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perfectionnements apportes et relatifs aux systèmes ou dispositifs photoélectriques.
La présente invention a trait aux systèmes photoé- lectriques et, plus particulièrement, à un appareil sen- sible à la lumière et répondant électriquement aux impul- sions lumineuses dont le fonctionnement est commandé sui- vant les effets optiques auxquels il est exposé, Les systèmes ou dispositifs de ce genre peuvent comprendre, par exemple, les systèmes avertisseurs de cambriolage ou d'effraction et les systèmes de signalisation de véhiou- les et des dispositifs analogues ou des appareils pour indiquer des points ou taohes ou des imperfections eto., dans des matériaux.
Les systèmes précédemment connus ou employés fonc- tionnent généralement suivant la quantité totale de lu- mière tombant sur les éléments sensibles à la lumière et ils oomprennent des dispositifs appropriés pour ren-
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dre sensibles les variations de l'illumination totale à partir d'une valeur prédéterminée.
Le principal facteur de limitation, en déterminant la valeur pratique de ces systèmes, est la nature de l'ef- fet optique suivant lequel le système doit fonctionner et la manière suivant laquelle cet effet optique peut être montré par rapport à l'élément sensible à la lumière, L'effet produisant le fonctionnement peut être dû à un objet ou un état dans le champ optique embrasse par le dispositif destiné à déceler l'effet, cet objet ou cet état tendant à modifier la quantité totale de lumière qui affecte Isolément sensible à la lumière.
Ces systèmes, s'ils doivent être appropriée à des applications pratiques et susceptibles de fonctionner correctement pendant des périodes de temps raisonnable$ sans attention ou réglage, doivent aussi être disposés de manière que le changement minimum dans 1 t i I luminati on totale résultant de l'effet auquel le système doit répon- dre, soit sensiblement plus grand que la variation maxi- mum qui est susceptible de se produire pour d'autres causes.
En général, les systèmes que l'on a pu avoir précé- demment ont été très nettement restreints à un nombre li- mité de cas spéciaux où il a été reconnu possible de di- riger le oorps ou l'effet produisant l'actionnement sui- vant des trajets ou dans des positions spéciales dans lesquelles des dispositifs spéciaux d'éclairage peuvent être dirigée sur eux ou lorsque le corps produisant le fonctionnement est de grandes dimensions, peut être ame- né très près de Isolément sensible à la lumière ou peut de toute autre manière être disposé de façon à agir sensiblement sur toute la lumière affectant les systèmes sensibles à la lumière.
Plus brièvement, les systèmes existants ont été disposés pour fonctionner sous l'ac-
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tion de l'interruption d'un faisceau de lumière par un corps solide, par réflexion résultant du corps passant dans le faisceau de lumière pu par l'effet de l'ombre du corps lorsqu'il se trouve très près de l'élément sen- sible à la lumière. Ces dispositifs sont cependant seu- lement réalisables pour déceler le passage d'un corps à un emplacement ou dans une position particulière et prédéterminée. Ils ne peuvent être actionnes par un ob- jet qui peut être introduit en un point queloonque dans un ohamp optique donné.
On n'a pas su précédemment comment établir des orga nes photoélectriques appropriés à une application prati- que et susceptibles d'être actionnés par un effet opti- que représentant un pourcentage relativement faible du ohamp optique qui se présente au système photoélectrique et dans une position indéterminée dans ce champ. Plus simplement, on n'a pas su comment établir un système qui approche d'une manière quelconque du fonotionnement d'un système biologique optique et nerveux qui peut déceler et percevoir un objet relativement petit en un point quel- conque du champ optique et indépendamment de la quantité de lumière réfléchie ou transmise par le fond ou par d'au- tres objets situés dans le champ de vision.
La difficulté précédemment rencontrée au cours de toutes les tentatives faites pour obtenir un résultat semblable au moyen des systèmes photoélectriques réside dans la nature du principe: fondamental de fonctionnement auquel on a eu recours, c'est-à-dire la détection d'une quantité prédéterminée de variation à partir dune valeur prédéterminée du courant photoélectrique, ce dernier dé- pendant de la quantité totale d'illumination affectant le système sensible à la lumière.
On a dû aussi envisager les changements d'éclairage autres que ceux résultant de la présence de l'objet, Par
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exemple, la direction et l'intensité de l'éclairage du jour peuvent changer d'heure en heure. Les sources d'é- clairage artificiel sont sujettes à des changements ré- sultant de la variation du voltage ou de causes analo- gues. D'autres éléments ou mouvements variables peuvent se produire dans le champ optique. On peut réaliser un système photoélectrique satisfaisant du type précédem- ment proposé seulement lorsque le changement dû à l'ob- jet désigné est prépondérant par rapport à toutes les autres variations possibles. Il est aussi évident que ce genre de système est entièrement inapplicable si l'objet se trouve à une distance appréoiable du système photoélectrique.
On peut encore remarquer que cette cir- constance résulte directement du principe de fonction- nement employé, dans lequel l'actionnement du système photoélectrique dépend d'un changement quantitatif dans l'éclairement affectant l'élément sensible à la lumière,
Un des objets de la présente invention est d'éta- blir un système photoélectrique perfectionné au moyen duquel on peut obvier aux inconvénients ci-dessus len- tionnés de manière que le déplacement d'un objet relati- vement petit dans le champ optique embrassé puisse être décelé, comme, par exemple, le passage d'une personne, d'une automobile, d'un aéroplane, etc.., à une distance appréciable de l'élément sensible à la lumière.
Un autre objet de l'invention est d'établir un système photoélectrique perfectionné dans lequel des dis- positifs détecteurs, signaleurs ou enregistreurs peuvent être actionnés en accord avec la vitesse de déplacement d'un objet passant dans le champ optique du système et avec une action sélective suivant la direction ou sens du mouvement de l'objet dans le champ ou suivant la dimension ou la distance de l'objet par rapport à l'élé- ment photoélectrique.
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Suivant l'invention, les objets ci-dessus sont réa- lisés au moyen d'un système photoélectrique qui est dis- posé de manière à être actionné d'accord avec la fré- quenae de changement de l'éclairage des éléments sensi- bles à la lumière et non, comme précédemment, daocord avec la variation quantitative de l'éclairage.
Suivant une caractéristique de l'invention, ce ré- sultat est obtenu au moyen d'un système comprenant des dispositifs transmetteurs de lumière divisés en un cer- tain nombre de surfaces pourvues respeotivement de ca- ractéristiques de transmission et d'interruption de la lumière, telles que plusieurs parties transparentes et opaques ménagées sur un écran, grâce auxquelles des ef- fets optiques cinétiques peuvent être amenés à faire varier l'excitation lumineuse affectant le système, com- me cela sera ci-après décrit.
Une autre caractéristique de l'invention comprend l'établissement d'une combinaison d'un système photoé leotrique équilibré avec des dispositifs pour admettre au système la lumière commandée par l'objet et des dis- positifs tels que ceux ci-dessus mentionnée grâce aux- quels le mouvement de l'objet est traduit en excitations différentielles de lumière pour déranger l'équilibre du système.
Il a été reconnu qu'au moyen du système ci-dessus, le fonctionnement de ce système peut s'effectuer en ré- ponse à un mouvement dans une direction verticale et/ou horizontale et aussi établir la distinction entre un dé- placement venant de droite ou de gauche ou entre des dé- placements vers le haut et vers le bas.
Il a été aussi reconnu possible d'enregistrer ou d'indiquer la direction du mouvement d'un objet passant dans le champ de vision. Par exemple, l'invention peut être appliquée, en ce qui concerne l'aéronautique, pour
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indiquer la direction de déplacement d'uns machine aérien- ne passant dans la partie du ciel embrassée par le sys- tème photoélectrique. La direction suivant la boussole de la machine aérienne, au moment de l' observation, peut être enregistrée en même temps que l'heure de l'ob- servation ou elle peut être transmise au moyen de signaux..
L'invention, telle quelle est ci-après décrite, peut aussi être utilisée pour déceler le passage d'objets re- lativement petite à travers le champ optique et elle peut être susceptible d'une action sélective suivant la dimension de ces objets ou suivant ladistance de l'objet à l'élément photoélectrique.
D'autres applications de l'invention ont encore été reconnues possibles, en ce qui concerne les dispositifs avertisseurs d'effraction qui ne doivent pas fonction- ner lorsqu'un objet, tel qu'une personne autorisée à passer dans un endroit donné, passe dans le champ opti- que en suivant un trajet ou itinéraire déterminé qui peut être irrégulier, mais qui doivent fonctionner dans le cas d'un objet ou d'une personne passant dans le champ optique par tout autre chemin.
L'invention peut aussi être appliquée à la détection de points ou imperfections dans des feuilles eto,, de matière, tels par exemple que les taches sombres d'une feuille étamée et, au moyen de cette détection, on peut reconnaître sur la surface examinée, des points plue petits que cela n'avait été précédemment possible, L'in- vention permet aussi l'établissement d'un système de ce genre dans lequel le passage du point dans le champ optique donne naissance à un effet électrique plus pro- longé que précédemment et, par suite, à une plus grande quantité d'énergie électrique, ce qui fait que la matière à examiner peut être passée dans le champ optique
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à une vitesse plus grande que précédemment.
Les objets et avantages ci-dessus de l'invention et d'autres seront plus clairement compris diaprés la des- cription suivante détaillée d'un mode de réalisation de cette invention, lorsque cette description sera lue en consultant les dessins oi-annexés sur lesquels:
La fig, 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'invention destiné à être ao lionne par un objet mobile;
Les figs. 2,3 et 4 représentent schématiquement des variantes de l'invention de la fig, 1;
La fig. 5 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'invention destiné à être action.. né par les imperfections ou défauts d'un matériau;
La fig. 6 représente schématiquement une variante de l'invention montrée sur la fig, 5.
