Brevet FR2010108A1 — publié le 19700213

La présente invention se rapporte à un procédé et à des dispositifs pour la fabrication de trames de lentilles. Jusqu'à présent, les trames de lentilles étaient fabriquées par les procédés connus de déformation à chaud des matières 5 thermoplastiques, par exemple par emboutissage, compression avec fluage, ou injection. La principale difficulté à laquelle on se heuïte dans ce procédé consiste dans la fabrication du moule, qui doit répondre avec précision à toutes les spécifications de qualité des lentilles élémentaires. La fabrication 10 d'un tel moule est d'autant plus difficile que chaque unité de surface d'une trame doit contenir un plus grand nombre de lentilles élémentaires. Le prix de revient d'un tel moule atteint des ordres de grandeur inadmissibles lorsque la dimension des lentilles élémentaires doit correspondre à la dimension d'un 15 point de l'image, comme c'est le cas dans de nombreuses techniques récentes des trames de lentilles. Le but de l'invèntion est donc d'apporter un procédé de fabrication des trames de lentilles qui permette une fabrication suffisamment précise,même pour les trames de lentilles très fines, 20 avec un prix de revient admissible. Succinctement, line trame de lentilles selon l'invention est obtenue au moyen d'une couche photo-sensible qui est exposée à la lumière de façon périodiquement variable, puis traitée par développement et réhalogénation et/ou développement tannant, ce 25 qui établit dans ladite couche des trajets optiques de longueurs différentes. En effet, l'expérience a montré à la Demanderesse que les couches photographiques absolument exemptes de contrastes, qui ont été exposées et traitées de cette façon puis copiées par jO contact, donnent une grille sur la feuille de copie. Cet effet peut être expliqué par le fait que les couches ainsi traitées, qui ne contiennent l'argent que sous la forme d'halogénures, présentent aux trajets optiques une surface extérieure en relief aussi bien que des surfaces intérieures en relief. Le relief ex-y=, térieur, qui est par exemple perceptible à l'oeil nu sous lumière oblique même sur des diapositives, est surtout visible pour les basses fréquences locales, jusqu'à 400 ligues par mm, tandis que les surfaces intérieures, résultant des variations locales de 69 18251 2 2010106 l'indice de réfraction,'forment structure porteuse d'information pour les hautes fréquences locales. , Les surfaces intérieures et le relief extérieur produisent ensemble une variation de la longueur du trajet optique à l'in-5 térieur d'une zone de surface déterminée, par exemple à l'intérieur d'une longueur de période d'une grille. Dans des circonstances déterminées, c'est-à-dire pour une fonction déterminée de cette variation de longueur en fonction de la coordonnée du point, ceci peut maintenant condtiire à une focalisation de la 10 lumière incidente. La variation de la longueur du trajet optique en fonction de la coordonnée du point peut être déterminée par la technologie de l'exposition et du traitement chimique consécutif de telle façon que la couche présente le comportement, par exemple, d'une trame de lentilles cylindriques. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés,, concernant à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs réalisations de la présente invention. Sur ces dessins : 20 La figure 1 représente le principe de la déformation d'une surface d'ondes par une couche suivant l'invention ; La figure 2 représente une. lentille de forme antérieurement ïonnue et de trame optiquement équivalente ; La figure 3 représente schématiquement un principe de l'ex-25 position d*une trame de lentilles (pour son obtention selon l'invention) ; La figure 4 représente m autre principe de l'exposition d'une trame de lentilles ; La figure 5 montre les relations entre la vitesse relative 30 et l'intensité d'éclairement dans la construction suivant la figure 4-. Sur la figure 1, on a représenté une coupe d'une couche 1 sans contraste, c'est-à-dire qui est.partout d'-une transparence constante. Les traits 2.perpendiculaires-à la couche et qui sont 35 séparés par des intervalles différents symbolisent les longueurs des trajets optiques en fonction de l'indice local dé réfraction, ou les différences des longueurs de ces trajets optiques. Les parties d'une surface d'onde plans traversant de bas en haut la 69 18251 3 2010108 couche 1 dans les zones marquées par des traits 2 plus serrés sont plus fortement retardées dans leur propagation, en raison du plus fort indice de réfraction, que les parties qui traversent les zones à traits plus largement espacés. Au-dessus de la 5 couche, il se forme par conséquent une surface d'ondes, désignée par les flèches 3 et par la ligne 4, qui n'est plus plane mais onduÊe. A une certaine distance de la couche,il se forme ici, par les zones présentant un plus fort indice de réfraction, et qui correspondent