Brevet FR2077551A1 — publié le 19711029

425Ô9 - 1 - 2077551 La présente invention concerne les dispositifs d'exploration mécaniques par lignes. On utilise en général l'exploration par lignes d'une image dans le but de la reconstituer ailleurs quand la voie de transmission de l'image du point où elle se trouve au point où elle est reconstituée n'a pas une largeur de bande suffisante pour transmettre simultanément la totalité ou tout au moins des parties importantes de ladite image. Par conséquent, cette image est explorée, en télévision, par une caméra qui explore ligne par ligne et convertit l'information reçue en un train de signaux électriques. Ceux-ci sont émis, reçus et ensuite l'image est reconstituée. L'exploration par lignes est utilisée dans d'autres domaines tels que la bélinographie ou les systèmes d'exploration par rayonnement infra-rouge quand la vitesse d'exploration nécessaire n'est pas aussi élevée qu'en télévision et,par conséquent, qu'on peut employer des systèmes d'exploration mécaniques par lignes plus lents et moins coûteux. Dans la bélinographie, on utilise un tambour tournant plus une tête d'exploration animée d'un mouvement alternatif. Cependant, on n'a pas encore réalisé un système d'exploration par lignes simple, peu encombrant et peu coûteux associé à un ensemble de reconstitution de l'image qui soit suffisamment ramassé et léger pour être facile à porter. La présente invention concerne donc un nouvel appareil d'exploration mécanique par lignes qui est plus simple que ceux de l'art antérieur et qui est portatif et peu encombrant. Le dispositif peut comprendre, à titre d'exemple, un ensemble de miroirs prismatique polygonal à"F" faces. Ce miroir tourne autour de son axe. L'analyse par lignes est réalisée en inclinant progressivement les faces successives du miroir prismatique par rapport à son axe de rotation. Dans un mode de réalisation de l'invention, les faces du miroir qui sont sur les côtés opposés du polygone sont ajustées de manière à former des angles égaux et opposés par rapport à l'axe de rotation, donnant ainsi la possibilité de réaliser un affichage en temps réel synchrone et directement visible. Un rayonnement appliqué à tin convertisseur en signaux électriques est utilisé pour explorer une face de l'en- BAD OB"5,wr*' 70 42509 - 2 - 2077551 semble prismatique qui reçoit un rayonnement d'une région choisie du champ de vision. Le signal de sortie du convertisseur peut être employé pour moduler le faisceau d'électrons d'un tube à rayons cathodiques qui a un balayage lignes synchronisé avec 5 celui obtenu par l'ensemble de miroirs prismatique tournant, si bien que le sujet est affiché sur l'écran du tube cathodique. En variante, le signal de sortie du convertisseur est. utilisé pour moduler 1'intensité d'une source lumineuse. La lumière provenant de cette source est dirigée sur la face du miroir à l'opposé de 10 celle explorant à cet instant le champ de vision. L'observateur regarde le miroir dont la surface est éclairée et la rotation de l'ensemble prismatique sert à la fois à l'exploration et à la reconstitution de l'image. Une variante du système décrit comporte un ensemble de miroirs 15 prismatique dont la partie centrale est creuse,au lieu d'être pleine. Les surfaces intérieures de l'ensemble ainsi réalisées sont également des miroirs. Avec cette disposition, les surfaces extérieures et intérieures de l'ensemble de miroirs forment des angles égaux par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe de rota-20 tion. La reconstitution de l'image est réalisée en projetant la lumière de la source de lumière commandée sur la surface de l'ensemble prismatique qui est juste derrière le miroir d'exploration. La lumière réfléchie par cette surface de miroir peut ensuite être renvoyée à l'observateur à l'aide d'une série de 25 miroirs de renvoi fixe. Dans une troisième forme de réalisation de l'invention, on utilise deux ensembles de miroirs prismatiques polygonaux de construction identique, qu'on fait tourner ensemble et l'un des ensembles.polygonaux est utilisé pour analyser l'image et .l'autre 30 pour sa reconstitution. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 35 - la figure 1 est une représentation schématique d'un en semble prismatique de miroirs utilisé dans la présente invention; - la figure 2 représente la manière dont l'exploration par BAD ORIOJNAl 70 42509 3 2077551 10 15 t* 20 » S 25 f- 30 35 ► II . - lignes est réalisée avec l'ensemble de miroirs prismatique représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 représente un ensemble de miroirs selon l'invention qui réalise à la fois l'exploration par lignes et la reconstitution de l'image; - la figure 4 représente un autre ensemble prismatique de miroirs selon l'invention pour l'exploration par lignes et la reconstitution de l'image; et - la figure 5 représente une autre forme de réalisation d'un ensemble prismatique de miroirs destiné à réaliser l'exploration par lignes et la reconstitution de l'image. La figure t représente schématiquement l'ensemble de miroirs prismatique selon l'invention employé pour l'exploration et la reconstitution de l'image explorée. L'exploration du sujet est réalisée par la rotation autour de l'axe AR (figure 2) d'un ensemble de miroirs prismatique 10 à N côtés qui est placé de manière à recevoir le rayonnement provenant d'un champ 11. Si ledit ensemble prismatique est dans la position représentée en trait plein, de l'énergie rayonnante provenant d'objets dont la position correspond à un angle 0 par rapport à une ligne 13 de référence choisie est recueillie par le système optique 12, par exemple une lunette pour rayonnement infra-rouge. Cette énergie rayonnante est réfléchie par la face 10a d'exploration du miroir prismatique 10 sur un ensemble 14 convertisseur de rayonnement en signaux électriques. L'ensemble 14 peut être constitué par un ou plusieurs convertisseurs, par exemple des cellules photoélectriques ou des détecteurs d'infra-rouge qui convertissent l'énergie rayonnante en provenance de la surface 10a de l'ensemble de miroirs prismatique en signaux électriques. Ces signaux électriques sont ensuite appliqués à une source de lumière commandée qui peut être,par exemple,constituée par un ensemble 16 de lampes d'affichage, de manière à agir sur l'intensité de la lumière qu'elle émet en réponse aux signaux électriques. L'ensemble 16 peut comporter une ou plusieurs lampes dont l'émission lumineuse peut être commandée en réponse aux signaux correspondants provenant de l'ensemble 14 convertisseur.■La lumiè BAD ORIGINAL 70 42509 -4- 2077551 re de l'ensemble des lampes d'affichage est projetée sur la face 10b de 1'ensemble de miroirs prismatique 10 qui se trouve à l'opposé de cellé utilisée pour l'exploration de l'ensemble prismatique. Cette dernière face 10b est dénommée face d'observation. La 5 lumière provenant de la face d'observation est recueillie par un système optique 18. Si l'ensemble de miroirs prismatique à N côtés tourne dans le sens sinistrorsum vers la position représentée en pointillé, il recueille l'énergie provenant d'objets dont les rayons sont 10 inclinés sous un angle 0+0 par rapport à une ligné de référence choisie 13 représentée sur la figure 1. Si les faces du miroir prismatique étaient toutes parallèles entre elles, on réaliserait, lorsque les miroirs tournent, seulement un balayage récurrent suivant une seule ligne. Pour réaliser une exploration par lignes, 15 les diverses faces de l'ensemble de miroirs prismatique à N côtés sont ajustées de manière à former des angles petits et différents par rapport à l'axe de rotation. Ceci est représenté schémati-quement sur la figure 2, sur laquelle un ensemble de miroirs prismatique 20 ayant un axe de rotation 20a comporte N côtés. 