FR2578378A1 - Dispositif a lampe a eclats - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF A LAMPE A ECLATS. LE DISPOSITIF COMPREND UNE LAMPE FLUORESCENTE 14, UNE ELECTRODE D'IONISATION 72 PLACEE A PROXIMITE ETROITE DE LA LAMPE 14 ET UN DISPOSITIF ELECTRIQUE POUR EXCITER LA LAMPE ET L'ELECTRODE D'IONISATION AFIN DE FAIRE PRODUIRE DES ECLAIRS A LA LAMPE; LA LAMPE A UNE FORME TOROIDALE, L'ELECTRODE D'IONISATION A UNE FORME D'ARC ET VIENT BUTER CONTRE LA LAMPE ET UN APPAREIL D'ANALYSE OPTIQUE 16 SCRUTE UN DOCUMENT 15 AU TRAVERS DE LA REGION CENTRALE DE LA LAMPE, DE FACON QUE CETTE LAMPE PRODUISE UNE ZONE ECLAIREE SENSIBLEMENT UNIFORMEMENT POUR PERMETTRE UNE PRISE DE VUES PAR LE DISPOSITIF D'ANALYSE.

Description

La présente invention concerne des lampes à éclats et elle a trait plus

particulièrement à une lampe fluorescente et à un dispositif électronique associé qui fait produire périodiquement des éclairs à la lampe. La lampe à éclats peut être utilisée pour éclairer une cible qui est en train d'être observée par une caméra vidéo dans un système o la caméra et la cible se déplacent l'une par rapport à l'autre, comme par exemple dans un

système de suivi de ligne.

Par le passé, on a utilisé des lampes au xenon comme source de lumière à éclats et il est prévu dans de telles lampes un gaz et deux électrodes espacées l'une

de l'autre. Pour allumer une lampe au xenon, une haute ten-

sion de l'ordre de plusieurs kilovolts est appliquée entre les électrodes et cette tension provoque l'éclatement d'un arc dans le gaz entre les électrodes, cet arc constituant directement une source lumineuse. Des lampes au xenon sont disponibles avec des formes sphériques et linéaires et éventuellement d'autres formes. Dans une lampe sphérique typique, les électrodes sont espacées l'une de l'autre de moins de 25 mm. En conséquence, la lumière produite par un

arc dans cette lampe sphérique au xenon est fortement con-

centrée et elle risque de provoquer un éclairement inégal d'une cible. Ce problème est sérieux dans un système de suivi de ligne classique dans lequel un dispositif d'analyse

optique, une source lumineuse et des parties mécaniques asso-

ciées sont placés à proximité très étroite l'une de l'autre

et d'une source de matière graphique du fait qu'un tel agen-

cement serré donne lieu à une quantité importante de réfle-

xions et d'ombres. De plus, une source lumineuse qui produit un éclairement symétrique est particulièrement importante quand la cible est tridimensionnelle du fait que de telles

cibles sont intrinsèquement sujettes à un effet d'ombre.

Il est possible d'utiliser une lentille de défocalisation placée en avant d'une telle lampe au xenon afin de disperser la lumière plus uniformément sur la zone de cible. Cependant, pour certaines applications vidéo, le champ d'éclairement

contient encore des variations d'éclairement.

Des lampes linéaires ou lampes "crayon" du

type au xenon sont disponibles avec des électrodes espa-

cées l'une de l'autre de 75 à 100 mm et, du fait de l'augmen- tation d'espacement et de la longueur d'arc résultante, ces lampes constituent une source de lumière plus dispersée et assurent un éclairement d'une grande cible qui est plus uniforme que ce qui est possible d'obtenir avec la lampe

sphérique décrite ci-dessus.

Pour améliorer l'uniformité d'éclairement, il est avantageux que la source de lumière soit symétrique par rapport à la zone de cible et à un axe d'observation ou ligne de vision d'un dispositif d'analyse optique; avec n'importe quel type de lampe de profil sphérique, unique, il est difficile de créer une telle symétrie du fait que,

pour l'obtenir, il peut être nécessaire de placer le dispo-

sitif d'analyse en avant de la lampe et cet agencement arrêterait une grande partie de la lumière dirigée vers une zone de cible proche de l'avant du dispositif

d'analyse optique.

Pour obtenir une source d'éclairement plus symétrique que celle constituée par une seule lampe au xenon de profil sphérique, on peut- utiliser plusieurs desdites lampes au xenon, qui sont réparties uniformément autour d'un axe de vision d'un dispositif d'analyse optique; plus le nombre de lampes est élevé et plus l'éclairement résultant est uniforme. Cependant les lampes additionnelles augmentent le coût de la source lumineuse, la consommation

de courant et la production de chaleur.

Comme autres sources d'éclairement relativement uniforme, on peut disposer parallèlement entre elles deux

lampes linéaires au xenon, telles que celles décrites ci-

dessus, et placer un dispositif optique de façon que son

axe de vision passe entre les lampes linéaires.