Comme ci-dessus exposé, l'invention est basée sur des principes nouveaux différant complètement du princi- pe de fonctionnement des systèmes photoélectriques pré- cédemment connus et utilisés!.
Suivant l'invention, on emploie un système répondant et électriquement aux impulsions lumineuses/actionné non par la grandeur de l'éclairage affectant Isolément sen- sible à la lumière mais indépendamment de cette grandeur.
Il en résulte que le dispositif objet de l'invention est aotionné non par un changement quantitatif dû à l'effet optique actionnant l'appareil mais par un ohan- gement qualitatif causé par ce dernier, Ceci est réali sé en employant un système répondant électriquement et actionné d'accord avec la première fonction différentiel- le dérivée, c'est-à-dire la fréquence de changement de léolairage. Le système répondant électriquement est donc entièrement insensible à toute valeur fixe de l'é- clairage. que cette valeur corresponde à une intensité
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faible ou élevée, Le système est entièrement insensible à des changements lents tels que rallongement des ombres avec le temps, les nuages passant devant le so- leil etc..
De mêmes, des changements lents se produisant dans les caractéristiques de Isolement sensible à la lu- mière ou dans le tube amplificateur ne produisent aucun effet.
Le système répondant électriquement utilisé est adapté à la détection de tous changements brusques et il est spécialement approprié pour répondre aux composan- tes de pulsation ou d'alternance des courants photoélec- triques auxquels l'effet d'éclairage donne naissance.
Suivant l'invention, on montre le champ optique à l'élément sensible à la lumière à travers un écran diapo- sé spécialement de manière que le déplacement d'un objet relativement petit dans le champ optique embrassé par le système produise des pulsations dans la lumière tom- bant sur les éléments sensibles à la lumière.
Suivant le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, on établit un objectif 1 embrassant un champ optique 2 qui comprend un objet mobile 3 se distinguant par sa couleur ou son modelé du fond ou des objets en- vironnants. La lumière tombant sur l'objectif 1 est trans- mise au moyen de prismes réflecteurs 4, 40 et 5, 50 de manière à former deux faisceaux parallèles disposés respectivement pour exciter une paire dJéléments sem- blables sensibles à la lumière 6, 60. Une paire de condensateurs 8,80 servent à concentrer la lumière sur les éléments sensibles. Il n'est cependant pas nécessai- re de faire usage des prismes 4,40 et 5, 50 car on peut utiliser à leur place deux objectifs 1.
L'objectif 1, avec les prismes 4,40 et 5. 50 re- présentée, tend à former des images jumelles dans le plan focal correspondant à la puissance ou longueur
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focale de l'objectif, Les condensateurs 8,80 sont mon- tés un peu au-delà de ce plan focal. Deux écrans divi- seurs spécialement disposes 7, 70 sont établie appro ximativement dans le plan fooal et toute la lumière qui atteint les éléments sensibles à la lumière doit passer à travers ces écrans.
Les deux écrans 7. 70 sont divisés en un certain nombre de petites parties alternativement transparentes et opaques. Les divisions peuvent être régulières ou irrégulières et de différentes formes ou dessins. Mais les deux écrans sont d'un modèle exactement identique et présentent des caractéristiques opposées. C'est à dire que si une partie de l'écran 7 est opaque, la seo- tion correspondante de l'écran 70 est transparente et vice versa. En d'autres termes, les deux écrans ont exactement les caraotéristiques d'un négatif photogra- phique et d'un positif transparent tiré d'après ce néga- tif.
Les écrans peuvent avantageusement être établis de cette manière,
Sur la fig. 1, on a représenté, par exemple, les écrans 7, 70 comme étant divisés régulièrement sur le modèle d'un éohiquier. Les divisions rectangulaires de 7 et 70 sont identiques en forme et dimensions. On doit cependant remarquer que chacun des carrés qui est transparent sur 7 est opaque sur 70. De même, chaque oarré qui est opaque sur 7 est transparent sur 70.
Il est évident que, d'après la disposition optique ci-dessus décrite, des images jumelles du champ 2 sont projetées sur les écrans 7 et 70. Un rayon lumineux émanant d'un point quelconque donné dans le champ 2 sera projeté en deux points fooaux sur 7 et 70. Il est cependant important de noter que si la position de ce point, dans l'image.formée sur 7, tombe sur une seotion opaque, la position du point, dans l'image formée sur
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70, se trouve sur une section transparente. Il en résul- te que le rayon lumineux provenant du point passe à travers l'écran 70 et tombe sur Isolément 60 sensible à la lumière tandis que le rayon correspondant tombant sur 7 est arrête par cet écran et ntattelnt pas 6.
Il en résulte donc qu'un rayon lumineux émis par uh point quelconque du champ a se trouve transmis en double jusqu'aux écrans 7, 70 mais qu'ensuite un seules ment des deux faisceaux lumineux se trouve transmis plus loin, jusqu'au dispositif sensible à la lumière, lautre étant arrêté par l'écran.
Donc la lumière pro- venant d'un point quelconque donné peut atteindre l'un ou l'autre des éléments sensibles à la lumière.. mais pae les deux* De mime, s'il y a deux pointe adjacents sur le champ 2 écartés approximativement de manière que l'angle entre eux, par rapport à l'objectif 1, soit du mime ordre que l'angle sous-tendu par les divisions des écrans 7, 70, la lumière provenant de ces deux points sera transmise, dans un cas à 6 et dans l'autre cas à 60,
Il en résulte que si un objet 3 est mobile dans le champ 2 et s'il se trouve à une distance telle de l'ob- jectif 1 et de dimensions telles que son image sur les écrans 7, 70 soit du mime ordre que les divisions des éorans, L'image de l'objet 3.
lorsqu'il se déplace dans le ohamp 2, apparaîtra alternativement sur des divisions opaques - et 1 transparentes des écrans, Lorsqu'il apparaît sur une partie transparente de 7, il excite 6 mais se trouve sur une section opaque de 70 et n'affeote pas 60.
De mime, après qu'il s'est déplacé d'une courte distan- ce, il vient sur une surface opaque de 7 et sur une partie transparente de 70 et affecte alors l'élément sensible à la lumière 60 mais n'affecte pas 6. Il en résulte que le mouvement de 3 donne naissanoe à une
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excitation alternative des photooellules 6 et 60. La fréquenoe des alternances dépend de la vitesse du mou- ventent, de la distance de l'objet 3 à l'objectif 1 et de la dimension des divisions des écrans 7 et 70.
Si, d'autre part, il ne se produit aucun mouve- ment d'aucune espèce dans le champ 2, quel que soit le degré de différenoe de couleur ou d'ombre qui puisse être distribué suivant un contour quelconque dans le fond ou les objets formant le champ 2, la lumière atteignant les éléments sensibles à la lumière 6 et 60, respectivement,, sera sensiblement équivalente et de valeur fixe. Des variations dans l'intensité de l'é- olairage général du champ 2 déterminent des variations semblables dans l'excitation à la fois de 6 et de 60.
On établit donc un circuit électrique disposé dabord, pour être excité d'accord avec la différence d'effet photoélectrique résultant de 6 et de 60 et en- suite pour répondre seulement à la fréquence de chan- gement ou première fonction dérivée de la différence entre les effets photoélectriques de 6 et 60.
On relie alors les éléments sensibles à la lumière 6 et 60 à un circuit ou pont équilibré 9 qui comprend des résistances de proportion 10 et 100 qui, de préférer cece, sont réglables pour l'équilibrage. Le circuit de pont 9 est excité à partir d'une source appropriée 11.
La fig, 1 montre que le circuit répondant électrique. ment est relié aux points normalement équipotentiels du circuit de pont 9 entre lesquels, on peut facile.. ment s'en rendre compte, il n'existe aucun voltage, sauf dans le eau où il y a une différence dans la quantité de lumière atteignant 6 et 60.
Lorsqu'un ob- jet présentant une couleur ou une différenoe d'éolai- rement discernable par rapport aux objets environnants située dans le champ 2, se déplace dans ce champ de .manière que les éléments sensibles à la lumière 6
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et 60 reçoivent alternativement une excitation lumineux se inégale résultant de Inaction des écrans 7, 70, un voltage alternatif correspondant se trouve créé aux points normalement équipotentiels du pont 9.
Entre ces points équipotentiels, on monte un conden- sateur 12 en série avec un organe produisant une chute de voyage tel qu'une résistance 13. Ceci permet d'établir un dispositif répondant à la fréquence de changement ou à la composante alternative de la différence de vol- tage.Il est évident que, suivant cette disposition, le courant passant dans la résistance 13 est constitué par les courants de charge et de décharge du condensateur 12, Il en résulte que la chute de voltage dans la résis- tance 13 sera proportionnelle à la fréquence de change** ment ou à la composante alternative de la différence entre la lumière affectant 6 et 60.
Le déplacement d'un objet dans le champ 2 tendra donc à provoquer une chute alternative de voltage dans 13.
Si, pour une raison quelconque, telle quune composts tion de détail du ahamp 2 ou une inégalité dans les ca- raotéristiques de 6 et 60 ou un changement dans leur sen- sibilité, les courants photoélectriques dans 6 et 60 ne sont pas exactement équilibrés, une différence de volta-* ge fixe peut se produire aux pointe normalement équipo- tentiels du pont 9. Mais cette situation ne conduit ni au passage d'un courant dans la résistance 13 ni à une chute de voltage dans cette résistance.
Une chute de voltage dans la résistance 13 peut itre causée par un déplacement dans le champ 2 et par cela exclusivement,
On associe donc la chute de voltage dans la résis- tance 13 à un dispositif à décharge électronique, cou- rant spatial ou à tout autre appareil pour l'amplifica- ion et la détection des effets oréés par le déplacement
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de l'objet 3, Il est nécessaire de mentionner particuliè- rement *ne caractéristique importante de l'invention à ce point de vue.
