Brevet FR2793986A1 — publié le 20001124

Lecteur optique de documents L'invention concerne un lecteur optique de documents, ou scanner, qui sert, par exemple dans un télécopieur, à analyser optiquement l'image d'un document que l'on veut transmettre. Pour analyser optiquement le document, on introduit son bord antérieur dans le scanner et il y est guidé jusqu'à une tête d'analyse devant laquelle le document va être entraîné en étant plaqué sur celle-ci par un rouleau de contre-appui. Comme l'entraînement du document doit être régulier, afin que l'analyse soit correcte, le document est saisi par deux rouleaux d'un laminoir d'entraînement en aval de la tête. Le laminoir est commandé par un capteur opto-mécanique de présence disposé en amont de la tête, comportant une languette pivotante disposée sur le trajet du document et qui est repoussée par celui-ci pour couper le faisceau d'une fourche optique commandant un moteur du laminoir. Ce capteur de présence présente une dispersion dans sa caractéristique de réponse, manque de fiabilité et représente un certain coût. La présente invention vise à s'affranchir de ce capteur. A cet effet, l'invention concerne un lecteur optique de documents comportant une tête optique d'analyse de document, associée à un rouleau de contre-appui, et des moyens de détection d'un bord antérieur du document agencés pour commander des moyens d'entraînement du document devant la tête, caractérisé par le fait que les moyens de détection comprennent le rouleau de contre-appui, comportant sur sa périphérie un motif optique déterminé, et la tête, associée à des moyens de reconnaissance du motif du rouleau agencés pour commander les moyens d'entraînement en cas de disparition de la reconnaissance d'au moins une partie du motif. Ainsi, la tête d'analyse sert à la fois à la détection du bord antérieur du document et à l'analyse optique de ce document. Les moyens de reconnaissance du motif ne représentent qu'un coût marginal et, en outre, aucune mécanique spécifique n'est nécessaire. Avantageusement, le motif est formé par au moins une bande annulaire noire, ou en un matériau réfléchissant, à la périphérie du rouleau. Lors de la présentation d'un document au lecteur, une transition optique, entre le motif et la surface du document qui vient masquer celui-ci, est ainsi facilement détectée. De préférence, les moyens de reconnaissance du motif comportent un comparateur relié en entrée à la tête et à une mémoire contenant des données caractérisant le motif. On peut ainsi reconnaître le motif par une de ses caractéristiques sans nécessairement avoir en mémoire l'image exacte du motif. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée du lecteur optique de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue latérale schématique du lecteur, et - la figure 2 en est une vue de dessus, Le lecteur optique représenté appartient ici à un télécopieur et comporte une tête d'analyse optique 1 associée à un rouleau de contre-appui 2, d'axe perpendiculaire au plan de la figure 1, entre lesquels peut passer un document sous forme de feuille 10. En aval de la tête 1 et du rouleau 2, et à proximité immédiate, se trouve un laminoir comportant deux rouleaux d'entraînement 5, 6 à axes parallèles à celui du rouleau 2. Les rouleaux d'entraînement 5, 6, qui comportent chacun une couche périphérique en matériau élastique présentant extérieurement une certaine adhérence, sont en contact mutuel par une génératrice de ces couches, sous une force déterminée par deux ressorts, non dessinés, de rappel mutuel de leur axes à leurs extrémités. Un moteur 4 entraîne en rotation le rouleau 5 de laminoir pour entraîner en défilement la feuille 10 devant la tête 1. Le moteur 4 est commandé par un ensemble de circuits 3, reliés à la sortie de la tête 1, pour reconnaître un motif optique sur la périphérie du rouleau 2 et ainsi détecter la présence "optique" du rouleau 2 contre la tête 1. La tête 1 comporte un barreau capteur d'image d'une ligne, ici par contact, CIS (Contact Image Sensor), qui forme l'image électronique analogique de chacune des lignes jointives successivement analysées et la transfère à l'ensemble de reconnaissance 3 qui la numérise. La liaison de sortie 31 de l'ensemble de