Brevet FR2104746A1 — publié le 19720421

La présente invention concerne un dispositif optique d'espacement 'd'images. On a suggéré dans la technique antérieure d'espacer des images sur une surface photosensible par des organes réfléchissants 5 tournants, tels que des miroirs, qu'on amène dans différentes positions angulaires et qui par conséquent réfléchissent les faisceaux lumineux formateurs d'images vers différentes régions de la surface photosenbile, par exemple pour espacer les caractères d'une imprimeuse photographique. Le brevet des Etats-Unis d'Amé-10 rique n° 1 175 685 décrit un exemple d'ensemble de ce genre, dans lequel la'surface photosensible est placée dans un plan image et un système optique mobile est associé au miroir tournant dans le but de maintenir une mise au point correcte des images. On a aussi suggéré d'utiliser des réflecteurs ou miroirs tournants 15 dans lesquels la pellicule est placée sur une portion de cylindre, dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du miroir. Cependant, on a observé que cela provoque une certaine déformation des images, car elles sont formées sur la surface photosensible sur une petite portion de cylindre et non sur un plan. De plus, la mani-20 pulation des matières photosensibles, en particulier des films est parfois difficile et quand, en particulier, ce film est courbé perpendiculairement à sa grande dimension, il est difficile de le maintenir avec précision sur l'axe choisi, par conséquent, cet agencement présente des incbnvénients considérables. 25 Selon la présente invention, des faisceaux lumineux, succes sifs collimatés, formateurs d'images sont obtenus à l'aide d'un équipement connu. Les dimensions des images peuvent être réglées si on le désire par des moyens connus. Le système optique correspondant collimate le faisceau formateur d'images sous forme de 30 rayons parallèles et ce faisceau collimaté est dirigé sur un dispositif réfléchissant tournant, par exemple un miroir ou son équivalent dioptrique. La position angulaire de l'organe réfléchissant est commandée de manière convenable, par exemple par un servo-moteur qui maintient le miroir dans des positions angulai-35 res différentes choisies avec la précision nécessaire. Ce servomoteur peut être commandé à partir d'une information de largeur d'image obtenue lors de la sélection du caractère d'imprimerie par un appareil connu. Les faisceaux collimatés sont par conséquent dirigés sur différents endroits et sont renvoyés sur un 40 ensemble de lentilles de balayage et de correction de la mise au 71 15794 2 2104746 point, sous différents angles, à partir de 1'organe réfléchissant tournant et ces faisceaux Sont projetés sur la surface photosensible. Cette surface, par exemple une pellicule ou un papier photographique, est placée dans un'plan image et l'ensemble des 5 lentilles de balayage met au point"les faisceaux formateurs d'image*dans ce plan, de manière à former des images de dimensions correctes dans un ordre approprié. En ce qui concerne ce point, un agencement avantageux , et probablement le plus facile à réaliser, doit faire correspondre 10 chaque déplacement angulaire du miroir à un déplacement constant dans le plan du film. Ceci doit être vrai, que cet angle soit relativement grand ou relativement petit et cette relation doit être valable partout dans le plan image. Pour obtenir ce résultat, le système optique employé doit 15 avoir des caractéristiques différentes de celles des lentilles dites sans déformation. En ce qui concerne ce système (figure 2, décrite ci-après) on considère un faisceau de lumière collimaté qui, tombant de 1a. gauche sur la lentille L, doit converger en un point A à une distance f de la lentille. La relation corres-20 pondant à cette figure peut être écrite sous la forme : y' = f.tg 0 (1) y' étant la distance de A à l'axe optique. Si l'on applique cette relation à un système optique réel, le point A est sur le film et ce dernier est coupé par l'axe optique 25 XX passant par le centre de la ligne d'impression. L'équation (l) indique