Dans un système o une cible est en train d'être observée par une caméra vidéo, et o la cible et la caméra vidéo se déplacent l'une par rapport à l'autre, on peut utiliser une source de lumière stroboscopique pour "geler" une image de la cible de telle sorte que la caméra

puisse produire une série d'images de netteté acceptable.

Pour allumer périodiquement une ou plusieurs lampes au xenon du type sphérique ou linéaire selon un tel mode stroboscopique, une courte décharge d'énergie électrique peut être appliquée périodiquement à la lampe, par exemple par application périodique d'une impulsion de tension entre bs électrodes associées. Une électrode d'ionisation utilisée en combinaison avec une lampe linéaire au xenon peut être placée le long de l'ampoule de la lampe à proximité de l'intervalle existant entre les deux autres électrodes placées à l'intérieur de la lampe avec liaison électrique à une électrode placée à l'intérieur de la lampe, et une telle électrode additionnelle utilisée en combinaison avec une lampe sphérique au xenon peut être placée à l'intérieur de la lampe dans l'intervalle existant entre les deux autres

électrodes associées. Quand une tension d'excitation est-

appliquée entre les deux électrodes, dans l'un ou l'autre type de lampe au xenon, ainsi qu'à l'électrode additionnelle, cette électrode additionnelle facilite l'ionisation du gaz

à l'intérieur de la lampe.

De courts éclairs lumineux, d'une durée infé-

rieure à cinq cents microsecondes chacun, peuvent être préférés dans une application à un système de captage de

trames vidéo ou, stroboscopique, comme décrites ci-dessus.

D'autre part, des lampes fluorescentes sont généralement utilisées comme source de lumière plus continue,

par exemple pour éclairer une pièce ou pour éclairer un bu-

reau. Une lampe fluorescente comprend ordinairement un tube en verre, deux filaments constituant deux cathodes ou bien une cathode et une anode, un filament étant placé à chaque

extrémité du tube, un revêtement de poudre électrolu-

minescente sur le côté intérieur du tube, et de l'argon

gazeux ainsi qu'une petite quantité de mercure à l'inté-

rieur du tube. Pour allumer la lampe habituellement un opérateur ferme un interrupteur qui amorce le chauffage de la cathode par un courant électrique de façon à dréer une source d'électrons libres. Ensuite, au moyen d'une bobine d'amorçage et d'une self, une tension élevée est appliquée entre l'anode et la cathode de façon à produire une ionisation de l'argon gazeux et, aussitôt

après, à rendre conducteur le mercure entre les deux fila-

ments. Lors de la conduction, le mercure rayonne une lumière ultraviolette qui est absorbée par la substance électroluminescente se trouvant sur la surface intérieure du tube et, en réponse, cette substance photoluminescente rayonne à son tour de la lumière dans le domaine spectral

visible pour assurer un éclairement.

Lors de l'utilisation d'une lampe fluorescente ordinaire excitée de la manière décrite ci-dessus, il est anormal d'allumer et éteindre la lampe très fréquemment du fait que la tension et du courant relativement élevés qui sont nécessaires pour amorcer la conduction et le processus d'éclairement ont un effet perturbateur sur un revêtement placé sur le filament. Cf Science and Invention Encyclopedia, H.S. Stuttman Co., Inc. Publisher, New York, volume 6, page 768. Egalement un tel système d'excitation, même s'il est enclenché et arrêté automatiquement, ne permet pas d'allumer une lampe fluorescente pendant de très courtes

périodes comme cela est nécessaire dans certaines applica-

tions de saisie de trames vidéo ou autres applications stroboscopiques. En conséquence, l'invention a pour but général de créer une source sensiblement uniforme et périodique

de lumière à éclats pour un dispositif d'analyse optique.

L'invention a également pour but d'utiliser une

lampe fluorescente comme sourcede lumière à éclats.

Un but plus spécifique de l'invention est de créer une source de lumière sensiblement uniforme qui

produit périodiquement des éclats pendant une durée infé-

rieure à une milliseconde, et de préférence plus courte.

Encore un autre but de l'invention est de créer un dispositif à lampe à éclats qui établit l'uniformité d'éclairement et la courte durée d'éclair décrite ci-dessus tout en étant d'un coût acceptable, et en présentant des

caractéristiques avantageuses en ce qui concerne la dissi-

pation de chaleur et le rayonnement de lumière ultraviolette.

Encore un autre but de l'invention est de créer

un dispositif à lampe à éclats comprenant une lampe fluores-

cente qui est montée d'une manière telle qu'elle puisse

être aisément remplacée après claquage.

La présente invention réside en un dispositif comportant une lampe fluorescente, un moyen pour fournir périodiquement du courant à la lampe, et une électrode d'ionisation utilisée pour faciliter la mise en conduction

de la lampe en réponse audit courant. Selon une particula-

rité de l'invention, l'électrode d'ionisation reçoit une tension approximativement au même moment qu'une tension est appliquée entre l'anode et la cathode, et la cathode est

chauffée pour former une source d'électrons.

