Brevet FR2483636A1 — publié le 19811204

La présente invention concerne une lanterne à spectre réglé additivement pour impression optique en cou- leurs et plus précisément une telle lanterne convenant à l'impression optique sur des films cinématographiques. La figure 1 des dessins annexés est une coupe schématique d'une lanterne connue à spectre réglé additi- vement du type considéré selon l'invention et comprenant une lampe '41 à incandescence formant une source de lumière, deux miroirs dichroiques DM1, DM2 destinés à répartir un seul faisceau lumineux en trois couleurs primaires, des filtres neutres 31', 32' et 33' qui assurent un réglage grossier de chaque couleur primaire afin que les couleurs soient équilibrées, et des miroirs à lumière froide CM1, CM,, des condenseurs CL, , CL2, CL, et des miroirs dichroiques DM3, DM4 qui collectent les trois couleurs primaires et en forment un seul faisceau lumineux qui peut être utilisé cofnne source lumineuse pour l'impression. Les rayons des trois couleurs primaires sont atténués par ouverture ou fermeture de trois valves de lumière LV1, LV2 et LV3 dis- posées pour chacune des composantes lumineuses. Dans une telle lanterne classique à spectre réglé additivement cependant, bien qu'il suffise d'une seule lampe comme source lumineuse, un système optique complexe doit être incorporé et nécessite une précision très contraignante. En outre, comme la lumière est pola- risée et est réfléchie par utilisation de miroirs dichro- ïques DM1 à DM3 et de miroirs à lumière froide CM1 à CM3, la lumière réfléchie irrégulièrement fait apparaître un estompage des couleurs sur la surface imprimée. En outre, comme les rayons lumineux sont atténués par les valves de lumière LV1 à LV3, il apparaît un estompage des couleurs entre la partie centrale et la périphérie de l'image im- primée. L'invention remédie aux inconvénients précités. Plus précisément, elle met en oeuvre des sources séparées de lumière rouge, verte et bleue, la quantité de lumière de chacune des sources étant réglée électriquement, les faisceaux de ces sources lumineuses parvenant par des fil- tres dichrolques à un organe de guidage de faisceau lu- mineux comprenant un faisceau de fibres optiques souples, les rayons des trois couleurs primaires étant émis de manière aléatoire et uniforme à l'extrémité de l'organe de guidage. Plus précisément, l'invention concerne une lan- terne à spectre réglé additivement qui comprend une première, une seconde et une troisième source lumineuse, un premier, un second et un troisième filtre dichroique correspondant chacun à l'une des sources lu- mineuses et destinés à former un faisceau de couleur rouge, verte ou bleue à partir de la source correspondante, un organe de guidage de faisceau lumineux com- prenant un premier, un second et un troisième faisceau dérivé et un faisceau principal formé du rassemblement des trois faisceaux dérivés, chaque faisceau dérivé ayant une surface d'extrémité permettant l'introduction de l'un des faisceaux lumineux qui a traversé un filtre dichroique, le faisceau principal ayant une surface d'extrémité destinée à émettre les faisceaux, et un circuit de réglage des quantités de lumière transmises par les sources lumineuses. L'organe de guidage de faisceau lumineux est un faisceau de fibres optiques ayant un faisceau principal et trois faisceaux dérivés. Les fibres optiques peuvent être formées de verre, peuvent avoir une âme de quartz ou peuvent être formées de matière plastique. Dans un mode de réalisation avantageux, la sur- face d'extrémité du faisceau principal est formée des jeux de trois fibres optiques provenant chacune du premier, du second et du troisième faisceau dérivé, les surfaces d'extrémité des jeux de fibres optiques formant un arran- gement aléatoire. Le circuit de commande de quantité de lumière a un circuit à capteur de contrôle de quantité de lumière, un circuit de réglage fin de la concentration et un cir- cuit de commande de chacune des sources lumineuses, et il règle la quantité de lumière transmise par chacune des sources lumineuses. L'invention concerne donc une lanterne à spectre réglé additivement qui ne donne qu'un estompage très at- ténué des couleurs sur les surfaces imprimées. Elle concerne aussi une telle lanterne qui assure l'atténuation électrique des quantités de lumière prove- nant des sources lumineuses afin que les trois couleurs primaires soient équilibrées automatiquement et convena- blement. Elle concerne aussi une telle lanterne de cons- truction simple, ne comportant pas plusieurs miroirs di- chroiques, plusieurs miroirs à lumière