Brevet FR2008384A1 — publié le 19700123

6,15287 ' 2008344 La présente invention est relative à 1'obtention d'une série d'images composantes à partir d'une image.principale et plus particulièrement à un appareil permettant d'atteindre ce résultat. L'appareil selon l'invention permettant de décomposer une 5 image polychrome en une série d'images composantes ayant des caractéristiques chromatiques différentes est caractérisé en ce qu'il comprend un décomp osejir. d'image à fibres optiques réalisé au moyen d'un faisceau cohérent de guides conducteurs de la lumière dont les entrées sont disposées en groupes contenant une 10 fibre pour chaque image de la série et dont les sorties sont disposées de telle sorte que chaque groupe fournit un guide de lumière pour la formation de chaque image , et des moyens de sélection chromatique associés aux guides de lumière formant au moins l'une des images composantes pour en commander les caractéristi-15 ques chromatiques . Dans une caméra de télévision en couleurs par exemple, l'image principale formée par l'objectif de la caméra est décomposée en une série d'images composantes . Des images peuvent fournir des signaux électriques correspondant aux composantes rouge,verte 20 et bleue de l'image principalepartir de ces signaux, des signaux de chrominance et de luminance peuvent être obtenus à leur tour . Classiquement, l'image principale est décomposée en ses composantes individuelles au moyen de miroirs dichroïques qui diri-25 gent les rayons lumineux de longueurs d'onde différentes sur des tubes analyseurs différents . La Demanderesse a découvert que la décomposition d'une image polychrome principale peut être effectuée -commodément en utilisant un décomposeur d'image à fibres optiques . 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî tront au cours de la description qui va suivre . Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple : la Fig.l représente sous forme schématique une caméra de télévision en couleurs comprenant une forme simple d'appareil de dé-35 composition d'image qui utilise un décomposeur d'image à fibres optiques ; les Fig.2A, 2B et 2C représentent la disposition de la face d'entrée et des faces de sortie du décomposeur d'image de la Fig.l; la Fig.3 représente un appareil de décomposition d'image plus 40 élaboré, qui utilise un dissecteur d'image ; 69 15287 : K 2 2000384-- les Fig.4A,4B et 4c représentent la face'd'entrée,1'agencement et la face de sortie du dissecteur d'image de là Fig.3; les Fig.5A,5B et 5C représentent ia face d'entrée, la disposition et les faces de sortie du décompose-ur d'image repré-5 senté à la Fig.3 ; la Fig.6 représente un appareil de multiplexage qui peut être utilisé en association avec un ou plusieurs des composants à fibres optiques représentés dans les modes de réalisation précédents . 10 se référant maintenant aux dessins, la Fig.l représente une caméra de télévision en couleurs indiquée par la ligne en pointillé 1. Un objectif*. 2 est dirigé vers un objet 3 et en forme une image polychrome principale sur la face avant ou d'entrée d'un dëcomposcur d'image 4 constitué par une série de gui-15 des conducteurs de la lumière .Des images réduites sont formées sur chacune des trois faces de sortie 5,6,7- Des filtres de couleurs rouge, verte et bleue 8,9,10 sont disposés au voisinage de ces faces de sortie sur les trajectoires des rayons lumineux . Trois lentilles supplémentaires 11,12,13 servent à concentrer les 20 images rouge, bleue et verte sur des cibles 14,15,16 de tubes analyseurs 17#l8,19, qui engendrent des signaux électriques appropriés .Les sorties des tubes analyseurs sont appliquées à des circuits de conversion 20 d'où sont tirés des signaux de chroml-nance et de luminance. 