Selon une autre particularité de l'invention, la lampe fluorescente a une forme sensiblement toroldale et elle peut être utilisée en coopération avec un dispositif d'analyse optique dont la scrutation s'opère au travers de la région centrale de la lampe, de façon que la lampe assure un éclairement sensiblement uniforme d'une cible

observée par le dispositif d'analyse optique.

- Dans un dispositif à lames à éclats conforme à la présente invention, unelampe fluorescente est supportée à proximité étroite d'une électrode d'ionisation, bien que

la lampe fluorescente soit aisément remplaçable.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé-

rence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif à lampe à éclats mettant en oeuvre la présente invention. - la figure 2 est une vue en perspective d'un appareil de suivi de ligne qui comprend le dispositif à lampe à éclats de la figure 1, une table et une feuille de matière graphique placée sur celle-ci ainsi qu'un mécanisme pour faire déplacer le dispositif à lampe

à éclats dans un plan horizontal par rapport à la feuille.

- la figure 3 est une vue de dessous à échelle agrandie d'une lampe et d'un dispositif d'analyse optique

tel que celui de la figure 2.

- la figure 4 est une vue en coupe inversée et à échelle agrandie de la lampe de la figure 3, faite selon

la ligne 4-4.

- la figure 5 est une vue en coupe latérale à échelle agrandie de la lampe d'une électrode d'ionisation, d'une attache de support et d'un connecteur, la coupe étant faite selon la ligne 5-5 de-la figure 3, avec une attache

de support représentée en coupe.

- la figure 6 est un schéma de circuit du dispo-

sitif à lampe à éclats de la figure 1.

- la figure 7 est un chronogramme correspondant

au dispositif à lampe à éclats de la figure 1.

En considérant maintenant les dessins, la figure 1 représente schématiquement un dispositif à lampe à éclats désigné dans son ensemble par la référence 10, mettant en oeuvre la présente invention et comprenant une lampe fluorescente 14 de forme toroldale, une électrode

d'ionisation 72 placée à proximité étroite de la lampe fluo-

rescente, et un dispositif de commande électronique 22 qui

fait fonctionner la lampe selon un mode à éclats.

Dans la réalisation représentée, la lampe est supportée dans un plan sensiblement horizontal en dessous d'une caméra vidéo 16, qui constitue un type de dispositif d'analyse optique pouvant être utilisé en coopération avec le dispositif à lampe à éclats 10, et la caméra vidéo 16 opèresa scrutation vers le bas le long d'un axe d'observation 40 traversant la région centrale de la lampe fluorescente en direction d'une zone de cible 31 qui, dans les-illustrations des figures 1 et 2, constitue

une partie d'une feuille 15 sur laquelle est inscrite une.

ligne 42.

La lampe 14 est supportée en dessous d'un carter

46 par des attaches 36, 36 et elle est reliée électrique-

ment au dispositif de commande électronique 22 au moyen d'un câble 34 qui se termine par une prise femelle 67. La caméra 16 est supportée à l'intérieur du carter 46 par un étrier 37 et elle communique avec une unité de traitement numérique 35 au moyen d'un câble 39, et il est prévu à

l'intérieur de la caméra une lentille de mise au point 18.

Le dispositif à lampe à éclats 10 a des applications multiples, dont l'une consiste dans son incorporation à un système de suivi de ligne tel que celui représenté en vue en perspective sur la figure 2. Ici le dispositif à lampe à éclats est supporté sur une table 30 de façon à se

déplacer dans un plan dans l'ensemble parallèle à celle-ci.

Comme illustré sur la figure 2, la caméra 16 a pour fonction d'analyser une partie de la ligne incurvée 42 et elle est en train de "suivre" cette ligne 42. Dans le processus de suivi de ligne, la camera 16 et le dispositif à lampe à éclats 10 ainsi que l'unité de traitement numérique et le carter 46 se déplacent le long de la ligne et ce

mouvement est rendu possible dans une direction de coordon-

nées au moyen d'une vis mère 48, d'une barre de guidage 50 et d'un moteur d'entraînement 49 associé, accouplés par

l'intermédiaire d'un arbre cannelé 54 et d'un ensemble d'en-

grenages (non représenté), alors que dans l'autre direction de coordonnées, l'entraînement est assuré au moyen d'une vis-mère 52 et d'un moteur d'entraînement 53 associé. Des capteurs 57 et 59 indiquent de façon continue la position de la caméra 16. Les mécanismes d'entraînement de la caméra 16, du dispositif à lampe à éclats 10, du carter 46 et de l'unité 35 dans un plan disposé sensiblement horizontalement par rapport à une

surface plane ou bien pour détecter leurs positions ne ren-

trent pas dans le cadre de la présente invention et, pour

une description plus détaillée, on pourra se référer au

brevet US 3.529.084 au nom de RICH, qui a été délivré à la Demanderesse le 15 Septembre 1970 et dont les enseignements doivent être considérés comme incorporés à la présente

description.