à une zone convexe d'aine lentille, une foca-10 lisation réelle, tandis que, par les zones plus minces au point de vue optique, il se forme une focalisation virtuelle* Sur la figure 2,on a représenté les formes de lentilles qui, avec un indice de réfraction constant, donnent un effet optique analogue. Les zones qui sont optiquement plus épaisses 15 correspondent à des lentilles convergentes 5 tandis que les zones qui sont optiquement plus minces correspondent à des lentilles divergentes 6. La condition nécessaire pour qu'il existe une telle analogie avec les lentilles cylindriques ou sphériques est que la surface des longueurs de trajet soit une fonction 20 périodique, et différentiable en tous ses points, d'une coordonnée locale. L'exposition de telles trames de lentilles peut être obtenue par exposition d'un support de couche sensible approprié, et d'un très grand pouvoir de résolution,au moyen de l'image de 25 .superposition de deux rayons cohérents. Un tel spectre d'interférences entre deux rayons présente en principe une répartition d'intensité perpendiculairement à la direction de la bande. 0. (1 + cos 2XIts:), où C est une constante, L la fréquence locale (par exemple le 30 nombre de lignes par millimètre) et x la coordonnée locale. Pour produire un spectre d'interférences de deux rayons, on peut prévoir, par exemple, un biçrisme sur le trajet des rayons d'une source de lumière monochromatique tandis que, dans la zone de superposition des deux rayons cohérents, on dispose le support 35 de couche sensible sur un dispositif transporteur qui peut se déplacer transversalement à la direction des bandes pendant les arrêts de l'exposition. Suivant la gradation de la couche photographique, pour laquelle on a utilisé avec de bons résultats 69 18251 4 2010108 les plaques disponibles sous la dénomination Scientla 8 E 70 de la GEVAERT AGITA N.V., et suivant le traitement chimique, cette fonction peut être reproduite, avec ou sans distorsion, sous la forme d'une variation du trajet optique. Pour réaliser des répar-5 titions d'intensité différentes, on peut calculer, par une analyse de Fourier, les fonctions périodiques dont la somme donne la répartition d'intensité désirée. Eq exposant deux fois un support de couche sensible à travers des grilles de bandes décalées de 90° l'une par rapport à 10 l'autre, on peut également produire une trame de lentillessphé-riques. Si les grilles de bandes ont des pas inégaux, on peut produire sans difficulté des réseaux de lentilles qui ont l'effet de lentilles toriques. On a représenté sur la figure 3 un dispositif pour l'expo-15 sition de telles trames de lentilles photographiques. Une fente 7 est éclairée uniformément par une source lumineuse (non représentée) . Un objectif 8 forme une image de cette fente sur un support de couche sensible 9» La fente se déplace avec une vitesse périodiquement variable par rapport au support 9 cLe façon 2o que la quantité de lumière qui tombe sur le support de couche soit également une fonction périodique de la coordonnée locale. Toutefois, il est également possible de faire varier périodiquement la luminosité de l'image de la fente par une commande appropriée d'une lampe sans inertie, par exemple d'une lampe au 2^ xénon. La forme et la fréquence d'impulsion de la lampe peuvent varier dans de larges limites grâce à l'utilisation d'un générateur approprié » Les figures 4 et 5 représentent une autre possibilité pour l'exposition d'une telle trame de lentilles. Une lampe 10 et un 2Q condensateur 11 éclairent une fente 12 d'une façon constante dans le temps,-et un objectif 13 forme l'image de cette fente sur un support de couche sensible 14, La plaque 15 qui est percée de la fente 12 est montée sur des colonnes élastiques 16, 17 de façon à pouvoir vibrer perpendiculairement à la longueur de cette fente. Un générateur de vibrations 18 transmet une fréquence excitatrice à la plaque 15. Le support 14 de la couche sensible est monté de façon à pouvoir se déplacer par mouvement continu dans le sens de la flèche 19, par exemple sur un chariot (non représenté). Si, maintenant, on choisit la vitesse du 69 18251 5 2010100 support 14- comme représenté sur la figure 5, de façon que cette vitesse corresponde à la vitesse instantanée maximale de la plaque 15 qui vibre à une fréquence et à une amplitude constantes, on obtient entre l'image de la fente et le support 14 une vites-5 se relative qui varie périodiquement entre 0 et le double de cette vitesse maximale de la plaque 15. Il en résulte qu'il tombe sur la couche sensible une quantité de lumière I. t, comme on le voit sur la figure ^b,qui alterne périodiquement entre une valeur minimale et une valeur maximale. La valeur minimale 10 est obtenue dans la zone dans laquelle la vitesse relative atteint sa valeur maximale tandis que la quantité maximale est obtenue lorsque l'image de la fente se déplace temporairement à la même vitesse et dans le même sens que le support de la couche. Le temps de séjour de l'image de la fente sur le support de 15 la couche est alors le plus grand. La quantité minimale de lumière qui tombe sur le support de la couche ne perturbe pas la qualité de la trame de lentilles car, pour cette qualité, la seule caractéristique importante réside dans le contraste, c'est-à-dire dans la différence entre 20 la valeur maximale et la valeur minimale. A la place d'une fente, on pourrait encore disposer plusieurs fentes espacées au pas de la trame ou à un multiple entia? de ce pas, pour raccourcir la durée d'exposition d'une grande surface. 