FR3061772A1

FR3061772A1 - Procede d'analyse d'une plage de mesure et spectrometre miniature pour la mise en œuvre du procede

Info

Publication number: FR3061772A1
Application number: FR1850193A
Authority: FR
Inventors: Benedikt STEIN; Christoph Schelling; Florian Michel; Marion Hermersdorf; Martin Husnik; Ralf Noltemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-07-13
Also published as: CN108303387B; CN108303387A; DE102017200356A1

Abstract

Procédé (10) d'analyse consistant à effectuer deux mesures simples (11', 11''), - en éclairant (110', 110'') l'objet avec deux rayonnements, et - comparer (12) les signaux spectrométriques (111', 111") pour obtenir une valeur de comparaison (12'), qui est un indicateur de la présence d'une réflexion directe.

Description

Titulaire(s) :

ROBERT BOSCH GMBH.

O Demande(s) d’extension :

® Mandataire(s) : CABINET HERRBURGER.

® PROCEDE D'ANALYSE D'UNE PLAGE DE MESURE ET SPECTROMETRE MINIATURE POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE.

@) Procédé (10) d'analyse consistant à effectuer deux mesures simples (1 T, 11 ),

- en éclairant (110', 110) l'objet avec deux rayonne- ments, et

- comparer (12) les signaux spectrométriques (11 T,

111“) pour obtenir une valeur de comparaison (12'), qui est un indicateur de la présence d'une réflexion directe.

FR 3 061 772 - A1

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Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un procédé d’analyse d’une plage de mesure en tenant compte d’une exploitation spectrale d’au moins une mesure simple, la mesure simple consistant à éclairer un objet de la plage de mesure avec un rayonnement électromagnétique, et faire une mesure spectrométrique d’un rayonnement venant de la plage de mesure.

L’invention a également pour objet un spectromètre miniature pour effectuer l’analyse de la plage de mesure selon le procédé ci-dessus et comprenant une unité d’éclairage ayant au moins deux éléments d’éclairage pour éclairer la plage de mesure avec un rayonnement électromagnétique selon différents angles d’éclairage, une unité de détection, un élément spectral placé dans le chemin du rayonnement entre la plage de mesure et l’unité de détection et une unité d’exploitation pour commander les éléments d’éclairage de l’unité d’éclairage, de façon indépendante dans le temps.

Etat de la technique

Le document DE 102007007040 Al décrit une installation de mesure pour une analyse optique et spectroscopique d’un échantillon. Selon ce document on évite de fausser les résultats de la mesure par la réflexion directe en installant la caméra et le spectromètre au-delà de l’angle spéculaire.

Le document DE 102011076677 Al décrit une installation de mesure spectrométrique et un procédé de mesure spectrométrique. L’installation de mesure spectrométrique comporte une installation d’éclairage, un spectromètre pour saisir le spectre d’un échantillon, une caméra pour saisir l’image de l’échantillon et une unité d’exploitation pour exploiter le spectre en fonction de l’image. Selon ce document, à l’aide d’une installation d’éclairage et d’une caméra, on détecte la brillance, c’est-à-dire la réflexion directe. La caméra doit pour cela être installée dans le même chemin optique pour détecter ainsi la brillance.

Exposé et avantages de l’invention

La présente invention a un procédé d’analyse d’une plage de mesure du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pour l’analyse de la plage de mesure on effectue au moins deux mesures simples consistant à :

- éclairer l’objet avec un rayonnement électromagnétique pour une première mesure simple avec une première distribution de rayonnement et obtenir un premier signal de détecteur spectrométrique, par la mesure spectrométrique d’un premier rayonnement venant de la plage de mesure,

- éclairer l’objet avec un rayonnement électromagnétique pour une seconde mesure simple avec une seconde distribution de rayonnement différente de la première distribution de rayonnement et obtenir un second signal de détecteur spectrométrique par la mesure spectrométrique d’un second rayonnement de la plage de mesure,

- comparer le premier signal de détecteur spectrométrique et le second signal de détecteur spectrométrique pour obtenir une valeur de comparaison qui est un indicateur de l’existence d’une réflexion directe, et

- pour l’exploitation spectrale, sélectionner les signaux de détecteur spectrométrique pour l’analyse de la plage de mesure en fonction de la valeur de comparaison.

L’invention a également pour objet un spectromètre du type défini ci-dessus l’unité d’exploitation comporte une unité de comparaison, une unité de sélection de signal et une unité de calcul, l’unité de comparaison déterminant l’élément de comparaison à partir des résultats des mesures simples, l’unité de sélection de signal sélectionnant les signaux de détecteur spectrométrique pour l’analyse de la plage de mesure en fonction de la valeur de comparaison et l’unité de calcul déterminant une information spectrale à partir d’au moins un signal de détecteur sélectionné.

On utilise des spectromètres pour recueillir des informations spectrales telles que, par exemple, la composition chimique d’un objet ou encore celle d’un mélange de matières dans un objet. Or, l’objet à examiner n’est pas toujours accessible de manière directe. L’objet peut être, par exemple, intégré, scellé dans un film ou être enveloppé en partie d’une matière différente de celle de l’objet. En fonction de l’angle d’éclairage et de l’angle de détection du spectromètre, le rayonnement réfléchi par le film ou l’enveloppe arrive dans le détecteur du spectromètre. Cet effet appelé « réflexion directe » car le rayonnement est réfléchi directement par l’objet, ne contient aucune information relative à l’objet à examiner. La réflexion directe peut être combinée au rayonnement contenant les informations relatives à l’objet, par exemple, le rayonnement diffus réfléchi par l’objet. Dans le cas de la réflexion directe, le rayonnement est réfléchi avec une forte intensité et peut ainsi se combiner au spectre de la matière à détecter de l’objet ou couvrir ce spectre car en général ce spectre a une intensité moindre que le rayonnement réfléchi directement. Si le spectre de la matière du film ou de la surface de la matière de l’objet examiné diffère et si à la fois le rayonnement direct réfléchi et le rayonnement venant de l’objet et contenant les informations relatives à l’objet, arrivent sur le détecteur du spectromètre, on aura un spectre combiné réunissant le rayonnement direct réfléchi et le rayonnement contenant les informations relatives à l’objet.

Un avantage de l’invention selon les caractéristiques énoncées ci-dessus est de pouvoir détecter de manière simple la réflexion directe et d’augmenter dans ces conditions la fiabilité des résultats de la mesure pour l’analyse d’une plage de mesure. En particulier, il est possible avantageusement d’exploiter les spectres de différents éléments de la plage de mesure, c’est-à-dire, par exemple, ceux de l’objet et de la matière qui entoure même partiellement l’objet tel qu’un film ou un emballage, de façon séparée avec une grande fiabilité et de n’exploiter que les spectres d’éléments sélectionnés dans la plage de mesure. Cela permet, par exemple, de déterminer l’information spectrale de l’emballage et séparément, les informations de l’objet contenu dans l’emballage. Ainsi, on peut contrôler des objets emballés ou non directement accessibles pour en déterminer la composition. La réflexion directe peut se déterminer avec les moyens existants de sorte qu’il ne faut aucun dispositif supplémentaire pour déterminer la réflexion directe.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, on reconnaît une réflexion directe dépendant d’un angle, c’est-à-dire la dépendance de la réflexion directe par rapport au basculement de la surface de la plage de mesure par rapport à l’axe optique du spectromètre miniature si dans le spectre de la réflexion directe il n’y a pas d’information d’objet ou d’information d’objet combinée. La compensation faite ensuite ou l’élimination de la réflexion directe permettent d’augmenter la robustesse de cette métrologie dans le cas de situations de mesure manuelles, par exemple, avec un SmartPhone ou un spectromètre tenu à la main. En outre, la réflexion directe peut ainsi se mesurer et servir de signal utile, par exemple, pour les informations spécifiques de la surface, l’identification d’un emballage ou des demandes analogues.