froide, plusieurs condenseurs à valves de lumière qui compliquent le sys- tème optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre-d'exemples de réalisation et en se ré- - férant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 ayant déjà été décrite: la figure 2 est une coupe schématique d'une lan- terne à spectre réglé additivement selon l'invention; la figure 3 est une perspective schématique d'un organe de guidage de lumière sous forme agrandie; et la figure 4 est un diagramme synoptique d'un circuit électrique d'une lanterne selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement la cons- truction d'une lanterne à spectre réglé additivement selon l'invention, la référence 1 désignant un corps de lanterne, les références 21, 22 et 23 désignant des sources lumi- neuses telles que des lampes à halogène de 500 W. La ré- férence 21 peut être destinée à la lumière bleue, la réfé- rence 22à la lumière verte et la référence 23 à la lumière rouge. La référence 31 désigne un filtre dichroique pour la couleur bleue, la référence 32 un filtre dichroique -2483636 pour la couleur verte et la référence 33 un filtre di- chroique pour la couleur rouge. Des condenseurs 41, 42, 43 et des filtres anticaloriques 51, 52, 53 sont éventuel- lement placés entre les lampes 21, 22, 23 et les filtres 31, 32, 33, perpendiculairement aux faisceaux des lampes. La référence 6 désigne un organe de guidage de faisceau lumineux tel qu'un tube de lumière comprenant un faisceau de fibres optiques souples, par exemple comprenant plu- sieurs dizaines de milliers à plusieurs centaines de mil- liers de fibres de verre, associées de façon incohérente. Dans une partie 61a de base du faisceau principal 61, les fibres sont découpées afin qu'elles forment une surface sensiblement plane. La surface 61a d'extrémité qui émet la lumière est placée en face d'un condenseur fixe 7. L'autre extrémité du faisceau principal 61 forme trois faisceaux dérivés 62, 63 et 64 destinés à collecter la lumière. Comme la surface 61a d'extrémité du faisceau principal 61, les fibres des extrémités des faisceaux dérivés 62, 63 et 64 sont découpées afin qu'elles forment des surfaces sensiblement planes, et ces extrémités sont placées en face des lampes 21, 22, 23, par l'intermédiaire des filtres 31, 32 et 33 de manière qu'elles collectent les faisceaux lumineux. Les références 621, 631 et 641 désignent des faisceaux de guidage utilisés pour le con- trôle et qui partent en dérivation d'une partie des fibres des faisceaux dérivés 62, 63, 64, pour le guidage d'une partie de la lumière des lampes, vers des capteurs optiques 81, 82, 83. Ces capteurs sont de préférence des cellules bleues au silicium. Les références 91, 92 et 93 désignent des capteurs thermiques placés près des lampes 21, 22, 23 et qui détectent leur température. Les capteurs thermiques sont avantageusement sous forme de thermocouples. La ré- férence 100 désigne un substrat ayant des circuits élec- triques tels que des circuits de réglage de quantité de lumière de chacune des lampes, des circuits de détection de température, des circuits de commande de ventilateur de refroidissement, des circuits de mise en action, etc. L:a r'{.&>ere 7;a désigne un condenseur. Les références P et F dû$cignent des films positifs transparents d'originaux qui co. vent être synthétisés, et la référence N désigne un film.négatif qui doit être imprimé. Lorsque les images D ne do:vent ras être synthétisées, on utilise soit le film pos.t if P1 soit le film positif P2. La figure 3 représente à plus grande échelle l'organe 6 de guidage de faisceau lumineux. Comme l'indique la figure 3, la surface Gla d'extrémité du faisceau 61 est formée des surfaces d'extrémités des jeux de fibres op- tiques 62a, 63a, 64a disposes de façon aléatoire, chaque jeu comprenant trois fibres optiques 62a, 63a, 64a prove- nant des fa!sceaux dérivés 62, 63, 64. Des exemples de fibres optiques sont les fibres de verre, les fibres de verre ayant une âme de quartz, et les fibres de matière plastique. Les fibres de quartz et de verre sont supérieures aux fibres de matiere plastique à de nombreux égards. En particul.ier, elles résistent aux produits chimiques et à l'humidité, et présentent un facteur élevé de transmission de la iuniere. En outre, elles ont de larges plages spec- trales de transmission et ne présentent pas une réduction du facteur de transmission même lorsqu'on les utilise pen- dant de longues périodes. D'autre part, les fibres de ma- tièxe plastique peuvent être fabriquées à faible prix, se plient facilement et permettent une finition plus facile des parties