25 • Les trames de lentilles obtenues de cette façon peuvent éga lement être reproduites à plusieurs exemplaires. en moulant par voie électrolytique la surface extérieure en relief qui exprime la déformation en volume de la couche. Ge moule obtenu par voie électrolytique peut ensuite être utilisé pour le moulage d'une 30 matière plastique qui permettra de produire des trames présentant le même profil. Les phases des procédés chimiques nécessaires pour la production de ces trames de lentilles, telles que le développement, la réhalogénation, le blanchiment, ou le développement tannant, 35 sont universellement connues et il n'est donc pas nécessaire de les décrire. C«s phases ne font pas partie de l'objet de la présente invention. 69 18251 6 2010109 R E V'E NDICATIOÏÏS 1.- Procédé de fabrication de trames de lentilles, caractérisé en ce que la trame est obtenue au moyen d'une couche photo-sensible, qui est exposée à la lumière de façon périodi- 5 quement variable, puis traité chimiquement par développement et réhalogénation et/ou développement tannant, ce qui établit dans ladite couche des trajets optiques de longueurs différentes. 2.- Procédé suivant la revendication 1, appliqué à la fa-10 brication de trames de lentilles cylindriques caractérisé en ce que ladite exposition est faite par une figure lumineuse à lignes équidistantes,analogues et à peu près parallèles, de préférence un spectre d'interférences obtenu par la superposition de deux rayons cohérents. 15 3*- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites lignes sont obtenues par superposition de plusieurs spectres d'interférences à deux rayons qui présentent des fréquences locales différentes. 4-.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 20 qu'on photographie sur la couche l'image d'une fente, ou de plusieurs fentes disposées à ma écartement égal à un multiple entier du pas des lignes de la trame, cette fente ou ces fentes étant animées d'une vitesse relative par rapport à la couche, ladite vitesse relative et/ou 1 *éclairement de ladite ou des-25 dites fentes étant périodiquement variables. 5«- Procédé suivant l'une des revendications précédentes, appliqué à la fabrication de trames de lentilles sphériques disposées en carré,caractérisé en ce qu'on photographie sur la même couche deux ensembles de lignes perpendiculaires entre elles, 20 6.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes, appliqué à la fabrication en série de trames de lentilles, caractérisé en ce qu'on moule par voie électrolytique une trame de lentilles fabriquée suivant l'une des revendications précédentes yj et que l'on utilise ce moule pour former d'autres trames de lentilles par emboutissage, coulée ou injection. 7.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un biprisme 69 18251 7 2010108 intercalé sur le trajet des rayons lumineux d'une source de lumière monochromatique et en ce que le support de la couche sensible est disposé, dans la zone de superposition des deux rayons cohérents, sur un dispositif transporteur qui peut avan-5 cer pas à pas pendant les arrêts de l'exposition. 8.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la source lumineuse qui éclaire la ou les fentes est constituée par une lampe, par exemple une lampe au xénon, capable de suivre sans inertie une impul-10 sion de commande, alimentée par un générateur d'impulsions capable d'engendrer des impulsions d'une fréquence et d'une forme appropriées. 9«- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le support de la ou des 15 fentes est prévu sur un élément capable d'osciller dans le plan de la fente, perpendiculairement à la direction longitudinale de cette fente, la fréquence de cet élément coïncidant de préférence avec la fréquence d'un générateur d'impulsions et en ce que le support de la couche sensible est entraîné en mouvement continu 20 perpendiculairement à la longueur de la fente. 10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la vitesse du support de la couche sensible est de l'ordre de grandeur de la vitesse instantanée maximale de l'élément oscillant. 25 11.- A titre de produits industriels nouveaux, trames de lentilles obtenues par un procédé et/ou un dispositif selon l'une des revendications précédentes, et appareils comportant une ou plusieurs telles trames.