L'amplitude de la différence alternative de lumiè- re affeotant les dispositifs sensibles à la lumière 6, 60 peut, par suite de la petitesse de l'objet 3, être extrê- mement faible. Mais par suite des nouvelles caractérise tiques de l'invention, il est possible d'obtenir dans l'amplification de l'effet photoélectrique alternatif, un résultat effectif plus grand que cela n'a été possible dans les systèmes précédemment connus. Et cela, parce que l'effet résultant du déplacement de l'objet est un effet qualitatif et non simplement un changement quanti tatif.
Dans ces conditions, cet effet est manifestement plus facile à détecter
Une grande amplification est sans utilité dans le cas d'un système fonctionnant sous Inaction d'un change- ment dans la grandeur de leffet photoélectrique qui peut résulter de Inaction de l'objet par rapport au sys- terne photoélectrique. Ces systèmes sont actionnée d'après le rapport entre la lumière affectant le système sensi ble à la lumière qui dépend de l'objet sous l'action de laquelle le système doit fonctionner et la lumière attei- gnant le dispositif sensible à la lumière qui est indé- pendante de l'objet.
La caractéristique limite est ce rapport, Une augmentation d'amplification est sans valeur, car elle augmente les deux composantes dans la mime prou portion.
D'autre part, suivant la présente invention, on peut établir des dispositifs d'amplification de toute puissance désirable pour obtenir une réponse sensible au déplacement des objets dans le ohamp 2. Lorsqu'il n'y a pas de déplacement, la chute de voltage dans la résistan- ce 13 est précisément zéro, Il ne se produit dans le
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système photoélectrique aucun autre effet tendant à pro- duire une composante de courant alternatif. Lorsquun objet se déplace dans la champ 2, une composante de cou- rant alternatif est créée.
La fig, 1 montre, à titre d'exemple, un dispositif détecteur simple comprenant un dispositif à décharge électronique 15 excité à partir d'une source appropriée 14. Dans le circuit d'anode, est intercalé un relais ou un autre dispositif approprié 16 pourvu de contacts 17 disposée pour actionner un signal, une commande ou tout autre dispositif désiré. non représenté sur le des- sin. La chute de voltage dans la résistance 13 est appli- quée entre la grille et la cathode du dispositif 15 à décharge électronique, suivant la disposition habituelle d'un détecteur à grille polarisée une source appropriée de polarisation étant comprise dans la connexion de la grille. Dans des conditions normales,aucun courant ne passe dans l'enroulement du relais 16.
Lorsque, cependant un objet se déplace dans le ohamp 2, en produisant un courant alternatif dans la résistance 13, un voltage alternatif se trouve appliqué entre la grille et la cathode de 15 et un courant pulsatoire passe dans l'en- roulement du relais 16. Il est évident que l'on peut interposer entre le tube 15 et le reliais 16 autant d'é- %ages d'amplification que l'on peut le désirer, par eg emple 5 ou 6, et que ces étages peuvent être établis spécialement pour donner un fonctionnement stable avec une amplification élevée, suivant l'une quelconque des dispositions bien connues appropriées à cet objet.
Bien que l'on ait représenté sur la fig. 1 une réalisation élémentaire de l'invention, pour expliquer plus clairement les principes les plus importants de son fonctionnement, on désire mentionner que l'invention n'estpas limitée au dispositif représenté et que, en
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dehors de l'emploi d'autres dispositifs amplificateurs et détecteurs, on peut faire usage avantageusement d'au- tres perfectionnements supplémentaires qui seront évidents pour les hommes de l'art et qui seront utilisés avec le circuit photoélectrique perfectionné qui a été représen- té.
Par exemple, on peut établir une prise médiane sur la résistance 13 et 1 relier les cathodes de deux on d'un plus grand nombre de dispositifs à décharge électro- nique, suivant le procédé de connexion communément dési- gné sous le nom de montage "push-pull", la grille des dispositifs à décharge électronique étant reliée aux deux extrémités de la résistance 13. De même, on peut établir un dispositif amplificateur à plusieurs étages associé à la résistance 13 aussi bien qu'entre les dis- positifs 6, 60 et le pont 9 ou entre ce dernier et le condensateur 12, s'il parait avantageux d'opérer ainsi.
Comme cela a été déjà indiqué, on peut utiliser des amplifications extrêmes avec le dispositif objet de la présente invention car nn ne rencontre dans ce système perfectionné aucune des variations ou aucun des effets externes qui posent des limites à la sensibilité des sys- tèmesphotoéleotriques précédemment connus,
Bien que l'on ait représenté les écrans 7, 70 comme étant divisés suivant le modèle d'un échiquier régulier, pour faciliter l'explication, on doit dire que l'on peut employer non seulement des modèles et des dispositions de divisions irréguliers, mais que l'on peut aussi obte nir des résultats supplémentaires et nouveaux par des formes spéciales de divisions des écrans 7, 70.
Par exemple, on peut établir des écrans divisés seu- lement verticalement comme le montre la fig. 2. L'effet d'un écran de ce modèle sera que l'appareil répondra seules ment à la composante horizontale du mouvement, puisque seulement un déplacement dans cette direction donnera naissance à des composantes alternatives dans les courants
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photoélectriques, On peut de marne orienter l'axe des lignes de division suivant tout autre angle désiré.
On peut encore établir deux montages suivant la fige 1 et avoir des écrans du type représenté sur la fig. 2 divisés suivant un axe seulement. La paire d'écrans com- prise dans un montage doit cependant être disposée per- pendiculairement aux deux écrans incorporés dans le second montage. Il en résulte que deux courante seront créés par les rendements des circuits des dispositifs à décharge électronique respectifs. L'un de ces courants sera proportionnel à la composante du mouvement par rapport à un axe et l'autre courant concordera avec la composante perpendiculaire. Il en résulte qu'un dispo- sitif indicateur ou de réponse fonctionnant suivant le rapport de ces courants donnera une indication sur la ligne de mouvement de l'objet.
Le rapport des courante concordera avec la tangente d'un angle de mouvement par rapport aux deux axes.
Suivant une autre variante de l'invention, on peut aussi établir un montage double avec des paires d'écrans tels qu'ils viennent d'être décrits pourvus de divisions linéaires et disposés en quadrature. Les quatre écrans peuvent être disposés pour être tournés synchroniquement tout en maintenant la position relative en quadrature ou bien un prisme ou un miroir tournants peuvent être associés aux deux objectifs 1 de manière à produire le même effet. Si maintenant l'appareil. est tourné et réglé de manière que le oourant fourni par une unité soit un maximum et que l'autre soit nul, l'axe de la position pour laquelle cette condition est remplie don- nera la direction du mouvement de l'objet.
Il en résulte que l'une ou l'autre de ces disposi- tions pourraient être employées pour indiquer la direc- tion de vol d'une maohine volante passant au-dessus du dispositif, cette indication pouvant être automatiquement
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enregistrée ou transmise, par radio par exemple, à toute station réceptrice désirée.
La fig. 3 représente un autre type d'écran destiné à âtre utilisé dans des applications pour lesquelles il est associé à la détection de l'introduction ou du pas- sage de personnes non autorisées sur une surface donnée, Si l'on suppose, par exemple, que des personnes autori- sées ont de fréquentes occasions de passer de la barrière 18 à la porte 19 de la fig. 3, laquelle figure comprend un appareil supplémentaire, non représenté, identique au montage de la fige l, sauf que l'on utilise un modèle spécial d'écran , 20, 200
Suivant l'invention, les personnes autorisées sont instruites de marcher de la barrière 18 à la porte 19 en suivant un trajet autre qu'une ligne directe, par exemple, en faisant un nombre de pas indiqué vers l'an- gle 21 et en tournant ensuite vers la porte 19.
Sur les écrans 20, 200 des surfaces correspondant au trajet dé- signé sont soit laissées transparentes soit rendues opa- ques. Il en résulte que l'appareil ne signale aucun mou- vement dans cette surfaoe, Mais toute personne non autorisée, qui ne connaît pas le dispositif, tendra, après avoir passé la barrière 18, à marcher droit sur la porte 19. L'image de cette personne se déplacera alors sur des parties des écrans 20, 200 qui sont divisées en sections alternativement transparentes et opaques, des impulsions alternatives prendront donc naissance et le courant passera dans la résistance 13.
Le relais 16 sera alors actionné et pourra commander des dispositifs appro- priés pour annonoer la présence d'une personne non auto- risée*
Lorsque l'on utilise des écrans uniformément gradués, on peut établir des dispositifs amplificateurs pour am- plifier le courant alternatif passant dans la résistance 13 et on peut appliquer cette énergie amplifiée à des
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appareils indicateurs, mesureurs de fréquences ou sensi- bles à la fréquence. Si un objet passe dans le champ optique 2 à une distance donnée du dispositif photoéleo- trique et perpendiculairement à, ce dispositif, Comme par exemple, une automobile marchant le long d'une route, la fréquence du courant alternatif amplifié sera une fonction de la vitesse linéaire de l'objet.
Si la vi'- tesse dépasse une valeur prédéterminée, un appareil si- gnaleur ou enregistreur peut être actionné. Par exemple le dispositif peut mettre en action un appareil photo- graphique dont le champ embrasse l'automobile et, de plus, un cadran d'horloge indiquant l'heure et la date,
En utilisant des écrans du genre de ceux montrés par la fig. 4, on peut aussi obtenir une indication du sens du mouvement, Sur la fig, 4, les écrans ont des divisions verticales et sont donc destinés à être action-* nés par un mouvement horizontal.
