FR2852694A1 - Appareil de mesure optoelectronique a composition modulaire multiple - Google Patents
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Abstract
Appareil de mesure ou d'analyse optoélectronique à composition modulaire multiple et à usages multiples constitué d'une pluralité de modules .Ces modules peuvent être associés entre eux par des moyens de fixation (26) rapide ,démontables et remontables plusieurs fois dans une position prédéterminée .La composition d'une association de ces modules détermine l'usage c'est à dire le type de mesures pouvant être effectuées avec l'appareil .Les modules sont du type : module « détection/interface » (3), module « diffraction » (9) , module « focalisation » (11) , module « source de lumière » (14) , module « support échantillon » (16),ou module « appareil numérique » (17).L'appareil de mesure peut être utilisé dans la filière viticole pour contrôler les étapes d'élaboration du vin ou pour suivre l'évolution d'un vin en bouteille ,en cosmétologie, en dermatologie ,en dentisterie, et dans bien d'autres domaines.
Description
L'invention est du domaine des dispositifs de mesure ou d'analyse optique
d'un
objet liquide,solide, gazeux ou lumineux utilisant des moyens optoélectroniques.
Il existe de nombreux spectromètres, colorimètres, spectrophotomètre permettant de fournir des informations sur les constituants d'un objet. Par comparaison avec des spectres optiques de référence on peut, par exemple,doser les constituants d'un liquide.
Ces appareils permettent également de déterminer la composition spectrale d'une source de lumière par exemple une lampe, une diode électroluminescente, un flash, une 0o lumière émanant d'une combustion ou de déterminer la composition spectrale d'une lumière réfléchie sur une surface.
De nombreuses façons de réaliser de tels appareils de mesure ont déjà été décrites.
Il existe aussi des appareils utilisant des sources de lumières destinées à mesurer le degré d'opacité d'un liquide Le liquide est placé entre une source de lumière et un photo détecteur Suivant le degré d'opacité du liquide qui est soit fixe dans un récipient soit en mouvement dans une canalisation le photo détecteur recevra plus ou moins de lumière.
L'inconvénient est que ces dispositifs sont des appareils de laboratoire dont le coût et le maniement restent réservé à un petit nombre de spécialistes et que chaque application nécessite un appareil différent comprenant à la fois son dispositif de détection constitué de photo détecteurs de nature très variée suivant l'application, son dispositif d'affichage,de dialogue avec l'opérateur et un support d'échantillon.En général, ces appareils sont à 25 poste fixe et leur déplacement est contraignant.
L'objectif de la présente invention est d'apporter une solution à ces contraintes et consiste en un appareil de mesure ou d'analyse optique bas coût,précis et fiable permettant un usage simple et multiple grâce à une composition modulaire résultant de l'association 30 de modules de base comprenant un module " détection/interface " utilisant des moyens de détection optoélectronique et un dispositif d'interfaçage avec l'opérateur de manière commune à plusieurs utilisations telles que la spectrométrie en transmission, la spectrométrie en réflexion, la mesure de l'opacité d'un liquide fixe ou en mouvement, la mesure de la taille des particules présentes dans un fluide, l'analyse colorimétrie d'une 35 surface, l'analyse spectrale d'un rayonnement.Le passage d'une utilisation à l'autre s'effectue par à un changement rapide d'association de modules de base et par un changement de programme de pilotage.
L'appareil selon l'invention permet d'obtenir de nombreuses informations sur différents objets à analyser grâce à la réutilisation de modules communs à plusieurs usages et grâce à une pluralité de modules disponibles.
