Brevet FR2001484A1 — publié le 19690926

-1- 2001484 La présente invention se rapporte à un système d'obturateur focal dans lequel un ensemble d'obturateur formé par un réseau de matière céramique à grande vitesse, commandé électriquement, est interposé entre une première et une seconde mosaïques de lentilles 5 de sorte que la lumière provenant d'un objet et qui tombe sur la première mosaïque de lentilles en traversant, une lentille de champ est focalisée sous la forme d'une série de fragments d'images sur le réseau en matière céramique de l'ensemble de l'obturateur afin de réaliser une occultation à grande vitesse et une transmission 10 sélective à travers, ce réseau, la lumière transmise sélectivement étant focalisée par la seconde mosaïque de lentilles pour former une image reconstituée dans le plan d'une pellicule. La seconde mo saîque de lentilles peut être supprimée et le plan de la pellicule peut être disposé àu voisinage immédiat de l'ensemble de réseau à 15 lentilles en matière céramique lorsque la lumière provenant de l'ob jet et tombant sur la première mosaïque de lentilles est focalisée sous la forme d'une série de points intenses représentant l'image au lieu de représenter une série de fragments d'images.. La présente invention se rapporte à un système d'obturateur 20 focal nouveau et perfectionné pouvant être utilisé dans des applications d*obturation sélective à vitesse extrêmement élevée. On a mis au point certaines matières céramiques ferroélectri-ques qui présentent une réponse optique anisotrope lorsqu'elles sont polarisées. C'est ainsi que des matières céramiques formées 25 par un titanate de plomb et un zirconate de plomb pressé à chaud, polycristallines à gros grains (supérieure à 2 microns) lorsqu* elles sont polarisées suivant une direction perpendiculaire à la surface principale sur laquelle tombe la lumière sont à peu près complètement transparentes et lorsqu'elles sont polarisées suivant 30 line direction parallèle à la surface principale sur laquelle tombe la lumière sont à peu près-complètement opaques. La polarisation peut être réalisée par un champ électrique appliqué de l'extérieur et l'état de transmission de la lumière de la matière céramique persiste après avoir supprimé le champ électrique. L'état de trans-35 mission de la matière céramique peut être commuté ou changé en commutant la direction de la polarisation et cette commutation peut s'effectuer à des vitesses extrêmement élevées, de l'ordre de quelques microsecondes. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir : 40 - un système nouveau et perfectionné d'obturateur focal assu 69 02865 -2- 2001484 rant un fonctionnement à vitesse extrêmement élevée dans une "gamme de quelques microsecondes. - un ensemble d'obturateur à grande vitesse assurant une occultation sélective de la lumière incidente et comportant des par-5 ties commandées électriquement d'une façon indépendante. Pour obtenir ces résultats, la présente invention envisage d'utiliser Tin ensemble d'obturateur formé par un réseau de matière céramique à grande vitesse commandé électriquement, comprenant une plaque de matière céramique ferroélectrique présentant une réponse 10 optique anisotrope lorsqu'elle est polarisée et une série d'électrodes, disposées en travers de la plaque pour appliquer sélectivement des champs de polarisation électriques extérieurs à des régions localisées de la plaque, la présente invention envisage également d'interposer l'ensemble d'obturateur à réseau de matière 15 céramique entre une première et une seconde mosaïques de lentilles, chacune de ces mosaïques étant constituée par un grand nombre de lentilles minuscules extrêmement serrées. Suivant la présente invention, la lumière provenant d'un objet qui tombe sur la première mosaïque de lentilles en traversant 20 une lentille objectif et une lentille de champ est focalisée sur l'obturateur à réseau de matière céramique sous la forme dfune série de fragments d'images formés par les lentilles qui constituent la mosaïque de lentilles. Des moyens de commande des électrodes du réseau de matière céramique assurant une occultation sélective à 25 grande vitesse des fragments d'images, la lumière transmise sélectivement est focalisée par la seconde mosaïque de lentilles de manière à former une image reconstituée dans le plan d'une pellicule.. Suivant un autre aspect de la présente invention, on supprime 30 la seconde mosaïque de lentilles et le plan de la pellicule est disposé au voisinage immédiat du réseau de matière céramique, la lumière .provenant d'un objet et qui tombe sur la première mosaïque de lentilles est focalisée suivant une série de points intenses qui représentent l'image au lieu de représenter des fragments d'ima 35 ges. Une commande à grande vitesse sélective de l'ensemble de l'obturateur permet de transmettre les points lumineux sur le plan voisin de la pellicule. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va sui-40 vre, faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, 69 02865 -3- 2001484 mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin, la figure 1 est une vue schématique prise du côté d'un train 5 optique selon la présente invention ; la figure 1a est une vue en perspective d'une région localisée de l'ensemble de l'obturateur du train optique ; la figure 2 est une vue schématique prise du côté d'un autre train optique selon- la présente invention ; 10 la figure 3 est une vue en perspective schématique d'une ré gion localisée de l'ensemble de l'obirurateur à réseau de matière céramique, représentant une partie de la matière céramique et un jeu d'électrodes. Dans le mode de réalisation de la présente invention qui est 15 représenté sur la figure 1 on utilise un ensemble d'obturateur 11 formé par un réseau de matière céramique constitué par une plaque de matière céramique ferroélectrique, telle que du titanate de plomb-zirconate de plomb pressé à chaud. Une série d'électrodes sont fixées en travers de la surface de la plaque afin d'appliquer 20 de l'extérieur des champs de polarisation électriques dans des régions localisées 12 de façon à former les parties individuelles de l'obturateur de l'ensemble 11, comme représenté sur la figure 1a. l'obturateur à réseau de matière céramique est interposé entre une première et une seconde mosaïques de lentilles 13 et 14» La 25 lumière provenant d'un objet 15 est focalisée par une lentille objective 16 à travers une lentille de champ 17 et tombe sur la première mosaïque de lentilles 13* Si on utilise une lentille de champ de Fresnel 17, elle doit être dispos® dans le plan d'jjnage de l'objectif 16 du fait de la diffusion de lumière qui est produite par 30 la lentille de Fresnel. D'autres types de lentilles de champ n'ont pas besoin d'être disposées dans.le plan d'image de l'objectif 16. La lumière qui tombe sur la première mosaïque de lentilles 13 est focalisée suivant une série de fragments d'images sur l'obturateur à réseau de matière céramique 11. Une occultation à gran-35 de vitesse de l'obturateur par un moyen de commande 18 peut faire ouvrir tous les réseaux de telle sorte que chacuïi des fragments d'images est transmis, ou bien on peut faire ouvrir sélectivement seulement certains des éléments d'obturateurs du réseau pour transmettre sélectivement la limiière. 40 La lumière transmise à travers l'obturateur à réseau de ma h0 -4- 2001484 tière céramique est focalisée par la seconde mosaïque de lentilles 14 pour former une image reconstituée sur le plan 20 d'une pellicule disposée dans le plan d'image de la mosaïque de lentilles 14. Du fait que les parties localisées de l'oburateur 11 à réseau 5 de matière céramique ne sont pas complètement transparentes à la lumière à leur état de transmission mais sont simplement translucides, le reseau de matière céramique doit être disposé dans le plan d'image de la mosaïque de lentilles 13 afin de ne pas obscurcir ni diffuser les fragments d'images formés par la mosaïque de lentilles. 10 De plus, du fait qu'une série d'électrodes sont fixées en travers , de la surface de 'la plaque en matière céramique, la mosaïque de lentilles doit être disposée par rapport au réseau de matière céramique de telle sorte que les fragments d'images formés par les lentilles individuelles qui constituent la mosaïque de lentilles tom-15 bent sur des parties de la matière céramique qui se trouvent entre les électrodes qui y sont fixées de telle sorte que les électrodes ne fassent pas obstacle à la lumière qui doit être transmise à travers l'ensemble de l'obturateur. Par suite, au moyen de la mosaïque de lentilles, une image incidente est divisée en fragments 20 d'images p.our être" tranaaise a travers le réseau de matière céramique, entre les électrodes qui y sont fixées afin de ne perdre aucune information d'image» La seconde mosaïque de lentilles reconstitue alors l'image sur le plan d'une pellicule. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représen-25 té sur la figure 2, la lumière provenant d'un objet 22 est focalisée à travers une lentille objective 23 de manière à former une image sur la mosaïque de lentilles 24. La mosaïque de lentilles est conçue de manière à disséquer l'image en une série de points intenses qui représentent la lumière à la partie de l'image qui tombe 30 sur une lentille particulière quelconque de la mosaïque de lentilles. De ce fait, une image est formée par une série de points ou taches'de lumière qui représentent l'image originale sur une pellicule 25 qu'on fait passer dans le plan focal des lentilles qui constituent la mosaïque de lentilles 24. Un obturateur 26 à réseau 35 de matière céramique, semblable à celui décrit précédemment, peut être alors disposé au voisinage immédiat du plan de la pellicule pour occulter à grande vitesse et d'une manière sélective la lumière au moyen d'un moyen de commande électrique 27. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la 40 figure 2, la pellicule photographique 25 peut être montée de manie 69 02865 -5- 2001484 re à se déplacer en travers, du plan d'image de la mosaïque de lentilles 24 afin d,enregistrer un mouvement de l'objet 22. Pour des images en mouvement, la mosaïque de lentilles 24 .seraiir orientée par rapport à la pellicule 25 de telle sorte que les raies d'expo-5 sitlon produites par chacune des lentilles de la mosaïque de lentilles ne recouvrent pas les raies d'exposition formées par d'autres lentilles quelconques de la mosaïque. Une occultation à grande vitesse effectuée par le réseau de matière céramique 26 permettrait des effets photographiques spéciaux. De plus» pour une séquence 10 d'images immobiles, il est possible d'obtenir un emmagasinage photographique de densité élevée à l'aide d'une orientation semblable de telle sorte que la séquence des points d'exposition sur la pellicule photographique provenant d'une lentille quelconque de la mosaïque ne recouvre pas la séquence de points d'exposition formés t5 par d'autres lentilles quelconques de la mosaïque. De ce fait, il suffit d'une faible avance incrémentielle de la pellicule entre les expositions. Ces techniques sont décrites complètement dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.367.826. Une région localisée du réseau de matière céramique remplis-20 sant une fonction d'occultation dans l'ensemble de l'obturation est représentée sur la figure 3« C'est ainsi qu'une série d'électrodes 30 à 33 sont disposées autour d'une partie de la plaque de matière céramique afin d'appliquer des champs de polarisation électriques extérieurs soit perpendiculairement soit parallèlement à la surface 25 principale sur laquelle tombe la lumière provenant d'une source de lumière 34. Par suite, dans la configuration représentée sur la figure 3» le champ de polarisation produit une polarisation dans la direction des flèches en traits pleins 35.perpendiculaire à la surface prin-30 cipale sur laquelle tombe la lumière de façon à rendre la matière céramique à peu près complètement transparente à la lumière incidente 34 qui est transmise à travers elle. En appliquant une polarisation négative aux électrodes 32 et 33 et une polarisation positive aux électrodes 31 et 30, la polarisation s'effectuerait dans 35 la direction des flèches en pointillé 36, ce qui rendrait la matière céramique à peu près complètement opaque pour1la lumière incidente. L'obturateur à réseau de matière céramique peut être utilisé lui-même pour former des images par une commande sélective de l'état 40 de transmission de la lumière des parties localisées de l'obturateur 69 02865 -6- 2001484 C'est ainsi que la mosaïque de lentilles 24- et l'obturateur à réseau de matière céramique 26 représentés sur la figure 2 peuvent être utilisés d'une manière analogue à un écran de télévision ou à un écran de tube à rayons cathodiques. Dans ce cas, les éléments 5 22 et 23 seraient remplacé# par une source de lumière et la pellicule 25 serait remplacée par un écran tel qu,un écran givré servant à diffuser la lumière, disposé contre l'ensemble de l'obturateur. la mosaïque de lentilles est disposée par rapport à l'ensemble de l'obturateur à réseau de matière céramique de manière à 10 focaliser les points de lumière sur la plaque en matière céramique sur des parties de la plaque qui se trouvent entre les électrodes. Les points de lumière transmis, qui représentent une image suivant la configuration des parties assurant la transmission de la plaque de matière céramique, sont diffusés sur l'écran pour former l'ima-15 ge. Il va de soi que la présente invention n'a été représentée et décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 02865 -7- 2001484 REVENDICATIONS 1. Système d'obturateur focal,caractérisé en ce qu'il comprend une mosaïque de lentilles destinée à focaliser la lumière incidente suivant une série de points intenses représentant la lu- 5 mière incidente sur la mosaïque de lentilles dans un plan espacé de cette mosaïque de lentilles ; un ensemble-d'obturateur à réseau de matière céramique comprenant une plaque en une matière céramique ferroélectrique présentant une réponse optique anisotrope lorsqu'elle est polarisée et une série d'électrodes disposées en tra-10 vers de la surface de la plaque afin d'appliquer de l'extérieur des champs de-polarisation électriques à des parties localisées de la plaque, le réseau de matière céramique étant disposé dans le plan d'image de la mosaïque de lentilles ; et un moyen de commande servant à commander électriquement les électrodes du réseau de ma-15 tière céramique afin d'occulter et de transmettre sélectivement les taches de lumière incidentes provenant de la mosaïque de lentilles. 