La figure 3 est une vue de dessous à échelle agrandie de la lampe 14 et de la caméra 16 de la figure 2 et, dans le mode de réalisation représenté, l'axe de vision de la caméra 16 coincide avec l'axe de la lampe toroidale 14. Lors de l'utilisation du dispositif à lampe à éclats

pour éclairer une cible dans un système de suivi de li-

gne ou un autre système o la caméra et la cible se dé-

placent l'une par rapport à l'autre, il est utile de "geler" l'image périodiquement de façon que des trames individuelles d'une image produite par la caméra vidéo 16 ne soient pas rendues floues. Un moyen pour geler l'image consiste à utiliser une source de lumière qui

produit périodiquement des éclairs, chaque éclair persis-

tant pendant une courte durée de manière à produire un effet stroboscopique. L'utilisation d'un stroboscope pour remplir une fonction de gel de trame est analogue,

en ce qui concerne la fonction, à l'utilisation d'un obtura-

teur mécanique qui est ouvert périodiquement pendant une courte période pour permettre à la lumière émanant d'une source lumineuse continue et réfléchie par une cible de

pénétrer dans une caméra et d'agir sur des éléments photo-

sensibles de celle-ci.

Le dispositif de commande électronique 22 fait produire des éclairs à la lampe 14 par excitation électrique d'une anode 56, d'une cathode 58 (l'anode et la cathode sont représentées sur la figure 6) et d'une électrode d'ionisation 72 qui, dans l'orientation mise en évidence sur la figure 2, est située à proximité étroite du haut de la lampe 14, en étant pratiquement en contact avec celle-ci, et elle est située à approximativement 310 sur la longueur d'arc. L'anode 56 comprend un filament placé à l'intérieur d'une coupelle 57 disposée à une extrémité de la lampe et il est prévu deux fiches 62 et 63 qui sont reliées aux extrémités de l'anode 56 et qui dépassent de la coupelle. La cathode 58 comprend également un filament qui est placé à l'intérieur d'une coupelle 59 disposée à l'autre extrémité de la lampe fluorescente 14 et il est prévu deux fiches 64 et 65

qui sont reliées aux extrémités du filament et qui dé-

passent de la coupelle 59. Un isolateur 70 en matière plastique sépare les deux extrémités de la lampe 14 et,

dans l'application envisagée dans cette description, la

lampe 14 serait encore considérée comme toroldale même

si l'isolateur en matière plastique 70 était enlevé en lais-

sant un intervalle.

La lampe 14 est supportée par des attaches flexi-

bles à emboîtement 36, 36 dans lesquelles la lampe est emboîtée et est maintenue par frottement, ainsi que par des extrémités réceptrices 37, 37 qui entourent partiellement la lampe. Comme le montre la figure 4 qui est une vue en coupe à échelle agrandie, l'électrode d'ionisation 72 est fixée de façon permanente sur une zone fourchue 73 de chaque attache 36 par une vis à tête fraisée 35 qui est vissée dans l'attache 36. Puisque les attaches 36, 36 sont elles-mêmes fixées sur le carter 46 qui peut être réalisé en métal et mis à la masse, les attaches 36, 36 sont formées d'un matériau isolant, comme une matière

plastique, et les vis 35, 35 du mode préféré de réalisa-

tion ne passent pas au travers des attaches 36, 36 de sorte que l'électrode d'ionisation est isolée par rapport au carter 46. Un autre moyen de fixation de l'électrode

d'ionisation consiste à l'isoler du carter 46 en utili-

sant des vis isolées telles que celles en nylon et qui peuvent être vissées complètement, le cas échéant, au travers des attaches 36, 36 jusqu'à l'intérieur du carter

46.

La figure 5 est une vue latérale, en partie en coupe, qui montre l'électrode d'ionisation 72, un fil 74 et une cosse 75 qui relient électriquement le dispositif électronique 22 à l'électrode d'ionisation 72. Les fiches 62, 63, 64 et 65 représentées sur la figure 3 sont reçues par la prise femelle 67 qui est engagée sur elles. Du fait que l'électrode d'ionisation 72 est fixée de façon permanente sur les atteches 36, 36 et qu'il n'existe aucune liaison électrique directe entre l'électrode d'ionisation et la lampe 14, et en outre puisque la lampe est supportée par

emboîtement dans les attaches 36, 36 et est reliée élec-

triquement au dispositif de commande électronique 22 au

moyen de la prise 67, il en résulte que, lorsque cette lam-

pe fluorescente 14 est claquée, il est possible de la

remplacer aisément.