Description de l'invention
La description de l'invention et les dessins qui suivent permettront de mieux comprendre les buts et les avantages de l'invention.11 est clair que cette description et les dessins qui suivent ont valeur d'exemple et n'ont pas de caractère limitatif 10 Dans les figures: La figure 1 schématise le module " détection/interface "; La figure 2 schématise le module " diffraction">; La figure 3 schématise le module " focalisation "; La figure 4 schématise le module " source de lumière; La figure 5 schématise le module " support d'échantillon "; La figure 6 schématise une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en réflexion constituée à partir d'un module " appareil numérique "; La figure 7 schématise une composition modulaire pour mesure de composition 20 spectrale de sources de lumière constituée à partir d'un module " appareil numérique "; La figure 8 schématise une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en transmission constituée à partir d'un module " appareil numérique "; La figure 9 schématise une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en transmission; La figure 10 schématise une composition modulaire pour mesure d'opacité; La figure 11 schématise une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en réflexion; La figure 12 schématise un disque optique; La figure 13 schématise une portion de disque optique découpée; 30 La figure 14 schématise les sillons d'un disque optique; Le dispositif de mesure ou d'analyse optoélectronique selon la présente invention est constitué d'une pluralité de modules dont les différentes associations possibles déterminent la ou les mesures pouvant être réalisées. L'association de ces dits modules 35 entre eux suivant une composition prédéterminée, est réalisée en un temps n'excèdent pas quelques minutes grâce à des dispositifs de fixation (6,26)rapide et démontable et remontable plusieurs fois, positionnés sur chacun de ces dits modules. La composition de l'association détermine l'usage de l'appareil de mesure c'est à dire le type de mesure à effectuer.
Le dispositif selon la présente invention comprend au moins un module de base appelé module " détection/interface " qui est présent dans toutes les variantes de composition, ainsi que d'autres modules qui viennent se rajouter de manière fixe mais démontable sur ce module " détection/interface " selon les besoins et les moyens financiers de l'utilisateur.
Un moyen de fixation rapide démontable et remontable plusieurs fois consiste par 10 exemple et de manière non exclusive en un clipsage, un vissage par bague telle que celle rencontrée dans les objectifs interchangeable d'appareils photos,un vissage par vis.Ce dispositif de fixation pourra inclure un ou plusieurs moyens pour garantir un positionnement répétable et prédéterminé des modules les uns par rapport aux autres, par exemple un ergot, une gorge,un pion de détrompage. 15 Chaque module du dispositif d'analyse est classifié en 6 catégories qui sont définies de la manière suivante: - 1)un module " détection/interface " (3), schématisé figure 1, est constitué: 20 - d'un ou plusieurs dispositifs optoélectroniques (1), de type CCD ( dispositif dit à transfert de charges) ou imageur CMOS( dont on trouve une description dans la revue électronique n113 d'avril 2001sous le titre " évaluer les performances d'un imageur Cmos "), dispositifs bien connu aujourd'hui et que l'on trouve par exemple dans les appareils appelés scanner ou fax qui permettent de copier l'image d'un document papier dans la mémoire d'un ordinateur ou dispositifs que l'on trouve dans les appareils photos numériques pour copier l'image d'une scène Ces dispositifs optoélectroniques comportent une ou plusieurs cellules photosensibles qui peuvent être reparties sur une surface de manière linéaire ou matricielle. Le nombre de cellules photosensibles, appelés aussi pixels sur un dispositif électronique de type CCD ou CMOS peut atteindre aujourd'hui plusieurs millions La présence éventuelle d'un filtre de couleur sur chacun des pixels permet de connaître la composition spectrale de la lumière incidente sur la puce électronique de détection par exemple suivant les 3 couleurs fondamentales 35 rouge, vert et bleu, - des circuits électroniques de type microprocesseurs et leur circuits périphériques tels que convertisseurs, mémoires, qui permettent de traiter les données émanant de ou des dispositifs optoélectroniques, de piloter les mesures, de commander le fonctionnement du ou des modules sources de lumières. Ces circuits électroniques peuvent contenir des informations sur certaines caractéristiques des cellules photosensibles constituants les détecteurs optoélectroniques sous forme de cartographie ou sous forme d'équation s mathématique caractérisant la sensibilité des cellules en fonction de la longueur d'onde du rayon incident.De même des données de référence tels que spectrogrammes peuvent être stockés. Ces informations peuvent être