Brevet FR2758389A1 — publié le 19980717

L'invention a trait à un procédé de repérage et/ou d'identification d'une ou plusieurs couleurs sur un substrat ainsi qu'un dispositif colorimétrique permettant la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention trouvera son application dans tous les domaines dans lesquels il convient, pour une raison ou pour une autre, de repérer et/ou encore d'identifier une ou plusieurs couleurs sur un support quelconque, opaque ou translucide. Notamment, dans le domaine de l'imprimerie il y a lieu, lorsqu'on travaille en plusieurs couleurs, que celles-ci soient reportées, de manière précise, à l'endroit voulu sur le support, par exemple une bande de papier. L'opération consistant, à positionner convenablement les rouleaux d'impression les uns par rapport aux autres est dénommé communément calage. Finalement, le repérage par des moyens électroniques de l'application à l'endroit souhaité d'une couleur, s'effectue, jusqu'à présent, de deux manières, à savoir, en positionnant une cellule de mesure, soit directement au-dessus du texte ou du décor à imprimer, soit à hauteur de la marge. Dans le premier cas d'espèce il convient de disposer autant de cellules que de couleurs à repérer sachant, en outre, qu'à l'endroit où vient se positionner une cellule donnée pour détecter la présence d'une couleur, la transition entre cette dernière avec d'autres couleurs doit être franche, sans compter qu'il est impossible de discriminer, dans certains cas d'espèces, une couleur de fond par rapport à la couleur à repérer. A titre d'exemple, l'on distingue, souvent, très mal, un jaune sur un fond vert pâle. Dans le cadre de la seconde solution on imprime, au niveau de la marge, ce que l'on appelle des spots. Il s'agit, en fait, de petites fenêtres définissant une zone laquelle doit être imprimée par une couleur d'encre donnée. A supposer que la tâche d'encre ne soit pas centrée dans la fenêtre, cela signifie que le calage de la machine est à reprendre. Si en théorie la solution paraît intéressante il est à remarquer qu'en raison de la rapidité de défilement de la bande à imprimer (souvent de l'ordre d'une dizaine de mètres par secondes) les seules cellules utilisables sont celles qui sont à même de repérer des nuances de gris sachant, en outre, qu'elles ne sont à même, souvent, de ne donner qu'une information du type tout ou rien. En fait, il s'agit, au travers de la présente invention, de permettre une parfaite identification et localisation d'une couleur, quelle que soit la difficulté de son repérage par rapport à d'autres couleurs. L'on observera qu'il est d'ores et déjà connu par le document EP-0-319.769 un dispositif à capteur chromatique pour identifier les objets possédant des surfaces colorées. Dans ce cas l'on dispose de trois sources lumineuses à même d'émettre, respectivement, des rayonnements lumineux d'une longueur d'onde à bande étroite donnée qui viennent éclairer, selon un cycle déterminé, l'objet concerné ceci sous le contrôle d'un dispositif de commande approprié. Par ailleurs, le dispositif comporte un récepteur de lumière qui, à l'apparition des impulsions lumineuses capte la lumière réfléchie par la surface colorée et la transforme en un signal électrique d'une intensité correspondant à cette lumière réfléchie. Finalement une unité de traitement analyse et traite, ensuite, ces signaux. Cependant, tel que cela ressort de ce document antérieur, un tel dispositif n'est en mesure de donner des résultats exploitables qu'à la condition de tenir compte de la température de l'objet, mais également, le cas échéant des rayonnements lumineux parasites, par exemple de la lumière ambiante. Cela rend ces dispositifs d'une très grande complexité sans compter qu'il est nécessaire de procéder à une corrélation entre les rayonnements lumineux émis et ceux reçus de sorte qu'il est indispensable de créer une liaison physique entre émetteur et récepteur. De plus il faut procéder à des séquences de mesure au cours desquelles des sources lumineuses sont amenées à illuminer successivement et non simultanément la cible. Enfin, les résultats des mesures ne peuvent être traités, informatiquement, que postérieurement à l'illumination. Il est encore connu par le document EP-A-314.312 un procédé pour capter la présence d'une encre donnée sur un substrat. Ce procédé consistant à irradier le substrat par au moins deux sources lumineuses de longueurs d'ondes différentes, sachant, en outre, qu'au cours d'un cycle de mesure, ledit substrat est éclairé par chacune de ces sources selon des séquences bien distinctes. Là encore, l'on retrouve l'ensemble des inconvénients précédemment énumérés sachant, précisément, que les supports ou substrats étant éclairés selon des séquences prédéfinies au moyen de chacune des sources lumineuses, il faut qu'il y ait corrélation entre l'émission et la réception. En outre, l'on ne peut travailler en mesure