Ce résultat est obtenu par le procédé d’analyse de la plage de mesure tel que défini ci-dessus selon l’invention, en tenant compte de l’exploitation spectrale d’au moins une mesure simple, consistant à éclairer l’objet de la plage de mesure avec un rayonnement électromagnétique et faire une mesure spectrométrique du rayonnement issu de la plage de mesure. Le procédé se caractérise en ce que pour l’analyse de la plage de mesure, on effectue au moins deux mesures simples ; ou éclairer l’objet avec le rayonnement électromagnétique pour une première mesure simple, avec une première distribution de rayonnement et on mesure le premier rayonnement venant de la plage de mesure pour obtenir un premier signal de détecteur spectrométrique. Puis on éclaire l’objet avec un rayonnement électromagnétique pour la seconde mesure simple avec une seconde distribution de rayonnement, différente de la première distribution de rayonnement, et on effectue la mesure spectrométrique du second rayonnement venant de la plage de mesure pour obtenir un second signal de détecteur spectrométrique. Puis on compare le premier signal spectrométrique et le second signal spectrométrique pour obtenir une valeur de comparaison qui est un indicateur de l’existence d’une réflexion directe. Pour l’exploitation spectrale on sélectionne les signaux de détecteur spectrométriques pour analyser la plage de mesure en fonction de la valeur de comparaison. Il en résulte l’avantage que l’on peut sélectionner la position de l’objet par rapport au spectromètre miniature dans une plage importante de tolérance, de façon à obtenir des résultats de mesure fiables sans connaître la position précise de l’objet par rapport au spectromètre miniature ou de l’angle suivant lequel se fait la mesure. En outre, le rayonnement venant de l’objet et le rayonnement direct réfléchi pourront être distingués avec certitude. Cela peut être pris en compte par l’exploitation spectrale des signaux de détecteur. En particulier, on réduit ou on évite l’influence de la réflexion directe sur l’information spectrale de l’objet.

Selon un développement, le premier signal de détecteur spectrométrique et le second signal de détecteur spectrométrique ont chacun des intensités de photon. Si l’un des signaux de détecteur a une intensité de photons significativement plus élevée que celle de l’autre, cela indique que le rayonnement venant de la plage de mesure contient du rayonnement direct réfléchi. En considérant la distribution de l’intensité des photons qui varie dans le temps pour le premier signal de détecteur spectrométrique par rapport au second signal de détecteur spectrométrique, on détermine avantageusement un angle solide correspondant à la réflexion directe et on tient compte de cette information pour l’exploitation spectrale afin d’augmenter la fiabilité des résultats de mesure.

Selon un développement, le premier signal de détecteur spectrométrique et le second signal de détecteur spectrométrique sont reçus de façon décalée dans le temps par une unité de mesure. Un avantage est de réduire ou d’éviter les interactions entre les différentes mesures simples ce qui permet d’améliorer d’autant la fiabilité des résultats des mesures.

Selon un développement, la valeur de comparaison est un signal relatif, de différence, normalisé par rapport au premier signal de détecteur spectrométrique et au second signal de détecteur spectrométrique. L’avantage est d’avoir ainsi un indicateur sans dimension ce qui permet de comparer différentes séries de mesures ; l’indicateur reste valable pour des séries de mesures différentes pour lesquelles les signaux de détecteur spectrométriques correspondent à des grandeurs physiques différentes telles que, par exemple le flux de photons dont l’intensité de rayonnement dépend de la longueur d’onde.

Selon un développement, pour une valeur de comparaison qui indique l’existence d’une réflexion directe on pourrait exploiter le signal de détecteur spectrométrique avec une première valeur qui est une mesure du rayonnement électromagnétique détecté, cette première valeur étant supérieure à une seconde valeur d’un autre signal de dé3061772 tecteur, pour obtenir l’information spectrale du milieu sur lequel se fait la réflexion directe et exploiter l’autre signal de détecteur spectrométrique avec une seconde valeur inférieure à la première valeur pour obtenir l’information spectrale de l’objet. L’avantage est que sans connaître la position exacte de l’objet par rapport au spectromètre miniature ou l’angle suivant lequel se fait la mesure, on recueille des informations spectrales concernant le milieu entourant au moins partiellement l’objet et on détermine les informations spectrales concernant directement l’objet.

Si l’on arrive à une valeur de comparaison équivoque, alors, selon une forme de réalisation, l’intensité du rayonnement détecté par l’unité de détection constitue un autre indicateur de l’existence d’une réflexion directe et l’exploitation spectrale pourra se faire en fonction de cet autre indicateur. Il en résulte l’avantage de pouvoir déterminer ainsi les informations spectrales concernant l’objet et/ou le milieu entourant au moins partiellement l’objet, de manière fiable même dans le cas d’une valeur de comparaison équivoque c’est-à-dire qui n’est pas univoque.

Selon une forme de réalisation, dans le cas d’une valeur de comparaison équivoque, les deux signaux de détecteur spectrométrique permettent de déterminer une informations spectrale de l’objet si l’intensité du rayonnement est faible, notamment une valeur de 0, 2% ou 5%, une valeur comprise entre 0,2 % et 5% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure ou on rejette les deux signaux de détecteur spectrométrique si l’intensité du rayonnement est à un niveau élevé, notamment une valeur de 10% ou de 100% ou une valeur comprise entre 10% et 100% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure. Il en résulte l’avantage de pouvoir ainsi sélectionner de manière fiable les signaux de détecteur spectrométrique et ainsi même dans le cas d’une valeur de comparaison équivoque, d’avoir une exploitation spectrale. Cela se traduit par un procédé d’analyse très robuste de la plage de mesure.

Selon un développement, on peut exploiter le signal de détecteur spectrométrique dans le cas où il n’y a pas de réflexion directe pour déterminer l’information spectrale de l’objet et rejeter le signal de détecteur spectrométrique dans le cas d’une réflexion directe. Avantageusement même sans connaître la position exacte de l’objet par rapport au spectromètre miniature ou l’angle de la mesure on détermine de manière fiable une information spectrale de l’objet.

Selon un développement, on exploite le signal de détecteur spectrométrique en cas de réflexion directe pour déterminer une information spectrale du milieu où se produit la réflexion directe et on exploite le signal de détecteur spectrométrique pour lequel il n’y a pas de réflexion directe pour déterminer l’information spectrale de l’objet. Il en résulte l’avantage d’avoir ainsi des signaux de détecteur spectrométrique sans modifier la position de l’objet par rapport au spectromètre miniature ou l’angle selon lequel se fait la mesure pour obtenir à la fois les informations spectrales concernant l’objet et les informations spectrales concernant le milieu entourant au moins partiellement l’objet.

Selon un développement, on exploite le signal de détecteur spectrométrique pour lequel il y a une réflexion directe pour déterminer une information spectrale concernant le milieu entourant au moins partiellement l’objet et sur lequel se fait la réflexion directe ainsi que le rejet du signal de détecteur spectrométrique pour lequel il n’y a pas de réflexion directe. On peut ainsi avantageusement sélectionner de façon ciblée la plage d’analyse dans la plage de mesure.

En variante ou en complément, on détermine l’angle d’incidence principal du rayonnement électromagnétique sur la plage de mesure à partir des mesures simples. Il est avantageux de pouvoir corriger ainsi le décalage du spectre. Un tel décalage de spectre se produit, par exemple, dans le cas des interféromètres Fabry-Pérot utilisés comme élément spectral pour les mesures spectrométriques. Dans les interféromètres Fabry-Pérot, la variation de l’angle d’incidence du rayonnement électromagnétique sur l’interféromètre produit un décalage des longueurs d’ondes à mesurer avec l’interféromètre. La distribution des angles d’incidence peut ainsi être centrée autour d’un angle qui diffère de la normale à l’interféromètre de Fabry-Pérot. Cet angle suivant lequel est centré l’angle d’incidence est appelé angle d’incidence principal. Si l’angle d’incidence principal diffère de la direction normale, cela se traduit par un décalage de l’ensemble du spectre, ce qui est appelé « décalage du spectre ». Si l’angle d’incidence principal est connu on peut déterminer le décalage du spectre et corriger de façon correspondante le spectre. Cela permet de déterminer de manière fiable les informations spectrales de la plage de mesure même si l’angle principal d’incidence est différent de la direction normale. Cela facilite l’utilisation car l’opérateur qui effectue l’analyse de la plage de mesure n’a pas à tenir compte de l’angle principal d’incidence et obtiendra ainsi des résultats de mesure plus précis.