stockées dans des mémoires réinscriptibles de type E2PROM ou mémoires flash ou RAM et être réactualisées au cours de la vie de l'appareil selon l'invention. Par exemple on aura 10 intérêt,pour augmenter la précision des mesures réalisées avec l'appareil selon l'invention, à connaître la sensibilité de toutes ou partie des cellules photosensibles du ou des dispositifs optoélectroniques en fonction de la longueur d'onde pour permettre une calibration de l'appareil selon l'invention suivant un autre brevet du présent inventeur en cours de dépôt. La mesure de la sensibilité de toutes ou une partie des cellules photosensibles peut être fait au cours de la fabrication du module " détection/interface " par exemple lors du test final de production et les mesures recueillies peuvent être téléchargées dans la ou les mémoires réinscriptibles du module " détection/interface " pour un usage ultérieur tel que la dite calibration; - d'un clavier (2a) comprenant des boutons permettant à l'utilisateur de piloter la mesure et les communications entre l'appareil et un ou des dispositifs du type ordinateur fixe, portable ou de poche, automate programmable ou assistant personnel; - d'un écran de visualisation (2) permettant à l'opérateur de voir certaines informations concernant l'appareil de mesure, par exemple le mode d'utilisation choisi tel que spectromètre en réflexion, opacimétre, ou le niveau de charge de la batterie ou des informations concernant la ou les mesures effectuées; le clavier et l'écran de visualisation pouvant être constitués par un seul et même 30 dispositif à savoir un écran de visualisation tactile qui permet à la fois la visualisation et la communication interactive avec des circuits électroniques grâce à par exemple une pression judicieusement localisée sur l'écran soit à l'aide d'un doigt soit à l'aide d'un stylet.De tel écrans tactiles sont maintenant d'un usage courant dans les dispositifs d'agenda électronique ou ordinateurs de poche, qui regroupent certaines fonctions des ordinateurs de bureau dans des boîtiers pas plus gros que ceux des calculatrices de poche; - d'un dispositif d'interfaçage permettant les communications entre l'appareil selon l'invention et un ou plusieurs dispositifs externes de type ordinateur à poste fixe ou portable ou de poche ou automate programmable. Ce dispositif comprend des circuits électroniques et au moins un connecteur (4). Ce dispositif peut contenir également des moyens de transmissions sans fil par ondes électromagnétiques telles que ondes millimétriques, radiofréquence ou infra rouge pour communiquer avec les dits dispositifs ou pour communiquer avec le module " source de lumière "; - d'une alimentation (7), batterie ou piles, permettant un fonctionnement autonome du dispositif de mesure selon la présente invention; - d'un connecteur (5) permettant de relier le module " détecteur/interface " au module " source de lumière "; 15 - d'un boîtier muni de son ou ses dispositifs de fixation rapide, démontable et remontable plusieurs fois.
2)un module " focalisation"(1 1), schématisé figure 3, est constitué d'un boîtier muni de son ou ses dispositifs de fixation rapide, démontable et remontable plusieurs fois dans lequel sont disposés un ou plusieurs dispositifs optiques (10) qui permettent de transmettre un faisceau lumineux suivant un angle et une largeur de faisceau lumineux déterminés. De tels dispositifs optiques peuvent être avantageusement réalisés par des lentilles de verre ou 25 de matériaux organiques.
Les objectifs ou téléobjectifs des appareils photo ou les objectifs de microscopes constituent des exemples de modules " focalisation ".
3)un module "source de lumière " (14), schématisé figure 4, est constitué d'un boîtier muni de son ou ses dispositifs de fixation rapide, démontable et remontable plusieurs fois, dans lequel auront été fixés une ou plusieurs sources d'ondes lumineuses(13) de type diode électroluminescente, lampe au tungstène, lampe flash par exemple du type que celle utilisée dans les appareils photographiques,diodes laser.
On aura intérêt à utiliser un ou des circuits imprimés (12) comme support et connecter de 35 manière fixe par soudure ou temporaire par insertion dans un connecteur soudé sur le circuit imprimé cette ou ces sources de lumière.
Le ou les dits circuits imprimés contiendront les circuits électroniques nécessaires pour faire fonctionner la ou les dites sources de lumière.Un ou des circuits électroniques assureront l'interface avec le module " détection/interface " qui commandera le fonctionnement de ou des sources de lumière suivant le type de mesure à effectuer.Les communications entre le module " source de lumière " et le module " de détection/interface " s'effectueront par l'intermédiaire d'un câble (25) et connecteur (12a) ou grâce à des liaisons sans fils de type infra rouge ou radiofréquence.Un dispositif de type bluetooth connu des spécialistes en liaisons sans fil, pourra être utilisé à cet effet.