La figure 6 représente un schéma du circuit

électronique prévu dans le dispositif de commande électroni-

que 22 et qui réagit pour faire produire des éclairs à la lampe 14, ce circuit étant décrit dans la suite en référence à un chronogramme représenté sur la figure 7. Les composants électroniques prévus à l'intérieur de l'unité de traitement numérique 35 ne seront pas décrits en détail car ils ne sont pas essentiels pour la présente invention, excepté que cette unité produit une impulsion de synchronisation inversée 80 toutes les 16,6 millisecondes (60 Hertz) et qu'elle l'applique à une entrée 81 d'un coupleur optique 82. Cette impulsion rend conducteur le coupleur optique et ainsi elle dérive un courant de la base d'un transistor PNP 86 par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant 89 et d'un condensateur de synchronisation 87 pour assurer l'excitation du transistor et appliquer un signal numérique de bas niveau à une entrée 85 d'une bascule bistable 84 par l'intermédiaire du condensateur de synchronisation 87 afin d'armer celle-ci. La résistance

91 sert de résistance de commande du coupleur optique 82.

Puisque le courant dérivé de la base du transistor PNP 86 et un courant associé au signal numérique de bas niveau

fourni à la bascule 84 passent tous deux dans le conden-

sateur 87, ils chargent graduellement le condensateur de sorte qu'un court moment après que la bascule 80 a été armée et après que le transistor 86 a été rendu conducteur, le niveau de tension appliqué à l'entrée 85 de la bascule 84 devient un signal numérique de niveau haut et remplace le signal d'armement précédent, tandis que la tension appliquée à la base du transistor 86 augmente et le polarise en sens inverse. Cette fonction de synchronisation du condensateur 87 pourrait également être remplie par utilisation d'une

impulsion de synchronisation d'une courte durée appropriée.

Pendant que le transistor PNP 86 est conducteur, il applique un courant à la grille d'un-redresseur commandé au silicium (SCR) 88 de sorte que ce redresseur est rendu conducteur. Une résistance 85 shunte le courant de fuite produit par le transistor 86 en l'empêchant d'arriver au redresseur SCR 88 lorsque le transistor 86 est supposé être bloqué tandis qu'une autre résistance 132 shunte un autre courant de fuite en l'empêchant d'arriver au transistor 86 au même moment. Un condensateur 90 qui a été chargé jusqu'à volts par l'intermédiaire d'une résistance 93 et d'un enroulement primaire du transformateur 94 avant la mise en conduction du redresseur SCR 88, se décharge rapidement dans le redresseur 88 lorsque celui-ci est conducteur et il

fait ainsi passer un courant dans le primaire du transfor-

mateur 94. Le transformateur 94 a un rapport de transforma-

tion de tension de 40/1 et il produit ainsi une tension de crête de 6000 volts, typiquement d'une durée inférieure

à 100 microsecondes, aux bornes de son enroulement secon-

daire. Une borne du secondaire est mise à la masse tandis que l'autre borne 95 est reliée par le fil 74 à l'électrode d'ionisation 72 de façon à appliquer à l'électrode 72 une tension de crête de 6000 volts par rapport à la masse du secondaire. L'électrode d'ionisation 72 agit comme une

antenne qui transmet une onde électromagnétique correspon-

dant à sa tension d'excitation et cette onde électromagnétiqI produit une ionisation du gaz se trouvant dans la lampe

fluorescente 14. Cette étape d'ionisation facilite l'allu-

mage de la lampe fluorescente en permettant le passage d'un courant entre l'anode 56 et la cathode 58 de la lampe dans une période de temps très courte, en permettant ainsi la production d'un court éclair lumineux. Le chronogramme de la

figure 7 met en évidence une cr&e de tension 96 qui repré-

sente la tension, par rapport à la masse, qui est appli-

quée à l'électrode d'ionisation 72.

Pour toutes les applications pratiques, la création de la crête de tension à l'électrode d'ionisation 72 se produit en même temps que l'armement de la bascule 84

et qu'une séquence d'évènements se déroulant dans le dispo-

sitif à lampe à éclats 10 après déclenchement par la commutation de la bascule. Lorsque la bascule 84 est armée, elle excite un transistor FNP 196 par l'intermédiaire d'un tampon d'inversion 88 à collecteur ouvert et, en réponse, le transistor 196 devient conducteur et excite les transistors PNP 101 et 103 qui sont agencés comme une paire Darlington 100. En conséquence le Darlington 100 applique une tension provenant de la source d'alimentation de

150 volts 92 à l'anode 56 par l'intermédiaire d'une résis-

tance de limitation de courant 101 et 2 ohms et, au bout d'environ 150 microsecondes, cette tension produit le passage d'un fort courant, de l'ordre de 10 ampères, à partir de la source d'alimentation, ce courant passant dans le Darlington 100, dans la résistance 101 et de l'anode 56 à la cathode 58 de la lampe 14. La cathode 58 est chauffée de façon continue par une source de courant de 5 volts 76 de façon à constituer une source d'électrons libres qui interviennent dans la mise en conduction de la lampe 14 décrite ci-dessus. Dans le mode de réalisation représenté, la tension est appliquée aux deux extrémités de l'anode 56

par l'intermédiaire des fiches 62 et 63, la double conne-

xion avec l'anode étant réalisée à titre de précaution de telle sorte que, si une connexion était accidentellement

coupée, l'anode reçoive encore une tension d'excitation.

