FR2476313A1

FR2476313A1 - Dispositif de detection de defauts pour des bandes de materiau

Info

Publication number: FR2476313A1
Application number: FR8103186A
Authority: FR
Inventors: Dieter Ross; Klaus Ostertag
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1981-08-21
Also published as: GB8323267D0; US4450359A; GB2134250B; FR2476313B1; JPS56129805A; GB2134250A; GB2134249B; JPS6359100B2; DE3006072C2; GB2073876B; DE3006072A1; GB2073876A; US4532430A; GB8322758D0; GB2134249A; US4511803A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE DETECTION DE DEFAUTS POUR DES BANDES DE MATERIAU. DANS CE DISPOSITIF DE DETERMINATION DE DEFAUTS SITUE SUR UNE BANDE DE MATERIAU 47 ET COMPORTANT UN DISPOSITIF D'EMISSION DE LUMIERE 44 FORMANT UN TRAIT LUMINEUX 31 SUR LA BANDE 47 ET UN DISPOSITIF DE RECEPTION DE LA LUMIERE 32, 33 POUVANT RECEVOIR LA LUMIERE 31, ENTRE CE DERNIER ET LE DISPOSITIF 32, 33 EST DISPOSE, PARALLELEMENT A CE DERNIER, UN FILTRE 34 DE PLAGES ANGULAIRES QUI NE LAISSE PAS PASSER VERS LE DISPOSITIF 32, 33 DES RAYONS RECUS 35 CIRCULANT HORS D'UNE PLAGE ANGULAIRE PREDETERMINEE ET TRANSMET AU CONTRAIRE, LES RAYONS RECUS 26 SITUES EN DEHORS DE CETTE PLAGE ANGULAIRE. APPLICATION NOTAMMENT A LA RECHERCHE DE DEFAUTS A LA SURFACE DE BANDES DE MATERIAU.

Description

L'invention concerne un dispositif de détection de défauts pour des bandes

de matériau, comportant un dispositif d'émission de lumière produisant un trait lumineux sur la bande de matériau et un dispositif allongé de réception de la lumière, qui s'étend parallèlement au trait lumineux et est disposé de manière à pouvoir recevoir la lumière qui parvient

depuis le trait lumineux dans un plan prédéterminé de récep-

tion qui fait un angle déterminé avec le plan contenant le

trait lumineux et perpendiculaire à la bande de matériau.

De préférence le trait lumineux est formé par une lumière cohérente possédant une fréquence parfaitement déterminée

qui est produite de façon appropriée par un laser. Avanta-

geusement le dispositif d'émission de lumière peut émettre également un rayon lumineux en forme de pinceau très serré explorant ou balayant périodiquement la bande de matériau et

qui forme le trait lumineux au cours de son mouvement d'ex-

ploration périodique.

Lors de l'examen de surfaces d'un matériau en forme

de bande, on déplace un rayon laser sur la surface de maniè-

re qu'il balaye ou explore la surface sous la forme d'un

point - de préférence sous un angle d'incidence constant_.

Selon la structure de la surface il apparait un cône de dispersion dont la direction préférentielle est caractérisée par l'angle de réflexion. Des défauts isolés de la surface provoquent un accroissement de la dispersion. L'information

relative aux défauts de la surface est par conséquent conte-

nue principalement dans les plages angulaires de la lumière diffusée, qui sont situées nettement à l'extérieur de l'angle

de réflexion.

Etant donné que les cônes de dispersion sont tridi-

mensionnels, pour réaliser la discrimination angulaire il

faut établir une distinction entre les dispositifs de récep-

tion, qui peuvent extraire par filtrage les plages angulai-

res situées à l'intérieur d'un plan s'étendant perpendiculai-

rement au trait lumineux, et les dispositifs de réception

qui répondent à des plages angulaires déterminées à l'inté-

rieur d'un plan de réception qui contient le trait lumineux.

Des plans préférés de réception sont le plan de réception faisant un angle égal à l'angle de réflexion par rapport au plan d'incidence de la lumière, dans le cas d'une bande de

matériau réfléchissant ou bien le plan de réception coinci-

dant pratiquement avec le plan d'incidence de la lumière,

dans le cas d'un matériau Transparent.

Afin de pouvoir distinguer différentes plages angu- laires dans le plan perpendiculaire au trait lumineux, il est déjà connu de disposer parallèlement dans différents plans de réception, plusieurs dispositifs de réception de la lumière parallèles entre eux et comportant des guides de lumière (par exemple demande de brevet allemand mise à

l'Inspection publique sous le No. 24 33 682).

Cependantla discrimination angulaire de rayons lumi-

neux circulant dans un plan de réception sous des angles différents, entraîne des difficultés. Le guide de lumière

classique comportant une partie formant enveloppe d'admis-

sion réalisée de manière à diffuser la lumière (demande de

brevet allemand publiée sous le No. 21 15 979) ne peut provo-

quer aucune discrimination angulaire étant donné que la lu-

mière incidente est pratiquement diffusée uniformément de

tous les côtés.

On connaît également déjà un guide de lumière possé-

dant une surface d'entrée de la lumière dentelée de forme pris-

matique(demande de brevet allemand mise à l'Inspection publi-

que sous le No. 19 41 905) et dans lequel les prismes d'en-

trée sont inclinés par rapport à l'axe du guide de lumière

de telle manière qu'un rayon d'exploration tombant perpendi-

culairement à l'axe du guide de lumière pénètre à l'intérieur de ce dernier en étant réfracté sous des angles correspondant à la réflexion totale. Ce guide de lumière connu nécessite cependant un matériau transparent possédant un indice de

réfraction ayant une valeur inhabituellement élevée. Il per-

met une certaine discrimination angulaire étant donné que des rayons latéraux diffusés sous certains angles au niveau de la surface de la bande ne pénètrent plus à l'intérieur du

guide de lumière en étant réfractés sous des angles corres-

pondant à la réflexion totale. Cependant, pour des applica-

tions pratiques, ce guide de lumière est également inutili-

sable en tant que moyen de discrimination angulaire, car le rayon principal très intense est complètement dirigé à

l'intérieur du guide de lumière, tandis que les rayons laté-

raux faibles, émanant de défauts, ne parviennent en partie

pas dans le dispositif de réception. C'est précisément l'in-

verse que l'on devrait avoir pour obtenir avec succès une identification des défauts. En outre/pour la détermination de rayons lumineux, partant d'une surface de la bande en circulant sous des angles différents dans un plan de réception, on connaît déjà des dispositifs de réception (demandes de brevets allemands mises à l'Inspection publique sous les numéros

32 603 et 27 27 927), qui travaillent, avec un disposi-

tif à miroirs échelonnés, dans la zone de son enveloppe dia-

métralement opposée à l'entrée de lumière d'un guide de lumière. Les différents angles de réflexion des rayons reçus, pénétrant sous différents angles à l'intérieur du plan d'exploration dans le guide de lumière, sont utilisés pour

charger des transducteurs photoélectriques associés aux pla-

ges angulaires respectives. Cependantles dispositifs connus

nécessitent des guides de lumière et des dispositifs à mi-

roirs échelonnés d'une très grande qualité optique, afin

qu'un angle de réflexion, associé à un rayon latéral déter-

miné, reste conservé pour toutes les réflexions à l'intérieur du guide de lumière. En raison des imperfections inévitables des guides de lumière connus, les possibilités de réaliser

la discrimination angulaire dans ces dispositifs de récep-

tion connus sont limitées.

Enfinpour réaliser la discrimination angulaire dans le plan de réception> il est déjà connu (demande de brevet allemand mise à l'inspection publique sous le No. 28 00 351) de disposer au centre d'un guide de lumière un miroir de renvoi qui diaphragme le faisceau réfléchi principal et l'envoie sur un photodétecteur particulier. Cependant.,ce dispositif connu exige un miroir concave de haute qualité, lourd et encombrant, qui s'étend sur toute la largeur de la

bande.