Tous les circuits électroniques d'un module " source de lumière " pourront avantageusement être placés sur un même circuit imprimé .Le ou les dit circuits imprimés seront fixés à l'intérieur du boîtier Un orifice vide ou muni d'un matériau transparent aux io longueurs d'ondes utilisées pour la mesure sera présent dans le boîtier pour permettre l'émission de la source du ou des faisceaux lumineux vers l'objet à analyser.
Les longueurs d'ondes des faisceaux lumineux peuvent aller du domaine spectral ultra violet jusqu'au domaine spectral infra rouge. 15 Le ou les module " source de lumière " pourront éventuellement être munis de dispositifs propres à dévier les faisceaux lumineux pour par exemple, soit concentrer le maximum de lumière sur l'objet à analyser soit rendre les faisceau lumineux, émanant du module, parallèles entre eux, suivant un axe prédéfini.
De tels dispositifs peuvent être réalisés à l'aide de lentilles de matériaux transparents ou à l'aide de miroirs de géométrie judicieuse et placés derrière la ou les sources lumineuses.De tels miroirs sont utilisés pour les lampes flash des appareils photographiques et sont réalisés avec de fines plaques de métal réfléchissant.
Un alimentation autonome de type batterie ou pile peut éventuellement être incluse dans le boîtier du module source de lumière pour décharger la fonction alimentation du module "détection/interface ".
Un module " source de lumière " pourra comporter un mécanisme apte à projeter un faisceau lumineux sur une surface (19) suivant plusieurs angles différents. Plusieurs dispositions permettent de réaliser cette fonction d'orientation: soit le module tout entier est orientable grâce à une fixation orientable soit le dispositif de focalisation de la lumière est orientable soit l'ensemble sources de lumière et dispositif de focalisation est orientable.
4)un module " diffraction "(9), schématisé figure 2, est constitué d'un boîtier de son ou 35 ses dispositifs de fixation rapide, démontable et remontable plusieurs fois dans lequel est fixé un réseau de diffraction de la lumière (8.Ce réseau de diffraction peut avantageusement être réalisé suivant une conception et des procédés de fabrication similaire à ceux utilisés pour fabriquer les disques optiques numériques de type disques compacts audio ou CD rom bien connus du grand public.
En effet ces dits disques optiques(22) présentent une surface réfléchissante criblée,du coté servant à la lecture par un faisceau laser des données enregistrées sur le disque, de minuscules sillons(24), constitués par une succession de micro-cuvettes, qui sont autant de s zones de diffusion de la lumière.La répétition successive de ces sillons le long d'un rayon d'un disque optique et l'espacement régulier entre 2 sillons successifs donnent lieu à des phénomènes d'interférences entre les rayons lumineux issus d'une même source incidents sur la surface du disque L'espace entre 2 sillons étant constant de l'ordre de quelques micromètres ou fraction de micromètres, une portion radiale (23) de disque optique, dont la 10 longueur est de l'ordre de quelques millimètres ou une fraction de millimètre et la largeur de l'ordre de quelques millimètres ou une fraction de millimètre, constitue un réseau de diffraction en réflexion pour des longueurs d'ondes du domaine spectral uv jusqu'à l'infra rouge.
Les rayons lumineux, de longueur d'onde X incidents sur la surface d'un réseau de diffraction constitué par une dite portion de disque optique (23) suivant un angle a par rapport à la normale à cette surface, sont diffusés par les sillons et interfèrent de manière constructive suivant un angle <p par rapport à la normale à cette surface donné par la formule: sin pk = k X/ s.cosa avec k ordre d'interférence.
exemple numérique:
pour une longueur d'onde de 0.4 micron a=20' (p est égal à 15.4 pour une longueur d'onde de 0.8 micron a=20' (p est égal à 32 Une variante possible par rapport au standard actuel des disque optiques numériques préenregistrés consiste à faire varier l'écartement des sillons.Cet écartement est aujourd'hui de 1.6 micromètre pour les CD audio.11 est intéressant de changer cet espacement pour éviter d'éventuels chevauchements d'ordre d'interférence, noté k dans la formule précédente. Un moyen de faire varier cet espacement consiste à faire varier le pas 30 de déplacement du faisceau laser qui sert à graver les micro cuvettes des disques optiques ou à faire varier la vitesse de rotation des disques en cours de gravure. Ces techniques peuvent être utilisées avantageusement pour réaliser la matrice qui sert à fabriquer plusieurs milliers de disque par matriçage.
