Brevet FR2518767A1 — publié le 19830624

L'invention concerne un procédé de réglage automatique de la netteté d'images projetées sur un écran et, en particulier, d'images obtenues à partir de photo- grammes et des dispositifs pour la mise en oeuvre dudit procédé. Il est courant dans les appareils de projection de vues fixes ou animées d'avoir des images dont la netteté est approximative Ceci est d Q au fait que la mise au point est en général faite au début de la projection sur un pho- togramme placé dans une position donnée par rapport à l'objectif, position qui est rarement reprise par les pho- togrammes suivants Le phénomène est partieulièrement sen- sible dans la projection, vue par vue, de diapositives, car celles-ci sont montées dans des supports qui peuvent prendre des positions variables dans le passe-vue, un cer- tain jeu étant nécessaire pour permettre le passage de di- vers types de supports. Le brevet français 2 385 118 décrit, par exemple, un dispositif susceptible de remédier au défaut de netteté. Il est constitué d'un dispositif de projection auxiliaire qui envoie sur la surface du photogramme o il se réfléchit, un faisceau de rayons infrarouges. Le faisceau réfléchi passe dans un dispositif de réglage de positionnement comportant une cellule détectrice. Cette cellule, composée de deux éléments de silicium sépa- rés par une fente, produit des signaux qui sont envoyés à un dispositif électronique commandant un moteur le moteur entraine dans un sens ou dans l'autre une came qui modifie le réglage de l'objectif Un tel dispositif ne fait que maintenir le photogramme en une position donnée fixée au début de la projection par l'opérateur en fonction de son appréciation personnelle de la netteté de l'image sur l'écran. L'invention a pour objet un dispositif de réglage de la netteté d'une image projetée dans lequel la netteté de l'image sur l'écran est contrôlée en permanence et réa- justée automatiquement par modification de la distance photogramme objectifo les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée. La figure 1 représente un schéma de principe d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention. la figure 2 représente le flux transmis en fonc- tion de la position du photogramme. La figure 3 est un schéma de principe d'une deuxième forme de réalisation. La figure 4 représente schématiquement une troi- sième forme de réalisation. La figure 5 représente la transparence d'une trame de réglage. La figure 6 montre les caractéristiques d'une lame semi-transparente utilisée dans les deuxième et troi- sième formes de réalisation. La figure 7 montre les signaux reçus sur les eel- lules du dispositif selon la troisième forme de réalisation. la figure 8 montre le signal obtenu sur une eel- lule recevant la modulation des flux A 1 et A 2. la figure 9 représente un exemple de trame uti- lisée dans les dispositifs mettant en oeuvre le procédé se- Ion l'invention. le dispositif de projection, par exemple un pro- jecteur de diapositives ou de films, comprend (Fig 1) sché- matiquement une source lumineuse aveccondenseur 1, un porte- vue ou film dans lequel passe le photogramme 2, une optique de projection ou objectif 3 L'objectif 3 permet de former une image de la diapositive ou du film sur l'écran de pro- jection 4 L'image fixée sur la pellicule photographique ou cinématographique sera désignée par la suite par "photo- gramme". Si la conjugaison du plan objet (le photogramme) et du plan image (l'écran de projection) est réalisée avec précision, on dit que la mise au point est bonne et, dans ce cas, l'image d'un point sur le photogramme sera un point sur l'écran à la diffraction près. Si la conjugaison est imparfaite, l'image du point sur l'écran sera une tache d'autant plus étendue que la mise au point sera mauvaise Donc un défaut de mise au point produira une image floue sur l'écran, et l'image de l'écran sur le photogramme sera encore plus floue. Gomme un photogramme est formé de zones de transparence différente, une partie de la lumière en re- tour va être transmise, une partie absorbée, et éventuel- lement le reste sera réfléchi. On démontre mathématiquement que le flux trans- mis par le photogramme dans l'illumination en retour, est maximum lorsque les deux plans image objet sont parfaite- ment conjugués. Le procédé de réglage automatique de la netteté d'une image d'un photogramme proj eté sur un écran, consis- te à recueillir un premier flux lumineux en retour de l'i- mage formée sur l'écran au travers d'au moins une trame fixée sur ou près du photogramme pour une première distance photogramme objectif, à comparer sa luminance à celle d'un deuxième flux en retour de l'image formée sur l'écran au travers de la même trame pour une deuxième distance photo- gramme objectif et à modifier la distance photogramme ob- jectif pour obtenir le ou les flux lumineux maximaux en retour. Selon une première forme de réalisation du dis- positif pour la mise en oeuvre du procédé, représentée fi- gure 1, on utilise une seule trame constituée par lés zones de transparence du photogramme lui-même Le dispositif comprend une lame semitransparente 5, inclinée, disposée entre la source