Le courant qui est transmis de l'anode 56 à la cathode 58 fait en sorte que le gaz se trouvant dans la lampe émette un rayonnement ultraviolet et cette lumière ultraviolette est absorbée par la substance photoémissive déposée sur l'ampoule de la lampe. En conséquence, la substance photoémissive rayonne à son tour un rayonnement lumineux dans le domaine spectral visible. L'intensité de la lumière produite par la lampe n'atteint pas un niveau maximal instantanément mais elle croit rapidement comme indiqué par la courbe d'intensité 109; néanmoins une cellule photovoltaique 108, Modèle Sharp BS 500A par exemple, détecte le niveau de la lumière engendrée par la lampe 14 et produit une puissance proportionnelle à l'intensité de la lumière. Egalement la cellule photovoltalque 108 produit une tension négative proportionnelle en grandeur à la puissance qu'elle produit et elle applique cette tension

négative à l'entrée inverseuse d'un comparateur 110. Simul-

tanément, un potentiomètre 112 applique une autre tension négative à l'entrée non inverseuse du comparateur 110 à un

niveau compris entre 0 et -0,7 volt, les limites étant éta-

blies par une diode 137. La tension du potentiomètre sert de tension de seuil pour la tension produite par la cellule photovoltalque 108 et elle sert indirectement de seuil

pour le niveau de la lumière produite par la lampe 14.

Lorsque l'intensité de la lumière est inférieure au seuil et pendant que la lampe est éteinte pendant la période précédant l'arrivée de l'impulsion de synchronisation, la valeur absolue de la tension produite par la cellule photovoltaique est inférieure à celle produite par le potentiomètre 112 et, du fait que les deux tensions sont négatives et que la cellule photovoltaique 108 applique sa tension à l'entrée inverseuse du comparateur 110, ce

comparateur produit à sa sortie une grande tension néga-

tive. Cette tension est appliquée à lentrée inverseuse de l'amplificateur 116 qui fonctionne entre une tension positive de 15 volts et la masse et, en réponse à la grande tension négative appliquée par le comparateur 109, il fournit une grande tension positive correspondante à une entrée de désarmement 120 de la bascule 84. La grande tension positive produite par l'amplificateur 116 correspond à un signal numérique de niveau haut et, du fait qu'elle a une valeur élevée, elle n'assure pas le désarmement

de la bascule 84.

Ensuite, lorsque l'intensité de la lumière de la lampe 14 augmente suffisamment pour faire en sorte que la cellule photovoltaique 108produise une tension négative' supérieure en valeur absolue à celle du niveau de seuil établi par le potentiomètre 112, le comparateur commence à commuter de son état précédent de tension négative jisqu'à un état de tension positive. Le temps de transition entre les deux états est retardé par un condensateur de rétroaction 111 branché en parallèle sur une résistance élevée 113. Il en résulte que, si une tension de seuil est établie par le potentiomètre 122 en correspondance à une intensité lumineuse de la lampe telle que l'intensité 115

représentée sur la figure 7, la bascule 84 n'est pas désar-

mée aussitôt que la lampe 14 atteint ce seuil d'intensité.

Au contraire la bascule 84 est désarmée un court moment après que le seuil d'intensité a été atteint, l'instant précis étant défini par le retard établi par le condensa- teur 111 et la résistance 113. Une raison pour laquelle le condensateur de retard 111 est utilisé consiste en ce que l'intensité de la lumière émise par la lampe 14 augmente brusquement et relativement linéairement pendant seulement une courte période, généralement inférieure à certaines durées désirées pour les éclairs, en fonction du retard engendré par le condensateur de rétroaction 111, le seuil d'intensité peut être réglé dans la zone de forte croissance linéaire, ce qui facilite l'établissement d'une durée relativement constante pour les éclairs. On a trouvé qu'une valeur de 0,002 microfarad pour le condensateur 111 et une valeur de 100 kilohms pour la résistance 113 étaient

appropriées pour le dispositif à lampe à éclats 10.

Une fois que le comparateur 110 a commuté de son état de tension négative à son état de tension positive, l'amplificateur inverseur 116 assure le désarmement de la bascule 84 qui envoie un signal au tampon 98 pour bloquer le transistor 196. En conséquence, le Darlington 100 est

bloqué et la lampe 14 cesse d'être conductrice et allumée.

Les résistances 130 et 131 dérivent le courant de fuite des transistors 103 et 101 pour faire en sorte qu'ils soient bloqués quand la bascule 84 est désarmée. La partie décroissante de la courbe représentant la tension d'anode sur la figure 7 indique le blocage du courant fourni à l'anode tandis que la partie décroissante de la courbe

d'intensité de la lampe met en évidence l'extinction résul-

tante de la lampe 14. Comme indiqué par les flèches 117 qui coupent la partie décroissante de la courbe 120, la durée de l'impulsion de tension d'anode est variable (en correspondance au réglage du potentiomètre 112), et avec elle la durée de l'éclair. Cependant il existe une limite en ce qui concerne la durée minimale disponible avec le

dispositif à lampe à éclats 10.