On aura intérêt à utiliser des disques optiques comportant une forte densité de micro 35 cuvettes pour augmenter l'intensité optique des rayons diffractés dans une direction de construction positive d'interférence. Un moyen d'obtenir cette forte densité consiste à graver de manière continue le disque optique ou la matrice servant à produire les disques optiques, c'est à dire ne pas arrêter le faisceau laser pendant la gravure.
La réalisation d'une portion de disque optique se réalise simplement par un procédé classique de découpe par exemple le sciage.
5)un module " support d'échantillon " (16), schématisé figure 5, est constitué d'un boîtier muni de son ou ses dispositifs de fixation rapide démontable et remontable plusieurs fois,de pièces destinées à recevoir l'échantillon à mesurer et à le positionner de manière prédéterminée sur le trajet du faisceau lumineux d'analyse lorsque l'échantillon est un objet matériel liquide solide ou gazeux io 6)un module " appareil numérique "(17) est constitué d'un appareil photographique numérique ou d'un camescope numérique ou bien d'un téléphone portable muni d'une caméra.
Les appareils photos numériques de même que les cameras électroniques ( appelées camescopes) ou les téléphones portables qui comprennent déjà un dispositif détecteur optoélectronique du type camera ccd ou imageur cmos ainsi que les circuits électroniques de pilotage de ces circuits et des dispositifs d'interfaçage avec des dispositifs tels qu'ordinateur ou imprimantes peuvent constituer de manière avantageuse un module " détecteur/interface "La lampe flash présent dans l'appareil photo peut constituer un module " source de lumière " tel que décrit précédemment. Les images photographies 20 pourront par exemple consister en des spectrogrammes.
Tous les modules seront conçus de manière à laisser passer la lumière à analyser lorsque nécessaire et à bloquer ou absorber les lumières parasites, non nécessaires à l'analyse. Pour cette raison l'emploi de matériaux de couleur noir mat ou l'emploi de 25 traitement de surface noir mat sera privilégié.
Une pluralité de modules peut être réalisée dans chacune des 6 classes définies précédemment en fonction des types d'usage prédéterminés.
Par exemple une pluralité de modules " support d'échantillon " peut être conçu en fonctions de la grande diversité des échantillons à analyser. Nous citerons, par exemple, 30 mais de manière non exclusive des modules " support d'échantillon " pour les différentes formes de bouteilles de vin, pour l'analyse des prélèvements d'eau de piscine,pour l'analyse de la peau.
Nous citerons quelques exemples de compositions modulaires qui peuvent être 35 réalisées suivant l'invention: a) une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en transmission, schématisée figure 9, ou en réflexion, schématisée figure 11, est constituée d'un module " détection/interface ", d'un module " diffraction ", d'au moins un module " focalisation ", d'un module " support d'échantillon ",,d'un module " source de lumière "; b) une composition modulaire pour mesure de spectrométrie en réflexion sous différents angles d'éclairement est constituée d'un module " détection/interface ", d'un module " diffraction ", d'au moins un module " focalisation ", d'un module " support d'échantillon ",,d'un module " source de lumière " dont l'angle des faisceaux lumineux projetés sur la surface à analyser est orientable de manière prédéterminée; 10 c) une composition modulaire pour mesure de composition spectrale de sources de lumière est constituée de l'association d'un module " détection/interface ", d'un module " diffraction ", d'au moins un module " focalisation "; d) une composition modulaire pour des mesures d' opacité en fonction de la longueur d'onde d'un liquide ou d'un gaz, est constituée de l'association d'un module " détection/interface ", d'un module " diffraction ", d'au moins un module " focalisation ", d'un module " support d'échantillon ", d'un module " source de lumière " e) une composition modulaire pour mesure d' opacité d'un liquide ou d'un gaz, schématisée figure 10, est constituée de l'association d'un module " détection/interface " d'au moins un module " focalisation ", d'un module " support d'échantillon ",,d'un module " source de lumière " f) une composition modulaire pour mesure de photométrie, est constituée de l'association d'un module " détection/interface ", d'au moins un module " focalisation "; g) une composition modulaire pour mesure de rugosité d'une surface ou de la taille 30 des particules d'un liquide ou d'un gaz est constituée de l'association d'un module " détection/interface ", d'au moins un module " focalisation ", d'un module " support d'échantillon ",,d'un module " source de lumière " émettant un ou des rayons laser.