Les divisions verti- cales ne sont cependant pas de largeur uniforme mais sont établies de largeur croissante de gauche à droite, Si donc un objet marchant à une vitesse uniforme se dé- place de manière que son image traverse l'écran de gauche à droite, un signal de fréquence décroissante/sera fourni par l'appareil disposé pour amplifier le courant passant dans la résistance 13. Si l'objet se déplace en sens inverse, la fréquence augmentera. Il en résulte que, si ces signaux sont transmis ou enregistrés de toute ma- nire appropriée, on peut obtenir une indication ou un enregistrement du sens du mouvement de l'objet.
Il est évident pour les hommes de l'art que, dans le cas d'un système comportant un écran en forme d'échi- quier comme celui qui est représenté sur la fig, 1, il se produit des cas théoriques dans lesquels l'appareil peut ne pas répondre. Par exemple, si l'objet se déplace horizontalement le long d'un trajet exact de manière que le centre de cet objet coïncide exactement avec une des
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lignes horizontales représentant les divisions de l'é- chiquier il est possible qu'il puisse affecter unifor- mément les deux éléments sensibles à la lumière 6 et 60.
Bien que cette condition soit très difficile à réa- liser en pratique, il peut être avantageux d'indiquer que si l'on doit enregistrer seulement un mouvement ho- rizontal, les écrans peuvent avantageusement être pour- vus seulement de divisions verticales et alors l'incon- vénient précité ne se produit pas. Si le montage doit indiquer les mouvements dans toutes les directions, la condition spéciale précitée ne se trouve pas réalisée si l'on utilise des faisceaux lumineux et des écrans en dou- ble, ces derniers présentant des divisions verticales dans un cas et horizontales dans l'autre. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de doubler soit les organes sen- sibles à la lumière 6, 60 soit aucun des circuits élec- triques, De même, l'objectif 2 n'a pas besoin d'être dou- blé.
Tout ce qui est nécessaire est d'établir des pris- mes ou des organes réflecteurs supplémentaires pour di- viser les deux faisceaux lumineux en 5 et 50, de faire passer ces doubles faisceaux à travers deux écrans et deux condensateurs 8, 80 et de diriger les faisceaux convergents deux vers 6 et deux vers 60. Il n'existe alors aucune possibilité pour l'objet de chevaucher" lee divisions. S'il le fait pour la division verticale, il se déplacera directement sur la division horizontale et vice versa.
Il sera aussi évident pour les hommes de l'art que l'action sélective se produira par rapport à la relation existant entre la dimension des divisions de l'écran et les dimensions de l'objet et sa distance par rapport an système photoélectrique. L'écran doit donc être choisi de manière qu'il réponde plus facilement à des objets d'une certaine dimension, Si un objet affecte une dimen-
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sion exacte telle que, en tenant compte de sa distance au système, l'image soit exactement de la même largeur que deux divisions de l'écran, il ne déterminera pas de très grandes impulsions alternatives.
Puisqu'il y a seulement un rapport)exact qui produise un effet hul, il est évident qu'un système utilisant des écrans pour- vus de seotions irrégulièrement divisées ne peuvent pas être inactifs.sur toute leur surface. De même une dispo- sition oomportant des écrans en double, semblable à celle qui a été décrite plus haut, pourvus de divisions de dimensions différentes dans le cas de chaque double du système; répondra à toutes les dimensions d'objets soit par un jeu deséorans soit par l'autre.
Pour l'indication de tâches sur des matériaux, on peut utiliser des dispositions sensiblement conformes à celles de la fig. 1. Cependant, avec des conditions d'application plus simples, on peut utiliser des dis- positions correspondantes plus simples.
Dans le cas d'un système pour l'examen de matériaux, en peut supposer que le matériau est placé à une dis- tanoe fixe de l'objectif 1 et que ce matériau est, soit fixe au moment où il est examiné, soit mobile sur un transporteur à courroie, ou encore qu'il atfecte la forme d'un rouleau continu, par exemple d'étoffé ou de papier, qui se déroule régulièrement devant l'appareil photoélectrique, On peut raisonnablement supposer oepen- dant qu'il sera avantageux que le déplaoement du matériau s'effectue, dans le dernier cas, seulement dans une direction donnée. S'il est déplacé seulement à une vites- se prédéterminée, cela sera avantageux, comme on l'expli- quera plus loin.
Si donc un déplacement dans un seul sens doit être envisagé, le système de division optique représenté par les écrans 7, 70 de la fig, 1 peut être seulement linéai- re et perpendiculaire à la direction du mouvement,
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Pour permettre d'utiliser des dispositifs d'éclai- rage efficaces et d'assurer une intensité élevée de l'ex- citation lumineuse des éléments sensibles à la lumière, on peut supprimer le système optique objectif et faire usage du dispositif représenté sur la fig. 5,
On voit, sur cette fig. 5, une source d'éclairage 22 alimentée de préférence à partir d'une batterie ou d'une source de courant rectifié et filtré, La source d'éclairage est dirigée sur le matériau 23 qui est dis- posé pour être continuellement déplacé dans le sens de la flèche.
Plusieurs éléments sensibles à la lumière 6 reliés en parallèle sont disposés de manière que la lumière réfléchie par le matériau 23 tombe sur eux, Au- dessus du matériau 23, on dispose un écran ou grille 24 présentant des divisions alternativement transparentes et opaques, perpendiculaires au mouvement de 23. Il est évident qu'une simple plaque perforée en métal ou en une autre matière appropriée peut jouer le rôle d'écran. Les écrans seront avantageusement noirs.
Les éléments sensibles à la lumière 6 sont reliés à une branche du circuit de pont 9 associé au circuit ré- pondant électriquement qui comprend la résistance 13, le condensateur 12, le dispositif à décharge électronique 15 et le relais 16, comme dans la fig, 1. Une résistance supplémentaire 1000 est mise dans le circuit pour com- pléter le dispositif de pont 9. Il n'est cependant pas nécessaire d'utiliser un circuit de pont complet comme celui qui est représenté. Les résistances 10 et 100 peu- vent être supprimées et le pôle positif de la source 11 relié aux anodes de 6 toutes en série avec 1000. Le pôle négatif de 11 ira aussi à 1000 avec le point de jonotion de la résistance 1000 et des cellules 6 relié au conden- sateur 12.
L'extrémité de la résistance 13 opposée à 12 ira aussi au pôle négatif de 11.
On voit, d'après les dispositions ci-dessus, que
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le déplacement d'un matériau, homogène, à travers la surface éclairée et au-dessous de l'écran 24, ne déter- minera aucune fluctuation dans l'intensité de la lumière réfléchie sur les éléments sensibles à, la lumière 6.
Mais s'il se trouve sur le matériau 23 un point sombre 25, ce point sombre passera successivement sous les espaces ouverts de 24 où il déterminera une légère réduction du courant photoélectrique et derrière les parties opaques de l'écran, où il sera sans action sur les courants pho- toélectriques. Il en résulte que, pendant que le point 25 traverse la surface exposée au système photoélectrique il se produit dans le courant photoélectrique des pul- sations qui déterminent le passage de courants alternatifs dans la résistance 13 et qui, par suite, actionnent le relais 16. Comme on l'a expliqué au sujet de la fig, 1, l'énergie de courant alternatif apparaissant dans la résistance 13 peut être amplifiée à tout degré désiré, car aucun courant ne parcourt cette résistance sauf dans le cas d'un défaut d'uniformité du matériau.
Il sera évident pour les hommes de l'art que des dispositions semblables peuvent 'être adoptées dans le cas de matériaux transparents ou semi-transparents, tels que les matériaux connus sous le nom de cellophane et les matériaux analogues, la source d'éclairage se trou- vant d'un côté du matériau et l'appareil photoélectrique de l'autre.
En faisant passer le matériau devant plusieurs dis- positifs tels que celui qui est représenté sur la fig, 5 et en ayant des écrans de largeur de divisions différent tes, on peut actionner des dispositifs sélecteurs de triage ou de signalisation pour permettre de trier le matériau suivant la dimension des taches qu'il comporte,,
Les taches d'une dimension donnée produiront un signal d'amplitude maximum, si la largeur de l'espace ouvert ménagé dans l'écran 24 est approximativement égale
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à la dimension de la tâche parallèlement à la direction du mouvement. Si la largeur de l'ouverture de l'écran est la moitié de la longueur de la tâche, le signal sera minimum.
Si la vitesse de déplacement du matériau est main- tenue constante, la fréquence de la composante de courant alternatif du courant photoélectrique présentera la même périodicité pour un écran donné. On peut ainsi, dans ces conditions augmenter la sensibilité du système en introduisant dans le dispositif détecteur un circuit accordé sur cette fréquence ou bien en utilisant un re-' lais 16 présentant des caractéristiques de résonance,
Il sera évident pour les hommes de ltart qu'un résultat sensiblement le même sera obten sur la fig. 5 si, au lieu d'utiliser un écran 24 étroitement associé au matériau 23, on fait usage d'un dispositif optique d'éclairage présentant une ouverture dont le modèle est semblable à 24 de manière que l'image de cette ouver- ture soit projetée sur le matériau.
L'effet du passage de la tâche 25 alternativement à travers des bandes éclairées et des surfaces sombres produira le même résultat que l'écran 24 représenté sur la fig. 5,
On pourra aussi utiliser un procédé analogue pour examiner un matériau fixe doit en utilisant un écran sem- blable à 24 se déplaçant en tournant continuellement ou, plus avantageusement, en projetant sur le matériau une image mobile ou une ouverture tournante appartenant au système optique d'éclairage,
La fig. 6 représente une disposition pour examiner un matériau, dans laquelle on utilise un circuit détec-
EMI23.1
teur pourvu d'éléments photoélectriques dans dezux bran- ohes du pont 9 qui peut être utilisé avec un circuit répondant électriquement identique à celui qui est.repré- senté sur la fig. 1.