que la relation entre le déplacement angulaire 9 dans l'espace collimaté et la distance y1 sur le film est non linéaire. On obtient par différentiation de (l) dy' = f.sec2 9.d 9 „ (2) 30 ce qui donne la relation entre de petits déplacements dy' sur le film et le déplacement d9 (intervalle entre caractères). En écrivant (1) sous la forme : y' = f9 (1') sa différentielle s'écrit : 35 dy' = f.d9 (2') et les grands et petits déplacements deviennent tous deux des fonctions linéaires de 9 et indépendantes de l'emplacement sur la ligne. Le nouvel ensemble de lentilles de balayage est par conséquent d'un type spécial qui satisfait à l'équation ,(l') à la place de 40 71 15794 ? 2104746' •v l'équation (l) et compense la variation de la dimension de l'image pour les positions angulaires extrêmes de l'ensemble réflecteur tournant de part et d'autre d'une position médiane dans laquelle les faisceaux qu'il réfléchit coupent à angle, droit la 5 surface photosensible. Le système optique de balayage est par conséquent réalisé de manière à corriger les variations de mise au point dues à l'augmentation de longueur du trajet optique lorsque les faisceaux lumineux coupent la surface photosensible sous des carçgles décroissants à partir de 90°. Par conséquent, l'ensemble "10 de lentilles d'exploration se comporte comme un élément passif qui réalise la correction nécessaire des déformations et/ou des variations de mise au point qui sont la conséquence de la diminution, au-dessous de 90°, de l'angle d'intersection du faisceau avec le plan iimage. Cela permet d'obtenir des images placées côte 15 à côte qui sont au point sur toute la largeur de la colonne d'impression, et d'images qui sont nettes et non déformées. Un .espacement correct et sans déformation des images sont les avantages les plus importants de cette réalisation particulière de lentilles de balayage. Un objectif de caméra peut former l'image dans un plan, étant donné que le faisceau lumineux péné-trant dans cet objectif est collimaté. Cependant, le déplacement de l'image le long de la ligne de base n'est pas proportionnel à l'angle de rotation du miroir, mais est proportionnel à la tangente de cet angle. La largeur de l'image elle-même est par 25 ailleurs proportionnelle• à la tangente dé r* angle de rotation. La variation de l'espacement ne peut être corrigée que difficilement par rotation du miroir d'angles finis, en tenant compte de la fonction "tangente". L'angle de rotation pour une image de dimensions déterminées n'est pas le même aux extrémités d'une 2° ligne qu'au milieu. Mais cela ne corrige pas la déformation dans le sens de la largeur de l'image. La lentille d'exploration spéciale réalise également cette correction et se double rôle est parfaitement réalisé avec un élément passif. L'invention a donc pour objet un nouvel appareil d'espace-25 ment des images, dans lequel des pièces mobiles légères dè faible inertie sont associées à de nouveaux éléments passifs ou fixes pour espacer les divers images placées côte à côte de la manière désirée, un nouvel objectif corrigeant la déformation de l'image liée aux variations d'incidence des angles des faisceaux collima- 40 tés sur la lentille. 71 15794 4 2104746' D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation donné en référence au dessin sur lequel : La figure 1 est une représentation schématique du systeia» ie projection d'i:inags;3 selon l'invention, associé à des *£-■=• gles représentant son ensemble de commande. La figure 2 est un schéma représentant certaines relations dans le système optique. La figure 3 est un dessin détaillé d'une forme appropriée f 10 de lentille ou objectif de balayage. Un système 10 projetant des images de caractères projette successivement des faisceaux lumineux formateurs d'images .'