instantanée. La présente invention se veut à même de répondre aux inconvénients précités au travers d'un procédé et d'un dispositif pour sa mise en oeuvre, de conception particulièrement simple permettant d'effectuer des mesures de manière instantanée et dont les résultats sont indépendants de paramètres extérieurs, tels que la lumière ambiante. A cet effet l'invention concerne un procédé colorimétrique de repérage et/ou d'identification d'une couleur d'un substrat consistant, d'une part, à irradier ce substrat par une source lumineuse composée d'au moins trois longueurs d'ondes à bande étroite différentes modulées, chacune, à des fréquences distinctes, différentes des fréquences de radiations parasites, telles que de la lumière ambiante, et, d'autre part, à capter les rayonnements réfléchis ou transmis par le substrat en vue de les analyser et de déterminer leurs trois composantes correspondant aux trois longueurs d'ondes de la lumière source sélectionnées en fonction de leurs fréquences distinctes. Il convient, en effet, de préciser que lorsqu'il est question des rayonnements captés il peut s'agir, effectivement, de rayonnements venant se refléter sur un substrat opaque, mais aussi de rayonnements transmis par un substrat translucide. En résume, l'on peut travailler en réflexion tout comme en transmission. Quant au dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé, il comporte une source lumineuse composée d'au moins trois longueurs d'ondes à bandes étroites différentes, une cellule de mesure à même de capter le rayonnement réfléchi ou transmis par un substrat éclairé par ladite source lumineuse et des moyens de traitement du signal en sortie de la cellule de mesure, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour moduler les longueurs d'ondes de la source lumineuse à des fréquences distinctes, par ailleurs différentes de la fréquence de radiations parasites, tandis que les moyens de traitement comportent au moins trois amplificateurs sélectifs dont chacun d'entre eux est calé sur l'une desdites fréquences. Les avantages résultant de la présente invention consistent en ce qu'en traitant une source lumineuse composée de rayonnements de fréquences distinctes tout en étant largement différente de la fréquence de rayonnements parasites, tels que de la lumière ambiante, il est très facile de décomposer les rayonnements réfléchis ou transmis par un substrat éclairé au moyen de cette source en ses composantes calées sur lesdites fréquences. Ainsi, si lton retient en tant que source lumineuse électrique les trois couleurs de base que constituent le vert, le rouge et le bleu, il est très facile de déterminer la couleur du substrat par rapport à l'amplitude de ces trois composantes qui définissent les rayonnements réfléchis. L'on observera que le substrat peut être éclairé, simultanément, par chacune des longueurs d'ondes de la source lumineuse émettrice, de sorte que la mesure peut, elle aussi, être réalisée en instantané. Cela évite une quelconque corrélation entre l'émission et la réception de sorte que leur liaison physique est totalement inutile. Tel que cela ressortira de la description qui va suivre, le procédé et le dispositif conforme à l'invention peuvent trouver leur application dans différents domaines. A ce propos, l'on retiendra, plus précisément, le domaine de l'imprimerie pour procéder au calage des machines d'impression multicouleurs. Par ailleurs, la présente invention permet la conception d'appareillages simplifiés pour la reconnaissance de documents en vue de leur numérisation à la manière d'un scanner. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation qui n'est donné qu'à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe dans lequel - la figure 1 est une représentation schématisée du dispositif colorimétrique conforme à l'invention appliqué à la reconnaissance d'un document en vue de sa numérisation - la figure 2 est une vue schématisée d'un support en bande destiné à être imprimé au moyen d'une machine d'impression multicouleur, en marge de cette bande étant reportés des spots destinés à passer sous une cellule de mesure pour le calage, les uns par rapport aux autres, des rouleaux d'impression. En fait, la présente invention concerne, à la fois, un procédé de repérage et/ou d'identification d'une couleur d'un substrat ainsi qu'un dispositif colorimétrique permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement, le procédé consiste à irradier le substrat, qui peut être une bande de papier ou un document quelconque, par une source lumineuse composée d'au moins trois rayonnements de longueur d'onde à bande étroite différente. Ainsi, cette source lumineuse peut se présenter sous différentes formes. L'on pourra faire appel, notamment, à des diodes électroluminescentes qui émettent, chacune, une lumière d'une plage de longueur d'onde à bande étroite prédéterminée, ces diodes étant par ailleurs