Dans le dispositif montré sur la fig, 6, le matériau
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est arrangé pour être en mouvement continu, passant sous un écran de la même manière que sur la fig, 5, L'écran de la fig, 6 est constitué par plusieurs barres qui sont alternativement réfléchissantes et non réfléchissantes, Comme on le voit sur la fig. 6, les barres 26 sont pourvues de surfaces réfléchissantes sur leurs deux côtés. Les barres 27 ont des surfaces non réfléchissan- tes. La lumière provenant d'une tâohe 25 qui passe d'une barre 26 à une barre 27 sera donc réfléchie en avant, dans le sens du mouvement du matériau, Lorsque la tâche aura passé sous la barre, la lumière sera réfléchie en arrière.
Si donc, comme le montre la fig. 6, on éclaire le matériau par le dessus, au moyen d'une ou de plusieurs sources de lumière 22 et si on dispose plusieurs éléments sensibles à la lumière 6,60, les éléments 6 étant inclinés dans la direotion du mouvement du matériau et les éléments 60 étant inclinés en sens inverse de cette direction, il en résulte que la lumière provenant d'une tache 25 passant d'une barre 26 à une barre 27 sera réfléchie de manière que la réduction de lumière due à la tâche sombre 25 affeote les éléments sensibles à la lumière 60 mais n'affeote pas 6. De même, lorsque la ta- che passe de 27 à 26, elle affeote les éléments sensibles à la lumière 6 mais n'affecte pas 60.
Il en résulte aussi que l'effet du déplacement de la tache 25 affecte alternativement les éléments sensibles 4 la lumière 6 et 60 donnant naissance à des composantes alternatives dans les courants photoélectriques. Le fonctionnement du pont 9 et du circuit qui lui est asso- cié est exactement le même que pour la fig. 1.
On doit comprendre que l'on peut utiliser un nombre quelconque d'éléments sensibles à la lumière, tous les éléments 6 étant groupés et reliés à une des branches du pont 9 et tous les éléments 60 étant groupés et reliés à
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la branche adjacente du pont. Des écrans, des couvercles et/ou des verres d'optique appropriés et non représentés peuvent être établis et associés aux cellules photoélec- triques 6 et 60 pour éviter les effets de lumières étran- gères nuisibles.
Il est aussi évident pour les hommes de ltart que les dispositions ci-dessus ne sont pas limitées à la détection de pointe sombres sur un matériau luisant, mais qu'elles sont également appropriées pour être uti- lisées dans le cas de taches de couleur sur un matériau sombre.
On désire aussi signaler un avantage capital résul- tant des dispositions des fige 5 et 6, par rapport aux procédés connus et utilisés avant la présente invention,
Suivant les dispositions précédemment utilisées,des taches brillantes de lumière, un peu plus grandes que le plus petit point à détecter, étaient projetées sur le matériau en mouvement. Lorsqu'un point sombre passait à travers une de ces surfaces éclairées, la lumière réflé- chie se trouvait momentanément diminuée et des disposi tifs sensibles étaient employés pour détecter cette ré- duction de courant photoélectrique.
Il est évident qu'une variation sensible de courant pouvait être produite seu- lement par une tache ou un point de dimensions apprécia- bles par rapport au point brillant. L'amplifioation était peu utile, car la variation de courant dépendait entiez rement des dimensions relatives du point brillant et du point terne. De plus, un grand nombre de jeux d'appareils étaient nécessaires pour couvrir une largeur considéra. ble de matériau. Par exemple, pour indiquer certains pointe, il était nécessaire d'employer de 25 à 30 points lumineux, éléments sensibles à la lumière, dispositifs amplificateurs et relais.
Cette question de dépense a empêché une utilisation commerciale étendue de cet équi- pement. Avec le dispositif antérieur, le passage d'une
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taohe à travers le point lumineux produisait un courant momentané d'amplitude égale à la réduction de courant et de durée correspondant au temps mis par le point pour passer à travers le point lumineux. L'énergie représen tée par le courant momentané était donc limité d'une ma- nière définie par le temps de passage du point sombre à travers la surface éclairée. Il en résultait que l'éner- gie disponible pour aotionner le relais était limitée dans la même proportion.
Dono, plus le matériau était déplacé rapidement, plus courte était la durée du con- rant momentané et plus faible était l'énergie disponi- ble pour uh travail utile, c'est-à-dire pour actionner les dispositifs indicateurs ou sélecteurs, Avec une vitesse de déplacement pratique, la durée du courant momentané se trouve sensiblement moindre que le temps nécessaire à un relais pour fonctionner,
D'autre part, avec le système perfectionné, l'énergie disponible pour un travail utile n'est pas limitée par la vitesse du déplacement du matériau.
L'énergie peut être indéfiniment augmentée en augmentant le nombre des divisions de l'écran et en ajoutant un certain nom bre d'éléments sensibles à la lumière 6 et 60 et en augmen- tant ainsi le nombre de cycles de courant alternatif en- gendré par la tache dans le circuit répondant électrique- ment. L'énergie disponible pour un travail utile ne se trouve pas réduite par une augmentation quelconque de la vitesse de déplacement.
Bien que l'on ait déorit le fonctionnement de l'in- vention à propos d'effets de "lumière", on désire qu'il soit clairement compris que l'on ne se limite pas aux effets relatifs à la lumière visible. Il sera évident pour les hommes de l'art que l'invention peut être utilisée avec tout effet de mouvement ondulatoire sus- oeptible de réfraction et de réflexion, tels que les rayons ultra-violets ou infra-rouges, etc, et que des
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dispositifs sensibles autres que des cellules photoélec- triques peuvent être employés, s'ils sont susceptibles d'être actionnes par ces longueure d'ondes, comme par exemple des dispositifs thermiques et des dispositifs analogues, tout cela sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
On peut aussi se rendre compte que des variantes autres que celles décrites, utilisant des cellules pho- toélectriques, peuvent aussi être employées, Par exemple, t'effet obturateur peut être compris dans la cellule photoélectrique en donnant à l'électrode sensible à la lumière la forme de barreaux ou en la disposant de ma= nière qu'elle contienne des parties actives et inactives, Ces modes de réalisation et d'autres, en dehors de ceux qui ont été ci-dessus décrits, seront évidents pour les hommes de ltart auxquels se rapporte l'invention et ils sont inclus dans la portée de cette invention.,
REVENDICATIONS
1.
Un système photoélectrique comprenant plusieurs éléments sensibles à la lumière montés dans un circuit électrique et des dispositifs pour engendrer dans ce air- cuit un courant électrique qui est une fonction de la fréquence du changement de l'éclairage des éléments sen- sibles à la lumière.
2, Un système photoélectrique comprenant plusieurs éléments sensibles à la lumière montés dans un circuit électrique, des dispositifs pour produire des composan- tes pulsatoires on alternatives dans les courants pho- toélectriques suivant la fréquence de changement de l'é- olairage des éléments sensibles à la lupière et des dis- positifs, dans ce circuit électrique, agissant seulement sous l'action de ces composantes pulsatoires ou alterna- tives.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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improvements made and relating to photoelectric systems or devices.
The present invention relates to photoelectric systems and, more particularly, to an apparatus sensitive to light and responding electrically to light pulses, the operation of which is controlled according to the optical effects to which it is exposed. or such devices may include, for example, burglary or burglary alarm systems and vehicle signaling systems and the like or apparatus for indicating points or taohes or imperfections eto., in places. materials.
The systems previously known or employed generally operate according to the total amount of light falling on the light sensitive elements and they include suitable devices for retrieving.
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dre sensitive the variations of the total illumination from a predetermined value.
The main limiting factor, in determining the practical value of such systems, is the nature of the optical effect by which the system is to operate and the manner in which this optical effect can be shown with respect to the sensing element. light, The effect producing the operation may be due to an object or a state in the optical field embraced by the device intended to detect the effect, this object or this state tending to modify the total quantity of light which affects Individually sensitive in the light.
These systems, if they are to be suitable for practical applications and capable of functioning properly for reasonable periods of time without attention or adjustment, must also be so arranged that the minimum change in total luminati on resulting from the The effect to which the system must respond is significantly greater than the maximum variation which is likely to occur for other causes.
In general, the systems which may have been previously obtained have been very clearly restricted to a limited number of special cases where it has been found possible to direct the body or the effect producing the following actuation. - before journeys or in special positions in which special lighting devices can be directed at them or when the body producing the operation is of large dimensions, can be brought very close to Light-sensitive isolation or can of any other way be arranged so as to act substantially on all the light affecting the light sensitive systems.
More briefly, the existing systems were arranged to operate under the ac-
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tion of the interruption of a beam of light by a solid body, by reflection resulting from the body passing into the beam of light pu by the effect of the shadow of the body when it is very close to the element sen - sensitive to light. These devices are, however, only feasible for detecting the passage of a body to a particular and predetermined location or position. They cannot be actuated by an object which can be introduced at any point in a given optical field.
It has not been previously known how to establish photoelectric members suitable for a practical application and capable of being actuated by an optical effect representing a relatively small percentage of the optical field which presents itself to the photoelectric system and in a position. indeterminate in this field. Put simply, it has not been known how to establish a system which in any way approaches the function of a biological optical and nervous system which can detect and perceive a relatively small object at any point in the optical field and independently. the amount of light reflected or transmitted from the bottom or from other objects in the field of view.
The difficulty previously encountered during all the attempts made to obtain a similar result by means of photoelectric systems lies in the nature of the principle: fundamental of operation which has been resorted to, that is to say the detection of a quantity predetermined variation from a predetermined value of the photoelectric current, the latter depending on the total amount of illumination affecting the light sensitive system.