20 • Chaque côté constitué par un miroir différent fait avec l'axe de rotation un angle différent de celui du côté adjacent. Pour un ensemble de conversion de rayonnement en signaux électriques dans lequel les éléments convertisseurs sont contigus, l'écart angulaire entre les faces de l'ensemble de miroirs (indiquées par 25 la ligne en pointillé de la figure 2 et référencées 1, 2 et 3) est égal à la moitié de la largeur angulaire de l'ensemble de convertisseurs. Pour des ensembles de convertisseurs non contigus, lrécart angulaire entre les faces des miroirs successifs est égal à la 30 moitié de la largeur angulaire d'un élément détecteur unique du-dit ensemble. Pour reconstituer l'imagé explorée par un ensemble prismatique de miroirs d'exploration par lignes selon la figure 2, on emploie la configuration de l'ensemble prismatique représentée 35 schématiquement sur la figure 3. L'ensemble de miroirs prismatique 22 est dénommé ensemble prismatique à N côtés et K cycles. K est le nombre de cycles d'exploration récurrents défini par BAD ORIGINAL 70 42509 . 5 . 2077551 la disposition des faces dudit ensemble et est égal au nombre d'analyses d'image réalisées par tour de l'ensemble prismatique. L'ensemble de la figure 3 représente une configuration à deux cycles (K = 2) produisant deux images par tour. (Nota : pour cette 5 configuration, K est égal ou supérieur à 2 et doit être entier). Les faces opposées de l'ensemble de miroirs -respectivement 24, 26- sont inclinées d'angles égaux par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe de rotation pour toutes les configurations pour lesquelles K est pair. Par conséquent, les angles CC et 10 sont égaux. Les nombres de lignes pour l'ensemble prismatique à K cycles et N côtés est égal à N/K. Dans l'hypothèse où N = 12, on peut former un tableau des angles d'inclinaison des faces des miroirs pour la configuration représentée sur la figure 3. Face de l'ensemble de miroirs angles en degrés 15 face 1 90° 2 90® - 1,0 3 90° - 2,0 4 90° - 3,0 5 90® - 4,0 20 6 90° - 5,0 7 90° 8 90° - 1,0 9 90° - 2,0 10 90° - 3,0 25 1.1 90° - 4,0 12 go® _ 5j0 La reconstitution de la scène analysée est mise en oeuvre de la manière représentée sur la figure 1 en renvoyant la lumière émise par les lampes d'affichage sur l'oeil de l'observateur 30 par réflexion par la face opposée de l'ensemble de miroirs tournants prismatique. Par conséquent, si la face d'exploration a le numéro 1, la face d'examen a le N0 7. Si la face d'exploration a le N° 2, la face d'examen a le N° 8, etc... Par.la rotation des miroirs, les lampes d'affichage semblent réaliser une exploration 35 unidirectionnelle, de la même manière que les convertisseurs explorent le sujet. La figure 4 représente un ensemble qui peut être dénommé ®AD ORJGfN^ 70 42509 - 6 - 2077551 "ensemble de miroirs prismatique à double couche, N côtés et K cycles". Dans cette réalisation, l'ensemble de miroirs prismatique supérieur 24 peut être employé pour l'exploration d'un sujet et l'ensemble de miroirs prismatique inférieur 26 peut être 5 employé pour la"reconstitution du sujet. Les deux miroirs prismatiques ont N côtés et peuvent être de construction identique. Si l'observateur désire observer la scène reconstituée dans la même direction que le miroir d'exploration la voit,1 alors l'en— semblé de miroirs prismatique inférieur est placé à 180° de l'en-10 semblé de miroirs prismatique supérieur,si bien que le miroir actif observant la scène et le miroir actif pour la reconstitution forment des angles égaux par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe de rotation. Le nombre de lignes d'exploration pour cette configuration est également égal à N/K; 15 Dans la forme de réalisation de l'invention de la figure 3, les faces des miroirs opposés sont ajustées de manière à former des angles égaux par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe de rotation. Comme l'indique la ligne 25 parallèle à la ligne 24 n T i de la figure 3, leur position est définie par des angles p et 20 égaux. Dans la variante de l'invention de la figure 4, le miroir actif 12 et le miroir actif visible 28 forméht des angles égaux P et par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe de rotation, comme indiqué sur ia figure 3 par les lignes définies par les angles égaux ^ et (3 ' . 