Brevet FR2755278A1 — publié le 19980430

CODEUR OPTIQUE ET PROCEDE DE LECTURE D'UN SIGNAL OPTIQUE CODE CONTEXTE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de lecture d'un signal optique codé en utilisant une lentille pour focaliser le faisceau lumineux, qui provient d'une source lumineuse et traverse une roue, sur une face réceptrice d'un cristal d'un phototransistor, en coupant l'énergie de la lumière du faisceau lumineux qui dépasse la tension nominale de fonctionnement du phototransistor, et en ne considérant pas le potentiel du faisceau lumineux qui est inférieur à un niveau critique prédéterminé. Les figures 1 et 2 représentent un appareil de lecture d'un signal optique codé selon la technique antérieure qui comprend un codeur optique 80 et un circuit d'évaluation 90. Le codeur optique 80 comprend une source lumineuse 81, une roue 82 (transparente ou à grille), un phototransistor 83 et un circuit de potentiel 84. La lumière provenant de la source lumineuse 81 est projetée par l'intermédiaire de la roue 82 sur la face réceptrice de lumière du cristal 831 ou 831' du phototransistor 83, de sorte que le phototransistor 83 transforme le signal lumineux en un signal électrique correspondant, et élève simultanément le potentiel. Le signal de potentiel ainsi obtenu est ensuite transmis par l'intermédiaire du circuit de potentiel 84 au circuit d'évaluation 90, afin que le circuit d'évaluation 90 puisse lire le signal de sortie du codeur optique 80. La variation du faisceau lumineux qui arrive sur le phototransistor 83 est mesurée lorsque la largeur du faisceau lumineux est inférieure à la largeur du cristal (voir les figures 3 et 4), dans SR 13013 TW/PV lesquelles C, D: la largeur du faisceau lumineux; A, B: la largeur du cristal; T1-T4: le temps pendant lequel le faisceau lumineux se déplace. Lorsque le faisceau lumineux arrive sur la face réceptrice du cristal, il est modifié de la façon suivante: 1. Lorsque la largeur D du faisceau lumineux passe à Tl, le faisceau lumineux est projeté sur 1/2 de la largeur A, et le potentiel de l'énergie du faisceau lumineux s'élève de la tension nulle al au niveau a2; 2. Lorsque la largeur D du faisceau lumineux passe à T2, le faisceau lumineux est projeté sur toute la surface de la largeur A, et le potentiel de l'énergie du faisceau lumineux s'élève du niveau a2 au niveau a3; 3. Lorsque la largeur D du faisceau lumineux passe à T3, le faisceau lumineux est projeté sur 1/2 de la largeur A, et le potentiel de l'énergie du faisceau lumineux chute du niveau a3 au niveau a4; 4. Lorsque la largeur D du faisceau lumineux passe à T4, le faisceau lumineux est empêché d'être projeté sur la largeur A, et le potentiel du faisceau lumineux chute du niveau a4 au niveau a5. Lorsqu'on trace une ligne reliant ensemble tous les points al-a5, on obtient la courbe présentée sur la figure 4. Si la largeur du faisceau lumineux D = la largeur du cristal A et si la largeur du faisceau lumineux C > la largeur du cristal B, alors les points de potentiel al-a5 restent inchangés. En revanche, si la largeur du faisceau lumineux C la figure 6 est obtenue. SR 13013 TW/PV Comme on l'a indiqué ci-dessus, si l'on veut obtenir la même forme d'onde des deux cristaux 831, 831' du phototransistor 83, les tailles des cristaux 831, 831' doivent être égales. Comme l'illustre la figure 7, les phases des cristaux sont décalées de manière à obtenir la forme d'onde voulue. Toutefois, la structure mentionnée ci-dessus de l'appareil de lecture d'un signal optique codé ne fonctionne pas encore de façon satisfaisante. En raison de la tolérance de fabrication, une différence de taille mineure entre les cristaux du phototransistor 83 est inévitable. Cette différence entraîne une instabilité du cycle et de l'amplitude du signal de sortie du phototransistor 83 (parce que l'amplitude du signal de sortie du phototransistor 83 est directement proportionnelle à la surface de la face réceptrice du cristal). Par conséquent, le circuit d'évaluation 90 peut faire une évaluation fausse. Pour -surmonter ce problème, le codeur optique 80 doit être étalonné par une série d'essais. Toutefois, ces essais compliqués augmentent grandement le coût de fabrication du codeur optique 80. En outre, cette structure de codeur optique nécessite un large espace d'installation. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a été réalisée pour fournir un procédé de lecture d'un signal optique codé et un codeur optique pour ce procédé qui surmontent les problèmes mentionnés ci-dessus. Selon la présente invention, le procédé de lecture d'un signal optique codé comprend les étapes consistant à: i) commander une source lumineuse pour produire un faisceau lumineux; ii) utiliser une lentille pour focaliser le faisceau lumineux de la source lumineuse sur une face réceptrice d'un cristal d'un phototransistor par une lentille; et SR 13013 TW/PV iii) couper l'énergie de la lumière du faisceau lumineux qui dépasse la tension nominale de fonctionnement du phototransistor, et éliminer le potentiel du faisceau lumineux qui est inférieur à un niveau critique prédéterminé, de manière à obtenir un signal approximativement égal à une onde carrée. Le codeur pour un tel procédé de lecture d'un signal optique codé comprend une lentille disposée entre la roue et la face réceptrice de lumière d'un cristal correspondant dans le phototransistor, de manière à obtenir un signal numérique d'une onde carrée par coupure de l'énergie du faisceau lumineux qui dépasse la tension nominale de fonctionnement du phototransistor, et par non considération du potentiel du faisceau lumineux qui est inférieur à un niveau critique prédéterminé. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 représente un schéma de principe d'un circuit d'un appareil de lecture d'un signal codé selon la technique antérieure; la figure 2 est une vue simple représentant les positions des cristaux dans le phototransistor du codeur optique de l'appareil de lecture d'un signal codé présenté sur la figure 1; la figure 3 est un dessin schématique représentant un état de la projection du faisceau lumineux sur les faces réceptrices de lumière des cristaux du phototransistor selon la technique antérieure; la figure 4 est une courbe représentant la forme d'onde d'une sortie du phototransistor selon la SR 13013 TW/PV technique antérieure; la figure 5 est un dessin schématique représentant un autre état de la projection du faisceau lumineux sur les faces réceptrices de lumière des cristaux du phototransistor selon la technique antérieure; la figure 6 est une courbe représentant la forme d'onde d'une autre sortie du phototransistor selon la technique antérieure; la figure 7 est une courbe représentant les formes d'onde obtenues à partir des deux cristaux du phototransistor du codeur optique de l'appareil de lecture d'un signal codé selon la technique antérieure; la figure 8 représente un schéma de principe de circuit d'un codeur optique selon la présente invention; la figure 9 représente des faisceaux lumineux projetés sur les cristaux du phototransistor du codeur optique selon la présente invention; la figure 10 est un dessin schématique représentant un faisceau lumineux projeté sur un cristal par une lentille selon la présente invention; la figure 11 illustre un état de la projection d'un faisceau lumineux sur une face réceptrice de lumière du phototransistor du codeur optique selon la présente invention; la figure 12 est un graphique de formes d'onde obtenu à partir de la figure 11; la figure 13 est un graphique de formes d'onde représentant la différence entre deux formes d'onde obtenues à partir d'un codeur optique avec lentilles et d'un codeur optique sans lentille selon la présente invention; la figure 14 est un autre dessin schématique représentant la projection de rayons lumineux à travers une lentille sur un cristal du phototransistor du SR 13013 TW/PV codeur optique selon la présente invention; la figure 15 illustre un autre état de la projection d'un faisceau lumineux sur une face réceptrice de lumière du phototransistor du codeur optique selon la présente invention; la figure 16 est un graphique de formes d'onde obtenu à partir de la figure 15; la figure 17 est un graphique de formes d'onde représentant deux autres formes d'onde obtenues à partir d'un codeur optique avec lentilles et d'un codeur optique sans lentille selon la présente invention; la figure 18 est un diagramme de formes d'onde représentant une forme d'onde du signal de sortie du codeur optique selon la présente invention; et la figure 19 est un diagramme de formes d'onde représentant une autre forme d'onde du signal de sortie du codeur optique selon la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE En se référant à la figure 8, un codeur optique selon la présente invention est généralement constitué d'une source lumineuse 1, d'une roue 2, d'une première lentille 3, d'une seconde lentille 3' et d'un phototransistor 4. Les lentilles 3, 3' sont disposées entre la roue 2 et le phototransistor 4, et sont entièrement emballées avec le phototransistor 4 dans une matière d'écran de lumière. La roue 2 peut être une roue transparente ou à grille. Les lentilles 3, 3' peuvent être des lentilles plan-convexes ou biconvexes. En se référant aux figures 9 et 10, et de nouveau à la figure 8, la roue 2 code la lumière de la source lumineuse 1 pour donner des signaux d'un faisceau lumineux codé ayant un cycle uniforme, et envoie les signaux de faisceau lumineux codé vers le SR 13013 TW/PV phototransistor 4, pour permettre aux lentilles 3, 3' de focaliser les signaux de faisceau lumineux codé sur les faces