We also had to consider changes in lighting other than those resulting from the presence of the object, For
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For example, the direction and intensity of daytime lighting can change from hour to hour. Artificial light sources are subject to changes resulting from voltage variation or similar causes. Other variable elements or movements may occur in the optical field. A satisfactory photoelectric system of the type previously proposed can be realized only when the change due to the designated object is preponderant over all other possible variations. It is also obvious that this kind of system is entirely inapplicable if the object is at an appreciable distance from the photoelectric system.
It can also be noted that this circumstance results directly from the operating principle employed, in which the actuation of the photoelectric system depends on a quantitative change in the illumination affecting the light sensitive element,
One of the objects of the present invention is to establish an improved photoelectric system by means of which the above-mentioned drawbacks can be overcome so that the displacement of a relatively small object in the embraced optical field can be overcome. be detected, such as, for example, the passage of a person, an automobile, an airplane, etc., at an appreciable distance from the light-sensitive element.
Another object of the invention is to establish an improved photoelectric system in which detector, signaling or recording devices can be actuated in accordance with the speed of movement of an object passing through the optical field of the system and with a range of motion. selective action according to the direction or direction of movement of the object in the field or according to the size or distance of the object with respect to the photoelectric element.
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According to the invention, the above objects are achieved by means of a photoelectric system which is arranged so as to be actuated in accordance with the frequency of change of the illumination of the sensitive elements. in the light and not, as before, in agreement with the quantitative variation of the lighting.
According to a characteristic of the invention, this result is obtained by means of a system comprising light transmitting devices divided into a certain number of surfaces provided respectively with characteristics of transmission and interruption of light. , such as several transparent and opaque parts provided on a screen, by which kinetic optical effects can be caused to vary the light excitation affecting the system, as will be described below.
Another feature of the invention comprises the establishment of a combination of a balanced photoed leotric system with devices for admitting object-controlled light to the system and devices such as those mentioned above by virtue of the devices. - which the movement of the object is translated into differential excitations of light to disturb the balance of the system.
It has been recognized that by means of the above system, the operation of this system can be effected in response to movement in a vertical and / or horizontal direction and also distinguish between movement from right or left or between up and down movements.
It has also been found possible to record or indicate the direction of movement of an object passing through the field of view. For example, the invention can be applied, as regards aeronautics, for
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indicate the direction of movement of an aerial machine passing through the part of the sky covered by the photoelectric system. The compass direction of the aerial machine at the time of observation may be recorded together with the time of observation or it may be transmitted by means of signals.
The invention, as it is hereinafter described, can also be used to detect the passage of relatively small objects through the optical field and it can be capable of a selective action according to the size of these objects or according to the invention. the distance from the object to the photoelectric element.
Other applications of the invention have also been recognized as possible, with regard to burglar alarm devices which must not operate when an object, such as a person authorized to pass through a given location, passes by. in the optical field by following a determined path or route which may be irregular, but which must work in the case of an object or a person passing in the optical field by any other path.
The invention can also be applied to the detection of spots or imperfections in eto ,, sheets of material, such as for example the dark spots of a tinned sheet and, by means of this detection, one can recognize on the examined surface The invention also enables the establishment of a system of this kind in which the passage of the point in the optical field gives rise to a more pro- lengthened than before and, consequently, to a greater quantity of electrical energy, so that the material to be examined can be passed into the optical field
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at a faster speed than before.
The above objects and advantages of the invention and others will be more clearly understood from the following detailed description of an embodiment of this invention, when this description is read with reference to the accompanying drawings in which :
Fig, 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention intended to be ao lioness by a mobile object;
Figs. 2, 3 and 4 schematically represent variants of the invention of FIG, 1;
Fig. 5 is a schematic representation of an embodiment of the invention intended to be acted upon by imperfections or defects in a material;
Fig. 6 schematically represents a variant of the invention shown in FIG, 5.
As stated above, the invention is based on new principles which differ completely from the operating principle of photoelectric systems previously known and used !.
According to the invention, a system is employed which responds and electrically to the light pulses / actuated not by the magnitude of the illumination affecting individually sensitive to light but independently of this magnitude.
It follows that the device object of the invention is aotated not by a quantitative change due to the optical effect actuating the device but by a qualitative change caused by the latter. This is achieved by using an electrically responsive system. and actuated in accordance with the first differential function - the derivative, that is to say the frequency of change of the light. The electrically responsive system is therefore completely insensitive to any fixed value of illumination. that this value corresponds to an intensity
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low or high, The system is completely immune to slow changes such as lengthening of shadows over time, clouds passing in front of the sun, etc.
Likewise, slow changes in the characteristics of light-sensitive isolation or in the amplifier tube produce no effect.
The electrically responding system used is suitable for detecting any sudden changes and is especially suitable for responding to the pulsation or alternation components of photoelectric currents to which the lighting effect gives rise.
According to the invention, the optical field is shown to the light sensitive element through a screen specially slid so that the movement of a relatively small object in the optical field embraced by the system produces pulses in the system. light falling on light sensitive parts.
According to the embodiment shown in FIG. 1, an objective 1 is established which embraces an optical field 2 which comprises a mobile object 3 which can be distinguished by its color or its model of the background or of the surrounding objects. The light falling on the objective 1 is transmitted by means of reflector prisms 4, 40 and 5, 50 so as to form two parallel beams respectively arranged to excite a pair of similar light sensitive elements 6, 60. One pair of capacitors 8.80 are used to concentrate the light on the sensitive elements. However, it is not necessary to use the prisms 4,40 and 5, 50 because two objectives 1 can be used instead.
The objective 1, with prisms 4,40 and 5,50 shown, tends to form twin images in the focal plane corresponding to the power or length
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focal length of the lens, The 8,80 capacitors are mounted a little beyond this focal plane. Two specially arranged dividing screens 7, 70 are set approximately in the fooal plane and all light which reaches the light sensitive elements must pass through these screens.
The two screens 7. 70 are divided into a number of small parts which are alternately transparent and opaque. The divisions can be regular or irregular and of different shapes or designs. But the two screens are an exactly identical model and have opposite characteristics. That is, if a part of the screen 7 is opaque, the corresponding section of the screen 70 is transparent and vice versa. In other words, the two screens have exactly the characteristics of a photographic negative and of a transparent positive drawn from this negative.
The screens can advantageously be established in this way,
In fig. 1, the screens 7, 70 have been shown, for example, as being regularly divided on the model of an eohiquier. The rectangular divisions of 7 and 70 are identical in shape and dimensions. However, it should be noted that each of the squares which is transparent on 7 is opaque on 70. Likewise, each square which is opaque on 7 is transparent on 70.
It is evident that, from the optical arrangement described above, twin images of field 2 are projected on screens 7 and 70. A light ray emanating from any given point in field 2 will be projected at two points. fooaux on 7 and 70. It is however important to note that if the position of this point, in the image formed on 7, falls on an opaque seotion, the position of the point, in the image formed on
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70, is on a transparent section. As a result, the light ray from the point passes through the screen 70 and falls on the light sensitive unit 60 while the corresponding ray falling on 7 is stopped by this screen and does not meet 6.
It therefore follows that a light ray emitted by uh any point of the field a is transmitted in duplicate to the screens 7, 70 but that then only one of the two light beams is transmitted further, to the device. sensitive to light, the other being stopped by the screen.
So the light coming from any given point can reach one or the other of the elements sensitive to the light .. but pae both * Similarly, if there are two adjacent points on the field 2 apart approximately so that the angle between them, with respect to the objective 1, is of the same order as the angle subtended by the divisions of the screens 7, 70, the light coming from these two points will be transmitted, in a case at 6 and in the other case at 60,
It follows that if an object 3 is mobile in the field 2 and if it is at such a distance from the objective 1 and of dimensions such that its image on the screens 7, 70 is of the same order as the divisions of the eorans, The image of the object 3.
when it moves in field 2, will appear alternately on opaque - and transparent 1 divisions of screens, When it appears on a transparent part of 7, it excites 6 but is on an opaque section of 70 and does not affectote not 60.
Similarly, after it has moved a short distance, it comes over an opaque area of 7 and a transparent part of 70 and then affects the light sensitive element 60 but does not affect the light sensitive element 60. 6. It follows that the movement of 3 gives birth to a
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alternating excitation of photooells 6 and 60. The frequency of the alternations depends on the speed of the movement, the distance from object 3 to objective 1 and the size of the divisions of screens 7 and 70.
If, on the other hand, there is no movement of any kind in field 2, no matter how much color or shadow difference may be distributed along any contour in the background or objects forming the field 2, the light reaching the light sensitive elements 6 and 60, respectively, will be substantially equivalent and of fixed value. Variations in the intensity of the general illumination of field 2 determine similar variations in the excitation of both 6 and 60.
We therefore establish an electric circuit arranged first, to be excited in accordance with the difference in photoelectric effect resulting from 6 and 60 and then to respond only to the change frequency or first function derived from the difference between the photoelectric effects of 6 and 60.
The light sensitive elements 6 and 60 are then connected to a balanced circuit or bridge 9 which comprises proportion resistors 10 and 100 which, preferably this, are adjustable for balancing. The bridge circuit 9 is energized from a suitable source 11.
Fig. 1 shows that the responding electrical circuit. is connected to the normally equipotential points of the bridge circuit 9 between which, one can easily realize, there is no voltage, except in water where there is a difference in the amount of light reaching 6 and 60.
When an object exhibiting a color or a difference in windage discernible with respect to the surrounding objects located in field 2, moves in this field in the way that the light sensitive elements 6
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and 60 alternately receive an unequal light excitation resulting from Inaction of the screens 7, 70, a corresponding alternating voltage is created at the normally equipotential points of the bridge 9.
