CH529360A - Capteur optique - Google Patents

Description

  
 



  Capteur optique
 On connaît déjà des capteurs optiques comprenant une source lumineuse, un système optique captant les rayons lumineux de la source pour en former un faisceau destiné à être dirigé sur une cible, et un récepteur sensible aux rayons réfléchis par ladite cible.



   Dans certains de ces capteurs, la partie émettrice et la partie réceptrice sont entièrement distinctes, bien qu'elles puissent être abritées dans un même boîtier. Il   eniésulte    que l'axe optique du système de la partie émettrice est distinct de l'axe optique de la partie réceptrice et que pour obtenir un bon fonctionnement, il est nécessaire de régler ces deux parties l'une par rapport à l'autre de façon que les deux axes optiques se coupent sensiblement sur la cible.



   D'autres capteurs connus comprennent un seul système optique qui est traversé dans un sens par les rayons lumineux de la source, et dans l'autre sens par les rayons réfléchis. Un miroir semi-réfléchissant est placé entre la source et le système optique pour dévier les rayons reçus en retour et les diriger sur un élément photoélectrique. Ces capteurs sont relativement coûteux, et le réglage de leurs différents éléments est délicat à effectuer.



   La présente invention a pour objet un capteur optique dont la réalisation est simple et bon marché. Ce capteur est caractérisé en ce que le système optique comprend au moins une lentille convergente, associée à un bi-prisme de Fresnel, la source lumineuse et un élément récepteur photoélectrique étant disposés côté à côté de part et d'autre de l'axe optique de cette lentille.



   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du capteur objet de l'invention.



   La figure unique de ce dessin est une coupe longitudinale de ce capteur.



   Le capteur comprend un corps extérieur tubulaire 1 formé par un tube 2 fixé à un manchon 3. Ce manchon présente une paroi transversale 4 avec deux logements 5 et 6 disposés de part et d'autre de l'axe 7 du corps tubulaire.



   Le logement 5 est destiné à recevoir une ampoule 8 qui constitue la source lumineuse du capteur. Le logement 6 est destiné à recevoir un élément photoélectrique récepteur tel qu'un photoconducteur, une photodiode ou encore un phototransistor.



   Le système optique de l'appareil est constitué par deux lentilles convergentes 9 et 10. La lentille 9 est une lentille plan-convexe venue d'une pièce avec un biprisme de
Fresnel 11. Cette lentille 9 peut avantageusement être en matière moulée, notamment en résine synthétique transparente. En outre, la face bombée de cette lentille 9 présente une courbure plus forte dans sa zone centrale que dans la zone annulaire entourant cette zone centrale, ceci afin de corriger dans une certaine mesure les aberrations de sphéricité. Cette lentille 9 est retenue contre un épaulement 12 du manchon 3 par une bague élastique 13.



   La seconde lentille 10 est également une lentille planconvexe et sa face convexe est en regard de celle de la lentille 9. Cette lentille 10 est portée par une tête 14 vissée dans un alésage fileté 15 prévu dans l'extrémité du manchon 3. Ce montage permet de disposer de différentes têtes 14 associées à des lentilles 10 de puissance différente pour permettre d'adapter le capteur le mieux possible à l'utilisation envisagée.



   Grâce à la présence du bi-prisme de Fresnel 11, le foyer de la lentille 9 est divisé en deux foyers conjugués situés de part et d'autre de l'axe 7 qui constitue l'axe optique de cette lentille lorsqu'elle n'est pas associée au prisme. Ces deux foyers coïncident avec les emplacements de l'ampoule 8 et de l'élément photoélectrique récepteur qui doit être placé dans le logement 6. De cette façon, les rayons lumineux issus de l'ampoule 8 et captés par la lentille 9 sont renvoyés sous forme de deux faisceaux divergents dont   l'un    est utile et parallèle à l'axe optique 7, tandis que l'autre s'écarte obliquement de cet axe optique et de ce fait est inutile.



   Le faisceau utile issu de la lentille 9 est à rayons parallèles, et après son passage à travers le lentille 10, il est transformé en un faisceau convergent dont le point de convergence doit plus ou moins coïncider avec la cible dont la présence ou l'absence doit être constatée par l'élément photoélectrique récepteur.



  Lorsque la cible est dans sa position correcte, les rayons réfléchis sont captés par la lentille 10 pour être dirigés sous forme de faisceau à rayons parallèles vers la lentille 9. Après leur passage à travers le prisme de Fresnel, les rayons en retour  sont transformés en deux faisceaux convergents, le point de convergence d'un faisceau coïncidant avec l'ampoule 8, tandis que celui de l'autre coïncide avec le logement 6 de l'élément photoélectrique récepteur. Cet élément est, bien entendu, relié à un circuit électronique qui peut être logé à l'intérieur du tube 2 et être réalisé, par exemple, sous forme d'un circuit imprimé dont la plaquette-support 16 est visible au dessin.



   Il y a lieu encore de remarquer que grâce au bi-prisme de
Fresnel, les ayons issus de l'ampoule 8 sont découpés en petites tranches rapprochées dans le faisceau utile. Par suite de l'étendue de la source lumineuse et des aberrations du système optique, on obtient pratiquement un faisceau lumineux homogène.

 

   Il est bien clair que le capteur représenté est de construction très simple et qu'il ne nécessite aucun autre ajustage que celui consistant à placer le arêtes du bi-prisme de Fresnel   1 1    dans un sens perpendiculaire à un plan passant par l'axe optique 7 et par les axes des deux logements 5 et 6. Même ce réglage peut être évité si   l'on    prend la précaution de prévoir sur la lentille moulée 9 une saillie ou un évidement sur son pourtour coopérant avec un évidement ou une saillie du manchon 3 pour définir sa position angulaire rigoureuse par rapport au manchon 3. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Capteur optique comprenant une source lumineuse, un système optique captant les rayons lumineux de la source pour en former un faisceau destiné à être dirigé sur une cible, et un récepteur sensible aux rayons réfléchis par ladite cible, caractérisé en ce que le système optique comprend au moins une lentille convergente associée à un bi-prisme de Fresnel, la source lumineuse et un élément récepteur photoélectrique étant disposés côte à côte de part et d'autre de l'axe optique de cette lentille.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Capteur selon la revendication, caractérisé en ce que la lentille est plan-convexe, en matière moulée, et venue d'une pièce avec le bi-prisme de Fresnel.

   2. Capteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la lentille présente une zone centrale dont la courbure est plus forte que celle d'une zone annulaire entourant la zone centrale.

   3. Capteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le système optique comprend une deuxième lentille plan-convexe dont la face convexe est en regard de celle de la première lentille, cette deuxième lentille étant amovible.

   4. Capteur selon la revendication et les sous-revendications 1-3, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps tubulaire présentant une tête vissée, cette tête portant la seconde lentille, ce corps contenant un circuit électronique associé à l'élément photoélectrique.