Comme indiqué, le spectromètre miniature pour effectuer l’analyse de la plage de mesure comprend une unité d’éclairage avec au moins deux éléments d’éclairage pour éclairer la plage de mesure avec un rayonnement électromagnétique selon différents angles d’éclairage, une unité de détection, un élément spectral placé dans le chemin du rayonnement entre la plage de mesure et l’unité de détecteur ainsi qu’une unité d’exploitation pour commander les éléments d’éclairage de l’unité d’éclairage dans le temps, l’un en fonction de l’autre. Le spectromètre miniature se caractérise en ce que l’unité d’exploitation comprend une unité de comparaison, une unité de sélection de signal et une unité de calcul, l’unité de comparaison servant à déterminer la valeur de comparaison à partir des résultats des différentes mesures, l’unité de sélection de signal sélectionnant le signal de détecteur pour analyser la plage de mesure en fonction de la valeur de comparaison et l’unité de calcul déterminant l’information spectrale à partir d’au moins un signal de détecteur spectrométrique sélectionné. L’avantage est de simplifier l’analyse de la plage de mesure car on pourra utiliser même des mesures entachées d’une réflexion directe pour analyser la plage de mesure et en même temps on aura des mesures très fiables. De plus, cela permet également de recueillir des informations concernant l’objet et des informations concernant la surface de l’objet ou le milieu entourant l’objet, tel que, par exemple, la matière d’emballage. La robustesse des mesures sera augmentée car les signaux de détecteur spectrométriques qui contiennent les informations spectrales relatives au rayonnement directement réfléchi seront reconnues, compensées et éliminées et/ou exploitées séparément. Le spectromètre miniature a ainsi une très grande tolérance vis-à-vis des défauts concernant la position de l’objet par rapport au spectromètre miniature ou l’angle suivant lequel doit se faire la mesure.

Selon une forme de réalisation, l’élément comporte un interféromètre de Fabry-Pérot, de faibles dimensions pour un dispositif manuel.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments des différentes figures portent les mêmes références.

Ainsi :

la figure 1 montre un ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure, la figure 2 est une section d’une plage de mesure comprenant un objet et un milieu entourant partiellement l’objet, la figure 3 est la section d’une plage de mesure comprenant un objet et un milieu entourant l’objet, la figure 4 est la section d’une plage de mesure comprenant un objet et un milieu entourant l’objet en laissant une cavité entre l’objet et le milieu, la figure 5 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à déterminer une information spectrale d’un objet et d’un milieu entourant au moins partiellement l’objet, la figure 6 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à déterminer une information spectrale d’un objet, la figure 7 montre un ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à commander l’exécution de nouvelles mesures simples, la figure 8 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à déterminer une information spectrale d’un objet et un signal de détecteur spectrométrique, des informations spectrales comprenant l’objet et au moins en partie le milieu qui l’entoure, ίο la figure 9 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à déterminer une information spectrale d’un milieu entourant l’objet et à rejeter le signal de détecteur spectrométrique qui contient les informations spectrales de l’objet, la figure 10 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse d’une plage de mesure consistant à déterminer l’angle d’incidence principale pour corriger un signal de détecteur spectrométrique, la figure 11 est une section d’un spectromètre miniature pour l’analyse d’une plage de mesure ne comprenant aucun rayonnement de réflexion directe d’une unité de détection du spectromètre miniature, et la figure 12 est la section d’un spectromètre miniature pour l’analyse d’une plage de mesure recevant le rayonnement réfléchi direct et le rayonnement venant de l’objet par l’unité de détection du spectromètre miniature.

Description de modes de réalisation de l’invention

Le rayonnement venant d’un objet peut contenir le rayonnement réfléchi par l’objet, transmis par celui-ci, diffracté et/ou émis par l’objet.

Entre l’objet et une unité de détection qui détecte le rayonnement provenant de l’objet pour l’exploitation spectrale du rayonnement on peut avoir, par exemple, au moins un milieu réfléchissant partiellement. Un tel milieu est, par exemple, le film d’emballage, la surface à réflexion partielle de l’objet qui a une autre composition chimique que l’objet et/ou un liquide tel que par exemple, des gouttes d’eau à la surface de l’objet. L’objet avec le milieu peut constituer une plage de mesure. La plage de mesure comprend l’objet et le milieu. Le rayonnement électromagnétique réfléchi par le milieu avant son incidence sur l’objet ne contient aucune information concernant l’objet. Toutefois, le rayonnement réfléchi par le milieu contient des informations concernant le milieu. Le rayonnement réfléchi par le milieu est un rayonnement électromagnétique réfléchi avec une intensité élevée avant d’arriver sur l’objet. Cet effet est appelé « réflexion directe ».

Le rayonnement venant de la plage de mesure peut comporter le rayonnement venant de l’objet et/ou le rayonnement électro magnétique réfléchi directement par le milieu comme cela a été indiqué ci-dessus.

La distribution du rayonnement décrit le rayonnement électromagnétique émis par une source lumineuse. La distribution du rayonnement est, par exemple, caractérisée par la distribution angulaire du rayonnement électromagnétique, l’angle principal d’influence, la composition spectrale et/ou la distribution du rayonnement caractérisée par la périodicité de son émission lumineuse, par exemple, dans le cas d’éléments d’éclairage à pulsion périodique ou encore une combinaison de la distribution de rayonnement évoquée ci-dessus. L’angle selon lequel l’angle d’incidence du rayonnement électromagnétique venant d’un élément d’éclairage est centré par rapport à la surface supérieure de l’objet est appelé « angle principal d’incidence ». Si, par exemple, tous les rayons lumineux de la source lumineuse arrivant à la surface parallèlement entre eux, ils arrivent tous selon un angle d’incidence, qui correspond à l’angle principal d’incidence à la surface.

Un spectromètre miniature est un spectromètre ayant des dimensions de l’ordre du centimètre et même des dimensions plus petites inférieures à la plage du centimètre.

Les informations spectrales sont par exemple celles d’une composition chimique, c’est-à-dire un spectre ou l’existence d’un certain mélange de matières dans un objet.

La figure 1 montre l’ordinogramme d’un procédé d’analyse 10 d’une plage de mesure. Le procédé d’analyse 10 de la plage de mesure peut être implémenté, par exemple, dans des programmes ou des circuits ou sous une forme mixte de programmes et de circuits implémentés dans un appareil de commande. A la figure 1 on effectue une première mesure simple 11’ et une seconde mesure simple 11”. Les mesures simples 11’, 11” sont effectuées dans une unité de mesure 7. L’unité de mesure 7 comporte, par exemple, une unité d’éclairage, un système de réaction optique, un élément optique avec une unité de détection. La première mesure simple 11’ comprend l’étape d’éclairage 110’ d’un objet de la plage de mesure avec un rayonnement électromagnétique ayant une première répartition et l’étape de mesure spectrométrique 111 d’un premier rayonnement rencontré dans la plage de mesure. La mesure spectrométrique 111 venant d’un premier rayonnement d’une plage de mesure fournit un premier signal de détecteur 111’, spectrométrique. La seconde mesure simple 11” comprend l’étape de rayonnement 110” de l’objet avec un rayonnement électromagnétique ayant une seconde distribution de rayonnement, différente de la première distribution de rayonnement et une mesure spectrométrique 111 du second rayonnement venant de la plage de mesure. La mesure spectrométrique du second rayonnement venant de la plage de mesure peut être fournie comme second signal de détecteur spectrométrique 111”. Le premier signal de détecteur spectrométrique 111’ et le second signal de détecteur spectrométrique 111” peuvent, par exemple, être reçus de façon décalée dans le temps par une unité de détection. Dans un autre exemple de réalisation présenté ultérieurement, on effectue plus de deux mesures simples 11 ’, 11 ”, prises en compte lors de l’analyse de la plage de mesure. La première et la seconde distributions de rayonnement peuvent différer, par exemple, par leur angle principal d’incidence.

La première distribution de rayonnement peut présenter, par exemple, un angle d’incidence principal plus grand que la seconde distribution de rayonnement. Les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” constituent une mesure du rayonnement venant de la plage de mesure et ils peuvent avoir une intensité en photons, des Infogrammes, etc. conviennent comme signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” les signaux de détecteur qui comprennent les informations 14’ concernant la plage de mesure. L’étape de procédé décrite ensuite peut se faire, par exemple, dans une unité d’exploitation 6. L’unité de mesure 7 peut comporter une interface de communication pour transmettre des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” à l’unité d’exploitation 6 et un signal de réception de données ou des signaux de l’unité d’exploitation 6. L’unité d’exploitation 6 peut comporter une interface de communication pour recevoir les données ou les signaux en particulier les signaux spectrométriques 111’, 111 ” de l’unité de mesure 5 et transmettre à l’unité de mesure 7, par exemple, des signaux de commande 16’ ou des données. Les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” sont transmis par l’unité de mesure 7 à l’unité d’exploitation 6. En comparant 12 le premier signal de détecteur spectrométrique 11Γ et le second signal de détecteur spectrométrique 111” on détermine une valeur de comparaison 12’.

La comparaison 12 peut se faire, par exemple, dans une unité de comparaison 61 pour déterminer la valeur de comparaison 12’ à partir des résultats des mesures simples 11’, 11” par exemple, en formant la différence des signaux de détecteur 11Γ, 111”. La valeur de comparaison 12’ est un indicateur de l’existence d’une réflexion directe. Cela signifie qu’à l’aide de la valeur de comparaison 12’ on peut, par exemple, déterminer si un ou plusieurs signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” correspondent à une mesure spectrométrique 111 d’un rayonnement de réflexion directe. En fonction de la valeur de comparaison 12’ on peut sélectionner 13 les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” et faire une exploitation spectrale 14 des signaux de détecteur sélectionnés et/ou des signaux de détecteurs spectrométriques 13’ sélectionnés pour l’analyse de la plage de mesure. La sélection 13 peut être faite par une unité de sélection de signaux 62 qui permet de sélectionner 13 les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” pour l’analyse de la plage de mesure 5 en fonction de la valeur de comparaison 12’.

En fonction de la valeur de comparaison 12’ on peut notamment ne sélectionner aucun signal de détecteur spectrométrique 111’, 111”. Si les signaux de détecteur spectrométriques 111’, 111” ont, par exemple, des intensités de photons, il peut arriver que la comparaison 12 indique que les intensités de photons des signaux de détecteur spectrométriques 111’, 111” ont des valeurs trop faibles pour une exploitation spectrale 14. Dans ce cas on peut ne sélectionner aucun signal de détecteur spectrométrique 111’, 111” pour l’exploitation spectrale 14. On peut n’exploiter qu’un signal de détecteur spectrométrique 111’, 111” et rejeter les autres signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111”; on peut exploiter les deux signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” ou encore on peut rejeter 16” tous les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111 ” et faire de nouvelles mesures simples 11’, 11”, déterminer une valeur de comparaison 12’ et faire une nouvelle sélection 13. L’exploitation spectrale 14 peut déterminer selon le cas une ou plusieurs informations spectrales 14’ ou des spectres de l’objet et/ou du milieu. L’exploitation spectrale 14 se fait, par exemple, dans une unité de calcul 63 qui permet de déterminer une ou plusieurs informations spectrales 14’ à partir d’au moins un signal de détecteur spectrométrique 13’ sélectionné. Par exemple, on peut rejeter les signaux de détecteur spectrométrique si certaines plages de longueur d’onde diffèrent, par exemple, se comportent comme d’autres plages de longueur d’onde de référence.

Si au moins l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” est sélectionné par la sélection 13, on exploite 14 spectralement au moins ce signal de détecteur spectrométrique 13’ sélectionné. L’exploitation spectrale 14 consiste à analyser la plage de mesure en fonction de la valeur de comparaison 12’. On peut, par exemple, déterminer une information spectrale 14’ ou le spectre d’un objet et/ou du milieu entourant au moins en partie l’objet par l’exploitation spectrale 14 On peut avoir une émission 15 de l’information spectrale 14’ ou des informations spectrales 14’. Cette émission 15 peut se faire, par exemple, de manière optique, haptique ou acoustique. Les informations spectrales 14’ peuvent être émises, par exemple, par une unité d’émission 15 tel qu’un afficheur, un écran tactile ou un hautparleur.

Si aucun des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” est sélectionné 16” par la sélection 13, on transmet un signal de commande 16’ à l’unité de commande 7 pour effectuer d’autres mesures simples 11’”, 11”” comme le montre, par exemple, la figure 7. Au moins l’une des autres mesures simples 11 11 ”” aura, par rapport aux mesures simples 11’, 11” de l’opération précédente, effectuée par le procédé 10, une répartition modifiée du rayonnement et/ou une distance de mesure différente entre l’unité de mesure 7 et la plage de mesure. En variante, les deux autres mesures simples 11’”, 11”” se feront avec la même répartition du rayonnement que dans l’opération précédente et une distance de mesure différente entre l’unité de mesure 7 et la plage de mesure par rapport à l’opération précédente. Le signal de commande 16’ décale, par exemple, l’angle d’incidence principale d’au moins un élément d’éclairage en fonction de la sélection 13 des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111”.

Dans un exemple de réalisation, les éléments d’éclairage sont reliés à un actionneur commandé par le signal de commande 16’ pour basculer, par exemple, les éléments d’éclairage pour que l’angle d’incidence principal des éléments d’éclairage soit décalé. En variante ou en complément, l’actionneur modifie l’intervalle de mesure entre l’unité de mesure 7 et la plage de mesure. L’objectif de ces réglages possibles est d’obtenir un résultat de mesure suffisamment robuste sans utiliser des capteurs supplémentaires pour l’optimiser.

En variante ou en complément, on peut avoir une émission optique, ou haptique ou acoustique par une unité d’émission 64 indiquant qu’aucun signal de détecteur spectrométrique 111’, 111” a été sélectionné et que pour l’analyse de la plage spectrale, il faut effectuer d’autres mesures simples. En particulier, on peut émettre des indications permettant, par exemple à l’utilisateur de mettre l’unité de mesure 7 dans une position par rapport à la plage de mesure pour d’autres mesures simples 11’”, 11”” pour permettre une exploitation spectrale 14 comme cela a été décrit ci-dessus.