Une analyse de rugosité permet de déterminer la rugosité d'une surface grâce à l'image 35 plus ou moins granuleuse d'un faisceau laser se réfléchissant sur cette surface ou de déterminer la taille des particules présentes dans un liquide par l'image en transmission d'un faisceau laser traversant ce liquide. L'étendue du faisceau transmis ainsi que la taille des grains constituants l'image transmise renseignent sur la taille des particules présentes dans le liquide.La quantité de particules a, quant à elle, une influence sur l'intensité globale de rayonnement transmis Dans chacune des compositions modulaires précédemment décrites on peut 5 remplacer le module " détecteur/interface " et le module " source lumière " par un module " appareil numérique ", ceci lorsque la source de lumière présente sur le module " appareil numérique " est adaptée à la ou les mesures. Dans ce cas le module " support d'échantillon " pourra être munis de réflecteurs optiques (21) permettant de dévier de manière adéquate le faisceau d'analyse. Lorsque la source de lumière sur le module 0 " appareil numérique " est inadaptée seul le. module " détecteur/interface " peut être remplacé par un module " appareil numérique " D'autres compositions modulaires peuvent être réalisées à partir d'un module " détecteur/interface " ou bien d'un module " appareil numérique " qui constituent le coeur 15 de l'appareil selon l'invention et dont l'un ou l'autre est présent dans toutes les compositions. L'utilisateur de l'appareil pourra définir d'autres usages pour des compositions déjà citées ou bien d'autres compositions qu'il aura imaginé et construites à partir de tout ou parti des modules de l'appareil selon l'invention.
Un dispositif externe de traitement des données peut être utilisé et est constitué par exemple en un dispositif du type ordinateur fixe ou portable ou de poche On pourra avoir intérêt à insérer dans un support rendu solidaire du module " détection/interface " par une fixation rapide démontable et remontable plusieurs fois ledit assistant personnel ou pocket PC.
La liaison de 1' ordinateur de poche vers le module " détection/interface " peut se faire par une liaison filaire, ou sans fil, au ou, de manière plus intéressante, par un connecteur fixé.
Exemple de procédure de mesure cette procédure est donnée à titre d'exemple et n'a pas de caractère limitatif: ayant choisi un type de mesure à effectuer, l'utilisateur monte dans un premier temps les modules correspondants; sur le module " détecteur/interface " il choisi le mode de fonctionnement parmi un choix multiple s'affichant à la mise sous tension du module, après avoir au préalable déposé l'échantillon à mesurer dans le module " support d'échantillon " il lance le ou les mesures en agissant soit sur le clavier du module " détecteur/interface " soit sur l'écran tactile du dit module soit en agissant sur un dispositif externe de type ordinateur, automate programmable ou ordinateur de poche. Le résultat du mesurage est traité soit dans le module " détecteur/interface " soit dans un dispositif externe de type ordinateur automate programmable ou ordinateur de poche La mesure peut être présentée à l'opérateur sur 1' écran de visualisation du dispositif selon l'invention ou bien être présentée ultérieurement sur le dit écran ou un écran d'un ou de plusieurs dispositifs externes ou la mesure peut être utilisée par un autre dispositif,par exemple un automate programmable, pour modifier un processus dans le cadre d'un contrôle automatique de processus.
Lorsque l'utilisateur veut changer de type de mesure il réitère les opérations précédentes en changeant de composition modulaire si nécessaire.