25 La figure 5 représente une autre variante de lrinvention. Cette variante est dénommée "Ensemble de miroirs prismatique à double surface à N côtés- et K cycles". Elle représente à titre d'exemple un ensemble 30 de miroirs à 12 côtés. La partie centrale de l'ensemble de miroirs prismatique n'est pas massive, 30 mais creuse,et cet ensemble comporte, par exemple, des faces extérieures 30a et des faces intérieures 30a' réfléchissantes. Les faces avant et arrière des miroirs intérieurs et extérieurs à deux faces, sont inclinées d'angles égaux par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe de rotation. Le nombre de lignes 35 explorées est égal à N/K. La reconstitution de l'image explorée est réalisée en renvoyant le rayonnement réfléchi sur le systèmé optique 36. Ce BAD ORIGINAL 70 42509 - 7 - 2077551 système optique dirige la lumière qui le traverse sur un convertisseur 38 de rayonnement en signaux électriques. Les signaux électriques obtenus sont utilisés pour moduler une source lumineuse 40 (qui peut être une lampe, une diode ou toute autre 5 source de lumière capable d'être modulée). La lumière émise par cette source est dirigée sur la surface réfléchissante 30a1 derrière la surface 30a. Cette surface réfléchissante 30a' qui fait, par rapport à l'axe de rotation, un angle égal et opposé à celui de la face 30a, renvoie la lumière sur la surface d'un miroir 44. 10 Ce miroir renvoie la lumière qu'il reçoit sur la surface réfléchissante du miroir 46. Un autre système optique 48 renvoie la lumière visible LV qu'il reçoit du miroir 46 sur un récepteur R ou l'oeil d'un observateur. Si on désire un affichage sur tube cathodique,, alors le signal provenant du convertisseur de lumière 15 en signaux électriques peut être appliqué à l'appareil d'affichage 50 à tube à rayons cathodiques. Il faut que le balayage par le faisceau cathodique soit, synchronisé avec la rotation de l'ensemble prismatique, ce qui signifie que le temps nécessaire pour que le faisceau du tube cathodique parcoure une ligne doit 20 être égal au temps nécessaire à une face du miroir pour explorer ujie ligne du sujet. Si 1'observateur désire observer le sujet reconstitué dans la direction où le miroir d'exploration le voit, en utilisant les miroirs 44 et 46 réprésentés, la face réfléchissante inté-25 rieure est mise en phase avec la face réfléchissante extérieure, si bien que le miroir actif explorant la scène et le miroir actif de reconstitution forment les mêmes angles par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe de rotation. Cependant, d'autres relations entre les angles par rapport à une ligne perpendiculaire 30 à l'axe de rotation des faces réfléchissantes actives intérieures et extérieures peuvent être utilisées en accord avec les principes de l'invention. La durée d'une seule image doit être égale au temps nécessaire pour une rotation complète de l'ensemble de miroirs pris-35 matique représenté sur la figure 5, si K = 1. Si K est différent de 1, sa valeur détermine la durée de l'image. Si, pour toutes les réalisations des figures 1 à 5, le BAD ORIGINAL 70 42509 - 8 - 2077551 rapport largeur/hauteur doit être égal pour l'objet exploré et l'image reconstituée, le miroir actif explorant le sujet et le miroir utilisé pour la reconstitution doivent former des angles égaux par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe de rota-5 tion. Cependant, si l'on désire, dans certains cas, une déformation du sujet, alors le miroir actif explorant le sujet et le miroir utilisé pour la reconstitution doivent former des angles différents par rapport à une droite perpendiculaire à l'axe de rotation. 10 Les faees intérieures et extérieures des miroirs de l'en semble de miroirs prismatique peuvent être ajustées suivant l'une des deux configurations ci-après : les faces avant et arrière peuvent être ajustées de manière à former des angles égaux et opposés par rapport à une droite perpendiculaire à 15 l'axe de rotation (les surfaces avant et arrière forment un coin) ou les faces avant et arrière peuvent être ajustées de manière à être parallèles entre elles et former des angles égaux avec une droite perpendiculaire à l'axe de rotation. La description ci-dessus concerne donc la réalisation d'un 20 ensemble mécanique d'exploration par lignes comprenant un ensemble de miroirs prismatique de forme polygonale, dans lequel chaque face réfléchissante d'exploration est inclinée d'un angle différent par rapport à la face réfléchissante adjacente, de manière à réfléchir sur un convertisseur différentes lignes d'un 25 sujet lorsque l'ensemble de miroirs prismatique tourne autour de son axe. Les signaux de sortie du convertisseur peuvent être utilisés pour reconstituer le sujet en utilisant un tube cathodique ou d'autres faces réfléchissantes d'un ensemble de miroirs prismatique pour l'examen. Dans ce cas, ces faces d'examen doi-30 vent faire, par rapport à l'axe de rotation, un angle égal à celui de la face d'exploration avec ledit axe de rotation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, 35 sans sortir du cadre de l'invention. BAD ORIGINAL 70 42509 - 9 - 2077551 REVENDICATIONS 1 - Appareil pour l'exploration optique d'un champ d'observation, comprenant un ensemble de miroirs avec plusieurs faces 5 réfléchissantes extérieures et un axe de rotation passant par le centre dudit ensemble, caractérisé en ce que lesdites faces réfléchissantes extérieures font des angles différents avec ledit axe de rotation de manière que ledit champ d'exploration soit exploré suivant deux dimensions lorsque ledit ensemble de miroirs 10 tourne autour de son axe. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque face réfléchissante d'une moitié dudit ensemble de miroirs est inclinée par rapport audit axe de rotation du même angle que la surface réfléchissante correspondante de l'autre moitié dudit 15 ensemble de miroirs. 3 - Appareil selon la revendication 1, comportant un second ensemble de miroirs pratiquement identique audit premier ensemble de miroirs et dont l'axe de rotation coïncide avec celui dudit premier ensemble de miroirs et est conçu pour tourner en même 20 temps que celui-ci. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble creux de miroirs comportant des faces réfléchissantes intérieures correspondant aux faces réfléchissantes extérieures et placées dos à dos avec elles et en ce que 25 chaque face réfléchissante intérieure fait avec l'axe de rotation un angle égal et opposé à l'angle que la face réfléchissante extérieure, placée dos à dos avec elle, fait avec cet axe. 5 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble pour faire tourner ledit 30 ensemble de miroirs autour de son axe de rotation de manière à faire passer successivement chaque face réfléchissante par un emplacement d'exploration, un dispositif convertisseur destiné à recueillir le rayonnement réfléchi par lesdites faces réfléchissantes explorant ledit champ d'observation, et un ensemble 35 pour reconstituer l'image représentée par le rayonnement recueilli. 6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit ensemble pour reconstituer l'image représentée par le rayon- bad original 70 42509 -io- 1 2077551 nement recueilli comporte un tube à rayons cathodiques raccordé à la sortie dudit dispositif détecteur. 7 - Appareil selon la revendication 1, comprenant un dispositif pour faire tourner ledit ensemble de miroirs autour de 5 son axe de rotation de manière à faire passer successivement chaque face réfléchissante par un emplacement d'exploration, un dispositif convertisseur recueillant le rayonnement réfléchi par les surfaces réfléchissantes explorant ledit champ d1 observation et un ensemble pour reconstituer l'image représentée par le rayon-10 nement recueilli, ledit ensemble de miroirs étant caractérisé en ce que les faces réfléchissantes disposées en face l'une de l'autre forment des,angles égaux et opposés par rapport audit axe de rotation. 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 5, caractérisé en ce que ledit ensemble de reconstitution comprend un second ensemble de miroirs sensiblement identique audit premier ensemble de miroirs et couplé à ce dernier de manière à tourner en même temps que lui. 9 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qme 20 ledit ensemble de miroirs est creux et comporte des faces réfléchissantes intérieures correspondant aux faces réfléchissantes extérieures et placées "dos à dos avec elles, chaque face réfléchissante intérieure faisant par rapport à l'axe de rotation un angle égal à celui de la face réfléchissante extérieure qui est 25 dos à dos avec elle. 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