C'est pourquoi la présente invention a pour objet de créer un dispositif du type indiqué plus haut qui, de façon analogue à un guide de lumière, puisse recevoir de façon uniforme la lumière diffusée provenant de l'ensemble de la

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zone d'exploration du faisceau de lumière d'exploration,

mais qui réalise, pour chaque point exploré, une discrimina-

tion de l'angle de dispersion à l'intérieur d'un plan de réception contenant le trait lumineux, et cesoit de telle manière que les rayons situés autour de l'angle de réflexion spéculaire ne sont pas reçus ou sont seulement reçus avec une intensité relativement faible par rapport à des rayons dont l'angle de dispersion dans le plan de réception dépasse une valeur minimale déterminée, soit de telle manière que, de préférence, des faisceaux de rayons possédant un angle de dispersion -central prédéterminé sont captés, tandis que

dans des cas isolés il est également intéressant de cap-

ter, de préférence, précisément une faible plage angulaire

autour de l'angle de réflexion spéculaire.

Pour résoudre ce problèmel'invention prévoit qu'entre

le trait lumineux et le dispositif de réception de la lumiè-

re, et parallèlement à ce dernier, se trouve disposé un

filtre de. plages angulaires, allongé, qui ne laisse pas par-

venir jusqu'au dispositif de réception de la lumière, des

rayons reçus circulant dans une plage angulaire prédétermi-

née à l'intérieur du plan de réception, mais transmet uni-

quement des rayons reçus circulant en-dehors de cette plage - angulaire. Le dispositif est conçu de façon appropriée de telle manière que le filtre de plages angulaires fait passer à côté du dispositif de réception de la lumière ou bien

absorbe des rayons reçus situés dans une plage angulaire pré-

déterminée à l'intérieur du plan de réception et qui contien-

nent la majeure partie de la lumière partant de zones de la

bande ne contenant aucun défaut, mais laisse passer en direc-

tion du dispositif de réception de la lumière, des rayons reçus situés en dehors de cette plage angulaire et déviés, à partir de la direction normale à l'intérieur du plan de

réception, par des défauts.

En principe,soit les rayons reçus situés en dehors de la plage angulaire prédéterminée, soit les rayons reçus situés à l'intérieur de cette plage angulaire peuvent être

déviés, tandis que les autres rayons reçus sont transmis.

Cependant,de préférenceles rayons reçus situés dans la plage angulaire prédéterminée à l'intérieur du plan de réception sont déviéstandis que les rayons reçus situés à

l'extérieur de cette plage angulaire sont transmis libre-

ment. SLnonles composantes angulaires indésirables peuvent

être absorbées dans le dispositif.

De préférence,non seulement les signaux reçus situés

à l'extérieur de la plage angulaire prédéterminée,mais éga-

lement les signaux reçus situés à l'intérieur de la plage angulaire prédéterminée sont envoyés à un autre dispositif

allongé de réception de la lumière.

Dans la mesure o la détection de défauts, dans le

cas de la bande de matériau,s'effectue à l'aide d'une lumiè-

re incidente oblique et réfléchie sur la surface de la bande, le plan de réception doit être disposé en faisant un

angle égal à l'angle de réflexion par rapport au plan d'inci-

dence de la lumière. Si, dans le cas d'une bande transparen-

te, on travaille avec une lumière transmise, le plan de ré-

ception coïncide pratiquement -à d'éventuels décalages près

du rayon - avec le plan d'incidence de la lumière.

Dans le cas de ces solutions il est particulièrement

avantageux que le faisceau de lumière qui, en des emplace-

ments exempts de défautsest réfléchi sous l'angle de réflexion

par la surface de la bande ou est transmis sans aucune per-

turbation et qui contient la majeure partie de l'intensité totale de la lumière, soit maintenu complètement écarté du dispositif de réception de la lumière, de sorte qu'un effet

de transmodulation que l'on ne peut jamais tout à fait évi-

ter par suite d'effets de dispersion ou de réfraction, est

exclu dans d'autres plages angulaires. Dans le cas des dispo-

sitifs connus d'exploration, o les faisceaux de lumière principaux peuvent être séparés des faisceaux latéraux,du côté réception, la pénétration des faisceaux de lumière principaux intenses dans le guide de lumière provoque, par suite de la dispersion sur les particules de poussière ou sur des hétérogénéités du guide de lumière, également un chargement des transducteurs de réception pour les rayons lumineux latéraux arrivant sous un angle d'incidence plus

important. Conformément à l'inventionces faisceaux de lu-

mière principaux très intenses se situant autour de l'angle de réflexion spéculaire ou de l'angle de transmission sont au contraire totalement extraits par filtrage avant leur pénétration dans le dispositif de réception de la lumière,

de sorte qu'ils ne peuvent plus perturber la mesure sensi-

ble des rayons latéraux circulant sous des angles de disper-

sion supérieurs et transmis par le filtre de plages angu- laires. D'une façon particulièrement préférée, l'invention est utilisée dans un dispositif de détection de défauts

dans lequel le trait lumineux est produit par des rayons lumi-

neux tombant perpendiculairement dans le plan d'incidence de

la lumière, et notamment par le faisceau mobile, dépla-

cé parallèlement à lui-même, d'un dispositif d'exploration

lumineuse. Dans ce casle filtre de plages angulaires confor-

me à l'invention doit présenter des caractéristiques de fil-

trage constantes sur toute sa longueur, de sorte qu'une indica-

tion uniforme des défauts est garantse sur toute la longueur d'exploration. Mais un avantage particulier de l'invention réside

dans le fait qu'on peut l'utiliser également dans des dispo-

sitifs de détection de défauts dans lesquels le trait lumi-

neux est produit par des rayons lumineux tombant dans le plan d'incidence de la lumière en différents emplacements et sous différents angles, et notamment par le rayon mobile, exécutant un mouvement d'exploration en forme de secteur, d'un dispositif d'exploration lumineuse. Dans ce type de dispositifs de détection de défautsles caractéristiques du

filtre de plages angulaires varient sur sa longueur confor-

mément à la variation de l'angle d'incidence des rayons lumi-

neux le long du trait lumineux. Cependant,les propriétés caractéristiques du filtre sont constantes par rapport à la direction d'incidence du rayon reçu sur les différents

points du filtre de plages angulaires. Cette forme de réali-

sation est particulièrement préférée,étant donné qu'un

rayon mobile suivant un secteur peut être produit par exem-

ple uniquement au moyen d'une roue à miroirs, sans utilisa-

tion d'un miroir concave en forme de bande, onéreux et encom-

brant. D'autre partla dépense concernant la fabrication

d'un filtre de plages angulaires, dont les propriétés carac-

téristiques varient le long de sa longueur, est très faible de sorte que cette forme de réalisation permet d'obtenir globalement une économie importante. Compte tenu des rayons lumineux latéraux à incidence oblique, le dispositif de réception de la lumière doit simplement être réalisé avec une longueur plus importante que dans le cas de rayons

mobiles déplacés parallèlement à eux-mêmes.

Une variante appropriée de l'invention est caracté-

risée par le fait que dans deux plans directement voisins

de réception se trouvent disposés des filtres de plages an-

gulaires réalisés différemment et auxquels sont associés des dispositifs particuliers de réception de la lumière. Chacun des deux filtres de plages angulaires, qui sont réglés sur

des plages angulaires différentes, permet donc une extrac-

tion par filtrage d'une plage angulaire désirée séparément.

Un tel dispositif, qui éventuellement peut être encore amé-

lioré au moyen d'une subdivision en d'autres filtres de

plages angulaires, permet par conséquent de réaliser un per-

fectionnement supplémentaire de l'identification des défauts.