à "travers une lentille faisant partie d'un groupe 12 fixant le grandissement, montée par exemple sur une tourelle'14 de manière que 15 la. lentille choisie puisse être placée sur le trajet des rayons, modifiant ainsi le grandissement de l'image obtenue. En variante, on peut utiliser des lentilles de grandissement réglable. Les faisceaux lumineux aboutissent ensuite au système 15 de lentilles collimatrices. Le système 15 a de préférence une focale variable 20 dans une proportion suffisante pour une mise en place préliminaire et une mise au point précise, mais une fois cet ajustement réalisé, on ne toUche plus en général aux lentilles collimatrices, i. Les faisceaux lumineux collimatés sortant des lentilles collimatrices 15 sont dirigés -sur un miroir ou organe réfléchissant 25 20 tournant qui est relié à l'arbre 22 servo-moteur 24 qui ést destiné à choisir sélectivement l'angle d'orientation de la lentille collimatrice de manière à diriger les faisceaux de lumière collimatés sur différentes parties d'une matière bu surface photosensible 25 qui peut être par exemple, une pellicule ou un 30 papier photographique provenant d'un rouleau débiteur 26 , pour aboutir à un rouleau récepteur 27 le tout étant commandé par un moteur 28 qui sert au réglage dé' l'espacement vertical des images. Le système réfléchissant 20 renvoie la lumière dans le plan (ïe la matière photosensible 25 de manière que l'axe de 35 l'ensemble d'images à former côte'à côte sur la matière photosensible 25 soit placé perpendiculairement au faisceau lumineux provenant du dispositif réfléchissant 20. -Par conséquent, ce dispositif réfléchissant déplace les faisceaux, de part et d'autre de cet axe. 40 .. Une lentille 30 de balayage et de correction de la mise * BAD ORIGINAL 71 15794 2104746 au point est intercalée entre l'organe réfléchissant et le plan image défini par la position de la matière photosensible 25, et est destinée à concentrer les faisceaux collimatés et à produire ainsi une image réelle dans le plan image et sur la matière 5 photosensible. En même temps, cette lentille d'exploration permet de coïtfiggr.-l'inclinaison des faisceaux atteignant la surface photosensible sous un angle inférieur à 90°, quand les faisceaux lumineux se trouvent d'un côté ou l'autre de son axe. Evidemment plus lès faisceaux lumineux sont déplacés dans l'une ou l'autre 10 direction, plus cet angle devient aigu et, avec un système optique ordinaire, cela produirait un flou des images dû à la modification du chemin optique et provoquerait également une déformation des images celles-ci tendant à devenir plus larges à mesure qu'elles s'écartent de l'axe. 15 La lentille de balayage 30 joue le rôle d'élément passif réalisant une mise au point, un grandissement et un espacement appropriés des images, permettant ainsi de placer dans un plan la matière photosensible. Cette lentille d'exploration est réalisée de manière particulière, de manière que la lumière qu'elle reçoit 20 obéisse à la relation y' = f.9 et non à 1a. relation plus courante y'= f.tg 9 (voir figure 2). Les caractéristiques dfune lentille de balayage type qui a été employée avec succès sont les suivantes : Surface rayon de 1/2 ouverture Epaisseur t Indice de Elément courbure effective, mm réfraction mm mm a variation 11,08 79,84 graduelle • - b -111,870 30,84 5,94 1,707 542 I c -•65,069 32,37 17,9T • • • ■ d - 54,903 34,00 -4,77 1,S25 422 II e -235,960 35,40 . 9,46 1,812 233 III f -45^590. ' 38,04 3,96 g -2677,500 39,77 11,83 1,707 542 IV h - '94', 147" 42,88, 382,73 - * • * * • 35 Sur le tableau ci-dessus, les chiffres-romains se rapportent à la figure 3 , et la surface "a" n'est qu'une ouverture de diaphragme (non illustrée) à gauche de l'élément I Par conséquent, dans cet ensemble le seul organe qui se déplace pour réaliser un espacement correct sur la surface photosensible est le miroir ou organe réflectaur 20 relativement léger et de 71 15794: 2104746 faible inertie. Il est possible , avec le servo-moteur 24, de réaliser les déplacements angulaires et le positionnement néces» saires du miroir 20 à très grande vitesse et de manière très précise. Dans ce but, un codeur de position 32 est entraîné par 5 le servo-moteur 34, transmettant des signaux'de commande avec réaction au circuit 33 de commande du miroir. Si on le désire, dës