25 La construction du décomposeur d'image est représentée aux Fig.2A à 2C. La face d'entrée s® cômpose d'une matrice de groupes -de trois guides lumineux .Un guide de chaque groupe mène à chacune des faces de sortie afin de former une image cohérente réduite de la lumière pénétrant dans la face d'entrée. Les guides 30 de lumière peuvent être rigides ou souples , mais la dernière solution a l'avantage de permettre de régler facilement la position de l'image de sortie . Le dispositif simple décrit ci-dessus a l'inconvénient que son rendement n'est égal qu'à un tiers de celui d'un dispositif 35 à miroir, dichroïque direct, en raison de la réduction de"la dimension de l'image dans le décomposeur d'image .On peut remédier •à cet inconvénient toutefois en utilisant l'appareil plus élaboré représenté à la Fig.3. ' " ' ' * ' ; • • Dans ce cas, l'objectif 32 de la camérà 31 est dirigé vers *' 40 un oh jet 35 et forme Une "image principale "sur la face avant COPV i - \ i ^ H - i il r , ■ *i • s 69 15287 2008384 du dissecteur d'image 35» L'image dissectée est transmise à la face arrière 36 dans laquelle elle est séparée en bandes .L'image décomposée est concentrée sur la face avant d'un séparateur d'images 37 au moyen d'un système dispersif comprenant des len-5 tilles 38,39 et un prisme 40. La dispersion sert à former des images séparées correspondant aux composantes route, verte et bleue de l'image .Les guides de lumière constituant le séparateur d'images 37 sont- séparés en groupes de trois bandes sur là face avaçrt ou d'entrée 4l, une bande de chaque groupe contribuant à 10 la formation de chacune des trois images séparées sur les faces de sortie 42,43,44. Comme dans le cas précédent, des lentilles 45,46,47 précédées par des filtres rouge, vert et bleu, 48,49,50 forment r'es images sur les cibles de tubes analyseurs 51,52,53 ,les sorties . 15 étant combinées pour former les signaux de luminance et de chro-minance dans les circuits associés 54. Le dissecteur d'image 35 est représenté plus en détail aux Fig.4A,4B et 4C .Sur la face d'entrée 34, les extrémités des guides de lumière sont disposées en bandes 6l. Sur la face de sor-20 tie 36, ces bandes sont séparées par un.intervalle au moins égal à deux fois leur largeur .Ceci permet d'éviter la réduction du rendement de l'appareil simple représenté à la Fig.-l. Ceci est réalisé par l'utilisation du système dispersif qui est agencé de telle manière que l'image de chaque bande sur la face arrière 25 du dissecteur d'image soit étalée spectralement sur une distance égale à trois fois sa largeur . Un décomposeur d'image ,dont la construction est représentée aux Fig.5A,5B,5C est utilisé en association avec le dissecteur .Sur la .face d'entrée 4l, les extrémités des çuides de lumière sont disposées en bandes par grou-30 pe de trois. L'image de chaque bande à la sortie du dissecteur d'image est disposée de façon à juste recouvrir trois de ces bandes, en raison de la dispersion spectrale du système dispersif. Ainsi, chaque troisième bande contient les composantes rouges R de l'image et ses voisines les composantes vertes G et 35 bleues B . Les guides de lumière sont disposés de telle sorte que leur sortie apparaisse sur trois faces de sortie 42,43,44 respectivement, chaque face étant couplée à chaque troisième bande et servant à afficher les images rouge R, verte G et bleue B. Comme la séparation des couleurs est inhérente à cet agencement, 40 il n'est pas strictement nécessaire, de prévoir des filtres .Tou- 2008384 tefols, leur présence peut être avantageuse pour modifier la caractéristique de coupure de chaque image . Afin d'améliorer la résolution de l'une ou l'autre des formes d'exécution de l'appareil décrit, la technique du multiple-5 xage des longueurs d'onde peut être utilisée en association avec l'un quelconque des composants à fibres optiques .Un appareil auxiliaire convenable permettant d'y parvenir est représenté à la Fig.6. Cet appareil comprend un système dispersif 6l comportant deux lentilles 62,6? et un prisme direct 64. Cet appareil disperse les points images en un spectre avant leur entrée dans le ^0 composant à fibres optiques 65. Il en résulte que chaque point image se partage, sur la base de la longueur d'onde, entre un certain nombre de fibres.A la sortie se trouve un système diâper-sif complémentaire 66 composé d'un autre prisme 67 et de deux lentilles 68,69 qui inversent la dispersion de l'image de sor-tie .Ainsi, une fibre cassée n'a pas pour effet de détruire un point image maisfeîgplement de modifier la couleur d'un certain nombre de points, ce qui augmente considérablement la résolution. Il apparaîtra que dans la seconde forme d'exécution de l'appareil , le pla;n. de multiplexage doit être perpendiculaire à ce-20 lui de la dispersion induite pour