La figure 2, la figure 3 et la figure 4 montrent des sections d’exemples de réalisation de plages de mesure 5 pour lesquelles on aura, par exemple, une réflexion directe. Les plages de mesure 5 comportent, par exemple, un milieu 5” entourant au moins partiellement un objet 5” ou l’objet 5’. Selon un exemple de réalisation non détaillé, la plage de mesure 5 comporte seulement un objet 5” ou une partie d’un objet 5”. L’objet 5” des exemples de réalisation présentés à titre d’exemple a une section rectangulaire ; l’objet 5” n’est toutefois pas limité à une telle section rectangulaire. L’objet 5” peut être un produit alimentaire tel qu’un fruit, de la viande, un légume, une boisson, etc. L’objet 5” peut se présenter à l’état gazeux, liquide ou solide. Le milieu 5’ qui entoure au moins partiellement l’objet est, par exemple, le film d’emballage ou la surface de l’objet 5” qui a une composition chimique différente de celle de l’objet 5”. La figure 2 ne montre que la première surface supérieure 51” de l’objet 5” du milieu 5’ ainsi couvert. Lorsqu’un rayonnement électromagnétique arrive sur l’objet 5”, le côté opposé au milieu 5’ de la plage de mesure réfléchit au moins une première fraction du rayonnement électromagnétique, directement vers le milieu

5’ et une seconde partie du rayonnement électromagnétique sera transmise par le milieu 5’. La seconde partie peut être réfléchie par la première zone de surface 51” ou pénétrer directement dans l’objet 5” ou être orientée dans la direction 5’ du milieu. Dans la première partie on a des informations spectrales concernant le milieu 5’ qui toutefois ne contiennent aucune information spectrale concernant l’objet 5”. A la figure 3, la première surface supérieure 51”, la seconde surface supérieure 52” et la troisième surface supérieure 53” sont couvertes par le milieu 5’. A la figure 4, entre le milieu 5’ et l’objet 5” on a une cavité 50. Par exemple, entre le milieu 5’ et l’objet 5” il y a un vide ou un gaz.

Selon un exemple de réalisation, la valeur de comparaison 12’ est un signal de différence, relatif, normé, du premier signal de détecteur spectrométrique 111’ et du second signal de détecteur spectrométrique 111”. Ce signal de différence, relatif, s’utilise comme mesure pour déterminer la réflexion directe et ainsi il s’utilise comme valeur de comparaison 12’. Dans un exemple de réalisation pour déterminer la valeur de comparaison 12’ on peut tout d’abord faire une première mesure simple 11 ’ dans un premier intervalle de temps et faire une seconde mesure simple 11” dans un second intervalle de temps qui succède chronologiquement au premier intervalle de temps ; dans un troisième intervalle de temps qui est postérieur au second intervalle de temps, on effectue une mesure d’obscurité. En variante ou en complément on peut faire une première mesure d’obscurité pour la première mesure simple 11’ et une seconde mesure d’obscurité pour la seconde mesure simple 11 La différence entre le premier signal de détecteur spectrométrique 111’ et le signal de détecteur de la première mesure d’obscurité constitue une première valeur de différence. A la différence entre le second signal de détecteur 111” et le signal de détecteur de la seconde mesure d’obscurité constitue une seconde valeur de différence. La première et la seconde valeurs de différence sont chaque fois supérieures ou égales à zéro. La valeur de comparaison 12’ se calcule, par exemple, selon la formule suivante :

, . \ première valeur de différence -seconde valeur de différence

Valeur de comparaison = k-------------£------------------e----l première valeur de différence + seconde valeur de différence

La valeur de différence 12’ de cet exemple de réalisation peut être une valeur comprise entre zéro et un. Si on effectue une unique de mesure d’obscurité, on peut utiliser comme valeur pour la première mesure d’obscurité et la seconde mesure d’obscurité pour déterminer la valeur de comparaison 12’, chaque fois la valeur d’une unique mesure d’obscurité.

Si l’on n’effectue aucune mesure d’obscurité, on peut prendre, comme valeur d’obscurité, la valeur zéro pour la première mesure et la seconde mesure d’obscurité. Dans l’exemple de réalisation décrit ci-après, on suppose que pour le rayonnement venant de l’objet, selon la loi de Lambert, cette lumière a été réfléchie par l’objet 5”, c’està-dire que le rayonnement a été réfléchi de manière diffuse. Les valeurs limites décrites ci-après pour la valeur de comparaison 12’ dépendent entre autres du décalage angulaire des éléments d’éclairage par rapport à l’axe optique, de la caractéristique de rayonnement des éléments d’éclairage et du comportement par absorption de la plage de mesure 5 et qui peuvent ainsi varier en fonction de telle grandeur. Si, dans le présent exemple de réalisation, la comparaison 12 donne une valeur de comparaison 12’ de l’ordre de 0,15, cela signifie que l’on a une réflexion directe et que l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” a des composantes de rayonnement réfléchi, direct. Dans ce cas, on peut faire l’exploitation spectrale 14, par exemple, comme cela est représenté dans l’ordinogramme de la figure 5 ou de la figure 8 ou de la figure 9.

A la figure 5 on exploite le signal de détecteur spectrométrique 131’ pour déterminer 141 une information spectrale 141’ du milieu 5’ sur lequel se fait la réflexion directe ; cette première valeur est une mesure du rayonnement électromagnétique détecté et cette première valeur est supérieure à une seconde valeur fournie par un autre signal de détecteur 132’. En particulier, pour une bonne corrélation spectrale, ce qui signifie que l’on a le même comportement spectral pour des longueurs d’ondes différentes, on pourra exploiter 14 cet autre signal de détecteur spectrométrique 132” avec une seconde valeur inférieure à la première valeur pour déterminer 142 l’information spectrale

142’ de l’objet 5”. Ainsi, on pourra émettre 15, l’information spectrale 141’ du milieu 5’ et l’information spectrale 142’ de l’objet 5”.

La valeur de comparaison 12’ sera voisine de zéro, par exemple, si seulement peu de photons seront détectés, ce qui signifie que les deux signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” prennent des valeurs qui correspondent sensiblement à des mesures de l’état sombre. En outre, on peut avoir une valeur de comparaison 12’ voisine de zéro si les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” sont sensiblement de même niveau. Les signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” de même importance s’obtiennent si aucune des mesures simples 11’, 11” ou si les deux mesures simples 11’, 11” n’ont détecté aucun rayonnement de réflexion directe. Comme une valeur sensiblement nulle pour la valeur de comparaison 12’ ne donne aucune information concernant l’existence d’une réflexion directe, la valeur de comparaison 12’ est considérée comme non univoque. Dans le cas d’une valeur de comparaison non univoque 121’, on peut avoir une intensité d’un rayonnement électromagnétique incident sur la plage de mesure, avant l’arrivée sur la plage de mesure qui correspond à un autre indicateur 122’ de l’existence d’une réflexion directe et la sélection 13 des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111 ” se fait en fonction de l’autre indicateur 122’.

Dans le cas d’une valeur de comparaison 121’ non univoque, les deux signaux de détecteur 111’, 111” spectrométriques peuvent servir à déterminer une information spectrale 142’ de l’objet 5” si les intensités de rayonnement des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” prennent une valeur faible; cette valeur faible est, par exemple, une valeur de 0,2 % ou de 5 % ou une valeur comprise entre 0,2 % et 5 % de l’intensité du rayonnement électromagnétique incident sur la plage de mesure 5 avant la rencontre avec la plage de mesure 5. Un tel cas est, par exemple, représenté dans l’ordinogramme de la figure

6. A la figure 6 on effectue une mesure 11’” du rayonnement électromagnétique incident, arrivant sur la plage de mesure 5. Le signal de détecteur 111’” considéré ici et qui est une mesure de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure, est transmis, selon la figure 6, à l’unité d’exploitation 6 notamment l’unité de comparaison 61. La mesure 11 ’” du rayonnement arrivant sur la plage de mesure se fait, par exemple, avec des éléments d’éclairage conçus pour l’éclairage 110’, 110” de la plage de mesure avec le rayonnement électromagnétique. En variante ou en complément, on peut faire une fois la mesure 11’” pour chaque élément d’éclairage et enregistrer les valeurs obtenues dans une mémoire comme valeur de référence (solution non représentée) que l’unité de comparaison 61 peut utiliser notamment dans le cas d’une comparaison 121’ non univoque pour déterminer l’autre indicateur 122’ et le transmettre à l’unité d’exploitation 62. Dans cet exemple de réalisation non présenté, le signal de détecteur 111’” qui est une mesure du rayonnement arrivant sur la plage de mesure 5, est appelé dans la mémoire. Le rayonnement incident dans l’étape de mesure 11 ’” et arrivant sur la plage de mesure 5 peut ici être supprimé. L’autre indicateur 122’ est une mesure de la quantité de rayonnement détectée par la plage de mesure 5 par rapport au rayonnement incident dans la plage de mesure 5 selon l’unité de détection. Par exemple, l’autre indicateur 122’ prend une valeur comprise entre 0% et 100%, intervalle comprenant les bords.