2. Système d'obturateur focal selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une première mosaïque de lentilles des- 20 tinée à former une série de fragments d'images à partir d'une image incidente dans un plan distant de cette mosaïque de lentilles ; un ensemble d'obturateur à réseau de matière céramique comprenant une plaque de matière céramique ferroélectrique présentant une réponse optique anisotrope lorsqu'elle est polarisée et une série 25 d'électrodes disposées en travers de la surface de cette plaque servant à appliquer de l'extérieur des champs de polarisation électrique à des parties localisées de la plaque, le réseau de matière céramique étant disposé dans le plan d'image de la première mosaïque de lentilles, une seconde mosaïque de lentilles étant espacée 30 du réseau de matière céramique sur le côté de celle-ci qui est opposé à la première mosaïque de lentilles et étant destinée à recevoir la lumière transmise à travers le réseau de matière céramique et à focaliser cette lumière pour former une image reconstituée dans un plan espacé de la seconde mosaïque de lentilles ; et un 35 moyen de commande servant à commander électriquement les électrodes du réseau de matière céramique. 1 3»Système d'obturateur focal suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une lentille objectif et une lentille de champ espacée de la lentille objectif et servant à fo-40 caliser la lumière provenant d'un objet sur la première mosaïque 69 02865 -8- 2001484 de lentilles. 4* Système d'obturateur focal suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un plan de pellicule photographique disposé dans le plan d'image de la seconde mosaïque de 5 lentilles. 5. Système d'obturateur focal suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une lentille objectif servant à focaliser la lumière provenant d'un objet sur la mosaïque de lentilles. 10 6. Système d'obturateur focal suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce qu'il comporte de plus une pellicule photographique disposée dans le plan d'image de la mosaïque de lentilles. 7. Système d'obturateur focal suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pellicule photographique est montée dans 15 le plan d'image de la mosaïque de lentilles, cette pellicule photographique étant montée de manière à être avancée en travers du plan d'image de cette mosaïque de lentilles, cette dernière étant orientée par rapport à la direction d'avance de la pellicule de manière à ce que les raies d'exposition produites sur la pellicule 20 par une lentille quelconque de la mosaïque de lentilles ne soient pas sensiblement recouvertes par les raies d'exposition produites sur-la pellicule par n'importe quelles autres lentilles de la mosaïque de lentilles. 8. Système d'obturateur focal selon une ou plusieurs des re-25 vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une mosaïque de lentilles destinée à focaliser la lumière incidente tombant sur lui suivant une série de points intenses représentant la lumière incidente sur la mosaïque de lentilles dans un plan espacé de celle-ci ; un ensemble d'obturateur à réseau de matière cérami- 30 que comportant une plaque de matière céramique ferroélectriquQ^ré-sentant une réponse optique anisotrope lorsqu'elle est polarisée et une série d'électrodes disposées en travers de la surface de cette plaque servant à appliquer de l'extérieur des champs de polarisation électrique à des parties localisées de la plaque, le ré-35 seau de matière céramique étant disposé par rapport à la mosaïque de lentilles de manière à focaliser à peu près tous les points focalisés de lumière sur des parties de la plaque se trouvant entre la série d'électrodes ; et un moyen de commande servant à commander électriquement les électrodes du réseau de matière céramique afin 40 d'occulter et de transmettre sélectivement les points de lumière 69 02865 -9- 2001484 tombant sur celle-ci et provenant de la mosaïque de lentilles. - 9. Système d'obturateur focal suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un écran est disposé contre l'obturateur à réseau de matière céramique sur le côté opposé à la mosaïque de lentilles.