lentilles de réglage du grandissement choisies de manière appropriée peuvent jouer le rôle de lentilles colllmatrices au départ, de manière à supprimer un élément de 10 l'ensemble de la figure 1 et à renvoyer des images collimatées provenant d'une lentille"de réglage du grandissement convenablement choisie sur l'organe réfléchissant 12. Cependant, dans tous les cas, ce système crée, condition essentielle , un espacement constant des images de caractères dans le plan image, défini par 15 la relation angulaire entre le faisceau collimaté incident et "' l'axe optique de la. lentille d'exploration. Ce résultat est obtenu en utilisant une lentille d'exploration réalisée spécialement, comme exposé ci-dessus. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées 20 par" l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 71 15794 7 2104746 REVENDICATIONS 1 - Ensemble d'enregistrement d'images , caractérisé en ce qu'il'comprend une surface photosensible maintenue dans un plan image, une lentille collimatrice recevant des faisc.eaux successifs 5 formateurs d'images et les projetant suivant un axe sur la surface photosensible, un organe mobile sélectivement destiné à modifier l'orientation angulaire des faisceaux collimatés, et une lentille de balayage recevant les faisceaux provenant dudit organe mobile et agencé de manière à corriger la mise au point des fais-10 ceaux collimatés sur la surface photosensible et à corriger simul- • tanément les variations de dimensions de l'image provoquées par l'écart entre le faisceau dont la mise au point est corrigée et l'axe optique. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 ledit 'organe destiné à modifier l'orientation angulaire des fais ceaux collimatés est un organe réfléchissant coupant les faisceaux provenant de ladite lentille collimatrice et tournant autour d'un axe perpendiculaire auxdits faisceaux collimatés. 3 - Ensemble selon la revendication 2, comportant un servo-20 moteur monté de manière à commander la position angulaire dudit organe réfléchissant. 4 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladité lentille exploratrice est réalisée de manière à satisfaire à la relation y' = f.9, dans laquelle y' est la distance de l'ima- 25 ge à!lfintersection de l!axe de la lentille-exploratrice et du plan image, f est la distance entre la lentille de balayage et le plan image et 9 est l'angle entre les faisceaux collimatés et l'axe optique de ladite lentille de balayage. 5 - Lentille exploratrice, caractérisée en ce qu'elle est 30 destinée à recevoir des faisceaux collimatés pénétrant sous différents angles par rapport à son axe optique et à corriger la mise au point des faisceaux de manière à obtenir une image nette non déformée sur une surface photosensible maintenue dans un plan image de la lentille,conformément à la relation y' = f.9, dans 35 laquelle y' est la distance entre l'image et 1'intersection de l'axe de la lentille de balayage et du plan image, f est la distance entre la lentille de balayage et le plan image et 9 est l'angle entre les faisceaux collimatés et l'axe optique de la 'lentille dè balayage. 40 6 - Procédé de mise en place côte-à-côte d'un groupe d'images 71 15794 2104746 sur un élément photosensible, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations ci-après : formation desdites images dans l'ordre et projection des faisceaux image sur un dispositif collimateur de faisceaux lumineux, déviation des faisceaux image collimatés 5 pour les amener en des emplacements prédéterminés sur une surface photosensible supportée dans un plan image de manière que lesdits faisceaux collimatés coupent le plan image sous un angle déterminé, projection des faisceaux collimatés déviés tout d'abord à travers .une lentille de balayage ayant des propriétés 10 correctrices liées aux divers angles d'incidence des faisceaux collimatés sur ladite lentille de balayage de manière que les images formées sur la. surface photosensible ne soient pas déformées bien qu'elles reçoivent lesdits faisceaux sous une incidence oblique.