Une discrimination angulaire particulièrement effi-

cace, liée à une fabrication économique, est possible lors-

aue le filtre de plages angulaires est un réseau interféren-

tiel, réalisé de préférence sous la forme d'un hologramme de volume. Dans le cas des réseaux classiques, la lumière est

diffractée selon plusieurs ordres de diffraction. Mais con-

formément à l'invention on utilise uniquement les réseaux du type dans lequel apparait un seul ordre en raison de l'allure sinusoïdale de la transmission, de la réflexion ou de l'indice de réfraction. Grâce à un choix correspondant de

l'épaisseur du réseau, la lumière diffractée peut être con-

centrée sur l'un des ordres situés des deux côtés de l'axe

de symétrie. On obtient automatiquement une variation sinu-

soldale du noircissement, du pouvoir réfléchissant ou de

l'indice de réfraction du réseau lorsque, lors de l'enregis-

trement d'un hologramme, les intensités de l'onde objet et de l'onde de référence sont choisies de manière que la marge d'exposition se situe dans la partie linéaire de la courbe

caractéristique du matériau photosensible.

Afin d'annihiler de faibles influences de la non-

linéarité du matériau photosensible, on peut choisir l'an-

gle de diffraction de manière que déjà le second ordre de la

lumière diffractée ne se propage plus dans le matériau.

L'angle théorique de diffraction du second ordre doit par conséquent être supérieur à 900 par rapport à la normale

à la surface du réseau de diffraction.

Comme filtre de plages angulaires on peut utiliser également un interféromètre qui est constitué par seulement un petit nombre et au moins deux surfaces réfléchissantes situées à une distance réciproque prédéterminée. Un exemple d'un tel interféromètre est celui de l'interféromètre de Fabry-Perrot, qui est constitué de deux miroirs situés à une

faible distance réciproque. Dans le cas d'un tel interféro-

mètre, la transmission dépend de l'angle, pour une longueur d'onde lumineuse donnée. Il va de soi que, dans le cas de l'utilisation d'un réseau interférentiel en tant que filtre de plages angulaires, il faut travailler avec une lumière monochromatique adaptée à la constante ou pas du réseau. La grandeur de la plage angulaire autour des rayons lumineux, diffractés par le réseau.interférentiel et envoyés ainsi à côté du dispositif de réception de la lumière ou dirigés sur un dispositif de réception de la lumière, peut être réglée grâce au choix de l'épaisseur de l'hologramme (condition de Bragg) et grâce au choix de la forme d'onde

lors de l'enregistrement de l'hologramme. Il est particuliè-

rement avantageux que les rayons lumineux diffractés dans l'hologramme à l'intérieur d'une plage angulaire autour de

l'angle de réflexion spéculaire soient envoyés à un disposi-

tif particulier d'observation qui peut comporter par exemple

également un guide de lumière. Par conséquent,on peut égale-

ment détecter le faisceau de lumière principal,par exemple en effectuant une mesure de son intensité. Sinon1on peut

également réaliser l'hologramme de manière qu'il ne dé-

vie que les rayons lumineux possédant des angles supérieurs de dispersionou bien que des rayons lumineux à l'intérieur de n'importe quelle plage angulaire prédéterminée de dispersion. La fabrication du réseau interférentiel conforme à l'invention s'effectue de préférence en formant l'hologramme

sur un matériau photosensible au moyen d'une onde de réfé-

rence correspondant à la lumière de l'angle intéressant, émanant du trait lumineux, et au moyen d'une onde objet plane arrivant par rapport à la précédente sous l'angle de

déviation désiré.

L'utilisation d'un hologramme en tant que filtre de plages angulaires permet également, de façon simple, de mettre en oeuvre une autre forme de réalisation qui consiste

en ce que dans le réseau interférentiel, plusieurs hologram-

mes sont superposés indépendamment les uns des autres, de sorte que plusieurs plages angulaires différentes peuvent être déviées simultanémentvers plusieurs détecteurs séparés d'un espace. Il peut alors être prévu avantageusement que, par suite de la superposition d'ondes sphériques lors de l'enregistrement, l'hologramme possède simultanément un

effet de convergence.

En outre, conformément à l'invention, le filtre de plages angulaires peut être un réseau de lamelles dont au moins une face est réalisée de manière à absorber la lumière. L'écartement des lamelles, la longueur de ces dernières ainsi que l'angle des lamelles permettent

d'extraire par filtrage, de façon précise, les plages angu-

laires désirées de dispersion hors de la lumière réfléchie

par la bande de matériau.

Au lieu de réseaux à lamelles on peut choisir, de manière équivalente, également d'autres dispositifs sélectifs en direction et efficaces grâce à une occultation géométrique, tels que par exemple des tubes, des billes ou également des structures en forme de réseaux disposées dans deux plans à une distance prédéterminée. Dans tous les cas,l'important est que la disposition des deux plans soit choisie de manière

que des rayons lumineux situés dans une plage angulaire pré-

déterminée ne puissent pas traverser le dispositif.

Tous les dispositifs géométriques fournissant une occultation ont en commun la propriété caractéristique selon

laquelle environ la moitié de la lumière incidente est per-

due par absorption dans l'angle solide désiré. Ceci n'a en général aucune importance pratique. La plage de transmission de structures en forme de lamelles peut cependant être accrue par le fait que les lamelles, qui réalisent une absorption

sur une de leurs faces, sont réalisées de manière à être ré-

fléchissantes sur leur verso.

Toutes les structures de ce type produisent, pendant

le processus d'exploration, une certaine modulation périodi-

que du flux de lumière, dont l'intensité dépend de l'écarte-

ment es lamelles et de leur distance par rapport au plan de

dispersion. Cette modulation est en général négligeable lors-

que l'écartement des lamelles est très faible par rap-

port à la distance vis-à-vis du plan de dispersion. Par exem-

ple,l'utilisation de l'écartemert-de 1 cm entre lamelles pour une distance de 20 cm par rapport au plan de dispersion

s'est affirmée dans la pratique.

Selon une autre forme de réalisation avantageuse, le filtre de plages angulaires est constitué par un dispositif

permettant de sélectionner des états déterminés de polarisa-

tion. Le faisceau de lumière d'exploration doit être de pré-

férence polarisé linéairement et un analyseur croisé doit

être disposé sur le trajet des rayons reçus. La lumière émi-

se est polarisée de préférence perpendiculairement au plan du faisceau mobile. L'invention utilise le fait connu que

lors de sa réflexion sur un milieu dispersif, l'état de pola-

risation d'une lumière polarisée change et que cette modifi-

cation est en général d'autant plus importante que l'angle de dispersion diffère de l'angle de la réflexion spéculaire directe.

Par conséquent, conformément à l'invention, l'analy-

seur ne laisse donc pratiquement pas passer les faisceaux de

lumière principaux très intenses, réfléchis selon une ré-

flexion spéculaire. Plus les rayons lumineux sont dispersés par rapport au rayon réfléchi principal, plus leur état de

polarisation est intense, c'est-à-dire que l'analyseur les lais-

se d'autant mieux passer. Il en résulte que seules les compo-

santes dispersées de lumière reçue, provenant de défauts,

atteignent le dispositif de réception de la lumière.

Conformément à l'invention, on peut également combi-

ner entre eux les différents filtres de plages angulaires, en vue d'optimiser les effets désirés. Il est particulièrement il avantageux de monter un réseau de lamelles en aval du filtre de plages angulaires réalisé sous la forme d'un hologramme, sur le trajet des rayons dispersés non déviés. Etant donné que le filtre holographique de plages angulaires possède la propriété selon laquelle un certain pourcentage résiduel de l'intensité lumineuse des rayons lumineux devant être déviés traverse le filtre, il est par conséquent approprié d'éliminer encore par filtrage ces composantes transmises de lumièreau moyen du réseau de lamelles branché en amont

du dispositif de réception de la lumière.