réceptrices de lumière des cristaux 41, 41' du phototransistor 4. En se référant aux figures Il et 12, au temps TI, l'énergie du faisceau lumineux s'élève rapidement d'une tension nulle al au point a2 (le niveau critique) et dépasse vite la tension nominale de fonctionnement. Au temps T2, l'énergie du faisceau lumineux atteint le point le plus élevé a3. Au temps T3, l'énergie du faisceau lumineux chute rapidement au point a4. Au temps T4, l'énergie du faisceau lumineux chute du point a4 au point a5, à savoir le niveau de tension nulle. La figure 13 est un diagramme de comparaison de formes d'onde représentant la différence entre la forme d'onde Hi obtenue à partir d'un codeur optique avec lentilles et la forme d'onde H2 obtenue à partir d'un codeur optique sans lentille. Comme illustré, lorsque la largeur du faisceau lumineux C est inférieure à la largeur du cristal B, le potentiel du faisceau lumineux peut être rapidement élevé, toutefois la quantité d'énergie du faisceau lumineux reçue par le cristal ne varie pas, et la surface à ligne oblique en Hi est égale à la surface à ligne oblique en H2. Les figures 14 à 16 représentent la variation de la projection du faisceau lumineux sur le cristal lorsque la largeur du faisceau lumineux C > la largeur du cristal B et lorsque le faisceau lumineux est focalisé sur le cristal limité par sa largeur B. La variation est la suivante: 1. Avant de passer au temps Ti, l'énergie du faisceau lumineux est concentrée et élevée à a2 au-dessus de la tension nominale de fonctionnement; 2. Au temps T2, l'énergie du faisceau lumineux atteint le point le plus élevé a3; SR 13013 TW/PV 3. Au temps T3, l'énergie du faisceau lumineux est maintenue au niveau a4 au-dessus de la tension nominale de fonctionnement; 4. Au passage au temps T4, l'énergie du faisceau lumineux chute rapidement au-dessous du niveau critique, puis chute à une valeur de tension nulle au point a5 lorsqu'il atteint le temps T4. La figure 17 est un diagramme de formes d'onde représentant deux autres formes d'onde obtenues à partir d'un codeur optique avec lentilles et d'un codeur optique sans lentille selon la présente invention, sur laquelle la surface à ligne oblique en H3 est la somme de l'énergie de sortie du faisceau lumineux lorsque des lentilles sont en place; la surface à ligne oblique en H4 est la somme de l'énergie de sortie du faisceau lumineux lorsque les lentilles ne sont pas en place. Comme indiqué, lorsque les lentilles sont en place, l'énergie du faisceau lumineux peut être relativement augmentée. En se référant aux figures 18 et 19, l'énergie du faisceau lumineux supérieure à la tension de fonctionnement et inférieure au niveau critique sont éliminées, et un signal approximativement égal à une onde carrée est obtenu pour la lecture. Il est entendu que les dessins sont uniquement présentés à titre d'illustration et ne sont pas censés être utilisés comme définition ou limites de la portée de l'invention divulguée. SR 13013 TW/PV REVENDICATIONS 1. Procédé de lecture d'un signal optique codé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a: i) commander une source lumineuse (1) pour produire un faisceau lumineux; ii) utiliser une lentille (3,3') pour focaliser le faisceau lumineux de la source lumineuse (1) sur une face réceptrice d'un cristal d'un phototransistor (4) par une lentille (3, 3'); iii) couper la lumière du faisceau lumineux qui dépasse la tension nominale de fonctionnement dudit phototransistor (4), et ne pas considérer le potentiel qui est inférieur à un niveau critique prédéterminé, de manière à obtenir un signal approximativement égal à une onde carrée. 2. Codeur optique pour lire un signal optique codé, caractérisé en ce qu'il comprend: une source lumineuse (1) adaptée à la production d'un faisceau lumineux; une roue (2) adaptée au codage du faisceau lumineux de ladite source lumineuse (1) et à la production d'un signal de faisceau lumineux correspondant ayant un cycle uniforme; une lentille (3, 3') montée sur ladite roue (2), et adaptée à la focalisation du signal de faisceau lumineux obtenu à partir de ladite source lumineuse (1) par l'intermédiaire de ladite roue, sur un phototransistor (4); et un phototransistor (4) adapté à la réception du signal de faisceau lumineux provenant de ladite lentille (3, 3'), à l'élévation du potentiel du signal de faisceau lumineux, permettant de couper la lumière supérieure à la tension nominale de fonctionnement SR 13013 TW/PV dudit phototransistor (4) du faisceau lumineux, et de ne pas considérer le potentiel inférieur à un niveau critique prédéterminé. 3. Codeur optique selon la revendication 2, dans lequel ladite lentille (3, 3') est une lentille plan- convexe. 4. Codeur optique selon la revendication 2, dans lequel ladite lentille (3, 3') est une lentille biconvexe. SR 13013 TW/PV