Procédé et installation pour l'analyse colorimétrique d'un corps.
L'invention a pour objet un procédé pour t'analyse eolorimêtrique d'un corps, applicable notamment à la sélection automatique d'objets de couleurs déterminées, cette sélection étant susceptible d'être opérée avec un grand pouvoir discriminateur.
Ce procédé permet de travailler aussi bien par transparence que par réflexion ; il peut être utilisé pour l'analyse eolorimêtrique des liquides transparents ou pour l'analyse de documents opaques. Il peut être appliqué à la commande de machines à tisser ou à tricoter, au tri d'objets colorés, à la reproduction de documents polychromes en vue d'obtenir des trames destinées à l'impression sur tissu ou sur papier, etc.
Le procédé pour l'analyse eolorimêtrique d'un corps conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'on explore ledit corps à l'aide d'un faisceau de lumière blanche, en. ce qu'on envoie alternativement le faisceau lumineux diffusé par la zone du corps qui est éclairée sur des spectroscopes, en ce qu'on projette sur des cellules photo-électriques des parties prédéterminées des spectres ainsi obtenus, en ce qu'on additionne les courants de ces cellules, et en ce qu'on commande, à l'aide du courant résultant, un dispositif électrique sensible au courant.
Dans une mise en oeuvre particulière du procédé, on fait agir sur les cellules photoélectriques la lumière diffusée de manière telle que les courants additionnés qu'elles débitent sur un galvanomètre à miroir ne font tourner le pinceau lumineux réfléchi par ce miroir qu'à l'intérieur d'un angle déterminé pour l'ensemble des dégradés d'une eertaine couleur, tandis que toutes les autres couleurs provoquent une rotation du pinceau lumineux en dehors dudit angle.
Oh pourrait amplifier le courant résultant avant de lui faire commander soit un appareil de mesure, soit un ou plusieurs relais, etc.
Dans le cas où le dispositif commandé par le courant résultant est un oscillographe, par r exemple, son miroir dévie entre deux positions eorresopndant à une couleur déterminée du corps à analyser et au blanc, les dégradés de ladite couleur correspondant à des positions intermédiaires variant de manière continue dans le même sens que ces dégradés, tandis que les autres couleurs donnent au miroir des déplacements qui se situent en dehors des positions angulaires précitées.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, caractérisée par un dispositif permettant de produire alternativement deux faisceaux lumineux diffusés à partir d'une zone d'un corps exploré, par des moyens permettant d'obtenir un spectre à partir de chacun des faisceaux diffusés, par des cellules photo-électriques disposées de manière à être influencées par des parties prédéterminées des spectres obtenus et dont les courants sont destinés à être additionnés, enfin par un dispositif électrique destiné à être influencé par le courant résultant.
Dans une application particulière du procédé objet de l'invention à la sélection automatique d'objets d'une certaine couleur parmi un ensemble d'objets de plusieurs couleurs, on utilise premièrement deux cellules photo-électriques que l'on fait travailler en opposition, ces deux cellules étant éclairées par des parties différentes du même spectre. La partie du spectre qui correspond à la couleur de l'objet à sélectionner est envoyée sur une des deux cellules, le restant du spectre qui comprend toutes les autres couleurs est envoyé sur l'autre cellule.
Le courant résultant de ces deux cellules est nul pour la couleur à sélectionner et maximum pour le blanc. Les autres couleurs donnent des courants intermédiaires.
Pour obtenir le résultat cherché, c'est- à-dire la sélection du dégradé de la couleur, il. faut que les couleurs autres que celle e à sélectionner donnent des courants supérieurs à celui donné par le blanc. Dans ce but, une troisième cellule reçoit une partie d'un deuxième spectre choisie de façon à réduire le courant des blancs et à augmenter les courants des couleurs non sélectionnées à. des valeurs supérieures à l'ensemble des différentes intensités de la couleur à sélectionner.
On a décrit ci-après, en référence au dessin annexé et à titre d'exemple, une mise en oeuvre particulière de l'invention.
La fig. 1 est une vue du dispositif permettant de produire alternativement deux faisceaux lumineux diffusés à partir d'une zone d'un objet exploré, des moyens pour obtenir un spectre à partir de chacun de ees faisceaux, et de deux cellules photo-électri- ques associées.