Le dispositif allongé de réception de la lumière est

de préférence, dans toutes les formes de réalisation, un dis-

positif de guidage de la lumière en amont duquel est éven-

tuellement montée une lentille cylindrique qui fait con-

verger, grâce à une modulation de la direction des rayons,

tous les rayons lumineux incidents sur un détecteur possé-

dant de petites dimensions par rapport à la longueur du dis-

positif de réception de la lumière. Il est alors particuliè-

rement avantageux que le dispositif de guidage de la lumière soit un guide de lumière portant, au niveau de la zone de l'enveloppe, diamétralement opposée à l'entrée de la lumière, un dispositif à miroirs échelonnés, qui renvoie dans le guide de lumière tous les rayons lumineux incidents arrivant sous des angles correspondant à une réflexion totale, et qu'un détecteur photosensible soit situé au moins sur une

face frontale du guide de lumière.

Dans le cas de cette forme de réalisation, le filtre de plages angulaires doit être disposé de préférence entre la lentille cylindrique et le dispositif de guidage de la

* lumière, étant donné qu'ici on dispose en général d'une pla-

ce qui n'est pas requise par ailleurs.

Une autre solution du problème conforme à l'invention part d'un dispositif de détermination de défauts pour des bandes de matériau, comportant un dispositif d'émission de lumière produisant un trait lumineux sur la bande de matériau,

et un dispositif allongé de réception de la lumière, s'éten-

dant parallèlement au trait lumineux et qui est disposé de manière à pouvoir recevoir la lumière qui parvient depuis le trait lumineux dans un plan prédéterminé de réception, qui fait un angle déterminé par rapport au plan contenant le trait lumineux et perpendiculaire à la bande de matériau, et qui possède un guide de lumière comportant un dispositif

à prismes échelonnés sur la surface de l'enveloppe diamé-

tralement opposée à l'entrée de la lumière,et au moins un

transducteur photoélectrique sur au moins une face frontale.

L'invention prévoit que le dispositif à prismes échelonnés n'est pas recouvert d'une métallisation réfléchissante et que l'inclinaison des différentes surfaces des prismes est choisie de telle manière que des rayons reçus circulant

dans une plage angulaire prédéterminée dans le plan de ré-

ception sont transmis et que des rayons reçus circulant à

l'extérieur de cette plage angulaire tombent sur les surfa-

ces des prismes, sous des angles correspondant à la ré-

flexion totale, et sont réfléchis à l'intérieur du guide de

lumière. Les plages angulaires entourant le faisceau princi-

pal de réflexion spéculaire sont par conséquent transmises par le guide de lumière et peuvent être captées séparément de préférence dans un récepteur branché en aval et contenant de préférence également un guide de lumière. Pour éviter

des réflexions diélectriques parasites dans les plages angu-

laires devant être transmises,il est avantageux de faire subir un traitement antireflet à la surface du dispositif à prismes échelonnés, pour l'angle moyen d'incidence de la

plage angulaire devant être transmise.

Enfinune troisième solution prévoit que le disposi-

tif de réception de la lumière est constitué par un certain nombre derécepteurs de lumière pouvant être branchés de façon sélective et dont l'un au moins est débranché à un instant déterminé. La réalisation pratique de ce dispositif est de préférence telle que les récepteurs de lumière sont débranchés cycliquement séparément ou par groupes par un dispositif électronique de commutation, qui est commandé par

le dispositif de production du rayon de lumière d'explo-

ration de telle manière que des rayons reçus circulant dans une'plage angulaire prédéterminée dans le plan d'exploration tombent sur le récepteur de lumière respectivement débranché et que seuls les rayons reçus circulant à l'extérieur de cette plage angulaire rencontrent un récepteur de lumière 1 3 branché. Les récepteurs de lu-mière peuvent être directement des phototransducteurs ou même par exemple de petits guides de lumière disposés les uns derrière les autres. Grice au choix d'une longueur correspondante des récepteurs de lumière

suivant la direction d'exploration ou grâce à une inter-

connexion d'un ou plusieurs récepteurs de lumière pour former des groupes branchés simultanément, on peut fixer à une

valeur désirée les plages angulaires supprimées à la récep-

tion, à l'intérieur du plan d'exploration.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront de la description qui va suivre, à titre

d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexes sur lesquels: la figure 1 représente une vue en élévation latérale

schématique d'un dispositif de détermination de défauts con-

forme à l'invention, travaillant avec un hologramme à la ré-

flexion, dans un plan perpendiculaire à la direction d'explo-

ration f, la figure la représente une vue, analogue à celle de la figure 1, d'un dispositif de détermination de défauts

travaillant en transmission dans le cas d'une bande transpa-

rente, la figure lb représente une forme de réalisation fonctionnant avec un trait lumineux continu, contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment,

la figure 1-- montre une forme de réalisation fonc-

tionnant avec deux filtres de plages angulaires, branchés en parallèle, la figure 2 montre une vue prise suivant la ligne

II-II des figures 1, la, pour la définition du plan du fais-

ceau mobile, la figure 3 représente une coupe prise suivant la ligne IIII1 sur les figures 1, la, pour la définition du plan d'exploration,

la figure 3a représente un trajet préféré du rayonne-

ment permettant de réaliser un hologramme utilisable en tant que filtre de plages angulaires, conforme à l'invention, la figure 3b montre un exemple de réalisation

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compuotant un hologranume, qui est accordé simultanément sur différentes plages angulaires, la figure 4 est une vue, analogue à celle de la figure 1, d'une forme de réalisation travaillant avec des filtres de polarisation, la figure 5 est une vue, analogue à celle de la igure 3, d'une autre forme de réalisation qui travaille avec un guide de lumière comportant un dispositif à prismes

étaoés sans métallisation réfléchissante.

la figure 6 est une vue, analogue à celle de la figure 3, d'un autre exemple de réalisation travaillant avec un réseau de lamelles, la figure 6a représente une forme de réalisation, analogue à celle de la figure 6, d'un réseau de lamelles, qui possède, sur sa longueur, des propriétés différentes de filtrage pour travailler en coopération avec un faisceau d'exploration en forme de secteur, la figure 7 représente une vue de bout, à plus grande échelle, de l'une des lamelles du réseau de lamelles utilisé dans la forme de réalisation de la figure 6, et la figure 8 montre une vue, analogue à celle de la

figure 3, d'une forme de réalisation du dispositif d'explo-

ration conforme à l'invention, travaillant avec des récep-

teurs de lumière branchés cycliquement.

Conformément aux figures 1 à 3, un dispositif 44 de production d'un faisceau de lumière d'exploration produit

un faisceau mobile très serré 37 de lumière cohérente mono-

fréquence, qui exécute parallèlement à lui-même un mouvement de va-etvient périodique suivant la flèche double f dans

son plan de déplacement représenté sur la figure 2. Le dispo-

sitif 44 de production du faisceau lumineux d'exploration contient par exemple un laser servant de source de lumière, une roue à miroirs provoquant le mouvement d'exploration et

un miroir concave transformant les rayons lumineux d'explo-

ration en un faisceau de rayons parallèles. Un dispositif

de production d'un faisceau lumineux d'exploration, appro-

prié au sens de la présente invention, est décrit par exem-

ple dans la demande de brevet allemand publiée sous le

No. 24 33 682.

Conformément à la figure 1, le dispositif 44 de pro-

duction du rayon lumineux d'exploration est disposé de telle manière que le rayon lumineux d'exploration 37 tombe, sous un angle a, sur la surface de la bande de matériau 47 et y produit une tache lumineuse d'exploration 31 qui fournit

un trait lumineux d'exploration 54 en raison de son déplace-

ment de va-et-vient. La bande de matériau 47 est déplacée devant le point d'incidence du rayon lumineux d'exploration

37, en circulant autour de deux rouleaux 48, de telle maniè-

re que le sens de déplacement F de la bande est perpendicu-

laire à la direction d'exploration f. La vitesse d'avance de la bande 47 et la période du rayon lumineux d'exploration 37 sont choisies de telle manière que, lors de son avance,

la bande 47 soit parcourue ligne par ligne par la tache lumi-

neuse d'exploration 31 qui est produite par le rayon lumi-

neux d'exploration 37 à la surface de la bande 47.