Le schéma représenté sur la figure 6 comporte également un circuit de sauvegarde pour faire en sorte que la bascule 84 soit désarmée à un instant prédéterminé après que la lampe commence à produire l'éclair. Le circuit de sauvegarde comprend un monostable 122 dont l'entrée 123 est déclenchée par le signal de sortie du coupleur optique 82 approximativement en même temps que la bascule 84 est armée et qu'une tension de 150 volts est appliquée à l'anode de la lampe 14. En réponse au déclenchement, le monostable 122 produit une impulsion dont la largeur est déterminée par la valeur d'une résistance externe 124 et la valeur d'un condensateur externe 126 et, dans le mode de réalisation représenté, la largeur d'impulsion est

réglée approximativement à 350 microsecondes. Cette impul-

sion est appliquée à un tampon inverseur 128 qui est relié par sa sortie à l'entrée de désarmement 120 de la bascule 84 et, lorsque l'impulsion est terminée, le tampon 128 envoie un signal numérique de niveau bas à l'entrée de désarmement 84 et il assure le désarmement de la bascule

si celle-ci n'a pas été précédemment désarmée par l'ampli-

ficateur 116.

Quand le dispositif à lampe à éclats 10 est utilisé en coopération avec un dispositif d'analyse optique tel qu'une caméra vidéo 16 et lorsque la caméra et la cible sont mobiles l'une par rapport à l'autre, il est souhaitable d'éclairer la cible juste le temps suffisant pour que les éléments photosensibles de la caméra détectent l'image et fournissent un signal électrique à une unité de traitement numérique telle que l'unité 35, du fait que, plus la durée de l'éclair est longue, plus l'image résultante est rendue floue. A titre d'exemple, une durée appropriée d'éclair pour une camera vidéo Hitachi KP120-U est comprise entre 100

et 200 microsecondes.

En outre, on peut imposer que la caméra produise trames par seconde et dans ce cas, il faut imposer au dispositif à lampe à éclats de produire 60 éclairs par seconde. Naturellement, ce mode de fonctionnement de la lampe raccourcit sa durée de service par rapport au cas o la lampe fonctionnerait avec une source produisant en permanence un courant alternatif, par exemple un courant

de 115 volts, 60 Hertz. Cependant on a trouvé expérimentale-

ment que le dispositif à lampe à éclats 10 utilisant une lampe fluorescente toroldale courante du type Norelco FC8T9/ CW/RS de 22 watts et d'un diamètre extérieur de 200 mm

(8 pouces) aurait typiquement une durée de service corres-

pondant à des centaines d'heures de fonctionnement du dispositif à lampe à éclats 10. En outre, la dissipation moyenne de puissance de la lampe 14 est faible, du fait que le cycle d'utilisation de l'ampoule est court, que les lampes fluorescentes telles que la lampe 14 n'émettent pas, du fait de leur nature, beaucoup de lumière ultraviolette

et que la lampe 14 assure un éclairement sensiblement uni-

forme à cause de ses grandes dimensions et de sa forme toroidale.

On a décrit ci-dessus un mode préféré de réalisa-

tion d'un dispositif à lampe à 3clats conforme à l'in-

vention. Cependant il va de soi que de nombreuses modifi-

cations et variantes peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple une lampe fluorescente ayant la forme d'un tube linéaire, d'un arc de cercle, d'une sphère ou toute autre forme appropriée, lorsqu'elle est pourvue d'une électrode d'ionisation de profil approprié, peut être excitée par le dispositif électronique 22 de façon à constituer une source de lumière à éclats. En outre, plusieurs lampes fluorescentes de tous types peuvent être excitées simultanément par le dispositif électronique 22 par établissement de courts-circuits respectifs entre les anodes, cathodes et électrodes d'ionisation de chaque lampe

mais cependant il peut être nécessaire d'apporter des mo-

difications au dispositif électronique 22 afin d'augmenter sa puissance de sortie si la charge combinée dépasse grandement la charge nominale d'une lampe fluorescente toroidale typique de 200 mm, telle que la lampe Norelco décrite ci-dessus. Si on utilise des lampes linéaires

comme source de lumière à éclats, elles peuvent être dispo-

sées parallèlement entre elles et on peut placer un dispo-

sitif d'analyse optique entre elles ou bien, lorsqu'on utilise des lampes sphériques, il est possible de les répartir uniformément autour d'un dispositif d'analyse optique. Il existe encore d'autres modifications et variantes qui peuvent être apportées au dispositif à lampe à éclats sans sortir du cadre de l'invention. Les grandeurs des tensions appliquées entre l'anode et la cathode ainsi qu'à

l'électrode d'ionisation peuvent être modifiées dans cer-

taines limites et le profil de l'électrode d'ionisation peut

être modifié, par exemple en faisant en sorte que l'élec-

trode d'ionisation ait le profil d'un arc de cercle supé-

rieur ou inférieur à 310 . Une électrode d'ionisation peut être constituée par un fil, une peinture conductrice ou une bande conductrice à la place de l'électrode 72 et elle peut être appliquée ou fixée, suivant le cas, sur la surface de la lampe 14 ou d'une autre lampe fluorescente utilisée, ou bien elle peut comprendre une électrode du genre bande, peinture, fil ou feuille qui est mise en place ou fixée

à l'intérieur de la lampe 14.