La fig. 2 est une vue en perspective montrant un disque servant à obtenir alternativement deux faisceaux diffusés, à partir d'un seul, et des spectroscopes sur lesquels tom- bent les faisceaux direct et réfléchi.
La fig. 3 est un schéma général de trois circuits électriques associés à trois cellules photo-électriques que comprend cette forme d'exécution, ces circuits commandant un oscillographe à miroir dont le miroir transmet des signaux lumineux à un dispositif en registreur.
La fig. 4 est le schéma électrique des cir- cuits de la fig. 3.
La fig. 5 indique, pour chacune de deux eellules montées en opposition d'une première chaîne de relais de commande de l'oscillo- graphe, comment varient les tensions amplifiées et redressées en fonction d'une teinte sélectionnée, de ses dégradés et des autres couleurs y compris le noir.
La fig. 6 est une représentation graphique analogue de la tension résultante de ces deux cellules.
La fig. 7 est une représentation graphique analogue pour chacune de deux sources montées en opposition d'une autre chaîne de relais commandant l'oscillographe.
La fig. 8 est une représentation graphique analogue de la tension résultante de la chaîne de la fig. 7.
La fig. 9 est une représentation graphique analogue de la somme des tensions des deux chaînes de relais, somme qui commande l'oscillographe dont le miroir transmet des signaux lumineux au dispositif enregistreur.
Dans le cas, notamment, de l'application de l'invention à la sélection d'un document polychrome destiné à l'impression, on peut, pour analyser le document original, utiliser tout dispositif convenable pour la téléphoto- graphie.
Le document à analyser peut être tendu à plat sur une surface plane ou enroulé sur un cylindre 1 (fig. 1) auquel on peut donner un mouvement de rotation et de trans la. tion uniformes par rapport à son axe en utilisant tout dispositif convenable.
A l'aide d'une ou plusieurs sources lumineuses, telles que les lampes 2 et 3, et de lentilles 4, 5, on forme sur le cylindre 1, avec une lumière aussi blanche que possible, une tache lumineuse 6 de surface quelconque.
La lumière colorée diffusée par la tache 6 est reçue par un objectif 7 à fort grossissement qui en donne une image 8 agrandie sur un écran fixe 9 percé d'un trou carré ou comportant un diaphragme 10 de faible dimension.
Lorsque le cylindre 1 tourne tout en glissant le long de son axe, toute la surface dit document passe sous la tache 6 et les différentes images 8 correspondent à la surface totale du document original. A chaque instant passe done à travers le diaphragme 10 une ! certaine quantité de lumière plus ou moins colorée qui correspond au point du document issu de la tache 6 et dont l'image couvre l'ouverture du diaphragme 10.
Une lentille 11, située derrière le diaphragme 10, concentre sur la périphérie d'un disque 12 la lumière du faisceau qui traverse ledit diaphragme. Le disque 12 est dis posé à 45 par rapport au faisceau de lumière incidente ; il comporte sur sa périphérie des dents 13 (fig. 2) et des creux 14 de dimensions étales et de forme sensiblement rectangulaire ; les parties pleines sont rendues réflé- ehissantes par argenture, aluminure ou tout autre moyen. On peut également utiliser un disque transparent à faces parallèles et faire un dépôt réfléchissant sur une face en réser- vant des parties transparentes correspondant aux creux du disque denté précité.
La disposition de ce disque a l'avantage d'utiliser la totalité de la lumière réfléchie par le document à analyser tout en faisant des occultations périodiques : lorsque le faiseeau traverse un creux de dent, il. continue en ligne droite, et lorsqu'il est coupé par une dent réfléchissante, il est renvoyé à 90 .
Les disques rupteurs ordinaires, généralement placés à 90 par rapport au faisceau, n'utilisent que 500/o de la lumière puisque, lorsque celle-ci est occultée par une dent, elle n'est pas utilisée.
On fait tourner le disque 12 à vitesse constante convenable (pour obtenir, par exemple, 3000 occultations/minute) à l'aide de tout dispositif approprie, en même temps que le cylindre 1 est entraîné en rotation et en transl. a- tion. Le faisceau lumineux convergeant au point 15 subit de ce fait des réflexions périodiques à 90 , de telle sorte que l'on obtient un faisceau lumineux direct non réfléchi qui traverse, à intervalles de temps égaux, le disque 12 aux emplacements transparents ou évidés et un faisceau pulsatoire réfléchi à 90 . Chacun de ces faisceaux, direct et réfléchi,
est analysé respectivement par un spectroscope 16 et 17. Les spectres 18 et 19 obtenus pénè- trent par des ouvertures dans deux boîtes étanches 20 et 21. La boite 20 contient deux cellules photo-électriques 22 et 23 aussi panchromatiques que possible ; 24 désigne un petit miroir dont la face réfléchissante forme un angle de 45 avec le faisceau 18 du spectre et dont la position est réglable par tout dispositif convenable pour lui permettre de ré flechir une partie déterminée de ce spectre ; ledit dispositif doit permettre de mettre éventuellement deux ou plusieurs miroirs analo- gues à 24 et de mettre des miroirs de largeur différente ;
on peut utiliser dans ce but un support avee coulisses et maintenir le miroir 24 en position correcte par un électro-aimant ; il n'a pas été jugé utile de donner le détail d'une telle réalisation donnée à titre d'exemple seulement.
La partie du spectre 18 réfléchie par le miroir 24 tombe sur la cellule 23, tandis que le reste du même spectre tombe sur la cellule 22.
25 désigne un diaphragme réglable, interposé à l'intérieur de la boîte 21 sur le trajet du spectre 19 et laissant tomber une partie déterminée de ce spectre sur une cellule 26 photo-électrique aussi panchromatique que possible.
Les cellules 22-23 et 26 commandent trois chaines de relais aboutissant à une valve de contrôle d'un oscillographe (fig. 3 et 4).
La chaîne Ci est commandée par les cellules 22-23 montées en opposition ; la chaîne
C2 est commandée par la cellule 26 et la chaîne C3 est à débit continu et est contrôlée par la chaîne C2. Le montage est tel que les tensions des chaînes Ci et C ;, agissent dans le même sens et en opposition avec la tension de la chaîne C2 pour déterminer le mouvement d'un oscillographe.
Des potentiomètres Pi, P2, P3, P4, Pon P6 permettent de régler le débit des chaînes Cl, C, s ; ce réglage est fait de telle manière que, pour la teinte à sélectionner, la chaîne
Cl donne un débit et, par conséquent, une tension nulle à son extrémité ; dans les mêmes conditions, les débits des chaînes C2 et Cg sont réglés pour être égaux et, comme ils sont de sens opposés, ils donnent également une tension globale nulle sur le dispositif de contrôle de l'oscillographe dont le miroir reste immobile tant que la tache 6 explorée reste sur la couleur sélectionnée.
On voit sur la fig. 4 avec plus de détail un exemple d'un montage pouvant être réalisé.
La chaîne 7 comporte les cellules photoélectriques 22 et 23. Ces deux cellules 22, 23 sont montées en opposition, l'équilibrage étant obtenu grâce à un potentiomètre. Pi, l'ensemble étant alimenté à partir d'une source de tension continue, représentée, pour plus de simplicité, sous la forme d'une batterie de piles 27. Le point commun 28 des cellules 22, 23 est relié, d'une part, à la terre par l'in- termédiaire d'une résistance 29 de forte valeur et, d'autre part, à la grille de contrôle d'une lampe amplificatrice 30 dont le circuit anodique comporte un transformateur de liaison 31.
Le secondaire 32 dudit transformateur attaque un circuit-filtre 35, d'un modèle bien connu par ailleurs, servant à l'élimination des composantes indésirables, telle que bruits de fond, ronflements, etc. Il assure également le couplage grâce à un transforma teur 34, avec un étage amplificateur symétri- que dont les lampes 35 et 36 sont attaquées en opposition et dont les plaques débitent également en opposition sur le primaire du transformateur 37.
Le secondaire 38 de ce transformateur comporte des prises permettant d'attaquer les grilles d'un amplificateur symétrique. Ag, d'un type bien connu par ailleurs, et comportant, en particulier, un montage compensateur permettant une correction de certaines distorsions.
Les lampes de l'amplifieateur. 10 débitent à leur tour, par l'intermédiaire d'un transformateur de sortie 39, sur un redresseur DJ disposé aux bornes d'une résistance de charge 40.
Dans ces conditions, lorsque l'équilibre a été établi entre les flux lumineux reçus par les cellules 22 et 23, lorsque la teinte à séleetionner est explorée, aucune tension n'appa- raît aux bornes de la résistance 40. Lorsqu'un déséquilibre se produit, par exemple lors de l'exploration d'une teinte dégradée, un cou- rant, proportionnel à l'intensité de ce dégradé, circulera dans la résistance 40, provoquant à ses bornes une certaine chute de tension.
La chaîne Os qui comporte la cellule 26, un dispositif d'alimentation constitué par un potentiomètre-2 et une source de tension continue 41, donne aux bornes d'une résistance de charge 42 une tension appliquée a la grille d'une lampe amplificatrice 43 qui constitue la première lampe d'un ensemble comportant les mêmes éléments que ceux qui équipent la chaine Cl. Le transformateur de sortie de cet ensemble comporte deux seeondaires alimentant tous deux des redresseurs 4647. Le redresseur 46 fournit aux bornes d'une résistance de charge 48 un certain courant lorsque la cellule 26 reçoit un flux lumineux, sa.
polarité étant telle que le con- rant circule dans la résistance 48 en sens in- verse de celui circulant dans la résistance 40.
Il en résulte que la différence de potentiel aux bornes de 48 sera de sens contraire à la différence de potentiel aux bornes de 40.
Le deuxième secondaire 45 du transfor- mateur de sortie de la chaîne C'a alimente, comme il a été dit précédemment, un redresseur 47 dont la résistance de charge49 (jouant le rôle de P5, fig. 3) est disposée dans le circuit-grille d'une lampe 50 fonc- tionnant en amplificatrice (jouant le rôle de lg-JL ( ;, fig. 3) à courant continu. La grille de la lampe 50 est, de plus, polarisée néga- tivement par rapport à la cathode, grâce à une source de polarisation indépendante re présentée sous la forme d'une batterie de piles 51.
La différence de potentiel existant aux bornes de la résistance 49 présente une polarité en sens inverse de la polarisation fixe obtenue au moyen de la batterie 51. Pour une certaine valeur de courant redressé, la grille 52 de la lampe 50 pourra atteindre un potentiel nul par rapport à la cathode, d'où il résulte un courant anodique relativement intense, lequel, parcourant également les résistances 53 et 5 insérées dans le circuit cathodique, produit à son tour une chute de tension le long de la résistance 54. La différence de potentiel ainsi obtenue est combinée avee les différences de potentiel existant respectivement aux bornes des résistances 48 et 40.
Il en résulte que la grille 55 de la lampe 56 est elle-même soumise à un potentiel dépendant, d'une part, de la première chaîne Cl qui est attaquée par les cellules 22 et 23 disposées en pont, d'autre part, de la différence de potentiel provenant du circuit de compensation alimenté par la cellule 26 et, enfin, de la différence de potentiel apparaissant aux bornes de la résistance 54.
Le courant-plaque de la lampe 56 alimente à son tour un galvanomètre à miroir 57, dont la déviation est alors proportionnelle aux diverses tensions appliquées.
Pour bien faire comprendre comment est fait le réglage des chaînes Cl, C2, C3 de relais (fig. 5 à 9), on suppose que la tache lmineuse 6 explore une bande a b c d rectangulaire ; on explore en réalité, dans l'exemple de réalisation représenté, une bande héli- coïdale de largeur beaucoup plus petite que celle figurée, le document original étant enroulé sur le cylindre 1 qui tourne à vitesse constante en subissant une translation uniforme le long de son axe géométrique. La bande a b c d est donc le développement en plan de la bande hélicoïdale explorée de ubacs.
S désigne la teinte que l'on désire séleetionner, C une partie dans laquelle la teinte à sélectionner est dégradée progressivement jusqu'au blanc de la partie B suivie d'un noir
N, lui-meme suivi de couleurs diverses à sé- parer de la couleur à sélectionner sur la fig. 5.
Le tracé au-dessus de Ox de la fig. 5 donne en ordonnées les tensions fournies aux bornes de la résistance 40 par la cellule 22 après amplification et redressement. On voit que cette tension est constante et suit une ligne si horizontale tant que la couleur sélectionnée est explorée, puis, au dégradé progressif correspond une tension suivant la droite El ascendante, au blanc.8correspondantl'hori- zontale bl. Pour le noir N, la tension est nulle ; les couleurs E autres que la couleur à sélec- tionner donnent un tracé el pour les tensions relevées qui peuvent être aussi bien supérieures qu'inférieures à la tension correspon- dant à bol pour le blanc.
Autrement dit, on constate que la cellule 22 ne peut à elle seule permettre la sélection de la teinte S.
Le tracé de la fig. 5 situé au-dessous de l'axe Ox donne les tensions correspondantes pour la cellule 23 en opposition avec la cellule 22, soit la ligne brisée s2, g2, b2, e2, et on règle le potentiomètre Pl de manière à obtenir des tensions égales en valeur absolue pour la teinte S à sélectionner.
La ligne brisée (fig. 6) passant par les lignes s, g, b, e donne la tension totalisée obtenue avec le couple de cellules 22-23.
On voit donc que la chaîne Cl ne permet pas une sélection convenable puisque les couleurs E à éliminer peuvent donner des tensions e comprises entre s et b et que la tension donnée par un noir exploré est nulle, comme pour la couleur à sélectionner.
Les graphiques de la fig. 7 représentent, au-dessus de l'axe Ox, les tensions produites par la chaîne C3 de relais (aux bornes de la résistance 54) et au-dessous les tensions produites par la chaîne C2 (aux bornes de la résistance 48), les potentiomètres P2, P4, P5, PXs de ces chaînes étant réglés pour que la chaîne C3 donne toujours une tension minimum de même sens que la tension de la chaîne Cl, et une tension égale et de sens opposé à la tension que donne la chaîne C., pour la teinte en eours de sélection.
Lorsque la bande a b c d est explorée, la chaîne C2 détermine des tensions correspondant aux différentes couleurs suivant la ligne s3, g3 b3, n3, e3 et la chaîne C3 des tensions sui- vant s4, g4 b4,'n4, e4-
Les chaînes C2 et C3 réunies déterminent (fig. 8) des tensions suivant la ligne e S5, 95, b5, n5, e5 ;
enfin, en se référant toujours aux mêmes teintes de la bande a b c d, l'ensem- ble des chaînes C'i, Ça, Cg donne le graphi- que S6, g6, b6, n6, e6 par lequel on voit que la teinte S sélectionnée et ses dégradés G jusqu'au blanc B déterminent des tensions partant de zéro pour atteindre un maximum pour le blanc. Le noir et toutes les autres teintes à éliminer déterminent une tension supérieure à la tension donnée par le blanc.
On voit que le rôle des chaînes (t2 et C3 réunies est de diminuer la pente de la droite g et de remonter au-dessus de celle donnée par le blane les tensions correspondant au noir et aux autres couleurs à éliminer. Le miroir de l'oscillographe oscillera en conséquence d'un certain angle compris entre zéro pour la couleur sélectionnée et un certain maximum pour le blanc, toutes les autres couleurs à éliminer provoquant un déplacement angulaire supérieur du miroir 57, ce qui permet de rejeter pour toutes ces eou- leurs le faisceau réfléchi en dehors du champ de travail du dispositif trameur et enregistreur.
Ainsi qu'on l'a indiqué, il peut être né- cessaire, pour sélectionner une teinte dans le spectre agissant sur le couple de cellules 22-23, d'utiliser plusieurs miroirs ; e'est le cas, par exemple, pour du rouge violacé composé de deux parties différentes du spectre pour lequel on utilisera deux petits miroirs.
On pourrait aussi supprimer la cellule 26 et contrôler la chaîne C2 de relais par la cellule 23, mais on n'aurait pas les mêmes possibilités de sélectivité qu'en utilisant une cellule 26 indépendante. La disposition décrite permet en effet de sélectionner une partie du spectre agissant sur la cellule 26 légèrement différente de la partie du spectre agissant sur la cellule 23, et l'expérience a montré l'avantage, dans la généralité des cas, cl'une telle possibilité.
On peut utiliser le procédé et l'installation spécifiés ei-dessus pour commander tout dispositif connu en vue d'une application quelconque impliquant l'analyse eolorimê- trique d'un corps.