La quantité de lumière principale du rayon lumineux d'exploration 37 est réfléchie, sous le même angle de sortie a que l'angle d'entrée a, en direction d'un dispositif de réception de la lumière 32, 33. Le rayon principal réfléchi

spéculaire est représenté en trait plein sur la figure 1.

En raison d'une dispersion plus ou moins importante au ni-

veau de la surface de la bande 47, la lumière est cependant réfléchie par la bande selon des angles différant de l'angle de réflexion principale a, ce qui est indiqué sur la figure

1 au moyen de lignes formées de traits interrompus.

Sans l'hologramme 34 représenté sur la figure 1, la lumière reçue serait dirigée, de la manière représentée en traits interrompus sur la figure 1, par i'intermédiaire d'une lentille cylindrique 32 dans un guide de lumière 33 de section

transversale circulaire, o il serait concentré sur un dispo-

sitif 46 à miroirs échelonnés du type représenté de façon détaillée sur les figures 1 et 3. La lentille cylindrique 32 et le guide de lumière 33 ont leurs axes parallèles à la direction d'exploration f. Comme cela est indiqué sur la figure 3 par des lignes formées de tirets, la lumière reçue

serait réfléchie au niveau des différents miroirs du disposi-

tif 46 à miroirs échelonnés, vers l'intérieur du guide de lumière sous des angles tels que par suite d'une réflexion totale au niveau des parois du guide de lumière 33, la lumière du faisceau réfléchi principal 35parviendrait à un transducteur photoélectrique 49 disposé au moins sur une face frontale du guide de lumière 33. Un transducteur

photoélectrique peut être également disposé sur la face fron-

tale opposée. Cependantde préférence il est prévu à cet

endroit une couche réfléchissante 50 en raison de la présen-

ce de laquelle la lumière, tombant sur cette surface réflé-

chissante, est renvoyée par réflexion dans le guide de lumière 33, de sorte que finalement, elle parvient également

au transducteur photoélectrique 49.

Il est essentiel que, par suite de la présence de la lentille cylindrique 32 et de la forme ronde du guide de lumière 33, la lumière reçue rencontre, selon un faisceau convergent sur la vue de la figure 1, le dispositif 46 à miroirs échelonnés, afin qu'après une seule réfle*ion sur la paroi intérieure du guide de lumière 33, la lumière renvoyée par le dispositif 46 à miroirs échelonnés ne tombe pas à nouveau sur ce même dispositif 46 qui doit être réalisé avec une forme

relativement étroite.

Etant donné qu'une lumière diffusée, en raison de la présence de défauts dans la surface de la bande 47, avec une intensité nettement supérieure à celle de la lumière diffusée sous - l'angle a de réflexion principale spéculaire, pourrait être captée par un ou plusieurs dispositifs de réception de la lumière, dont l'un est indiqué par exemple avec la référence

33', une discrimination angulaire entre les angles de ré-

flexion principale spéculaire et les angles de dispersion né serait normalement pas possible dans le plan de réception

de la figure 3. Afin cependant de réaliser une telle discri-

mination angulaire également dans le plan de réception de la figure 3, on dispose conformément à l'invention entre la tache lumineuse d'exploration 31 et le dispositif 32, 33 de réception de la lumière, un hologramme 34 qui est constitué de telle manière qu'il dévie latéralement le rayon lumineux de réflexion principale spéculaire 35, y compris une plage angulaire étroite autour de ce rayon lumineux, dans le plan de la figure 1, d'une façon suffisamment importante pour que

cette lumière passe à côté du dispositif de réception princi-

pal 32, 33. Si cela est désiré, cette lumière peut être

247631 3

captée dans un autre dispositif de réception de la lumière constitué par une lentille cylindrique 32" et par un guide de lumière 33". En raison de cette forme de réalisation, le rayon reçu réfléchi principal 35, renvoyé sous l'angle spéculaire,ne parvient plus dans le dispositif de réception principal 32, 33. Au contraire,des rayons reçus

36, réfléchis sous un angle supérieur à un angle prédétermi-

ne de dispersion par la bande 47 dans le plan de la figure 3, parviennent dans une large mesure librement à travers

l'hologramme 34 jusqu'au guide de lumière 33, o ils sont di-

riQés par le dispositif 46 à miroirs échelonnés en direction

du transducteur photoélectrique 49. Conformément à l'inven-

tion,le faisceau de réception contenant l'intensité lumineu-

se principale et situé autour du rayon lumineux principal réfléchi par réflexion spéculaire est dévié de manière à

passer à côté du guide de lumière de réception 33.

Conforménment à l'invention, l'hologramme 34 est

formé par la superposition d'une onde plane avec la propa-

gation du rayon dans le plan du rayon mobile (figure 2) et d'une -onde plane se propageant suivant la direction du rayon

sur la fiaure 1. La plage angulaire, déviée par l'holo-

gramme, est déterminée par l'épaisseur de l'hologramme con-

formément à la condition de Bragg. On peut agir sur cette plage angulaire en utilisantcomme rayon de référence pour

la réalisation de l'hologramme, une onde possédant une ou-

verture finie.

Ci-après on va décrire de façon détaillée, en se ré-

férant; la figure 3a, l'hologramme approprié pour le dispo-

sitif d'exploration conforme aux figures 1 à 3.

Le rayon 58 en forme de pinceau très serré délivré par un laser 57 est étalé par un système de lentilles59 de la manière visible sur la figure 3a et est subdivisé par un diviseur de rayonnement 60 en deux faisceaux partiels. L'onde plane,traversant précisément le diviseur de rayonnement 60, est désignée sous le terme d'onde de référence 55. Elle tombe perpendiculairement sur un matériau photosensible

constituant l'hologramme 34 obtenu ultérieurement. Le fais-

ceau de lumière, dévié au niveau du diviseur de rayonnement , est réfléchi sur un miroir de renvoi 61 et forme l'onde

247631 3

objet 56 intersectant l'onde de référence 55 sous un angle S. Le matériau photosensible, constituant ultérieurement l'hologramme 34, est inséré de la manière visible sur la

figure 3a dans le plan d'intersection de l'onde de réfé-

rence 55 et de l'onde objet 56. Dans la zone de débranchenent de l'onde de référence et de l'onde objet 56 apparait un champ d'interférences

stationnaire, qui est représenté sur le matériau photosensi-

ble. Après développement de l'image latente d'interférences,

on obtient un hologramme 34 qui, dans le cas d'un éclaire-

ment par l'onde de référence 55 seule, transforme cette

dernière en l'onde objet 56. Ceci correspond à une dévia-

tion de l'onde de référence 55 sur un angle e lors de sa

traversée de l'hologramme 34.

Dans le cas de l'utilisation de l'hologramme 34 dans le cadre de la présente invention, l'onde de référence 55 correspond à l'onde arrivant depuis le trait lumineux 54, à

l'intérieur de la plage angulaire prédéterminée. Le fais-

ceau dévié correspond alors à l'onde objet 56 (figure 1).

Si l'on utilisait comme onde de référence 55 une onde sphérique, l'hologramme provoquerait non seulement la

déviation de l'angle de réflexion, mais également la dévia-

tion d'une plage angulaire plus importante.

Alors que sur la figure 1 on a représenté un dispo-

sitif travaillant à la réflexion sous l'angle de réflexion, la figure la illustre l'utilisation de l'invention dans un dispositif de détermination de défauts travaillant à la

transmission. La lumière principale est déviée par l'holo-

gramme 34, tandis que par exemple la lumière dispersée par des salissures présentesdans une feuille transparente 47 parvient librement jusqu'au dispositif de réception de la

lumière 32, 33.