d'extrémités que les fibres de verre. Selon l'invention, les fibres de verre doivent avoir un diamètre compris entre 2 et 6 300 microns, et les fibres de matière plast Lque doivent avoir un diamètre compris entre 75 et 2 500 microns. Le diamètre des fibres n'est cependant pas dëd façon très stricte au facteur de transmission de la lumière. Cependant, il faut considérer le fait que la ].,:mi.ere fuit lorsque le diamètre des fibres est inférieur à la.longueur d'onde de la lumière et, lorsque les fibres voisines ne sont pas séparées les unes des autres par une distance supérieure à la longueur d'onde de la lumière. Plus précisément, la quantité de lumière transmise par les fibres est déterminée par les surfaces des parties de transmission de lumière,l'état de finition des surfaces d'extrémité, les pertes par réflexion, par absorption et par dispersion dans les fibres. En conséquence, ce fait doit être considéré pour la réalisation d'un circuit de réglage de quantité de lumière décrit dans la suite. Dans le mode de réalisation considéré, 150 000 fibres souples de verre ayant chacune un diamètre de 13 microns, forment un faisceau principal 61. Ainsi, 50 000 fibres de verre 62a, 63a, 64a forment chacune des faisceaux dérivés 62, 63, 64. Le faisceau principal 61 et les faisceau dérivés 62, 63, 64 sont placés dans une gaine 600 de chlorure de polyvinyle qui les protège. La gaine est placée par re- trait thermique sur les parties d'extrémités afin que les fibres soient fermement maintenues. La figure 4 est un diagramme synoptique d'un circuit électrique dans lequel la référence 85 désigne un circuit détecteur de quantité de lumière qui fait partie du circuit de réglage de quantité de lumière et qui comprend des capteurs optiques 81, 82, 83 et des am- plificateurs 86, 87, 88. La référence 95 désigne un cir- cuit détecteur de température qui forme une partie du circuit de commande de ventilateur de refroidissement et qui comprend des capteurs thermiques 91, 92, 93 et des amplificateurs 96, 97, 98. Les signaux provenant des cap- teurs 81, 82, 83, 91, 02 et 93 sont amplifiés par des am- plificateurs individuels et sont transmis à un multi- plexeur 101. Les signaux d'entrée sont choisis succes- sivement par le multiplexeur 101 et parviennent à un con- vertisseur analogique-numérique 102. Les signaux de ce con- vertisseur 102 parviennent à un circuit de couplage d'en- trée-sortie 103. D'autre part, les signaux d'un circuit 104 de réglage fin parviennent aussi au circuit 103 de couplage par l'intermédiaire d'un multiplexeur 105. Ce circuit 104 a des dispositifs de réglage 811, 821 et 831 des concentrations des lumières de couleurs bleue, verte et rouge, ainsi que des dispositifs 812, 822 et 832 de r2colage des concentrations de référence des couleurs bleue, verte et rouge suivant les caractéristiques photosensibles du film négatif N. Tous les signaux de données transmis au circuit de couplage parviennent à un circuit 107 de ô commande ou de traitement dans lequel les signaux sont traités successivement en fonction d'instructions prove- nant d'une mémoire morte 108 et d'une mémoire à accès direct 109. Les signaux représentant les résultats calculés pour la couleur bleue, pour la couleur verte et pour la couleur rouge sont transmis à un circuit 110 de commande d'alimen- tation qui fait partie du circuit de réglage de quantité de lumière, et au circuit 111 de commande du ventilateur de refroidissement par l'intermédiaire du circuit 103 de couplage. Les références liQa, ll0b, llOc, Illa, llb, illc désignent des convertisseurs numériques-analogiques, les références 110d, 110e, 110f, Illd, 1lle, l11f désignent des circuits de commande d'alimentation, et les références 112, 113 et 114 désignent des ventilateurs de refroidis- sement de la lampe bleue, de la lampe verte et de la lampe rouge respectivement. Dans la lanterne réalisée selon l'invention, les faisceaux provenant des sources lumineuses traversent les filtres dichroiques 31, 32 et 33 qui sont placés per- pendiculairement. En conséquence, la lumière ne subit pas de réflexion ou dispersion irrégulière mais est reçue par l'organe 6 de guidage du faisceau lumineux et elle-est guidée jusqu'à la surface 61a d'extrémité de l'organe 6, avec un rendement élevé de transmission. En outre, comme les fibres 62a, 63a, 64a des faisceaux dérivés 62, 63 et 64 ont un arrangement uniforme et aléatoire dans le fais- ceau principal 61, les rayons des trois couleurs primaires sont émis uniformément par la surface d'extrémité 61a. En outre, le facteur de transmission de la lumière n'est pas modifié, lorsque les