Between these equipotential points, a capacitor 12 is mounted in series with a member producing a travel drop such as a resistance 13. This makes it possible to establish a device responding to the frequency of change or to the AC component of the difference. It is evident that, according to this arrangement, the current flowing through resistor 13 is constituted by the charging and discharging currents of capacitor 12. As a result, the voltage drop across resistor 13 will be proportional to the frequency of change or to the AC component of the difference between the light affecting 6 and 60.
The movement of an object in field 2 will therefore tend to cause an alternating voltage drop in 13.
If for some reason, such as a composts tion of detail of ahamp 2 or an inequality in the charac- teristics of 6 and 60 or a change in their sensitivity, the photoelectric currents in 6 and 60 are not exactly balanced, a fixed voltage difference may occur at the normally equipotential points of bridge 9. But this situation does not lead to a current passing through resistor 13 or to a voltage drop across this resistor.
A voltage drop in resistor 13 can be caused by a displacement in field 2 and by that exclusively,
The voltage drop in resistor 13 is therefore associated with an electronic discharge device, space current or any other device for amplifying and detecting effects caused by displacement.
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of object 3, it is necessary to mention particularly an important feature of the invention from this point of view.
The magnitude of the alternating difference in light affecting the light sensitive devices 6, 60 can, due to the smallness of the object 3, be extremely small. However, as a result of the new features of the invention, it is possible to obtain, in the amplification of the alternating photoelectric effect, an effective result greater than that has been possible in the previously known systems. This is because the effect of moving the object is a qualitative effect and not just a quantitative change.
Under these conditions, this effect is clearly easier to detect.
Large amplification is of no use in the case of a system operating under the Inaction of a change in the magnitude of the photoelectric effect which may result from Inaction of the object with respect to the photoelectric system. These systems are operated according to the ratio between the light affecting the light sensitive system which depends on the object under whose action the system is to operate and the light reaching the light sensitive device which is. independent of the object.
The limiting characteristic is this ratio. An increase in amplification is worthless, because it increases both components in the same prou portion.
On the other hand, according to the present invention, one can establish amplification devices of any desirable power to obtain a sensitive response to the movement of objects in the field 2. When there is no movement, the fall of voltage in the resistor 13 is precisely zero, It does not occur in the
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photoelectric system no other effect tending to produce an alternating current component. When an object moves in field 2, an alternating current component is created.
Fig. 1 shows, by way of example, a simple detector device comprising an electronic discharge device 15 excited from a suitable source 14. In the anode circuit, a relay or other suitable device 16 is interposed. provided with contacts 17 arranged to actuate a signal, a command or any other desired device. not shown in the drawing. The voltage drop across resistor 13 is applied between the grid and the cathode of the electronic discharge device 15, in the usual arrangement of a biased grid detector with a suitable source of bias included in the grid connection. Under normal conditions, no current flows through the winding of relay 16.
When, however, an object moves in field 2, producing an alternating current in resistor 13, an alternating voltage is applied between the grid and the cathode of 15 and a pulsating current flows through the coil of the relay 16 It is obvious that one can interpose between the tube 15 and the link 16 as many amplification stages as one can wish, for example 5 or 6, and that these stages can be established. especially to give stable operation with high amplification, according to any of the well known arrangements suitable for this purpose.
Although it has been shown in FIG. 1 an elementary embodiment of the invention, to explain more clearly the most important principles of its operation, it is desired to mention that the invention is not limited to the device shown and that, in
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Apart from the use of other amplifying and detecting devices, advantageous use can be made of other additional improvements which will be obvious to those skilled in the art and which will be used with the improved photoelectric circuit which has been shown. .
For example, one can establish a center tap on resistor 13 and 1 connect the cathodes of two or more electronic discharge devices, according to the connection method commonly referred to as mounting " push-pull ", the gate of the electronic discharge devices being connected to the two ends of the resistor 13. Likewise, it is possible to establish a multistage amplifier device associated with the resistor 13 as well as between the devices 6, 60 and the bridge 9 or between the latter and the capacitor 12, if it appears advantageous to operate in this way.
As has already been indicated, extreme amplifications can be used with the device which is the subject of the present invention because, in this improved system, none of the variations or any of the external effects which place limits on the sensitivity of previously known photoelectric systems is encountered. ,
Although the screens 7, 70 have been represented as being divided according to the pattern of a regular chessboard, for ease of explanation it should be said that not only irregular patterns and division arrangements can be used, but that one can also obtain additional and new results by special forms of divisions of the screens 7, 70.
For example, only vertically divided screens can be established as shown in fig. 2. The effect of a screen of this model will be that the device will respond only to the horizontal component of the movement, since only a displacement in this direction will give rise to AC components in the currents.
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photoelectric, it is possible to orient the axis of the dividing lines according to any other desired angle.
It is also possible to establish two assemblies according to fig. 1 and to have screens of the type shown in FIG. 2 divided along one axis only. The pair of screens included in one assembly must however be arranged perpendicular to the two screens incorporated in the second assembly. As a result, two currents will be created by the circuit efficiencies of the respective electronic discharge devices. One of these currents will be proportional to the component of motion with respect to an axis and the other current will match the perpendicular component. As a result, an indicating or responding device operating according to the ratio of these currents will give an indication on the line of motion of the object.
The ratio of the currents will agree with the tangent of an angle of movement with respect to the two axes.
According to another variant of the invention, it is also possible to establish a double assembly with pairs of screens as they have just been described, provided with linear divisions and arranged in quadrature. The four screens can be arranged to be rotated synchronously while maintaining the relative position in quadrature or else a rotating prism or mirror can be associated with the two objectives 1 so as to produce the same effect. If now the device. is rotated and adjusted so that the current supplied by one unit is a maximum and the other is zero, the axis of the position for which this condition is fulfilled will give the direction of movement of the object.
It follows that one or the other of these arrangements could be used to indicate the direction of flight of a flying maohine passing over the device, this indication being able to be automatically.
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recorded or transmitted, by radio for example, to any desired receiving station.
Fig. 3 shows another type of screen intended for hearth used in applications for which it is associated with the detection of the entry or passage of unauthorized persons on a given surface, If it is assumed, for example, that authorized persons have frequent opportunities to pass from the barrier 18 to the door 19 of FIG. 3, which figure includes an additional device, not shown, identical to the assembly of the pin 1, except that a special screen model is used, 20, 200
According to the invention, authorized persons are instructed to walk from barrier 18 to gate 19 by following a path other than a direct line, for example, by taking an indicated number of steps towards angle 21 and by walking. then turning towards door 19.
On the screens 20, 200 of the surfaces corresponding to the designated path are either left transparent or made opaque. As a result, the device does not signal any movement in this area, but any unauthorized person, who does not know the device, will tend, after passing the barrier 18, to walk straight on door 19. The image of this person will then move on parts of the screens 20, 200 which are divided into alternately transparent and opaque sections, alternating pulses will therefore arise and current will flow through resistor 13.
Relay 16 will then be activated and will be able to control the appropriate devices to announce the presence of an unauthorized person *
When uniformly graduated screens are used, amplifying devices can be established to amplify the alternating current flowing through resistor 13 and this amplified energy can be applied to
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indicating, measuring or frequency sensitive apparatus. If an object passes through the optical field 2 at a given distance from the photoelectric device and perpendicular to this device, such as, for example, an automobile walking along a road, the frequency of the amplified alternating current will be a function of the linear speed of the object.
If the speed exceeds a predetermined value, a signaling or recording device can be operated. For example, the device can activate a photographic camera whose field embraces the automobile and, moreover, a clock face indicating the time and date,
Using screens of the kind shown in FIG. 4, an indication of the direction of movement can also be obtained. In fig, 4, the screens have vertical divisions and are therefore intended to be actuated by a horizontal movement.
The vertical divisions, however, are not of uniform width but are established with increasing width from left to right. If therefore an object walking at a uniform speed moves so that its image crosses the screen from left to right, a signal of decreasing frequency / will be supplied by the apparatus arranged to amplify the current flowing through resistor 13. If the object moves in the opposite direction, the frequency will increase. As a result, if these signals are transmitted or recorded in any suitable manner, an indication or recording of the direction of movement of the object can be obtained.
It is obvious to those skilled in the art that, in the case of a system comprising a chessboard-shaped screen like that shown in Fig. 1, theoretical cases arise in which the device may not respond. For example, if the object moves horizontally along an exact path so that the center of that object coincides exactly with one of the
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horizontal lines representing the divisions of the chess board it is possible that it can uniformly affect the two light sensitive elements 6 and 60.
Although this condition is very difficult to achieve in practice, it may be advantageous to indicate that if only horizontal movement is to be recorded, the screens may advantageously be provided with only vertical divisions and then the The aforementioned drawback does not occur. If the assembly must indicate movements in all directions, the aforementioned special condition is not fulfilled if light beams and double screens are used, the latter having vertical divisions in one case and horizontal in the case. 'other. In this case, it is not necessary to double either the light-sensitive parts 6, 60 or any of the electric circuits. Likewise, the objective 2 does not need to be doubled. .
All that is needed is to establish additional prisms or reflective members to divide the two light beams at 5 and 50, to pass these double beams through two screens and two capacitors 8, 80 and to direct the beams converge two towards 6 and two towards 60. There is then no possibility for the object to overlap "the divisions. If it does so for the vertical division, it will move directly on the horizontal division and vice versa.
It will also be evident to those skilled in the art that the selective action will occur with respect to the relationship between the size of the screen divisions and the size of the object and its distance from the photoelectric system. The screen must therefore be chosen so that it responds more easily to objects of a certain dimension, If an object affects a dimension
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Exact dimension such that, taking into account its distance from the system, the image is exactly the same width as two divisions of the screen, it will not determine very large alternating pulses.