Dans le cas d’une valeur de comparaison 121’ non univoque, on a rejeté les deux signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111”. Un tel cas est représenté par l’ordinogramme de la figure 7. Le déroulement correspond jusqu’à l’unité d’exploitation 62, par exemple à celui présenté à la figure 6. L’autre indicateur 122’ est une mesure de la quantité de rayonnement détectée par la plage de mesure 5 selon le rapport du rayonnement émis par rapport à la plage de mesure 5 et qui a été détecté dans l’unité de détecteur. Les deux signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” sont rejetés dans l’exemple de réalisation de la figure 7 si l’intensité de rayonnement correspond à une valeur élevée, notamment une valeur de 10% ou de 100% ou une valeur comprise entre 10% et 100% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure. L’autre indicateur 122’ indique que l’on a une réflexion directe. En variante, l’exploitation spectrale 14 d’au moins l’un des signaux de détecteur 111’, 111” se fait pour déterminer 141 l’information spectrale 141’ du milieu. Si l’intensité du rayonnement prend une valeur faible, notamment une valeur inférieure à 0,1% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure, pour une valeur de comparaison univoque 12 Γ, cela constitue une indication que la distance de mesure par rapport à la plage de mesure 5 effectuée en dessous des mesures simples 11’, 11” ne convient pas, comme le montre la figure 7. La conséquence est le rejet 16 des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111 ” du fait de la faible valeur d’autres indicateurs 122’. Le signal de commande 16’ peut être généré comme décrit ci-dessus par le dispositif générant l’intervalle de mesure.

A l’aide de l’autre indicateur 122’ on peut commander que se fasse une détermination 141, 142 d’une information spectrale 14’, 141’, 142’ ou le rejet 16 des signaux de détecteur 111’, 111” et la commande de l’unité de mesure 7 pour effectuer de nouvelles mesures simples 11 ’”, 11 ”” et transmettre les signaux de détecteur spectrométrique à l’unité dexploitation 6. Au rejet 16, comme décrit ci-dessus, on génère un signal de commande 16’ qui commande l’unité de mesure 7.

La figure 8 montre un ordinogramme donnant une valeur de comparaison univoque 12’ à partir de la comparaison 12 du premier signal de détecteur spectrométrique 111’ et du second signal de détecteur spectrométrique 111”. La valeur de comparaison 12’ de cet exemple de réalisation indique que l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” contient le rayonnement par réflexion directe et que l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” ne comporte pas de rayonnement par réflexion directe. Le déroulement du procédé 10 correspond jusqu’à l’exploitation spectrale 14 de façon analogue, par exemple, au déroulement décrit à l’aide de la figure 5. A la figure 8 on montre que, par exemple, l’exploitation spectrale 14 du signal de détecteur spectrométrique 132’ pour lequel il n’y a pas de réflexion directe, se fait pour déterminer 142 l’information spectrale de l’objet 5” et le rejet 16 du signal de détecteur spectrométrique 131’ pour lequel il y a une réflexion directe. On peut avoir l’émission 15 de l’information spectrale de l’objet 5”.

Une différence du procédé représenté par l’ordinogramme de la figure 8 et de celui de la figure 9 réside dans ce que, à la figure 9, après la sélection 13 des signaux de détecteur spectrométrique pour l’analyse, on effectue l’exploitation spectrale 14 du signal de détecteur spectrométrique 131’ pour lequel on a une réflexion directe, pour déterminer 141 l’information spectrale 141’ du milieu 5’ qui entoure au moins partiellement l’objet et le rejet 16 du signal de détecteur spectrométrique 132’ ne contenant pas de réflexion directe.

La figure 5, la figure 8 et la figure 9 montrent des exemples de réalisation pour lesquels l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” comprend un rayonnement de réflexion directe et l’un des signaux de détecteur spectrométrique 111’, 111” ne comporte pas de rayonnement à réflexion directe. Selon ce qui est prédéfini, par exemple par l’utilisateur, on pourra déterminer 141, 142 des informations spectrales 14’ de l’objet 5” et/ou du milieu 5’.

La figure 10 montre un ordinogramme d’un exemple de réalisation de l’exploitation spectrale 14 consistant à déterminer 141 l’information spectrale 141’ du milieu de mesure 5’ pour lequel il y a une réflexion directe et/ou la détermination 142 de l’information spectrale 142’ de l’objet 5”. De plus, à la figure 10, on détermine 143 l’angle d’incidence, principal 143’ du rayonnement électromagnétique sur la plage de mesure 5 pour au moins l’une des mesures séparées 11’, 11”. L’information concernant l’angle d’incidence, principal 143’ et l’information spectrale / les informations spectrales 141’, 142’ sont traitées par une unité de correction 144. Si, par exemple, on utilise un interféromètre de Fabry-Pérot pour effectuer la mesure spectrométrique 111 des mesures simples 11’, 11”, une variation de l’angle d’incidence principal 143’ peut se traduire par un décalage du spectre. Dans les interféromètre Fabry-Pérot, une variation de l’angle d’incidence du rayonnement électromagnétique sur l’interféromètre Fabry-Pérot produit un décalage de la longueur d’onde à mesurer par l’interféromètre. Si l’angle d’incidence principal diffère de la direction normale, cela se traduit par le décalage de l’ensemble du spectre, c’est-à-dire un décalage de spectre. Si l’on connaît l’angle d’incidence principale 143’, on pourra déterminer le décalage angulaire et corriger le spectre / les spectres 141’, 142’ de manière correspondante. Cette correction se fait dans l’exemple de réalisation de la figure 10 au niveau de l’unité de correc tion 144. Le spectre corrigé ou les spectres corrigés 1410’, 1420’ peuvent être émis 15.

La figure 11 montre la section d’un spectromètre miniature 1000 pour la mise en oeuvre de l’analyse de la plage de mesure 5, par exemple, selon un des procédés décrit dans le préambule. Le spectromètre miniature 1000 est, par exemple, logé dans un boîtier (non représenté). Le spectromètre miniature 1000 comporte une unité d’éclairage 1 avec au moins un premier élément d’éclairage 1’ et un second élément d’éclairage 1” pour éclairer la plage de mesure 5 avec un rayonnement électromagnétique selon des angles d’éclairage 1010’, 1010” différents, une unité de détecteurs 2, un élément spectral 3 placé dans le chemin du faisceau entre la plage de mesure 5 et l’unité de détecteurs 2 et une unité d’exploitation 6 pour commander de manière indépendante dans le temps, successivement les éléments d’éclairage 1’, 11” de l’unité d’éclairage 1. Un premier signal de commande 161’ de l’unité d’exploitation 6 commande le premier élément d’éclairage 1’ ; cela signifie, par exemple, que le premier élément d’éclairage 1’ règle la mise en marche et la coupure de la première distribution de rayonnement d’un premier élément d’éclairage 1’, pour régler un premier angle d’éclairage 1010’ et/ou déterminer la distance entre l’élément d’éclairage 1’ et le signal de mesure 5. De façon analogue, un second signal de commande de l’unité d’exploitation 6 commande le second élément d’éclairage 1” ; cela signifie que le second élément d’éclairage 1” sera branché ou coupé. La seconde distribution de rayonnement du second élément d’éclairage 1” se règle et définit un second angle d’éclairage 1010” et/ou la distance entre le second élément d’éclairage 1” et la plage de mesure 5. Le premier signal de commande 161’ et le second signal de commande 162’ peuvent être générés indépendamment l’un de l’autre.