fibres optiques souples sont pliées, entre des limites. Ainsi, il suffit que les fibres souples soient fixées dans la partie d'introduction de lumière et dans la partie d'émission, les parties intermédiaires pou- vant être pliées convenablement. En conséquence, les fibres souples peuvent être facilement montées dans le corps 1 et peuvent être simplement réparées. D'autre part, les quantités de lumière provenant des sources 21, 22 et 23 sont détectées par les capteurs 81, 82 et 83, qui transmettent des signaux correspondants qui sont comparés à une valeur de consigne du circuit 104 de réglage fin. Les tensions transmises aux lampes sont alors augmentées ou réduites suivant les résultats calculés. D'autre part, lorsque la tension augmente ou diminue, la température des lampes à halogène qui forment les sources lumineuses varie. Les ventilateurs 112, 113 et 114 sont alimentés lors des variations de la tension de la lampe afin qu'ils règlent la quantité d'air soufflé et maintien- nent constante la température des lampes. Lorsque les lampes à incandescence remplacent les lampes à halogène comme sources 21, 22 et 23, les ventilateurs peuvent fonctionner à vitesse constante, ou ils peuvent être supprimés. Dans le mécanisme de commande selon l'invention réalisé et fonctionnant comme décrit précédemment, les quantités de lumière provenant des trois sources 21, 22 et 23 peuvent être réglées automatiquement par simple ré- glage des dispositifs 811, 821 et 831 de réglage de con- centration de référence, suivant les caractéristiques du film négatif N, et par réglage des dispositifs sélectifs 812, 822 et 832 aux concentrations voulues. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'hommede l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'in- vention. 9. REVENDICATIONS 1. Lanterne à spectre réglé additivement et à commande électrique pour imprimante optique, caractérisée en ce qu'elle comprend: une première, une seconde et une troisième source lumineuse (21, 22, 23), un premier, un second et un troisième filtre dichroique (31, 32, 33) disposés chacun de manière qu'ils correspondent à une source lumineuse et formernt un faisceau de couleur rouge, de couleur verte ou de couleur bleue à partir de l'une des sources, un organe (6) de guidage de faisceau lumineux comprernant un premier, un second et un troisième faisceau dérivé (62, 63, 64) et un faisceau principal (61) formé du premier, du second et du troisième faisceau dérivé, cha- que faisceau dérivé ayant une surface d'extrémité permettant l'introduction de l'un des faisceaux lumineux provenant des filtres dichroiques, le faisceau principal ayant une surface d'extrémité destinée à émettre les faisceaux lumi- neux, et destiné a mineuses. sée est sée sée ayan sée un circuit de réglage de quantité de lumière régler les quantités de lumière des sources lu- 2. Lanterne selon la revendication 1, caractéri- en ce que l'organe (6) de guidage de faisceau lumineux formé d'un faisceau de fibres optiques. 3. Lanterne selon la revendication 2, caractâri- en ce que les fibres optiques sont les fibres de verre. 4. Lanterne selon la revendication 2, caractéri- en ce que les fibres optiques sont des fibres de verre it une âme de quartz. 5. Lanterne selon la revendication 2, caractéri- en ce que les fibres optiques sont formées de matière plastique. 6. Lanterne selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que la surface d'extrémité (61a) du faisceau principal (61) est formée des surfaces d'extrémité (62a, 63a, 64a) de jeux de fibres optiques disposés de façon aléatoire, chaque jeu étant formé de trois fibres optiques guidées à partir du premier, du second et du troisième faisceau dérivé (62, 63, 64). 7. Lanterne selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que le circuit de réglage de quantité de lumière comprend des circuits à capteur de contrôle de quantité de lumière, des circuits (104) de réglage de concentration après réglage et des circuits (110) de commande de chacune des sources lumineuses, et ils règlent les quantités de lumières de chacune des sources lumineuses. 8. Lanterne selon la revendication 7, caractéri- sée en ce qu'un certain nombre de fibres optiques sont retirées de chacun des faisceauxdérivéset forment un qua- trième, un cinquième et un sixième faisceau de guidage (621, 631, 641) constituant des faisceaux de contrôle, et des capteurs (81, 82, 83) sont placés sur la partie d'ex- trémité de chacun des faisceaux de guidage. 9. Lanterne selon la revendication 8, caractéri- sée en ce que les sources lumineuses (21, 22, 23) sont formées par des lampes à halogène.