Since there is only one exact ratio which produces a hul effect, it is evident that a system using screens provided with irregularly divided seotions cannot be inactive over their entire surface. Likewise an arrangement comprising duplicate screens, similar to that which was described above, provided with divisions of different dimensions in the case of each duplicate of the system; will respond to all object dimensions either by one set of Korans or by the other.
For the indication of stains on materials, it is possible to use arrangements substantially in accordance with those of FIG. 1. However, with simpler application conditions, corresponding simpler arrangements can be used.
In the case of a system for examining materials, it can be assumed that the material is placed at a fixed dis- tance from objective 1 and that this material is either fixed at the time it is examined or mobile. on a belt conveyor, or alternatively that it takes the form of a continuous roll, for example of fabric or paper, which unwinds regularly in front of the camera. It can be reasonably assumed however that it will be advantageous that the displacement of the material takes place, in the latter case, only in a given direction. If it is moved only at a predetermined speed, it will be advantageous, as will be explained later.
If therefore a displacement in only one direction is to be considered, the optical division system represented by the screens 7, 70 of fig, 1 can be only linear and perpendicular to the direction of the movement,
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In order to allow the use of efficient lighting devices and to ensure a high intensity of the light excitation of the light-sensitive elements, the objective optical system can be omitted and the device shown in fig. . 5,
We see in this fig. 5, an illumination source 22 supplied preferably from a battery or a rectified and filtered current source. The illumination source is directed at the material 23 which is arranged to be continuously moved in the direction of the arrow.
Several light-sensitive elements 6 connected in parallel are arranged so that the light reflected by the material 23 falls on them, Above the material 23, there is a screen or grid 24 having alternately transparent and opaque divisions, perpendicular to the movement of 23. It is obvious that a simple perforated plate of metal or other suitable material can act as a screen. The screens will advantageously be black.
The light sensitive elements 6 are connected to a branch of the bridge circuit 9 associated with the electrically responsive circuit which comprises the resistor 13, the capacitor 12, the electronic discharge device 15 and the relay 16, as in FIG. 1. An additional resistor 1000 is put in the circuit to complete the bridge device 9. However, it is not necessary to use a complete bridge circuit like the one shown. The resistors 10 and 100 can be omitted and the positive pole of the source 11 connected to the anodes of 6 all in series with 1000. The negative pole of 11 will also go to 1000 with the junction point of the resistor 1000 and the cells. 6 connected to capacitor 12.
The end of resistor 13 opposite 12 will also go to the negative pole of 11.
It can be seen from the above provisions that
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the movement of a material, homogeneous, through the illuminated surface and below the screen 24, will not determine any fluctuation in the intensity of the light reflected on the elements sensitive to the light 6.
But if there is a dark point 25 on the material 23, this dark point will pass successively under the open spaces of 24 where it will determine a slight reduction in the photoelectric current and behind the opaque parts of the screen, where it will be without action. on photoelectric currents. As a result, while the point 25 passes through the surface exposed to the photoelectric system, pulses are produced in the photoelectric current which determine the passage of alternating currents through resistor 13 and which, consequently, actuate relay 16. As explained in connection with Fig. 1, the alternating current energy appearing in resistor 13 can be amplified to any desired degree, since no current flows through this resistor except in the case of a fault. uniformity of material.
It will be obvious to those skilled in the art that similar arrangements can be adopted in the case of transparent or semi-transparent materials, such as materials known as cellophane and the like, the illumination source being. on one side of the material and the camera on the other.
By passing the material past several devices such as that shown in fig. 5 and having screens of different widths of divisions, sorting or signaling selector devices can be actuated to enable the material to be sorted. depending on the size of the spots it comprises ,,
Spots of a given size will produce a signal of maximum amplitude, if the width of the open space in screen 24 is approximately equal
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to the size of the task parallel to the direction of movement. If the width of the screen opening is half the length of the task, the signal will be minimum.
If the speed of movement of the material is kept constant, the frequency of the AC component of the photoelectric current will have the same periodicity for a given screen. It is thus possible, under these conditions, to increase the sensitivity of the system by introducing into the detector device a circuit tuned to this frequency or else by using a relay 16 having resonance characteristics,
It will be obvious to those skilled in the art that substantially the same result will be obtained in FIG. 5 if, instead of using a screen 24 closely associated with the material 23, use is made of an optical illumination device having an aperture similar in pattern to 24 so that the image of this aperture is projected onto the material.
The effect of passing the task 25 alternately through lighted bands and dark surfaces will produce the same result as screen 24 shown in FIG. 5,
A similar method could also be used to examine a fixed material must by using a 24-like screen moving by continuously rotating or, more advantageously, by projecting onto the material a moving image or a rotating aperture belonging to the optical system of the film. lighting,
Fig. 6 shows an arrangement for examining a material, in which a detection circuit is used.
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tor provided with photoelectric elements in two branches of the bridge 9 which can be used with an electrically responsive circuit identical to that which is shown in FIG. 1.
In the device shown in fig, 6, the material
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is arranged to be in continuous movement, passing under a screen in the same way as in fig, 5, The screen of fig, 6 is constituted by several bars which are alternately reflective and non-reflective, As can be seen on the fig. 6, the bars 26 are provided with reflective surfaces on both sides. Bars 27 have non-reflective surfaces. The light coming from a task 25 which passes from a bar 26 to a bar 27 will therefore be reflected forward, in the direction of movement of the material. When the task has passed under the bar, the light will be reflected back.
If therefore, as shown in fig. 6, the material is illuminated from above, by means of one or more light sources 22 and if there are several light-sensitive elements 6,60, the elements 6 being inclined in the direction of the movement of the material and the elements 60 being inclined in the opposite direction to this direction, it follows that the light from a spot 25 passing from a bar 26 to a bar 27 will be reflected in such a way that the reduction of light due to the dark spot 25 affects them. light sensitive elements 60 but does not affect light 6. Likewise, when the task changes from 27 to 26, it affects light sensitive elements 6 but does not affect 60.
It also follows that the effect of the displacement of the spot 25 alternately affects the light sensitive elements 4 6 and 60 giving rise to alternating components in the photoelectric currents. The operation of bridge 9 and of the circuit associated with it is exactly the same as for FIG. 1.
It should be understood that any number of light sensitive elements can be used, all the elements 6 being grouped and connected to one of the branches of the bridge 9 and all the elements 60 being grouped and connected to
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the adjacent branch of the bridge. Suitable screens, covers and / or optical glasses and not shown can be provided and associated with the photocells 6 and 60 to avoid the effects of harmful extraneous lights.
It is also evident to those skilled in the art that the above arrangements are not limited to detecting dark spots on a shiny material, but are also suitable for use in the case of colored spots on. dark material.
It is also desired to point out a major advantage resulting from the provisions of figs 5 and 6, over the methods known and used before the present invention,
According to the arrangements previously used, bright spots of light, a little larger than the smallest point to be detected, were projected onto the moving material. When a dark spot passed through one of these illuminated surfaces, the reflected light was momentarily diminished and sensitive devices were employed to detect this reduction in photoelectric current.
It is obvious that a substantial variation in current could be produced only by a spot or a spot of appreciable size compared to the bright spot. The amplification was of little use, as the variation in current depended entirely on the relative dimensions of the bright spot and the dull spot. In addition, a large number of sets of apparatus were required to cover a considerable width. ble of material. For example, to indicate certain points, it was necessary to employ 25 to 30 light points, light sensitive elements, amplifying devices and relays.
This expense issue has prevented extensive commercial use of this equipment. With the previous device, the passage of a
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taohe through the luminous point produced a momentary current of amplitude equal to the reduction in current and duration corresponding to the time taken by the point to pass through the luminous point. The energy represented by the momentary current was therefore limited in a way defined by the passage time of the dark point through the illuminated surface. As a result, the energy available to power the relay was limited in the same proportion.
Dono, the faster the material was moved, the shorter the duration of the momentary constant and the lower the energy available for a useful work, that is to say to actuate the indicating or selector devices. a practical speed of movement, the duration of the momentary current is found to be appreciably less than the time required for a relay to operate,
On the other hand, with the improved system, the energy available for useful work is not limited by the speed of movement of the material.
The energy can be increased indefinitely by increasing the number of divisions of the screen and adding a number of light sensitive elements 6 and 60 and thus increasing the number of cycles of alternating current generated. by the spot in the electrically responding circuit. The energy available for useful work is not reduced by any increase in movement speed.
Although the operation of the invention has been described in connection with "light" effects, it is desired to be clearly understood that one is not limited to effects relating to visible light. It will be obvious to those skilled in the art that the invention can be used with any effect of undulatory movement liable to refraction and reflection, such as ultra-violet or infrared rays, etc., and that
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sensitive devices other than photocells can be employed, if they are capable of being actuated by these wavelengths, such as thermal devices and the like, for example, all without departing from the mind of the invention.
It can also be appreciated that variants other than those described, using photoelectric cells, can also be employed. For example, the shutter effect can be included in the photoelectric cell by giving the light sensitive electrode in the form of bars or by arranging it so that it contains active and inactive parts. These and other embodiments, apart from those which have been described above, will be obvious to those skilled in the art to which the invention relates and are included within the scope of this invention.,
CLAIMS
1.
A photoelectric system comprising a plurality of light-sensitive elements mounted in an electrical circuit and devices for generating an electrical current therein which is a function of the frequency of the change in illumination of the light-sensitive elements.
2, A photoelectric system comprising several light sensitive elements mounted in an electric circuit, devices for producing pulsating or alternating components in the photoelectric currents according to the frequency of change of the winding of the sensitive elements. the lupia and the devices in this electric circuit, acting only under the action of these pulsating or alternating components.
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