La figure lb illustre le fait que l'on peut réali-

ser le trait lumineux 54 également en disposant un tube lumineux 62 parallèlement à la bande 47 etparallèlement au

tube lumineux 62, une lentille cylindrique 63 qui con-

centre la bande lumineuse sur le trait 54. La possibilité d'utiliser un trait lumineux continu 54 à la place d'un

rayon lumineux d'exploration constitue un avantage particu-

247631 3

lier de l'invention,étant donné qu'ici on peut se passer d'organes mobiles d'exploration. L'ensemble de la lumière réfléchie normalement par la bande 47 est en effet dévié

par l'hologramme 34 de manière à passer à côté du disposi-

tif d'exploration lumineuse 32, 33. Seule la lumière diffu- sée au niveau de défauts dans le plan de réception parvient

dans le dispositif de réception de la lumière 32, 33.

La figure lc montre la façon dont la lumière reçue,

circulant à partir du trait lumineux dans deux plans de ré-

ception 64, 65 proches l'un de l'autre, peut être répar-

tie par une lentille cylindrique 32 entre deux filtres de pla-

ges angulaires disposés côte à côte, notamment des holo-

grammes 34, 34', auxquels sont associés des dispositifs par-

ticuliers de réception réalisés sous la forme de guides de lumière 33 et 33'. Les filtres des plages angulaires 34 et 34' sont réalisés de façon appropriée de manière à dévier des plages angulaires différentes situées à l'intérieur des plans de réception 64 et 65, ce qui est indiqué par des flèches. Seules les composantes diffusées, situées en

dehors de ces plages angulaires déviées et présentes à l'in-

térieur des plans 64 et 65,parviennent aux guides de lumière

33 et 33'.

La figure 3b représente un filtre multiple de plages angulaires 34, qui peut être constitué par un hologramme épais. A cet effet on reproduit plusieurs champs différents

d'interférences dans le matériau photosensible qui est uti-

lisé pour réaliser l'hologramme. Le filtre peut de cette

façon dévier simultanément plusieurs plages angulaires diffé-

rentes en direction de plusieurs dispositifs de réception

de lumière 33, 33', 33" séparés dans l'espace. On peut at-

tribuer simultanémentà l'hologramme 34 un effet de conver-

gence, par le fait que des ondes cylindriques sont superpo-

sées lors de l'enregistrement. L'hologramme possède la pro-

priété caractéristique selon laquelle, même dans le cas d'un rendement limité, les composantes déviées du rayon

sont presque exemptes de composantes angulaires'indésirables.

Dans la partie restante transmise, toutes les composantes

angulaires sont à nouveau présentes à l'état mélangé.

La figure 4 montre une vue analogue à celle de la

figure 1 et sur laquelle des chiffres identiques de référen-

ce désignent des pièces correspondant à des pièces représen-

tées sur la figure 1 Contrairement à l'exemple de réalisa-

tion de la figure 1, le rayon lumineux d'exploration 37 tra-

verse, avant de rencontrer la bande 47, un polariseur linéai- re 51 dont la direction de polarisation est Située dans le

plan de la figure 4.

La lumière réfléchie par la tache lumineuse d'explo-

ration 31 essentiellement en direction du dispositif de ré-

ception de la lumière 32, 33 est par conséquent également polarisée linéairement. Le rayon reçu principal 35 ainsi qu'une certaine plage angulaire autour du rayon réfléchi

principal 35 peuvent être ainsi maintenus écartés du dis-

positif de réception de la lumière 32, 33 par un analyseur croisé 38 disposé entre la tache lumineuse d'exploration 31 et le dispositif de réception 32 J 33. Au contraireles rayons latéraux dispersés plus fortement dans le plan d'exploration sont plus ou moins dépolarisés,de sorte qu'ils peuvent traverser plus ou moins l'analyseur 33 et être captés par le dispositif de réception 32, 33. Dans le

transducteur photoélectrique 49 apparait par conséquent un.

signal électrique caractéristique de l'intensité de ces rayons latéraux et qui peut être utilisé pour l'analyse des défauts. L'exemple de réalisation de la figure 5 travaille avec un guide de lumière spécial 33 servant de récepteur pour les rayons reçus réfléchis par la bande 47. Au niveau de la surface enveloppe diamétralement opposée à l'entrée de la lumière, il est prévu un dispositif 39 à prismes échelonnés qui est constitué par différentes surfaces planes de prismes

, placées côte à côte en forme de toits ou de dents de scie.

Ce qui est essentiel pour l'invention, c'est l'inclinaison de ces surfaces des prismes 40 par rapport à l'axe du guide de lumière 33. Comme cela est illustré pour l'exemple du

rayon réfléchi principal 35 et d'un rayon latéral 36 réflé-

chi en faisant un certain angle de dispersion y par rapport au rayon principal, l'inclinaisondes surfaces desprismes 40 est choisie de manière que le rayon réfléchi principal 35 ainsi que des rayons situés à l'intérieur d'une plage angulaire étroite autour du rayon principal ne subissent pas une réflexion totale en rencontrant les surfaces des prismes 40, mais sortent par la surface o ils peuvent être par exemple collectés dans un guide de lumière secondaire 33"' et être utilisés pour produire un signal.

Les rayons lumineux, pénétrant avec un angle supé-

rieur àun angle limite déterminé dans le guide de lumière 33 dans le plan de la figure 5, rencontrent au contraire les surfaces planes des prismes 40 sous des angles correspondant

à la réflexion totale de sorte que -comme cela est représen-

té sur l'exemple du rayon reçu 36- la lumière reçue est

réfléchie à l'intérieur du guide de lumière 33, o elle par-

vient finalement jusqu'au transducteur photoélectrique 49, après une réflexion éventuellement multiple sur les parois du guide de lumière 33. Par conséquentles rayons lumineux reçus 36, qui sont diffusés et sont relativement faibles, peuvent être interceptés, du point de vue de la technique

de mesure, par le transducteur 49, sans perturbation impor-

tante par les rayons principaux 35.

Cependant, dans le cas de ce dispositif, la moitié de la lumière diffusée et réfléchie par réflexion totale

est perdue,étant donné que cette lumière rencontre le dis-

positif à prismes échelonnés sous un angle inférieur à

l'angle limite correspondant à la réflexion totale. Toute-

fois ceci est sans importance pour l'action du dispositif,

accroissant le contraste.

Dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 6, le guide de lumière 33 correspond à nouveau à

celui représenté sur les figures 1 à 3, mais pour conser-

ver la clarté du dessin, on n'a pas représenté la lentille

cylindrique 32 pouvant être prévue en option.

Conformément à la figure 6, entre la tache lumineuse d'exploration 31 et le guide de lumière 33 prévu pour la

lumière reçue est disposé un réseau de lamelles 41 compor-

tant des lamelles 42 disposées obliquement, tout en étant

parallèles entre elles. L'écartement, la longueur et l'an-

gle des lamelles 42 sont choisis de manière que le rayon lumineux principal 35 réfléchi sous une réflexion spéculaire ainsi que des rayons reçus entourant ce rayon lumineux

24761 3

principal dans une piage angulaire déterminne ne pjuis-t as

traverser le réseau de lamelles 41 étant donné que l'écarte-

ment, largie et la longueur des lamelles 42 sont choiris ccnformé--nt par exemple au:: dimensions de la figure 6. La face des lamelles 42 qui reçoit la lumière est munie, conformément à la figure 7, d'un revétement 42a absorbant

la lumière.

Cependant, les rayons lumineux reçus 36 diffusés

suivant un angle supérieur à l'angle des lamelles par rap-

port au rayon lumineux pr.ncipal 35 peu;ert par-enir, en traversant l'espace entre les lamelle- 42, juseu'au

guide d'onde de umie de réception 33 o ils sent affi-

chés, après réflexion sur le dispositif 46 à miroirs éche-

lonnés et réception par le transducteur phctoé2ectrique 49.

La face arrière des lamelles est munie de préferen-

ce, conformément à la figure 7, d'un revêtement 42b four-

nissant une réflexion sp-culair-e, de sorte que ces rayons

reçus 36', arrivant sous des angles de dispersion très irm-

portants (figure 6,sont é-alement erncre déviés en d!rec ticn du guide d'onde de lim.ière 33.Laplage de transmission

du réseau de lamelles 41 est de ce fait nettement accrue.