reconnaissance 3 correspond à une liaison de fourniture de l'image numérique de la feuille 10 à des circuits classiques d'exploitation de l'image par mémorisation et/ou émission. Le motif ou signature optique que comporte le rouleau de contre-appui 2 entoure ici complètement le rouleau 2 afin de pouvoir être détecté quelle que soit la position angulaire du rouleau 2. Dans cet exemple, il s'agit d'une bande annulaire coaxiale avec le rouleau 2, présente ici en deux exemplaires disposés symétriquement par rapport au plan radial central du rouleau 2. Les deux bandes annulaires 21, 22 sont ici rapportées et formées d'un matériau dont le pouvoir réfléchissant fournit un niveau de détection optique nettement différent de celui du reste de rouleau 2. Le rouleau 2 étant ici globalement blanc, les deux bandes annulaires 21, 22 sont grises, et même noires. En variante, elles pourraient être en un matériau à haut pouvoir réfléchissant, c'est-à-dire supérieur à celui d'une feuille blanche de papier ordinaire. Dans les deux cas, elles peuvent être par exemple constituées par un matériau sérigraphié sur le rouleau 2. Le choix du blanc pour le rouleau 2 a pour but d'éviter de restituer, à l'impression du document 10 analysé, deux marges latérales grises ou noires si ce document n'atteint pas la largeur standard (21 cm) et ne masque donc pas, lors de son analyse, l'un des deux, ou les deux, tronçons d'extrémité du rouleau 2. La présente invention n'est cependant pas limitée à ce choix, comme évoqué ci-dessus. En l'absence de document 10, la tête 1 effectue une analyse cyclique de l'image ligne qui lui est présentée, c'est-à-dire une génératrice du rouleau 2. La tête 1 fournit donc, à l'ensemble de reconnaissance 3, un signal de ligne de niveau constant, ici représentant le blanc, comportant deux impulsions de niveau représentant le noir des bandes annulaires 21, 22 et occupant une position déterminée dans la ligne image, ayant ici 1728 pixels utiles. L'ensemble de reconnaissance 3 comporte un bloc de circuits de traitement 30 commandant une mémoire 33 représentant le niveau noir et un circuit comparateur 32, constitué d'un soustracteur fournissant un écart entre les valeurs qu'il reçoit, qui compare le niveau des impulsions relatives aux bandes annulaires 21 et 22 à celui en mémoire 33. Cette comparaison est effectuée ici, après numérisation de l'image, au moyen du comparateur 32, relié en entrée à la tête 1 et à la mémoire 33, qui fournit l'écart de niveau entre chaque pixel des impulsions relatives aux bandes annulaires 21, 22 et le noir de référence, en mémoire 33. Le bloc de traitement 30 commande la lecture de la mémoire 33 en synchronisme avec celle de chacun des 1728 pixels, numérisés et stockés dans un registre tampon non représenté. Le comparateur 32 est ici inhibé lorsqu'il reçoit les pixels lus qui occupent une position, dans la ligne, en dehors de celles des bandes annulaires 21, 22. Dans le bloc de traitement 30, un additionneur non représenté calcule, pour chaque bande annulaire 21, 22, le cumul des écarts de niveau de gris (ou de couleur dans une variante) et est associé à une mémoire tampon de stockage du total courant. Ce cumul est éventuellement normé par le nombre de pixels de chaque bande annulaire 21, 22. Si, pour l'une au moins des bandes annulaires 21, 22, ce cumul d'écarts dépasse un seuil haut, la bande annulaire 21, 22 concernée est considérée comme étant masquée par un document 10. Les circuits ci-dessus du bloc de traitement 30 estiment donc la corrélation entre l'image lue par la tête 1 et le motif à reconnaître. Ainsi, lorsqu'un utilisateur introduit le bord antérieur d'un document 10 entre la tête 1 et le rouleau 2, l'ensemble de reconnaissance 3 constate la disparition de la détection d'une des bandes annulaires 21, 22, ou même des deux simultanément si le bord antérieur est parallèle à l'axe du rouleau 2, et commande le moteur 4, pour qu'il entraîne régulièrement le document 10 en défilement devant la tête 1 dès que la bande antérieure amorce du document 10 atteint les rouleaux 5, 6. La lecture optique du document 10 est alors entamée, pour en transmettre l'image par la liaison 31. On a supposé ici que le document 10 ne comportait pas de zones noires en partie