complétées par des dispositifs optiques appropriés, tels que des lentilles, miroirs ou fibres optiques. Préférentiellement, l'on retiendra comme longueurs d'onde dominante, celle correspondant aux trois couleurs de base, à savoir le rouge 660 nm, le vert 555 nm et le bleu 480 nm. Bien évidemment, cette source lumineuse peut être composée de plus de trois diodes électroluminescentes. A ce propos, il convient de ne pas omettre les autres dispositifs utilisables, tels que les lampes à arc, les tubes luminescents, etc. . . En fait, cette liste n'est pas exhaustive puisque tout dispositif émetteur de lumière est utilisable dès l'instant qu'il est modulable en fréquence directement ou indirectement par exemple par l'intermédiaire d'un modulateur tel une cellule de Pockels. Ainsi, la figure l illustre précisément, un dispositif colorimétrique 1, permettant la mise en oeuvre du procédé, comportant en tant que source lumineuse, un tube cathodique couleur qui peut être celui d'un téléviseur ou d'un écran d'ordinateur. En fin de compte, selon ce procédé conforme à l'invention, ces rayonnements de longueur d'onde à bande étroite émise par la source lumineuse sont modulées à des fréquences distinctes par ailleurs substantiellement différentes de la fréquence des rayonnements parasites, telles que celles de la lumière ambiante. A ce propos, lton observera que si la fréquence de la lumière ambiante est, usuellement, de l'ordre de 100 hertz, il est préconisé de moduler les rayonnements de la source lumineuse à des fréquences de l'ordre du kilohertz au plus de sorte qu'il soit aisé, au cours des mesures, d' éliminer ces rayonnements correspondant à la lumière ambiante. Pour procéder à ces mesures, l'on vient capter le rayonnement réfléchi ou transmis par le substrat en vue de l'analyser consistant à déterminer les modules des trois longueurs d'ondes de la source lumineuse par ailleurs sélectionnée par rapport à leurs fréquences. Si l'on se reporte, à présent, à la figure l correspondant à un dispositif colorimétrique l destiné à la reconnaissance d'un document 3 en vue de sa numérisation, l'on distingue la source lumineuse S sous forme d'un tube cathodique couleur 2 par ailleurs raccordé à des modulateurs en fréquence de rayonnements de longueur d'onde à bande étroite différente correspondant, par exemple, au rouge, au vert et au bleu. Ces rayonnements sont, de ce fait, modulés à des fréquences Fl, F2, F3 distinctes tout en étant, tel que rappelé ci-dessus, suffisamment différentes de la fréquence de rayonnements parasites. L'on observera qu'un ordinateur et son écran comportent d'ores et déjà, l'ensemble de ces éléments. En conséquence, on peut envisager de réutiliser ces éléments pour atteindre le but recherché, à savoir reconnaitre un document 3. Bien entendu, entre ce dernier et le tube cathodique 2 il convient encore de disposer un collimateur 7. En fait, dans une telle configuration, l'on peut procéder à l'analyse du document 3, soit en une seule passe, soit en plusieurs passes et en décalant, à chaque fois, ce document 3 d'une faible valeur devant le collimateur 7 si l'on souhaite augmenter la définition de la prise de vue. Toutefois, l'on peut encore disposer entre ce dernier et ce document 3 un miroir mobile permettant de remplir, automatiquement, cette fonction. En fin d'analyse du document 3, l'on procède à une interpolation informatique permettant sa reconstitution. Le dispositif colorimétrique comporte, finalement, une cellule de mesure 8 laquelle est à même de capter les rayonnements réfléchis ou transmis par le document 3 et transmettre l'information à des amplificateurs sélectifs et girateurs 9, 10, il dont chacun est centré sur l'une des fréquences Fl, F2, F3 du rayonnement de la source lumineuse S. En sortie de ces amplificateurs sélectifs et girateurs 9, 10, 11, on dispose, en conséquence, d'une information permettant de quantifier ledit rayonnement réfléchi ou transmis par rapport aux trois composantes correspondant aux trois longueurs d'ondes de la source lumineuse S. Si tel que décrit ci-dessus, le procédé et le dispositif colorimétrique conforme à l'invention permettent l'identification d'un document, ils trouvent un intérêt tout particulier dans le domaine de l'imprimerie et, ce, pour déterminer le calage des différents rouleaux d'une machine d'impression à plusieurs couleurs. Ainsi, en marge 12 de la bande à imprimer 13 lton trouve des fenêtres 14, 15, 16 dénommes spots, un spot correspondant à un rouleau d'impression. En fait, une telle fenêtre ou spot 14, 15, 16 est destiné à recevoir une impression de la couleur reportée sur la bande 13 par le rouleau d'impression auquel il est associé. Ainsi, lorsqu'il existe un décalage entre les différents rouleaux d'impression, cela est repéré au niveau de l'impression des fenêtres 14, 15, 16 qui, elle aussi, est décalée de ce fait. Bien sûr, dans un tel cas d'espèce, la source lumineuse S