Egalement le dispositif à lampe à éclats 10 peut être utilisé pour un suivi de cibles autres qu'une feuille et on peut l'employer en coopération avec d'autres types

de dispositifs d'analyse optique; par augmentation ou ré-

duction de la fréquence de l'impulsion de synchronisation

, il est possible de faire produire des éclairs au dispo-

sitif à lampe à éclats 10 à une cadence supérieure ou in-

férieure à 60 éclairs par seconde.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Un appareil pour faire produire des éclairs

à une lampe fluorescente, cette lampe fluorescente com-

portant une anode (56) et une cathode (14), cet appareil -étant caractérisé en ce qu'il comprend: 5. un premier générateur (92, 100, 82, 84, 196) pour appliquer périodiquement une impulsion de tension à l'anode pour faire passer un courant de l'anode à la cathode, une électrode d'ionisation (72) pour faciliter la conduction du courant entre l'anode et la cathode, et un second générateur (88, 90, 94) pour appliquer une

seconde tension à l'électrode d'ionisation approxima-

tivement en même temps que l'impulsion de tension est appliquée à l'anode, cette seconde tension ayant une

amplitude supérieure à l'impulsion de tension appli-

quée à l'anode.

2. L'appareil selon la revendication 1, dans lequel l'impulsion de tension appliquée à l'anode a une durée inférieure à une milliseconde, et la seconde tension est une impulsion de durée inférieure à une milliseconde.

3. L'appareil selon la revendication 1, com-

portant également: 25. un détecteur (108), pour détecter la durée de l'éclair de la lampe fluorescente, et une commande (109, 116, 120, 196) qui, en liaison avec le détecteur, modifie automatiquement la durée de l'impulsion appliquée à l'anode, de manière à commander

la durée de l'éclair.

4. L'appareil selon la revendication 3, dans lequel la commande (109, 116, 120, 196) modifie la durée du premier des éclairs en fonction de l'état d'une sortie du détecteur en réponse au premier éclair et met fin à l'impulsion de tension appliquée à l'anode lorsque le détecteur indique que le premier éclair a persisté pendant une durée prédéterminée.

5. L'appareil selon la revendication 4, dans lequel le détecteur comporte un élément sensible

à la lumière.

6. L'appareil selon la revendication 5, 1Q comportant également un troisième générateur (76)

chauffant la cathode préalablement au passage du cou-

rant de l'anode à la cathode.

7. L'appareil selon la revendication 1, comportant également une attache (36) à emmanchement

forcé pour supporter la lampe fluorescente et l'élec-

trode d'ionisation, l'électrode d'ionisation étant fixée à l'intérieur d'une partie réceptrice de l'attache, et la lampe fluorescente s'emmanchant à force dans la partie réceptrice de l'attache dans une zone adjacente

à l'électrode d'ionisation.

8. L'appareil selon la revendication 1,

dans lequel la lampe fluorescente a une forme sensible-

ment toroldale, et l'électrode d'ionisation a la forme d'une section d'anneau, l'appareil comportant également

une attache (36,36) pour supporter la lampe fluores-

cente (14) par rapport à un dispositif d'analyse optique de manière que ce dispositif d'analyse optique opère sa scrutation au travers de la région centrale de la

lampe fluorescente (14).

9. Un procédé pour faire produire des éclairs à une lampe fluorescente, cette lampe fluorescente comportant une anode (56), une cathode (14) et une

électrode d'ionisation (72), ce procédé étant carac-

térisé par les étapes consistant à:

appliquer une première impulsion de tension relative-

ment faible à l'anode pour faire passer un courant de l'anode à la cathode, 5. appliquer une seconde tension relativement élevée à l'électrode d'ionisation approximativement en même

temps que la première impulsion de tension est appli-

quée à l'anode, pour faciliter la conduction du courant de l'anode à la cathode, 10. détecter la durée du premier éclair lumineux produit par la première impulsion de tension appliquée à l'anode, et

mettre fin à la première impulsion de tension appli-

quée à l'anode, après avoir détecté que la lampe fluo-

rescente a produit un éclair pendant une durée pré-

déterminée, de manière à faire produire à la lampe

fluorescente un éclair ayant une durée prédéterminée.

10. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape de détection de la durée de l'éclair est

réalisée par détection optique de la durée de l'éclair.