Brevet FR2542488A1 — publié le 19840914

Procédé pour régler le foyer d'un système de balayage et d'enregistrement d'images. La présente invention concerne un procédé de mise au point lors du balayage et de l'enregistrement d'une image, et plus particulièrement un procédé pour régler automatiquement le foyer des images d'un faisceau lumineux d'enregistrement en fonction des variations de la distance entre un tambour d'enregistrement et une source lumineuse d'exposition. Dans l'enregistrement, le tambour d'enregistrement sur la surface extérieure duquel est appliqué un support à enre- gistrer, tel qu'un film, est entraîné en rotation et des images sont produites par un faisceau lumineux de balayage qui est projeté sur le support à travers une lentille de projection montée sur une tête d'enregistrement et ces ima- ges sont ensuite balayées pour être enregistrées Dans ce cas, lorsqu'un grand film, par exemple 841 x 1189 mm ou 1030 x 1456 mm, est exigé, le tambour d'enregistrement doit avoir également un grand diamètre en fonction de la dimen- sion du support ou du film. Il est difficile de fabriquer un tél tambour, ayant un grand diamètre et une grande largeur, en maintenant les tolérances d'usinage du diamètre du tambour à l'intérieur d'une plage de profondeurs du foyer de la lentille de projection. En outre, des variations du diamètre peuvent être provoquées par des variations des conditions d'utilisation et/ou par des variations de la température ambiante, ce qui peut en- traîner des difficultés lors de l'opération d'enregistrement. Le but de cette invention est de procurer un procédé pour obtenir une image désirée de grande qualité par le fait que la position de la lentille de projection est automatiquement ajustée en fonction des écarts d'usinage du diamètre d'un tambour d'enregistrement et des variations de ce dia- mètre provoquées, par exemple, par les variations de la température ambiante, de façon que les variations des points- images du faisceau lumineux de balayage puissent toujours se trouver àIltintérieur d'une plage de profondeurs du foyer de la lentille de projection. Pour atteindre ce but selon l'invention, le tambour d'enre- gistrement en rotation est balayé par un faisceau lumineux de balayage qui produit des images sur le tambour à travers la lentille de projection, ces images sont réfléchies égale- ment à travers la lentille de projection pour indiquer des variations du diamètre du tambour à chaque rotation, et la lentille de projection peut être déplacée selon une normale au tambour de façon que la position de la lentille de pro- jection soit continuellement ajustée en fonction des varia- tions du diamètre Il est inutile d'effectuer ce réglage pour chacun des pixels ou pour plusieurs pixels, mais pour chaque rotation du tambour. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée suivante, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est un schéma d'un système de balayage et d'en- registrement d'imagesselon cette invention et destiné à montrer son fonctionnement; la figure 2 est l'image produite sur lé détecteur d'images par le faisceau lumineux; la figure 3 est une vue partielle à grande échelle de l'ima- ge représentée sur la figure 2; les figures 4 a et 4 b sont des histogrammes montrant l'inten- sité des signaux de sortie du détecteur d'images; la figure 5 est un graphique en fonction du temps de chaque impulsion de rythme pour une seule rotation du tambour d'enregistrement; la figure 6 est un schémabloc du circuit de commande adapté au procédé de mise au point selon la présente invention; et la figure 7 est une vue de devant du détecteur d'images. En se reportant au dessin, la figure 1 montre une réalisa- tion préférée d'un système de balayage et d'enregistrement d'images adapté à la présente invention. Sur la figure 1, un tambour d'enregistrement 2, sur lequel est appliqué un film 3, et un codeur rotatif 4 sont disposés coaxialement et sont reliés l'un à l'autre pour être entraî- nés simultanément en rotation par un moteur d'entraînement 1, qui est également coaxial au tambour d'enregistrement. Un chariot 5 peut être déplacé dans la direction indiquée par une flèche 8 parallèle à l'axe du tambour d'enregistre- ment 2 par une vis-mère 7 qui est entraînée en rotation par un moteur de balayage secondaire 6 Une source lumineuse 9 est montée sur le chariot mobile 5 