et la cellule de mesure 8 sont disposées, au niveau de la machine d'impression, au-dessus de la marge 12 de manière à irradier et lire ces fenêtres ou spots 14, 15, 16. A noter qu'il est également envisageable de repérer le bon calage des rouleaux d'impression entre eux en l'absence de telles fenêtres ou spots 14, 15, 16 dans la mesure où il suffit de disposer cette source lumineuse et la cellule de mesure 8 au-dessus du texte ou du décor à imprimer sur la bande 13, à un endroit où, lors du défilement de cette dernière, la cellule de mesure 8 soit en mesure de repérer toutes les couleurs imprimées. A noter que les dispositifs existants, ne travaillant pas en modulation d'amplitude, nécessitaient dans ces conditions plusieurs cellules de mesure dont chacune d'entre elles était affectée au repérage d'une couleur donnée. L'on observera que dans ce domaine d'application particulier, il peut être judicieux de moduler les trois longueurs d'ondes composant la source lumineuse à des fréquences les plus élevées possibles, par exemple de l'ordre du mégahertz ceci dans le but d'un traitement plus rapide de la mesure. En fin de compte, par rapport à cet état de la technique, la présente invention présente de nombreux avantages dont certains sont à présent rappelés - les mesures effectuées ne subissent aucune influence de par la lumière ambiante blanche ou colorée, ces mesures ne nécessitant, de ce fait, aucune compensation - les mesures sont immédiates et continues contrairement au dispositif colorimétrique dont le procédé mis en oeuvre nécessite l'éclairage du substrat par séquence - le dispositif colorimétrique peut être totalement dépourvu de microprocesseurs, sachant que l'on fait appel à des techniques de modulation/démodulation parfaitement maîtrisées dans d'autres domaines tels que la radio diffusion, ceci conduit, en définitive, à un dispositif d'un coût de revient moindre - au travers de la présente invention il est possible de repérer des changements rapides de couleurs, même lorsque celles-ci sont peu contrastées - dans le domaine d'identification en vue de la numérisation d'un document couleur celui-ci peut être analysé rapidement aux fins de stockage et de traitement informatique à partir de l'écran couleur d'un ordinateur utilisé en tant que source lumineuse émettrice. En conséquence, la présente invention présente un progrès significatif dans le domaine concerné. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle nty est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Procédé de repérage et/ou d'identification d'une couleur sur d'un substrat consistant, d'une part, à irradier ce substrat par une source lumineuse composée d'au moins trois longueurs d'ondes à bande étroite différentes modulées, chacune, à des fréquences distinctes, différentes des fréquences de radiations parasites, telles que de la lumière ambiante et, d'autre part, à capter les rayonnements réfléchis ou transmis par le substrat en vue de les analyser et de déterminer leurs trois composantes correspondant aux trois longueurs d'onde de la lumière source sélectionnées en fonction de leurs fréquences distinctes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on module les trois longueurs d'ondes à bandes étroites composant la source lumineuse à des fréquences supérieures ou égales au kilohertz. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on retient en tant que longueurs d'ondes à bande étroite composant la source lumineuse, celles correspondant aux trois couleurs de base à savoir le rouge 660 nm, le vert 555 nm et le bleu 480 nm. 4. Dispositif colorimétrique permettant la mise en oeuvre du procédé selon 1' une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une source lumineuse composée d'au moins trois longueurs d'ondes à bande étroite différentes, une cellule de mesure à même de capter les rayonnements réfléchis ou transmis par un substrat éclairé par ladite source lumineuse et des moyens de traitement du signal en sortie de la cellule de mesure, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour moduler les longueurs d'ondes de la source lumineuse à des fréquences distinctes, par ailleurs différentes de la fréquence de radiations parasites, tandis que les moyens de traitement du signal comportent au moins trois amplificateurs sélectifs dont chacun d'entre eux est calé sur l'une desdites fréquences. 5. Application du procédé et du dispositif colorimétrique selon les revendications 1 à 4 au calage des rouleaux d'impression d'une machine à imprimer à plusieurs couleurs. 6. Application du procédé et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour la reconnaissance de documents en vue de leur numérisation à la manière d'un scanner. 7. Application du procédé et du dispositif selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la source lumineuse est constituée, substantiellement, par le tube cathodique d'un écran couleur d'ordinateur.