Afin d'éviter l'utilisabion d'un miroir concave en-

combrant, on peut Également utiliser, conformément aux figu-

res 2 et 6a, grâce à un dispositif 44' approprié de produc-

tion du rayon lumineux, un rayon mobile 37' exécutant un mouvement d'exploration en forme de secteur. Cependantce rayon mobile rencontre le trait d'exploration 54, dans le plan d'incidence de la lumière (figure 6a) , sous des angles en permanence variables, de sorte que le rayon, réfléchi par 30. la bande sous l'angle de réflexion principal correspondant,

possMdeunangle variant en permanence dans le plan de récep-

tion. Afin d'obtenir également dans ce cas une déviation

parfaite des rayons réfléchis principaux, le réseau de la-

melles 41 est réalisé, conformément à la figure 6a, de ma-

nière à posséder, suivant sa longueur, des propriétés carac-

téristiques différentes de filtrage.Les différentes lamelles 42 possèdent des inclinaisons variables sur l'étendue

en longueur du réseau, de telle manière que le rayon réflé-

chi principal incident est intercepté toujours de la même manière par le réseau de lamelles, indépendamment de l'angle

à l'intérieur de la plage d'exploration en forme de secteur.

Par conséquent, en dépit de la plage d'exploration en forme de secteur du rayon lumineux d'exploration 37', on obtient sur toute la longueur du réseau de lamelles 41, un filtrage

*dans une large mesure constant.

De même,on peut réaliser l'hologramme 34 conforme à l'invention de manière qu'il possède des caractéristiques de filtrage différentes sur sa longueur, en réalisant, par

exemple dans le cas de la réalisation conformément à la figu-

re 3a, l'onde de référence en forme d'onde sphérique, en intercalant une lentille. De même on peut également réaliser un hologramme 34 de manière à obtenir, en dépit d'un rayon d'exploration 37' en forme de secteur, un comportement de

déviation constant sur toute la longueur de l'hologramme 34.

Etant donné qu'un hologramme possède un rendement

déterminé allant jusqu'à 90 %, une partie de l'intensité lumi-

neuse à dévier en soi est transmise par l'hologramme 34.

Pour cette raison il est approprié de combiner, con-

formément à la figure 1, un réseau de lamelles 41 conforme aux figures 6 à 7 avec un hologramme 34 conforme à la figure 1. A cet effet le réseau de lamelles 41 peut être disposé

entre la lentille cylindrique 32 et le guide de lumière 33.

Il est conçu pour permettre le libre passage du rayonnement dispersé et empêche le passage du rayonnement principal non

dévié en raison des défauts de l'hologramme 34.

Conformément à la figure 8, des transducteurs photo-

électriques 1 à 30 sont disposés, du côté réception, côte à côte suivant une rangée en étant parallèles au dispositif d'exploration 31. Ils sont reliés par l'intermédiaire d'un conducteur à un dispositif électronique de commutation 45,

qui comporte à sa sortie par exemple un appareil 52 d'affi-

chage de défauts. Les transducteurs photoélectriques 1 à 30 forment ensemble un dispositif allongé de réception de la lumière 43, dont la longueur correspond à la longueur de la

ligne d'exploration sur la surface de la bande 47.

Conformément à la figure 8, en supposant que la tache de lumière 31 se trouve dans la position représentée, les transducteurs photoélectriques intérieurs 14 à 17 sont chargés par le rayon principal réfléchi spéculaire 35 et par des rayons latéraux immédiatement voisins. Au contrairejles rayons reçus 36, réfléchis sous des angles de dispersion

extrêmement importants, tombent sur les transducteurs photo-

électriques 1 à 13 ou 18 à 30. Si à l'aide d'une commande appropriée du dispositif

électronique de commutation 45 on veille à ce que les trans-

ducteurs photoélectriques 14, 15, 16, 17 soient débranchés

à l'instant associé à la figure 8, le dispositif électro-

nique de commutation affiche en 52 uniquement la lumière pro-

venant des rayons lumineux diffusés.

Mais comme le rayon lumineux principal réfléchi spécu-

laire 35 effectue un déplacement périodique d'exploration conformément à la flèche double f, d'autrestransducteurs photoélectriquesdoivent par conséquent être débranchés en

permanence. Ceci peut être réalisé grâce au fait que le dis-

positif 44 de production du rayon lumineux.d'exploration est

relié par un conducteur de commande 53 au dispositif électro-

nique de commutation 45. Alors les transducteurs photoélec-

triques présents dans l'angle principal de réflexion spécu-

laire peuvent maintenant être débranchés en synchronisme avec le déplacement de la tache lumineuse d'exploration 31, de sorte que lesconditions reproduites sur la figure 8 pour un instant donné sont obtenues pendant l'ensemble du cycle

d'exploration de la tache lumineuse d'exploration 31.

En réunissant un plus ou moins grand nombre de trans-

ducteurs photoélectriques pour former des groupes (sur la figure 8: 14, 15, 16, 17, c'est-à-dire quatre transducteurs photoélectriques), on peut supprimer de la mesure un plus ou

moins grand nombre de plages angulaires autour du rayon prin-

cipal de réflexion spéculaire 35.

Au lieu des transducteurs photoélectriques 31 à 30, on peut également utiliser des guides de lumière ou autres disposés les uns derrière les autres, en tant que récepteurs

séparés.

Dans le cas de la forme de réalisation comportant un réseau de lamelles conformément aux figures 6-7, le signal électrique de sortie du transducteur photoélectrique 49 possède une modulation qui peut cependant être aisément

247631 3

éliminée par voie iélectroniaue à l'aide de filtres appropriés.

En outrela forme de réalisation travaillant avec un réseau de lamelles permet, même dans le cas d'une vitesse non constante d'exploration du rayon lumineux d'exploration, une fréquence constante de modulation par le fait que sim- plement les écartements des lamelles sont choisis avec des valeurs différentes en fonction de la Jitesse d'exploration, qui varie le long de la course d'expl.-)ration, de sorte que

l'on obtient globalemIent, à la sortie du transducteur photo-

électrique 49, une fréquence constante de modulation qui, comme cela a été indiqué, peut être aisément extraite du

signal de sortie à l'aide d'un filtre approprié.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de détermination de défauts pour des bandes de matériau, comportant un dispositif d'émission de

lumière produisant un trait lumineux sur la bande de maté-

riau et un dispositif allongé de réception de la lumière, qui s'étend parallèlement au trait lumineux et est disposé de manière à pouvoir recevoir la lumière qui arrive depuis le trait lumineux dans un plan prédéterminé de réception qui

fait un angle déterminé avec le plan contenant le trait lu-

mineux et perpendiculaire à la bande de matériau, caractéri-

sé par le fait qu'entre le trait lumineux (31) et le dispo-

sitif de réception de la lumière (32, 33) se trouve disposé, parallèlement à ce dernier, un filtre allongé de plages angulaires (33) qui ne laisse pas parvenir au dispositif de réception de la lumière (32, 33) des rayons reçus (35)

circulant dans une plage angulaire prédéterminée à l'inté-

rieur du plan de réception, mais transmet uniquement des

rayons reçus (36) circulant en dehors de cette plage angu-

laire.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le filtre de plages angulaires (33) absorbe ou fait passer à côté du dispositif de réception de la lumière (32, 33) des rayons reçus qui sont situés dans une plage angulaire prédéterminée dans le plan de réception et qui contiennent la majeure partie de la lumière partant de zones de la bande ne comportant aucun défaut, mais laisse parvenir au dispositif de réception de la lumière (32, 33) des rayons reçus situés en dehors de cette plage angulaire et déviés par des défauts à partir de la direction normale

à l'intérieur du plan de réception.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rayons reçus, qui sont situés dans la plage

angulaire prédéterminée dans le plan de réceptionsont dé-

viés, tandis que les rayons reçus, qui sont situés à l'exté-

rieur de cette plage angulaire, sont absorbés ou sont trans-

mis librement.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que également les rayons

reçus, situés à l'intérieur de la plage angulaire prédéter-

minée, sont envoyés à un autre dispositif allongé de récep-

tion (32", 33").