pour projeter des fais- ceaux lumineux sur le film 3 par l'intermédiaire d'une len- tille de projection 10, qui est disposée entre la source lumineuse et le film pour focaliser les faisceaux lumineux. Les faisceaux lumineux réfléchis par le film 3 passent à nouveau à travers la lentille de projection 10 et sont réfléchis par un demi-miroir 11 en direction d'un détec- teur d'images 12. Un moteur à -impulsions 14 fait tourner une vis-mère 15 pour déplacer un support 13 selon une normale au tambour d'enre- gistrement 2 (comme il est indiqué par la flèche 16 sur la figure 1) par l'intermédiaire d'un bras 13 a monté sur le support 13 et également pour-déplacer la lentille de projec- tion 10 qui est rigidement fixée sur le support 13 de telle sorte que les faisceaux lumineux émis par la source lumineuse 9 puissent être focalisés correctement sur le film 3 Le moteur à impulsions 14 est entraîné par un circuit de comman- de du moteur à impulsions 21 en fonction des interactions d'un circuit de rythme 17, d'un circuit de désignation des coordonnées 18, d'un circuit de comptage et de coïncidence 19, d'un circuit de commande de réglage du foyer 20 et du circuit de commande du moteur à impulsions 21, cet ensemble étant décrit plus en détail ci-après. La figure 2 montre des images 9 ' projetées sur le détecteur d'images 12 depuis la source lumineuse 9. Dans le cas o les faisceaux lumineux provenant de la source lumineuse 9 sont focalisés sur le détecteur d'images,comme c'est typiquement représenté dans la région Q 5, le détecteur d'imagespeut être tourné en oblique autour de la région Q 5 d'un certain angle 0, comme on le voit sur la figure 1, tout en étant maintenu dans la position conjuguée à la source lumineuse 9, et le résultat est que les images dans les autres régions que Q 5 deviennent défocalisées et progressi- vement plus grandes au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la région-Q 5, comme on le voit sur la figure 2. La figure 3 est une vue partielle du détecteur d'images 12, qui comporte une multiplicité d'éléments tels que des tran- sistors à double jonction (MOST), des dispositifs à transfert de charges (CCD) ou des systèmes de semi-conducteurs à transfert de charges (BBD), disposés latéralement et en longueur pour former une rangée allongée Lorsqu'un fais- ceau lumineux émanant de la source lumineuse est correcte- ment focalisé par le réglage de la lentille de projection, une image de la source lumineuse 9 créée sur le détecteur d'images aune forte intensité de lumière et une petite surface, comme le montre le trait plein 31, et, lorsqu'il est défocalisé, l'image a une surface plus grande et une intensité de lumière plus faible, comme l'indique la ligne en tirets 32. Sur les figures 4 a et 4 b, les intensités lumineuses sont représentées sous la forme d'un histogramme pour chaque cas des images ci-dessus prises dans la direction d'une flèche 34 représentée sur la figure 3 L'invention est conque pbur désigner par des coordonnées la surface indiquée par la ligne en tirets 32 sur la figure 3 de façon à trouver une position correcte pour la focalisation en détectant l'intensité lumi- neuse de cette surface désignée par des coordonnées. La figure 5 montre une impulsion de rythme Pl et une autre impulsion de rythme P 2, la première n'ayant qu'une impulsion et la deuxième ayant N impulsions, les deux impulsions étant créées par le codeur rotatif 4 par l'intermédiaire du circuit de rythme 17 pour une seule rotation du tambour d'enregis- trement 2. La période de signaux d'image Ti indique une période pendant laquelle le film 3,appliqué sur le tambour d'enregistrement 2, est balayé par un faisceau lumineux de balayage à travers la lentille de projection 10 Les diverses fonctions de l'in- ven-_ion s'effectuent pendant la période d'espacement TB pen- dant laquelle est balayée la portion 2 b du tambour d'enre- gistrement 2 sur laquelle le film 3 n'est pas appliqué Une période de réglage du foyer TF est comprise dans la période d'espacement TB pour des opérations partielles de l'invention. La figure 6 montre les composants du circuit de réglage du foyer 20 sur la figure 1. Comme il est mentionné précédemment, le détecteur d'images 12 comporte plusieurs éléments-disposés comme on le voit sur la figure 7 et il peut être divisé en régions qui cor- respondent respectivement et dans l'ordre à chaque