lumineuse 1 et le photogramme 2; un sys- tème optique de concentration 6 monté devant un détecteur ou cellule photo-électrique 7, le système de concentration et la cellule étant disposés de préférence à l'extérieur de la zone de dispersion de la lumière comprise entre la source lumineuse et le photogramme Le support de photo- gramme 2 est entratné par un dispositif de d"placement 15 longitudinal alternatif comportant un moteur à deux sens de rotation L'amplitude du mouvement est commandée par un dispositif électronique 16 recevant lessignaux de la cellule photo-électrique 7 pour les deux positions -extrê- mes de la course du photogramme. Le dispositif électronique 16 a ppur fonction de délivrer un signal d'erreur proportionnel à la première harmonique du flux reçu par la cellule photo-détectrice 7. Il est à remarquer que du point de vue optique, le déplacement du support de photogramme 2 ou de l'objec- tif 3 est équivalent Dans la suite de la description, on utilisera une notion équivalente qui est la distance pho- togramme-objectif. -le flux transmis en fonction de la position longitudinale du photogramme (Fig 2) peut s'exprimer selon la formule : oi m (x-Xi)2 + xi étant la position longitudinale idéale de mise au point, o étant un coefficient dépendant de la structure de l'image. La position du photogramme subit une oscillation sinusoïdale àX de pulsation co autour d'une position de référence Xr- x -r= t X sin Ut. Le flux aura une variation dans le temps de la forme: : =m e (x Xi + 4 X sin wt)2 + : m O (Xr Xi)2 2 oi 4 X(Xr Xi) sin t- X 2 ( 1 cos 2 Co t X 2 m (xr xi)2 _-4 - 2 oe 6 X(Xr X)sin t+, donc d'obtenir un signal proportionnel à l'écart de posi- tion, avec un signe correspondant à la direction de la correction à effectuer o Le détection peut se faire par filtrage ordi- naire ou par détection synchrone. La procédure de recherche de la mise au point peut être effectuée à à X (amplitude d'oscillation) cons- tant, ou à 4 x progressivement réduit au fur et à mesure de la convergence vers la position optimale. le deuxième exemple de réalisation du disposi- tif représenté figure 3, montre un photogramme sur lequel est superposée, par exemple, une pellicule portant une trame 8 Cette trame a une répartition (Fig 4) de trans- parence à texture fine et contrastée, par exemple sinusoî- dale dans le domaine spectral défini entre à, En+ à A, À étant de l'ordre de 50 à 100 À et est complètement transparente en dehors de ce domaine. Selon une autre forme de réalisation de la trame, celle-ci est intégrée au substrat du phôtogramme. le dispositif comporte dans cette réalisation une lame inclinée 5 partiellement' réfléchissante dans le domaine, ? + A à et transparente à l'extérieur de ce domaine (Pig 5). la longueur d'onde de fonctionnement est chois sie dans le bleu, longueur d'onde pour laquelle la sensi- bilité de l'oeil est moindre. Un dispositif de déplacement 15 assurera, comme dans l'exemple précédent, une variation de la distance photogramme objectif selon un mouvement alternatif d'am- plitude maximale 4 t. Ce procédé à trame, indépendante des zones de transparence du photogramme, permet de choisir une texture plus ou moins serrée définissant par ellemême la finesse de la conjugaison, donc la mise au point En outre, la dé- tection du flux en retour peut se faire dans une bande spectrale étroite définie par un filtre interférentiel 9 disposé devant la cellule, ce qui permet une bonne rejec- tion de toute la lumière diffusée dans le projecteur. La variante du procédé utilisé dans un troisième exemple de réalisation d'un dispositif montré figure 6, comporte deux trames lo 0, 11 disposées de part et d'autre du photogramme Ces trames ont une répartition de transpa- rence, par exemple, sinusoïdale, respectivement dans deux domaines spectraux voisins è 1 ' '1 + 1 et '2, 2 + A 2 la lame inclinée 12 a les mêmes deux domaines spectraux de réflexion partielle et sépare les flux A 1 et A 2 qui sont alors mesurés par deux cellules 13, 14 sensibles chacune dans un domaine A 1 et A 2. les signaux délivrés par les cellules en fonc- tion de la variation de distance photogramme objectif se présentent sous forme de deux courbes dont les maxima sont situés de part et d'autre de leur point d'intersection. (Fig 7), ce point d'intersection correspondant à la bonne mise au point Des moyens électroniques 16 classiques dé- livrent un signal de commande à un dispositif de déplace- ment 15 comprenant un moteur à deux sens de rotation qui ajuste la distance photogramme objectif. Selon une autre réalisation non représentée, mais dérivée de celle représentée figure 6, la lame incli- née 12, fixe, est remplacée par un disque présentant deux secteurs dont les domaines speetraux de réflexion 1 et 2 ' animé d'un mouvement de rotation rapide On reçoit les deux flux en retour sur une cellule unique qui mesure la modulation A 1 2 Un dispositif électronique 16 de détection synchrone donne l'écart entre les flux ? 1 et A 2 La figure 8 représente le signal démodulé obtenu en fonction de la distance photogramme objectif Lorsque l'écart entre les flux A 1 et A 2 est nul, les deux trames sont symétriques par rapport au plan de bonne mise au point o se trouve le photogramme - les deux réalisations précédentes à deux trames présentent l'avantage de maintenir le photogrsmme dans le plan de bonne mise au point. La ou les trames utilisées dans les dispositifs précédemment décrits peuvent être réalisées, par exemple, sous forme d'une répartition de transparence de texture 2518767- fine et contrastée, par exemple, sinusoïdale ou à en damier à (Pig 9), obtenue de manière connue par dép 8 t de couches au travers d'un masque Dans la trame en damier, certains carrés sont totalement transparents dans toutes les longueurs d'onde D'autres sont transpa- rents dans toutes les longueurs d'onde, sauf dans un do- maine étroit de quelques dizaines dt Angstrbms, ob ils présentent une réflectance significative (entre 10 et 30 par exemple) Le pas de ce maillage peut être de quelques dizaines de micromètres. La texture de la trame définit par elle-m 8 me la finesse de la conjugaison. la longueur d'onde de fonctionnement sera choisie de préférence dans le bleu. La modification de la distance photogramme objectif est obtenue soit par déplacement du-passe-vue, soit d'une manière plus simple par déplacement de l'objeo- tif ou d'un élément de l'objectif. Le procédé, selon l'invention, peut être éga- lement utilisé pour des mesures de distance de l'ordre de quelques mètres Dans ce cas, une mire de haute défini- tion serait placée au plan focal du projecteur, l'objet étudié servant de réflecteur diffus. ) 2-518767 REVENDICATIONS 1 Procédé de réglage automatique d'images projetées sur un écran, caractérisé en ce que l'on envoie un flux lumineux au travers d'un photogramme et d'au moins une trame fixée sur ou près du photogramme dans un objectif formant une image sur l'écran; on recueille un premier flux lumineux en retour de'l'ima- ge formée sur l'écran au travers de l'objectif d'une trame et du photogramme pour une première distance photogramme objectif; on compare la luminance dudit premier flux à'celle d'un deuxième flux en retour de l'image formée sur l'écran au travers de l'objectif de la même trame et du photogramme pour une deuxième distance photogramme objectif; on modifie la distance photogrsmme objectif pour obtenir le ou les flux lumineux en retour maximaux. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le photogramme constitue la trame 3 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on donne à la trame une répartition sinu- soidale de transparence dans un domaine spectral défini, la trame étant transparente en dehors de ce domaine. 4 Procédé selon la revendication 1 ou la revea- dication 3, caractérisé en ce que l'on place en avant et en arrière du photogramme, une trame ayant une répartition de transparence à texture fine et contrastée-respective- ment dans deux domaines spectraux définis, on sépare les flux en retour, en compare la luminance de ces deux flux et on modifie la distance photogramme objectif pour obte- niÉ les deux flux maximaux. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans un dispositif de projection comportant une source lumineuse et son con- denseur, un porte-film, un objectif et un écran de projee- tion, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins une trame ( 2, 8, 10, 11) disposée devant ou derrière le photogramme ( 2), une lame inclinée ( 5) semi-réfléchissante, un détecteur photo-électrique ( 7), un dispositif électro- nique d'analyse des signaux de la cellule ( 16), des moyens ( 15) pour modifier la distance photogramme objectif. 6 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la trame a une répartition de transpa- rence à texture fine et contrastée dans un domaine spec- tral défini, et en ce que la lame inclinée semi-réfléchis- sante est centrée dans ce domaine. 7 Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le domaine spectral défini est centré o approximativement dans le bleu et couvre environ 50 à 100 A. 8 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les trames ( 11,12) disposées devant et der- rière le photogramme ( 2) ont une répartition de transpa- rence à texture fine et contrastée respectivement dans deux domaines spectraux définis, en ce que la lame incli- née ( 12) semi-réfléchissante est constituée de deux parties, chacune centrée dans un des deux domaines spectraux, et en ce que le détecteur photo-électr Vue est constitué de deux cellules ( 13,14) sensible chaeue/un des domaines speetraux. 9 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les trames ( 11,12) disposées devant et derrière le photogramme ( 2) ont une répartition de trans- parence à texture fine et contrastée respectivement dans deux domaines spectraux définis, en ce que la lame incli- née ( 12) semi-réfléchissante est constituée d'un disque tournant, formé de deux parties, chacune centrée dans un des domaines spectraux et en ce que le détecteur photo- électrique est constitué d'une seule cellule sensible dans les deux domaines spectraux Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la répartition de trans- parence de la trame est sinusoïdale. 11 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la répartition de transpa- rence de la trame est en damier.