Si la mémoire de l'appareil ne contient pas le programme correspondant à la mesure souhaitée par l'opérateur,ce dernier peut télécharger ledit programme à partir d'une source externe de type banque de données sur Intemet ou disquette informatique ou tout support de données informatique. Le téléchargement dans le module " détecteur/interface " ou le dispositif externe pilotant l'appareil selon l'invention peut 15 s'effectuer par liaison filaire ou par liaison sans fil.
Le programme de pilotage de la mesure peut inclure une procédure de calibration Cette procédure peut être déclenchée de manière manuelle par l'utilisateur ou de manière automatique. Une telle procédure est définie dans une autre demande de brevet du présent inventeur.
L'utilisateur peut être amené à calibrer l'appareil selon l'invention à l'aide par exemple de filtres optiques dont on connaît précisément la bande spectrale passante Les domaines d'utilisation d'un appareil selon l'invention sont vastes. On peut citer les exemples suivants: - Le domaine vinicole dans lequel l'analyse et le suivi de la couleur du moût ou des vins devient un paramètre important dans la fabrication du vin.
Par exemple la mesure de l'intensité colorante à diverses longueurs d'onde par exemple à 420 nm 520 mn ou 620 mn du vin ou du mout de raisin pourra être faite en une seule mesure grâce à l'appareil selon l'invention.
La présente invention pourra être aussi utilisée avantageusement pour: suivre l'évolution du mûrissement des grains de raisins directement à la propriété viticole permettant ainsi d'éviter la perte de certaines parcelles de vignes d'un domaine viticole parce que l'analyse dans un laboratoire extérieur aura été trop longue et le moment optimum decueillette dépassée; - suivre l'évolution d'un vin lorsqu'il est embouteillé :II a été montré que la composition spectrale d'un vin évolue avec le temps et qu' un changement de couleur du vin est accompagné d'une évolution organoleptique.
En analysant la composition spectrale et l'évolution de la composition spectrale d'un vin d'une bouteille à l'aide de l'appareil selon l'invention, le détenteur de la bouteille (viticulteur, négociant restaurateur ou particulier) pourra ouvrir ou non la bouteille à bon escient sans avoir à la sacrifier en l'ouvrant pour analyse par dégustation Il pourra également vérifier que le vin contenu dans la bouteille correspond bien aux indications de 10 ou des étiquettes fixées sur cette bouteille Il a été décrit dans des articles ou des brevets de nombreuses méthodes pour déterminer la nature et la proportion de constituants d'un liquide à l'aide de la connaissance de la composition spectrale de ce liquide réalisée par un spectromètre.
L'appareil selon l'invention monté et utilisé en mode spectromètre pourra bénéficier de ces 15 nombreuses méthodes.
Des spectrogrammes caractéristiques d'un vignoble, d'une année, d'un millésime, pourront être partagés et/ou échangés entre professionnels et amateurs de vin par les voies de communication modernes que sont Internet et le courrier électronique ou visibles sur 20 des magazines ou des livres spécialisés Les spectrogrammes d'un vin pourront être réalisés de manière périodique et le suivi de la dérive éventuelle des spectrogrammes permettra de décider de l'opportunité de l'ouverture d'une bouteille d'un même lot de fabrication ou d'un même cépage par exemple.
Une analyse de l'opacité d'un moût de raisin peut être utile lors du processus de 25 filtration du dit moût pour piloter le dit processus.