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, comportant un dispositif de réception de la lumière recevant une lumière réfléchie, caractérisé en ce que le plan de réception est disposé en faisant par rapport au plan d'incidence de la lumière un angle égal à l'angle

de réflexion (a).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, comportant un dispositif de réception de la lumière recevant une lumière transmise, caractérisé en ce que le plan de réception coïncide pratiquement avec le

plan d'incidence de la lumière.

_

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, dans lequel le trait lumineux est produit par des rayons lumineux arrivant perpendiculairement dans le plan d'incidence de la lumière, et notamment par un rayon mobile, déplacé parallèlement à luimême, d'un dispositif d'exploration lumineux, caractérisé en ce que le filtre de

plages angulaires (34) poàsède des caractéristiques cons-

tantes de filtrage sur toute sa longueur.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, dans lequel le trait lumineux est produit par des rayons lumineux arrivant en différents emplacements et sous des angles différents dans le plan d'incidence de la

lumière, et notamment par un rayon mobile, exécutant un dé-

placement d'exploration en forme de secteur, d'un dispositif d'exploration lumineux, caractérisé en ce que les propriétés caractéristiques du filtre de plages angulaires (34) varient

- --30 sur sa longueur, conformément à l'angle d'incidence varia-

ble des rayons lumineux le long du trait lumineux (54).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que dans deux plans de ré-

ception immédiatement voisins se trouvent disposés des

filtres de plages angulaires (34, 34') réalisés différem-

ment et auxquels sont associés des dispositifs particuliers

de réception de la lumière (33, 33').

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que le filtre de plages

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angulaires est un réseau interférentiel (34) réalisé sous la forme d'un hologramme, et de préférence d'un hologramme de volume.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'hologramme (34) est formé sur un matériau photo- sensible par une onde de référence (55) correspondant à la

lumière partant du trait lumineux (54) et possédant la direc-

tion préférée, et par une onde objet (56) arrivant par rap-

port à la précédente sous l'angle de déviation désiré.

12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou

11, caractérisé en ce que plusieurs hologrammes sont superpo-

sés indépendamment les uns des autres dans le réseau inter-

férentiel (34) de sorte que plusieurs plages angulaires dif-

férentes peuvent être déviées simultanément en direction de

plusieurs détecteurs séparés dans l'espace.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 12, caractérisé en ce que par suite de la super-

position d'ondes sphériques lors de l'enregistrement, l'holo-

gramme (34) a simultanément un effet de convergence.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que le filtre de plages angu-

laires est un réseau de lamelles (41) ou analogues compor-

tant des lamelles (42) réalisées de manière à absorber la

lumière au moins sur l'une de leurs faces.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que les lamelles (42) sont réalisées de manière à

être réfléchissantes sur leur face arrière (42b).

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que le filtre de plages

angulaires est constitué par un dispositif permettant de sé-

lectionner des états déterminés de polarisation.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractéri-

sé en ce que le rayon lumineux d'exploration (37) est de -préférence polarisé linéairement et un analyseur croisé

(38) est disposé sur le trajet du rayonnement reçu (35, 36).

18. Dispositif selon la revendication 17, caractéri-

sé en ce que la lumière émise est polarisée perpendiculaire-

ment au plan d'incidencede la lumière.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 13 et 14 et 15 prises dans leur ensemble, caracté-

risé en ce qu'un réseau de lamelles (41) est branché en aval du filtre de plages angulaires (34), réalisé sous la forme d'un hologramme, sur le trajet de déplacement des rayons diffusés non déviés.

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 19, caractérisé en ce que le dispositif allongé de

réception de la lumière (32, 33) est un dispositif de guida-

ge de la lumière en amont duquel est branchée éventuellement une lentille cylindrique (32) et qui fait converger, au moyen d'une modulation de la direction du rayonnement, tous les rayons lumineux incidents sur le détecteur (49) dont les dimensions sont faibles par rapport à la longueur du

dispositif de réception de la lumière (32, 33).

21. Dispositif selon la revendication 20, caractéri-

sé en ce que le dispositif de guidage de la lumière est un guide de lumière (33) qui porte, au niveau de la zone de l'enveloppe diamétralement opposéeà l'entrée de la lumière, un dispositif (46) à miroirs échelonnés qui renvoie tous les rayons lumineux incidents sous des angles correspondant à la réflexion totale, dans le guide de lumière, et un détecteur photosensible (49) est situé sur au moins une

face frontale du guide de lumière.

22. Dispositif selon l'une des revendications 20 ou

21, caractérisé en ce que le filtre de plages angulaires (34, 34') est situé entre la lentille cylindrique (32) et

le dispositif de guidage de la lumière (33).

23. Dispositif de détermination de défauts pour des bandes de matériau, comportant un dispositif d'émission de la lumière produisant un trait lumineux sur la bande de

matériau, et un dispositif allongé de réception de la lu-

mière, qui s'étend parallèlement au trait lumineux et est disposé de manière à pouvoir recevoir la lumière qui arrive

depuis le trait lumineux dans un plan prédéterminé de récep-

tion qui fait un angle déterminé par rapport au plan conte-

nant le trait lumineux et perpendiculaire à la bande de

matériau, et qui comporte un guide de lumière muni d'un dis-

positif à prismes échelonnés sur la surface de son enveloppe diamétralement opposée àî'entrée de la lumière, et au moins

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un transducteur photoélectricue sur lu moins une face frontale, caractérisé en ce que le dispositif (39) à prismes échelonnés

n'est pas muni d'une couche réfléchissante et que l'inclinai-

son des différentes surfaces (40) des prismes est choisie de telle manière que des rayons reçus (35) circulant dans une plage angulaire prédéterminée dans le plan de réception sont transmis et que des rayons reçus (36) circulant à

l'extérieur de cette plage angulaire tombent sur les surfa-

ces (40) des prismes sous des angles correspondant à la ré-

flexion totale et sont réfléchis à l'intérieur du guide de lumière.

24. Dispositif selon la revendication 23, caractéri-

sé en ce que les surfaces (40) des prismes sont munies d'une

couche antireflet pour le rayon reçu central (35).

25. Dispositif de détermination de défauts pour des bandes de matériau, comportant un dispositif d'émission de lumière produisant un trait lumineux sur la bande de

matériau, et un dispositif allongé de réception de-la lumiè-

re, qui s'étend parallèlement au trait lumineux et qui est disposé de manière à pouvoir recevoir la lumière arrivant

depuis le trait lumineux dans un plan prédéterminé de ré-

ception qui fait un angle déterminé par rapport au plan con-

tenant le trait lumineux et perpendiculaire à la bande de matériau, et dans lequel le trait lumineux est formé par une tache lumineuse explorant périodiquement la bande de matériau, caractérisé en ce que le dispositif de réception de la lumière (43) est constitué par un certain nombre de récepteurs de lumière (1 à 30) pouvant être branchés de façon sélective et dont l'un au moins est débranché à un

instant donné.

26. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que les récepteurs de lumière (1-30) sont débran-

chés cycliquement individuellement ou par groupes par un

dispositif électronique de commutation (45), qui est comman-

dé par le dispositif (44) de production du rayon lumineux d'exploration, de telle manière que des rayons reçus (35), circulant dans une plage angulaire prédéterminée dans le plan de réception, tombent sur des récepteurs de lumière (14 à 17) respectivement débranchés et que seuls des

rayons reçus (36) circulant en dehors de cette plage angulai-

re tombent sur des récepteurs de lumière branchés (1 à 13;

18 à 30).