haute, antérieure, qui seraient venues masquer les bandes annulaires 21, 22 mais qui n'auraient pu être détectées en tant que telles, puisqu'elles n'auraient pas produit de transition de niveau de gris, ou noir. Afin de mieux se protéger contre un tel risque d'absence de transition, il peut être prévu d'exploiter un motif en couleur, si la tête 1 est prévue à cet effet, et/ou un motif plus complexe que les deux seules bandes annulaires 21, 22, et par exemple d'exploiter la totalité de l'image de la génératrice analysée, c'est-à-dire de détecter l'alternance des zones blanches et des zones noires 21, 22. La probabilité pour qu'un document 10 comporte le même motif que le rouleau 2 décroît ainsi très fortement dès qu'on accroît la finesse du motif et sa longueur, c'est-à-dire le nombre de transitions blanc/noir sur la génératrice. Le rouleau 2 a ainsi une signature optique très spécifique et l'ensemble de reconnaissance 3 détecte la présence du rouleau 2 contre la tête 1 avec une bonne fiabilité. En variante, les bandes annulaires 21, 22 pourraient être remplacées par une bande, noire par exemple, s'enroulant selon une hélice de pas fixe sur la périphérie du rouleau 2. En pareil cas, l'ensemble de reconnaissance 3 serait modifié pour détecter la présence d'impulsions régulièrement espacées dans l'image de la génératrice du rouleau 2, cet espacement caractérisant le motif indépendamment de la position des impulsions, qui est variable avec la position angulaire du rouleau 2. Cette modification consisterait à prévoir, dans le bloc de traitement 30, un circuit d'analyse du motif, pour compter le nombre de pixels blancs entre deux pixels noirs et ainsi déterminer le pas, ou période spatiale, de motifs élémentaires (plage blanche - plage noire de la bande) se répétant dans le motif en mémoire 33 et dans le motif lu optiquement. Si les deux motifs comparés ont des motifs élémentaires de mêmes pas, ils sont identiques. En pareil cas, la mémoire 33 peut uniquement comporter la valeur du pas du motif, caractéristique de celui-ci, à l'exclusion de l'image électronique entière de ce dernier. L'ensemble de reconnaissance 3 peut donc reconnaître le motif lu par la tête 1, sans nécessairement en avoir l'image en mémoire. D'une façon générale, la mémoire 33 comporte donc des données caractérisant le motif. L'utilisation d'un matériau à fort pouvoir réfléchissant disposé sur le rouleau 2 est aussi une solution qui assure la détection de l'arrivée du bord antérieur du document 10 au niveau de la tête 1, puisque l'image lue passe d'un niveau "super blanc" de rouleau 2 à un niveau blanc ou gris de document 10. En pareil cas, il peut être prévu que la totalité de chaque génératrice du rouleau 2 constitue le motif à détecter, c'est-à-dire que le rouleau 2 constitue globalement une bande annulaire optiquement uniforme, à détecter. Le rouleau 2 peut donc présenter une signature optique uniforme sur toute une génératrice et sur toute sa périphérie dans la mesure où cette signature est caractéristique, c'est-à-dire différente de celle prévue pour le document 10. Le motif optique se caractérise alors uniquement par son niveau de gris, ou de couleur. En variante, les rouleaux 5, 6 de laminoir aval pourraient être omis et le moteur 4 entraînerait alors le rouleau de contre-appui 2, formant avec la tête 1, laminoir ou galet d'entraînement du document 10. Le rouleau 2 est en un matériau qui adhère au papier 10 pour l'entraîner et le CIS de la tête d'impression 1 est rappelé élastiquement vers le rouleau 2 pour y presser le papier 10 et ainsi éviter un patinage de rouleau 2. Il pourrait être prévu que, en l'absence de document 10, le rouleau 2 occupe une position angulaire déterminée. En pareil cas, le motif qu'il porte n'en ferait plus obligatoirement le tour complet, à la différence des bandes annulaires et en hélice ci-dessus, mais pourrait être limité à un secteur angulaire restreint éventuellement à quelques génératrices ad acentes. Le circuit de reconnaissance 3 commanderait alors la rotation j du rouleau 2 ou 5 jusqu'à ce que le motif soit détecté et occupe ainsi sa position de repos. Dans le cas où le motif s'étend sur toute la longueur d'une ligne d'analyse, la détection de chacun de ses pixels