faisceau lumineux de la source lumineuse 9, par exemple dix régions sur la figure 2 Chacune de ces régions comporte une région centrale, repérée en 33 sur la figure 3, dans laquelle la lentille de projection 10 est déplacée le long d'une normale au tambour d'enregistrement 2, de façon que chaque faisceau lumineux de sortie soit réglé pour se focaliser sur la région centrale Les coordonnées des régions centrales à l'intérieur de chaque région divisée sont préalablement fixées pour correspondre à chaque faisceau lumineux de sor- tie au niveau du circuit de désignation de coordonnées des régions centrales 18. En fonction des signaux émanant du circuit de rythme 17, une première ligne du détecteur d'images 12 est balayée dans la direction'x"sur la figure 7 et, à la fin de ce balayage, une deuxième ligne, qui jouxte la première ligne dans la direction "y", est balayée dans la direction "x" Toutes les surfaces du détecteur d'images 12 sont balayées ligne par ligne de cette manière et les résultats sont envoyés, sous forme de signaux électriques pour chaque région divisée, du détecteur d'images 12 au circuit de réglage du foyer 20. Avec la fermeture et l'ouverture d'un interrupteur analo- gique 60 par le circuit de comptage et de coïncidence 19, une partie des signaux de sortie du détecteur d'images 12 pour les régions centrales désignées par le circuit de désignation des coordonnées 18 est introduite dans un accumulateur 11 et y est accumulée Ensuite, les valeurs accumulées sont enregistrées dans un registre A 62 après transformation analogique/numérique en informationsà huit bits par exemple,ainsi qu'en informations à quatre bits qui indiquent le numéro de l'emplacement de la région du fais- ceau lumineux. Ainsi, l'information à quatre bits pour le numéro d'emplace- ment de chaque région et l'information à huit bits pour l'intensité lumineuse de chaque région de faisceau sont enregistrées l'une après l'autre dans le registre A 62 pour toutes les régions du détecteur d'imagestout entier. Ensuite, les informations à douze bits, enregistrées dans le registre A 62, sont transmises à un circuit de comparai- son 63 Dans celui-ci, les données à huit bits d'un registre B 64 et les données à huit bits du registre 62 pour l'inten- sité lumineuse sont comparées, et les données à huit bits les plus grandes des deux sont à nouveau stockées dans le registre B 64 avec les données à quatre bits du numéro d'emplacement de la région du faisceau de sortie correspondante. Ainsi, les intensités lumineuses des faisceaux de sortie pour chaque région sont comparées une à une de sorte que le numéro d'emplacement (donnée à quatre bits) d'une région de faisceau lumineux de sortie ayant les données d'inténsi- té lumineuse les plus grandes, est enregistré dans le regis- tre B 64 Comme il est bien connu pour être une opération courante, le circuit de rythme 17 efface les informations stockées dans le registre B 64 par l'utilisation d'une im- pulsion de rythme d'effacement initiale. Il est inutilè de déplacer la lentille de projection 10 lorsque les données à quatre bits finales pour une région de faisceau enregistrées dans le registre B 64 sont iden- tiques aux données à quatre bits pour une adresse idéale stockéesdans le registre C 65, dans lequel par exem- ple le foyer est réglé correctement au niveau de la région Q 5. Cependant, la lentille de projection 10 doit être déplacée pour régler le foyer lorsque les données à quatre bits fina- les enregistrées dans le registre B 64 ne sont pas identiques aux données à quatre bits de l'adresse idéale stockées dans le registre C 65 Le réglage peut être effectué par l'un ou l'autre des deux procédés décrits ci-après en détail. Un soustracteur 66 soustrait les données à quatre bits du registre B 64 et du registre C 65 et, en fonction du résultat du calcul, il émet des signaux de données à un bit pour une correction de sens et un signal de donnée à trois bits pour le degré de correction. Les données à un bit sont amenées dans la sortie d'un dispo- sitif de commande du sens de correction-L 6 de façon que le sens dans lequel la lentille de projection se déplace soit commandé Les données à trois bits sont amenées à l'entrée d'une table de degrés de correction 67, o est déterminée la valeur du déplacement de la lentille de pro- jection, d'o il résulte que le sens et la vitesse de rota- tion