Dans cet exemple de réalisation, les éléments d’éclairage 1’ ; 1” sont écartés de l’axe optique 1001 du spectromètre miniature de sorte que l’on peut avoir un éclairage excentré de la plage de mesure 5. Le chemin du rayonnement optique entre l’élément spectral 3 et la plage de mesure 5 se situe dans un système de mesure 4 qui conduit le rayonnement 501 venant de la plage de mesure sur l’élément spectral 3.

Le rayonnement 501 venant de la plage de mesure est divisé en deux faisceaux esquissés en une surface. Le système de mesure 4 peut se composer, par exemple, d’une lentille collectrice et/ou d’un guide de lumière. L’élément spectral 3 a, par exemple, au moins un interféromètre de Fabry-Pérot, micromécanique et qui comporte deux éléments de miroir séparés l’un de l’autre par un intervalle. Le premier élément d’éclairage 1’ et le second élément d’éclairage 1” peuvent continuer à fonctionner comme des émetteurs, tels que des iodes (LED), LED + phosphore ou bulbe + obturateur et qui sont disposés en des endroits différents. En variante ou en complément, les éléments d’éclairage 1’, 1” ont des chemins optiques différents par rapport à un émetteur commun comme cela est par exemple présenté par une photodiode (LED), LED+ phosphore, bulbe + obturateur.

Les différents chemins de lumière sont coupés et branchés séparément, par exemple par des modulateurs de sorte que l’on a des commandes indépendantes des chemins optiques. La commande indépendante du temps peut se faire, par exemple par des fréquences de verrouillage différentes et des phases différentes. A titre d’exemple, le premier élément d’éclairage 1’ peut être activé dans une phase comprise entre 0° et 120° pour irradier 110’ la plage de mesure 5 avec une première distribution de rayonnement et effectuer la mesure spectrométrique 111 ; le second élément d’éclairage 1” peut être activé dans une phase comprise entre 120° et 240°, le premier élément d’éclairage 1’ étant alors coupé, de façon à éclairer la plage de mesure 5 avec la seconde distribution de rayonnement 110” et effectuer la mesure spectrométrique 111 ; enfin, on peut prévoir une phase comprise entre 240° et 360° pour effectuer une mesure spectrométrique pendant laquelle aucun élément d’éclairage 1’, 1” est activé, pour enregistrer avec l’unité de détection 2 un signal de détecteur 111’” correspondant à la mesure d’obscurité.

La lumière ambiante qui n’est pas émise par l’unité d’éclairage 1 peut être supprimée en ce que l’on applique, par exemple, un procédé de verrouillage avec différentes fréquences ou on utilise une relation de phase sélectionnée de manière fixe pour les éléments d’éclairage 1’, 1”. Cela permet ainsi de réduire ou d’éviter les effets de coopération ou d’alternance entre les éléments d’éclairage 1’, 1”. Le premier angle d’éclairage 1010’ caractérise l’angle d’incidence principal 143’ du premier élément d’éclairage 1’ ; le second angle d’éclairage 1010” caractérise l’angle d’incidence principal du second élément d’éclairage 1”. Comme représenté à la figure 10, on peut déterminer l’angle d’incidence principal 143’ pour chaque mesure simple 11’, 11” 143 pour corriger le spectre 141’, 142’. L’unité de détection 2, l’élément spectral 3 et le système d’imagerie 4 forment l’unité de mesure 7 selon la figure 11. L’unité d’exploitation 6 comporte une unité de comparaison 61, une unité de sélection de signal 62 et une unité de calcul 63. Comme décrit précédemment, l’unité de comparaison 61 détermine la valeur de comparaison 12’ à partir des résultats des mesures simples 11’, 11” ; l’unité de sélection de signal 62 sélectionne 13 les signaux de détecteur spectrométriques 111’, 111” pour analyser la plage de mesure 5 en fonction de la valeur de comparaison 12’ et l’unité de calcul 63 détermine 141, 142 une information spectrale 14’, 141’, 142’ à partir d’au moins l’un des signaux de détecteur spectrométrique 13’, 131’, 132’ sélectionnés.

La figure 11 montre le premier rayonnement direct réfléchi 1002’, c’est-à-dire le rayonnement direct réfléchi par le milieu 5’ pour la première mesure simple 1’ ; le second rayonnement direct réfléchi 1002’, c’est-à-dire le rayonnement direct réfléchi par le milieu 5’ pour la seconde mesure simple 1” ainsi que le rayonnement 1003 venant de l’objet. Si les éléments d’éclairage Γ, 1” sont commandés de manière décalée dans le temps, les rayonnements directs réfléchis 1002’, 1002” sont décalés dans le temps. Pour des raisons de simplification, on a esquissé à la figure 11 et à la figure 12 tous les rayonnements 1002’, 1002”, 1003, caractéristiques pour les mesures simples 11’, 11” comme cela est esquissé à la figure 11 et à la figure 12. Le rayonnement 501 venant de la plage de mesure et arrivant sur l’unité de détection 2 comprend dans cet exemple de réalisation seulement une partie du rayonnement 1003 venant de l’objet. Le rayonnement direct réfléchi 1002 de cet exemple de réalisation est réfléchi en direction d’autres éléments d’éclairage respectifs Γ, 1” et ainsi il n’arrive pas sur l’unité de détection 2. Cela signifie que les signaux de détecteur 111’,

111” spectrométriques, reçus par l’unité de détection 2 des mesures simples 11’, 11” ne contiennent pas de réflexion directe. Ils peuvent ainsi, par exemple, être exploités selon le procédé 10 décrit ci-dessus pour obtenir une information spectrale 142’ de l’objet 5”.

A la figure 12, la plage de mesure 5 a été pivotée par rapport au spectromètre miniature 1000 par rapport à l’exemple de réalisation de la figure 11, d’un certain angle. Ainsi, le premier angle d’éclairage 1010’ et le second angle d’éclairage 1010” changent par rapport aux angles d’éclairage de la figure 11 à chaque fois de la valeur de l’angle de basculement. Comme le montre clairement le tracé esquissé du rayonnement direct réfléchi 1002, du rayonnement 1003 venant de l’objet et du rayonnement 501 venant de la plage de mesure et arrivant sur l’unité de détection 2, le premier signal de détecteur spectrométrique 111’ qui est mesuré 111 de manière spectrométrique par l’irradiation 110’ de la plage de mesure 5 avec la première distribution de rayonnement, donne les parties du rayonnement directement réfléchissant 1002 et les parties du rayonnement venant de l’objet 5” qui sont présentées ici comme un rayonnement réfléchi diffus. Le second signal de détecteur 111” ne contient que des parties du rayonnement 1003 venant de l’objet 5”. Ainsi, on peut, par exemple, avec le procédé 10 décrit ci-dessus, déterminer 141 l’information spectrale 141’ du milieu 5’ à partir du premier signal de détecteur 111’ et/ou déterminer l’information spectrale 141” de l’objet 5” à partir du second signal de détecteur 111”.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX

4

5’

5”

7

11’

H”

12’

13’

14’

15

16’

16”

51”

52”

53”

63

110’

111

111’

121’

Unité de détection

Elément spectral

Système de mesure

Plage de mesure

Milieu

Objet

Unité d’exploitation

Unité de mesure

Procédé d’analyse d’une plage de mesure

Première mesure simple

Seconde mesure simple

Comparaison

Valeur de comparaison

Sélection des signaux de détecteur spectrométrique

Signal de détecteur spectrométrique

Exploitation spectrale

Information spectrale

Emission d’une information spectrale

Rejet

Signal de commande

Rejet de signaux spectrométrique 132’