augmenter le rendement du séparateur d'images. ' Bine que l'appareil décrit soit agencé de manière à ne fournir que trois images de sortie, des modifications pourront être apportées facilement pour obtenir un nombre désiré quelconque 25 d'images de sortie .Dans la version plus complète, le pas des couches à la sortie du dissecteur sera MD, M étant le grossissement des lentilles et D la hauteur de l'unité périodique de base de la face d'entrée du décdmposeur d'image . Il n'est pas nécessaire d'utiliser des filtres séparésj par 30 exemple, des guides de lumière ayant des caractéristiques de transmission différentes peuvent être utilisés pour l'affichage d'images différentes . Le diamètre des fibres du dissecteur est déterminé par le choix de la longueur d'onde et la résolution recherchée . 69 15287 69 15287 2008384 REVENDICATIONS 1-Appareil destiné à décomposer - une image polychrome en une série d'images composantes ayant des caractéristiques chromatiques différentes, caractérisé par un décomposeur d'image à fibres 5 optiques réalisé au moyen d'un faisceau cohérent de guides conducteurs de la lumière dont les entrées sont disposées en groupes à raison d'une fibre pour chaque image de la série et dont les sorties sont disposées de telle sorte que chaque groupe fournit un guide de lumière pour la formation de chaque image, et des moyens 10 de sélection chromatique associés aux guides de lumière formant au moins l'une des images composantes pour en commander les caractéristiques chromatiques . 2-Appareil destiné à décomposer une image polychrome en une série d'images composantes ayant des caractéristiques chromati- 15 ques différentes, caractérisé par un décomposeur d'image à fibres optiques réalisé au moyen d'un faisceau cohérent de fibres conductrices de la lumière ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, et'un système de dispersion destiné à disperser l'image polychrome en faisceaux de lumière de caractéristiques 20 chromatiques différentes et à projeter.ces faisceaux sur l'extrémité d'entrée du faisceau de fibres , le système de dispersion et les fibres étant disposés de telle sorte que les faisceaux de lumière de même longueur d'onde tombent sur des fibres groupées à la sortie de telle façon qu'une image composante de la lumière 25 de cette longueur d'onde se forme à l'extrémité de sortie . 3-Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités d'entrée des fibres sont disposées en couches et le système de dispersion est tel que les faisceaux de lumière sont des droites transversales par rapport à la direction de dis- 30 persion, de sorte que les rayons lumineux de même longueur d'onde tombent sur les couches de fibres qui sont groupées à l'extrémité d'entrée . 4-Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système de dispersion comprend un dispositif de dissection 35 d'image pour décomposer l'image polychrome en lignes espacées dans une direction transversale par rapport à la direction de dispersion . 5-Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de dissection d'image comprend des fibres optiques 40 conductrices de la lumière disposées en couches . 69 15287 2008384. 6-Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de dispersion comprend un prisme pour décomposer les rayons lumineux provenant du dispositif dissecteur d'image en rayons de longueurs d'onde différentes . 5 7-Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, earactérlsé en ce qu'il comprend un dispositif de multiplexage des longueurs d'onde associé au dispositif dissecteur d'image . 8-Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des moyens optiques de filtrage situés 10 à l'extrémité de sortie et au voisinage de chaque groupe de fibres optiques où une image est formée, ces moyens étant destinés à filtrer la lumière n'ayant pas la longueur d'onde désirée . 9-Apparell selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres optiques sont souples. 15 10-Apparell selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé par un dispositif de multiplexage des longueurs d'onde associé au décomposeur d'Image optique . 11-Gapéra de télévision, caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil de décomposition d'image selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes .