support 3 supportant des bornes électriques 4, 5, 6 et 7 pour assurer les connections électriques du générateur laser 1, de son alimentation 2 et de l'accumulateur élec- trique 10 qui alimente un lecteur de codes à barres qui est associé au déflecteur Les autres éléments suivants sont également référencés: les bornes 8 et 9 de l'accumulateur 10, un générateur 14 qui produit un signal électrique non constant qui est appliqué à des armatures du déflecteur, une lame flexible 16 en un matériau qui présente des propriétés piézo-électriques, un revêtement spéculaire 17 adapté pour réfléchir le rayon de lumière cohérent émis par le générateur laser 1, un écran 18 ou surface sur laquelle les informations à lire sont enre- gistrées Enfin, il est prévu deux bornes 19 et 20 qui sont adaptées pour tenir en place le générateur laser 1, et une borne négative 21. Le déflecteur alternatif est constitué par les deux armatures électriquement conductrices, entre les- quelles est placée la lame flexible en un matériau ayant des propriétés piézo-électriques La lame est reliée au générateur électrique 14 qui délivre un potentiel élec- trique non constant à ses bornes et de polarité variable dans le temps Une différence de potentiel, telle qu'une tension sinusoïdale, carrée, en dents de scie ou ana- logue, est appliquée de manière à produire des sollicita- tions mécaniques non constantes sur la lame flexible 16, pour que celleci fléchisse -de manière variable dans sa partie libre non située entre les bornes (non représen- tées sur les figures 1 et 2) qui soutiennent le groupe déflecteur. Le groupe déflecteur peut comprendre une ou plusieurs lames 16 ayant des propriétés piézo-élec- triques, chacune portant sur deux faces opposées, des revêtements en un matériau électriquement conducteur, qui sont reliés au générateur électrique 14 qui délivre une tension non constante à ses bornes Ces revêtements ou bandes conductrices qui peuvent revêtir en partie ou en totalité chaque lame 16 qui, suite à une sollicitation électrique, vibre mécaniquement suivant un mouvement qui est dû soit à ses caractéristiques mécaniques, ses dimen- sions, son poids et son épaisseur, soit à la forme, à l'intensité et à la fréquence du signal électrique ap-5 pliqué. Le mouvement d'un petit miroir 17 ou de la surface spéculaire équivalente sur la lame 16 ou sur l'armature 15 qui la recouvre sur une de ses surfaces latérales, pourra donc être finement réglé en fréquence et en amplitude, de façon à ce que le rayon laser émis par le générateur 1 soit réfléchi sur l'écran de lecture 18, ce rayon décrivant ici une ligne suivant un mouvement rectiligne alternatif pour permettre la lecture répétée des informations enregistrées sous la forme d'un code à15 barres. Pour cela, le générateur laser 1, le groupe déflecteur 15, 16 et 17, la surface de lecture 18, et un récepteur photo-sensible du lecteur (non représenté sur les Dessins) seront disposés entre eux de manière à ce que, en mode réception, on puisse appliquer une cadence d'impulsions lumineuses de longueur et de fréquence dési- rées. Dans l'exemple illustré à la figure 2, la borne négative 8 de l'accumulateur électrique 10 est re- liée à la masse, alors que sa borne positive 9 est reliée à un interrupteur marche/arrêt 11 du lecteur La borne de sortie de cet interrupteur 11 est reliée, d'un côté, à la borne positive 12 du générateur électrique 14 aux bornes duquel est délivrée une différence de tension variable qui est appliquée entre les deux armatures 15 et, de l'autre côté, à la borne 4 du support 3 qui est reliée à la borne positive de l'alimentation 2 La borne de sortie positive 6 du support 3 est reliée à la borne d'entrée positive 7 du générateur laser 1 Lorsque l'interrupteur 11 est fermé, le générateur 14 alimente les armatures 15, ce qui entraîne la vibration de la lame 16. 7 L'alimentation 2 commande le générateur laser 1 qui émet un rayon de lumière cohérente directement sur le petit miroir 17 ou sur la surface spéculaire équivalente avec une structure plane ou usinée en fonction des effets de5 réflexion que l'on désire obtenir, notamment pour un ef- fet de correction de la vitesse de balayage du rayon la- ser sur l'écran 18 et, pour le rayon réfléchi, de correc- tion de la durée des impulsions de lumière réfléchies sur le récepteur photo-sensible non représenté sur les Dessins. Le groupe déflecteur alternatif, objet de l'Invention, peut être pratiquement réalisé de plusieurs manière, sachant qu'on utilise la réaction mécanique d'un matériau qui présente des propriétés piézoélectriques, que deux de ses surfaces parallèles subissent une solli- citation électrique, suite à laquelle ses surfaces flé- chissent pour provoquer la réflexion du rayon lumineux qui les frappe. Selon un mode de réalisation avantageuse de l'Invention, telle que représentée à la figure 3, o une lame 30 flexible et élastique, en un matériau quelconque, comporte un revêtement plan spéculaire 31 avec deux bandes 22 et 23 en un matériau présentant des propriétés piézo-électriques, et des surfaces 24 et 25 en un maté- riau électriquement conducteut déposées ou adhérentes aux surfaces parallèles des bandes 22 et 23 Deux supports 26 et 27, de préférence en un matériau isolant, avec un bou- lon 28 isolant qui serre la lame 30 entre les bandes 22 et 23 vers une