Cavité

Première surface de l’objet

Seconde surface de l’objet

Troisième surface de l’objet

Unité de comparaison

Unité d’exploitation de signal

Unité de calcul

Unité d’émission

Etape d’irradiation d’un objet

Mesure spectrométrique

Signal de détecteur spectrométrique

Valeur de comparaison

122’	Indicateur
131’	Signal de détecteur spectrométrique
132’	Signal de détecteur spectrométrique
141	Détermination d’une information spectrale
141’	Information spectrale
143	Détermination de l’angle d’incidence principal
143’	Angle d’incidence du rayon principal
161’	Premier signal de commande
162’	Second signal de commande
501	Rayonnement venant de la plage de mesure
1000	Spectromètre miniature
1001	Axe optique du spectromètre miniature
1002’	Rayonnement direct
1002”	Rayonnement réfléchi
1003	Rayonnement incident
1010’-1010”	Angles d’éclairage différent
1010’	Premier angle d’éclairage
1010”	Second angle d’éclairage

Claims

REVENDICATIONS

1°) Procédé (10) d’analyse d’une plage de mesure (5) en tenant compte de l’exploitation spectrale (14) d’au moins une mesure simple (11’, 11”, 11”’, 11””), la mesure simple (11’, 11”, 11”’, 11””) consistant à effectuer 5 les étapes suivantes :

éclairer (100’, 110”) un objet (5”) de la plage de mesure (5) avec un rayonnement électromagnétique, faire une mesure spectrométrique (111) du rayonnement (501) venant de la plage de mesure,

10 procédé caractérisé en ce que pour l’analyse de la plage de mesure (5) on effectue au moins deux mesures simples (11’, 11”, 11”’, 11””) consistant à :

éclairer (llO*) l’objet (5”) avec un rayonnement électromagnétique pour une première mesure simple (11⁷) avec une première distribu15’ tion de rayonnement et obtenir un premier signal de détecteur spectrométrique (1113 P^ar mesure spectrométrique (111) d’un premier rayonnement venant de la plage de mesure, éclairer (110”) l’objet (5”) avec un rayonnement électromagnétique pour une seconde mesure simple (11”) avec une seconde distribu20 tion de rayonnement différente de la première distribution de rayonnement et obtenir un second signal de détecteur spectrométrique (111”) par la mesure spectrométrique (111) d’un second rayonnement de la plage de mesure, comparer (12) le premier signal de détecteur spectrométrique (1113 25 et le second signal de détecteur spectrométrique (111”) pour obtenir une valeur de comparaison (12’, 121% cette valeur de comparaison (12’, 121*) étant un indicateur de l’existence d’une réflexion directe, et pour l’exploitation spectrale (14), sélectionner (13) les signaux de 30 détecteur spectrométrique (111’, 111”) pour l’analyse de la plage de mesure (5) en fonction de la valeur de comparaison (12’, 121%
2°) Procédé (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signal de détecteur spectrométrique ( 111 *) et le second signal de détecteur spectrométrique (111”) comportent chacun une intensité de photons.
3°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier signal de détecteur spectrométrique (111*) et le second signal de détecteur spectrométrique (111”) sont enregistrés de manière décalée dans le temps par une unité de mesure (7).
4°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de comparaison (12’, 121^ correspond à un signal de différence, relatif, normalisé, entre le premier signal de détection spectrométrique (1110 du second signal de détecteur spectrométrique (111”).
5°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de comparaison (12j indique la présence d’une réflexion directe, le signal de détecteur spectrométrique (1310 étant exploité avec une première valeur, cette valeur étant une mesure du rayonnement électromagnétique détecté et cette première valeur étant supérieure à une seconde valeur d’un autre signal de détecteur (132j pour déterminer l’information spectrale (1410 du milieu (5⁵) sur lequel se fait la réflexion directe, et l’autre signal de détecteur spectrométrique (132Ί étant exploité avec une seconde valeur inférieure à la première valeur pour déterminer (142) l’information spectrale (142^ de l’objet (5”).
6°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour une valeur de comparaison non univoque (12’, 121 j, l’intensité de rayonnement détectée par l’unité de mesure (
7) constitue un autre indi3061772 cateur (1223 de l’existence d’une réflexion directe et l’exploitation spectrale (14) se fait en fonction de ce nouvel indicateur (12237°) Procédé (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour une valeur de comparaison (12’, 1213 ^non univoque, les deux signaux de détecteur spectrométrique (111’, 111’3 conviennent pour déterminer (142) une information spectrale (1423 de l’objet (5’3 si l’intensité du rayonnement prend une valeur faible, notamment une valeur de 0,2% ou 5% ou une valeur comprise entre 0,2% et 5% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure ou, les deux signaux de détecteur spectrométrique (111’, 111’3 sont rejetés si l’intensité du rayonnement prend une valeur élevée, notamment une valeur de 10% ou de 100% ou une valeur comprise entre 10% et 100% de l’intensité du rayonnement électromagnétique arrivant sur la plage de mesure.
8°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’ on effectue l’exploitation spectrale (14) du signal de détection (1323 spectrométrique, pour lequel il n’y a pas de réflexion directe, pour déterminer (142) une information spectrale (1423 de l’objet (5’3, et on effectue un rejet (16) du signal de détection spectrométrique (1313 pour lequel il y a une réflexion directe.
9°) Procédé (10) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’exploitation spectrale (14) du signal de détecteur spectrométrique (1313 pour une réflexion directe est faite pour déterminer (141) une information spectrale du milieu (53 sur lequel il y a une réflexion directe, et

- l’exploitation (14) du signal de détecteur électromagnétique (1323 pour lequel il n’y a pas de réflexion directe, est utilisée pour déterminer (142) une information spectrale (1423 de l’objet (5’33061772
10°) Procédé (10) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que on effectue l’exploitation spectrale (14) du signal de détecteur spectrométrique (131*) correspondant à une réflexion directe, pour déterminer (141) une information spectrale (141^ du milieu (5”) entourant au moins partiellement l’objet (δ’) sur lequel se fait la réflexion directe, et on rejette (16) le signal de détecteur spectrométrique (132^ pour lequel il n’y a pas de réflexion directe.
11°) Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’ à partir des mesures simples (11’, 11”, 11’”, 11””) on détermine l’angle d’incidence principal (143⁵) du rayonnement électromagnétique sur la plage de mesure (5).
12°) Spectromètre miniature (1000) pour effectuer l’analyse de la plage de mesure (5) selon un procédé (10) de l’une quelconque des revendications précédentes comprenant une unité d’éclairage (1) ayant au moins deux éléments d’éclairage (1’, 1”) pour éclairer (110j la plage de mesure (5) avec un rayonnement électromagnétique selon différents angles d’éclairage (1010’, 1010”), une unité de détection (2), un élément spectral (3) placé dans le chemin du rayonnement entre la plage de mesure (5) et l’unité de détection (2), et une unité d’exploitation (6) pour commander les éléments d’éclairage (1’, 1”) de l’unité d’éclairage (1), de façon indépendante dans le temps, spectromètre miniature caractérisé en ce que l’unité d’exploitation (6) comporte une unité de comparaison (61), une unité de sélection de signal (62) et une unité de calcul (63), l’unité de comparaison (61) déterminant l’élément de comparaison (12’, 1213 à partir des résultats des mesures simples (11’, 11”, 11’”, 11””), l’unité de sélection de signal (62) sélectionnant (13) des signaux de

5 détecteur spectrométrique (111’, 111”) pour l’analyse de la plage de mesure (5) en fonction de la valeur de comparaison (12’, 121^, et l’unité de calcul (63) déterminant (141, 142) une information spectrale (14’, 141’, 1423 à partir d’au moins un signal de détecteur (13’, 13Γ, 1321 sélectionné.
13°) Spectromètre miniature (1000) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l’élément spectral (3) comporte un interféromètre Fabry-Pérot.

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