du moteur à impulsions 14 peuvent être commandés par le circuit de commande du moteur à impulsions 21 Le moteur à impulsions 14 fait tourner la vis-mère 15 pour déplacer le support 13 et la lentille de projection 10 fixée sur ce support selon une normale au tambour d'enregistrement 2, de sorte que le foyer de la lentille de projection est réglé sur le film 3. La source lumineuse 9 est habituellement constituée par une multiplicité de faisceaux lumineux de sortie, notamment pour le traitement des demi-teintes. Cependant, il n'est pas toujours nécessaire de disposer de plusieurs faisceaux et, par exemple, on peut former suffi- samment une image en utilisant seulement un seul faisceau lumineux de sortie de la source lumineuse au lieu de plu- sieurs faisceaux En conséquence, dans une autre réalisation du procédé de l'invention, c'est seulement pendant une pé- riode de réglage du foyer TF qu'on utilise plusieurs fais- ceaux, bien que la source lumineuse soit constituée par plusieurs faisceaux lumineux. En outre, dans ce cas, bien que le détecteur d'images 12 soit fixé à l'angle a égal à zéro, la source lumineuse 9 peut être préparée de telle sorte que chaque faisceau de sortie soit émis à des positions décalées pour avoir des distances d'émission différentes de la source lumineuse 9 au détecteur d'images 12, grâce à quoi on peut détecter les erreurs de focalisation. Le détecteur d'images 12 peut également comporter une multi- plicité de régions divisées qui sont des régions centrales. Toute source lumineuse est acceptable pour autant qu'elle peut être alignée en une seule rangée, quelle que soit sa forme ou le type de ses composants lumineux. Sur la figure 1, la source lumineuse 9, le demi-miroir 11 et le détecteur d'images 12 peuvent être également rigidement montés sur un support 13 de plus grande dimension au lieu de l'être sur le chariot mobile 5. Dans les réalisations préférées de l'invention, la période d'espacement TB est réglée pour la portion 2 b du tambour d'enregistrement 2, elle peut également être réglée sur l'un des deux côtés du film 3 sur la longueur du tambour. Selon la présente invention, le réglage du foyer peut être effectivement effectué quelles que soient les variations de la distance entre la lentille de projection 10 et le tambour d'enregistrement 2 provoquées par des écarts d'usinage du tambour et/ou des variations des conditions ambiantes, telles que la température. Les écarts d'usinage du tambour apparaissent dans la direc- tion longitudinale,mais non pas sur un seul cercle dans le sens de rotation En conséquence, le procédé de l'invention n'est pas avantageux dans le cas d'un tambour court L'in- vention est particulièrement efficace et avantageuse lors- que le tambour d'enregistrement est long Le procédé de l'invention peut limiter l'augmentation du coût de production du tambour d'enregistrement, lequel augmente lorsque le dia- mètre et la longueur du tambour augmentent, ce qui augmente les difficultés d'usinage; il contribue également à mettre en service pratique des tambours de plus grand diamètre et de plus grande longueur. Revendications. 1 Procédé pour régler le foyer d'un système de balayage et d'enregistrement d'imageslors d'une opération de balayage et d'enregistrement d'une image, caractérisé en ce qu'on dispose une multiplicité de sources lumineuses alignées en une rangée ( 9), on projette des faisceaux lumineux depuis les sources lumineuses sur un film ou l'analogue ( 3) à travers une lentille ou l'analogue ( 10), on reçoit les faisceaux lu- mineux qui sont réfléchis du film à travers la lentille sur une multiplicité de détecteurs d'images ( 12) et on détecte les variations du foyer des faisceaux lumineux sur la sur- face du film à partir des variations de l'intensité lumi- neuse des faisceaux lumineux reçus sur le détecteur d'images, d'o il résulte que le foyer est automatiquement réglé sur un point donné. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procure des distances optiques axiales différentes entre le film ou l'analogue et les détecteurs d'images pour chaque faisceau lumineux de façon à détecter des variations de la position du foyer. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procure différentes distances optiques entre chacune des sources lumineuses et le film ou l'analogue de façon à détec- ter des variations de la position du foyer.