extrémité de celles-ci Des bornes 32 et 33 sont reliées aux surfaces conductrices 24 et 25 entre lesquelles est appliquée une différence de potentiel variable, en particulier un potentiel de forme sinusoî- dale capable de provoquer une flexion uniforme des lames 22 et 23 qui est transmise à la lame 30 sans provoquer de brusques variations et des contraintes dans le matériau. Les deux bandes 22 et 23 ont chacune des surfaces laté- raies revêtues d'une couche conductrice 24 et 25, agis- sant comme les armatures d'un condensateur, sont placées entre elles et sont serrées seulement à une extrémité par les supports 26 et 27, alors que la partie restante d'une partie plus ou moins grande de la lame élastique 30, en se chargeant et en se déchargeant, transmet les sollici- tations électriques aux bandes 22 et 23 qui sont libres d'osciller. Un petit miroir 31 est placé sur la lame 30, miroir qui est soumis à des vibrations, pour entraîner la variation de la direction de réflexion du rayon laser qui est projeté sur le miroir par le générateur laser 1 Le rayon réfléchi se déplace sur la surface de lecture sui- vant une ligne parcourue suivant un mouvement alternatif permettant la lecture répétée des informations sur cette surface, qui sont représentées sous la forme d'un code à barres. Le petit miroir 17, 31 ou une surface spécu- laire équivalente, est en plus dimensionné de manière à ce que le rayon de lumière cohérente ait une amplitude suffisante, pour obtenir le balayage de toute la longueur de la surface 18 sur laquelle est rapporté le code à barres, de manière à ce que les variations de vitesse tangentielle du point de réflexion sur le petit miroir 17 puissent être compensées au T niveau d'un programme qui pilote la lecture des impulsions réfléchies. Bien entendu, le groupe déflecteur n'est pas limité à la forme de réalisation représentée à la figure 3, mais il comprend les moyens techniques équivalents consistant à prévoir une surface spéculaire sur un élé- ment flexible que l'on fait vibrer en utilisant des ma- tériaux ayant des propriétés piézo-électriques,par appli- cation sur les surfaces d'une même différence de poten- tiel non constante pour que le rayon de lumière laser,35 projeté sur la surface spéculaire, soit réfléchi selon des directions variables, en décrivant de manière répéti- tive une ligne sur une surface de lecture, afin qu'il puisse engendrer une succession d'impulsions lumineuses réfléchies pour détecter la présence des lignes sombres du code à barres qui absorbent le rayon incident. REVENDICATIONS 1 Déflecteur alternatif de lumière pour lec- teur de codes à barres dans lequel, au cours du fonc- tionnement, le rayon de lumière cohérente émis par un gé- nérateur laser explore, de manière répétitive, une ligne de la surface entre laquelle il est projeté et qui porte des informations à lire sous la forme de codes à barres, caractérisé par la combinaison d'une lame flexible en un matériau qui présente des propriétés piézo-électriques, la lame comportant au moins dans l'une de ses parties une surface spéculaire,et est mise en vibration de façon alternative par un générateur électrique auquel elle est reliée, et d'un générateur laser, tel que la lame frappée par le rayon lumineux sur sa surface spéculaire, provoque la réflexion continue du rayon selon des directions va- riables, en produisant une ligne de balayage de lumière cohérente sur la surface de lecture. 2 Déflecteur selon la Revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est combiné avec un générateur laser ( 1), muni de deux armatures électriquement conductrices ( 15), entre lesquels est placée une lame flexible ( 16) en un matériau présentant des propriétés piézo-électriques, ces armatures étant reliées au générateur électrique ( 14) qui délivre un potentiel électrique non constant aux armatures et de polarité variable dans le temps. 3 Déflecteur selon la Revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend au moins une lame élastique ( 16) en un matériau présentant des propriétés piézo-élec- triques, portant sur des surfaces opposées des revête- ments en un matériau électriquement conducteur, reliés au générateur électrique ( 14) qui délivre à ses bornes une tension non constante. 4 Déflecteur selon la Revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend une lame élastique ( 16) en un matériau présentant des propriétés piézo-électriques, et portant une surface spéculaire ou élément ( 17) présentant il une telle surface avec une structure plane ou usinée adaptée pour réfléchir le rayon lumineux acheminé par le générateur laser ( 1) et qui vient frapper cette surface ou élément ( 17). 5 5 Déflecteur selon la Revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend plusieurs lames ( 22,23) en un matériau présentant des caractéristiques piézo-élec- triques avec des surfaces parallèles revêtues d'un maté- riau conducteur ( 24,25), surfaces qui sont reliées entre elles en parallèle, et une lame élastique ( 30) qui porte la surface spéculaire et qui reçoit le mouvement vibra- toire des lames ( 22,23) placées à côté d'elles. 6 Déflecteur selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il com- prend un support ( 26,28) adapté pour supporter le déflec- teur à l'une de ses extrémités, alors que l'autre extré- mité est libre de vibrer.