- Dans le domaine agricole pour suivre la maturation des fruits, des légumes en analysant la couleur des fruits ou des légumes; - Dans le domaine de la cosmétologie pour déterminer plus précisément qu'à l'oeil les propriétés de la peau ( couleur, brillance, relief) ou regarder la réaction de la peau lors de son exposition à certaines ondes lumineuses telles que les ultra violet ou les infra rouges pour aider au bronzage optimum en permettant la connaissance des caractéristiques du rayonnement utilisé que ce soit le soleil ou une lampe générant des rayons ultra violets et 35 en permettant de connaître la variation de coloration de la peau,pour déterminer le meilleur traitement,la meilleure crème de beauté ou de soins à appliquer; - Dans le domaine de la coiffure pour déterminer la couleur des cheveux pour mieux adapter les teintures; - Dans l'agro alimentaire pour déterminer la couleur de la viande pour vérification/contrôle de la fraîcheur ou suivre la cuisson des aliments dans un four et optimiser cette cuisson en évitant la carbonisation des aliments; - En dermatologie pour déterminer la couleur des taches sur la peau et permettre ainsi un pré-diagnostic des tumeurs de l'eczéma ou autre désordre affectant la peau; 10 - En pédiatrie pour déterminer le degré d'ictère chez le nouveau-né; - Dans le milieu dentaire (dentistes, prothésistes) pour aider à déterminer la couleur des dents pour la réalisation des prothèses dentaires; 15 - Dans la décoration intérieure ou un des problèmes majeurs des décorateurs est l'influence de la luminosité sur l'appréciation des couleurs. Une mesure quantifiée de la couleur sous un certain type de lumière ainsi que sous plusieurs angles est intéressante; -Dans le bâtiment pour déterminer certaines propriétés des bétons et enduits telles 20 couleur, composition,granulométrie,degré de séchage grâce à une analyse optique de surface.Pour analyser la transmission d'un verre de vitre par le rayonnement lumineux artificiel ou naturel; -dans l'industrie textile pour déterminer les coloris des textiles; 25 -dans le domaine des stylistes ou designers pour échanger avec des fournisseurs ou d'autres concepteurs ou des clients à l'autre bout du monde les coloris des modèles sous la forme de spectrogrammes que l'on peut envoyer par des moyens électroniques tels que courrier électronique ou Internet de manière beaucoup plus rapide que l'envoi d'un 30 échantillon par transporteur; - dans l'industrie chimique pour déterminer la couleurs du ou des produits d'une réaction chimique et affiner la détermination des taux des composés en présence; - dans le domaine de l'environnement pour permettre d'assurer un suivi des rejets 35 soit liquides soit gazeux afin de renforcer la vigilance environnementale - pour contrôler l'eau des piscines dont on va analyser des caractéristiques telles que par exemple,degré d opacité ,pH, taux de chlore, soit en continu sur le circuit de filtration à travers une canalisation transparente soit en prélevant un échantillon.Le dispositif selon la présente invention peut servir par exemple à déterminer plus précisément le pH de l'eau grâce à une détermination fine de la couleur du mélange réactif /eau de piscine; - dans l'enseignement pour les travaux pratiques sur la lumière (lycées et enseignement supérieur); -pour les handicapés visuels pour leur permettre de connaître la couleur de leurs vêtements et de leur nourriture sans avoir besoin de recourir à une analyse par camera sophistiquée.
Claims (2)
1) Appareil de mesure ou d'analyse optoélectronique à composition modulaire multiple et 5 à usages multiples caractérisé en ce qu' il comprend un module " détection/interface " (3) constitué: - d'au moins un dispositif de détection optoélectronique (1) comportant des cellules photosensibles de type dispositif à transfert de charges, communément appelé 10 CCD, ou de type imageur CMOS; - des moyens de traitement électronique dudit dispositif de détection optoélectronique, - des circuits électroniques de type microprocesseurs et leur circuits périphériques tels que convertisseurs, mémoires, qui permettent de traiter les données émanant de 15 ou des dispositifs optoélectroniques, de piloter les mesures, de commander le fonctionnement.
- de circuits électroniques ou optoélectroniques permettant de transférer les signaux électriques issus du traitement à un ou des dispositifs de type ordinateur automate programmable ou assistant via un câble électrique ou une transmission par onde 20 électromagnétique ou une fibre optique, d'un ou plusieurs connecteurs électriques; - d'un clavier et d'un écran de visualisation reliés aux dits circuits électroniques, ou d'un écran de visualisation tactile cumulant les fonctions de clavier et d'écran de visualisation; - d'un boîtier comprenant au moins un dispositif de fixation pour d'autres modules rapide, démontable et remontable plusieurs fois; - d'une alimentation électrique autonome.
2) Appareil de mesure ou d'analyse optoélectronique à composition modulaire multiple et 30 à usages multiples selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' il comprend un module " diffraction " (9) constitué d'une portion de disque optique (23) contenant des micro cavités formant des sillons continus ou discontinus d'une largeur de l'ordre du micromètre et espacés de l'ordre du micromètre:
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