disparaît lorsqu'un document 10 de largeur égale à la longueur du rouleau 2, ici 21 cm, est introduit. Si, par contre, le document 10 est moins large ou présente des échancrures, des parties du motif restant visibles et lues avec le document 10 seraient donc ultérieurement restituées avec l'image de celui-ci. Pour éviter ce défaut, le bloc de traitement 30, lors de l'analyse d'un document 10, recherche, dans cet exemple, dans l'image fournie par la tête 1, l'image d'au moins une partie du motif pour l'éliminer des signaux d'image du document 10 retransmis aux circuits d'exploitation par la liaison 3 1. En général, ce seront les bords latéraux de l'image saisie par la tête 1 qui seront ainsi éliminés et le document 10 sera restitué sous forme d'une image encadrée par deux bandes entièrement blanches, sans tronçon du motif du rouleau 2. On limite ainsi le volume de données transmises et l'image restituée est exempte de bandes latérales parasites. Dans le cas d'un motif formé d'une pluralité de bandes annulaires comme celles référencées 21, 22, fournissant une image de position fixe dans les lignes successivement lues, quelle que soit la position angulaire du rouleau 2, chaque ligne lue peut être traitée indépendamment des autres. Elle est comparée à l'image unidimensionnelle du motif et le bloc de traitement 30 force au niveau blanc les tronçons ou segments noirs de ligne lue qui représentent une partie du motif, de part et d'autre de l'image ligne du document 10. Si, au contraire, le motif a une image bidimensionnelle, donc variable avec la position angulaire du rouleau 2, la recherche de fragments du motif à éliminer dans l'image lue porte sur une bande d'image, donc sur plusieurs lignes adjacentes. L'ensemble de reconnaissance 3 commande l'arrêt du moteur 4 lorsqu'il reconnaît à nouveau la totalité du motif, cet arrêt étant temporisé pour tenir compte de la distance entre la tête 1 et les rouleaux d'entraînement 5,6. , nic 11EVENDICATIONS 1.- Lecteur optique de document (10) comportant une tête optique (1) d'analyse de lignes successives du document (10), associée à un rouleau de contre-appui (2), et des moyens de détection d'un bord antérieur du document (10) agencés pour commander des moyens (2, 4, 5, 6) d'entraînement du document (10) devant la tête (1), caractérisé par le fait que les moyens de détection comprennent le rouleau de contre-appui (2), comportant sur sa périphérie un motif optique déterminé (21, 22), et la tête (1), associée à des moyens (3) de reconnaissance du motif du rouleau (2) agencés pour commander les moyens d'entraînement (2, 4, 5, 6) en cas de disparition de la reconnaissance d'au moins une partie du motif (21,22). 2.- Lecteur selon la revendication 1, dans lequel le motif est formé par au moins une bande annulaire noire (21, 22) à la périphérie du rouleau (2). 3.- Lecteur selon la revendication 1, dans lequel le motif est formé par au moins une bande annulaire (21, 22) en matériau réfléchissant à la périphérie du rouleau (2). 4. - Lecteur selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel il y a au moins deux bandes annulaires (21, 22) disposées symétriquement par rapport au plan radial central du rouleau (2). 5. - Lecteur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la bande annulaire est sérigraphiée. 6.- Lecteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens (3) de reconnaissance du motif comportent un comparateur (32) relié en entrée à la tête (1) et à une mémoire (33) contenant des données caractérisant le motif (21, 22). 7.- Lecteur selon la revendication 6, dans lequel les moyens de reconnaissance (3) comportent des circuits (30) d'estimation de la corrélation entre le motif à reconnaître (21, 22) et l'image lue par la tête (1) - 8.- Lecteur selon l'une des revendication 1 à 7, dans lequel les moyens de reconnaissance (3) comportent des circuits (30) agencés pour rechercher, dans l'image lue par la tête (1) lors de l'analyse d'un document (10), l'image d'au moins une partie du motif (21, 22) et pour l'éliminer des signaux d'image du document retransmis (31) à des circuits d'exploitation. 9.- Lecteur selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le rouleau de contre-appui (2) fait partie des moyens d'entraînement.