Brevet FR2569865A1 — publié le 19860307

Dispositif pour dessiner un graphisme par rayon laser sur un écran La présente invention concerne un dispositif pour dessiner un graphisme - tel qu'une écriture, un motif pour la décora- tion, publicitaire ou autre - par rayon laser sur un écran qui peut être un support quelconque, opaque, translucide voire transparent, ou même créé par une émission de fumée ou autre. Comme le montre la perspective schématique, illustrée par la figure 1, un tel dispositif compcrte au moins une source laser 1 telle qu'un tube par exemple et deux déviateurs optiques de traçage 2,3 positionnés sur le trajet lumineux du rayon 4 issu de ce tube et dirigé vers un écran 5, pour dévier ce rayon suivant deux axes orthogonaux x, y. Généralement, ces déviateurs sont des galvanomètres, dénommés dans le commerce "scanners", dont les bobinages respectifs provoquent, lorsqu'ils sont excités, la rotation de petits arbres porte-miroir 6.1, 6.2 s'étendant suivant les axes x, y; cette rotation s'effectue suivant un angle qui est fonction de la tension appliquée au bobinage considéré par un ordinateur; ainsi, l'ordinateur engendre, en intervenant sur le déviateur 2 seulement, un balayage horizontal X du rayon laser eten intervenant sur le déviateur 3 seulement, un balayage vertical Y. Dès lors,que cet ordinateur délivre entre 18 et 25 fois par seconde aux déviateurs 2 et 3 des tensions qui correspondent à des positions précises préprogrammées du point lumineux sur l'écran et que ces positions sont explorées dans le même ordre très rapidement, l'oeil garde la mémoire du parcours et,par persistance rétinienne, voit un graphisme. Pour voir un carré 7 (figure 2), il suffit que l'ordinateur définisse sur l'écran 5, en excitant convenablement les déviateurs 2, 3, quatre points équidistants p. 1 à p. 4 et les explore en permanence dans le sens des flèches F1 à F4 à la fréquence élevée précitée. Pour voir la lettre A (figure 3), il suffit que l'ordinateur définisse sur l'écran les cinq points angulaires p. 5 à p. 9 et les explore en permanence dans le sens des flèches F5 à F8 à la fréquence précitée. Pour voir la lettre B (figure 4), il suffit que l'ordinateur définisse sur l'écran les quatre points angulaires et des points intermédiaires du contour p. 10 à p. 21 et les explore en permanence dans le sens des flèches F9 à F14 à la fréquence précitée (figure 5). Pour voir les lettres A et B (figures 4 à 6), il faut alors que l'ordinateur définisse sur l'écran les points p. 5 à p. 21 et les explore à la fréquence précitée toujours dans le même ordre. Cet ordre peut être celui ressortant de la figure 5 et selon lequel l'exploration de la lettre A (flèches F5 à F8) est suivie de celle de la lettre B (flèches F9 à F14) en les raccordant par cheminement du point p. 6 au point p. 10 suivant la flèche F1. On voit alors sur l'écran les lettres A et B reliées par un trait oblique 8 (figure 5). Mais l'ordre d'exploration peut être différent pour placer ailleurs le trait de raccordement des lettres. Ainsi et comme le montre la figure 6, l'exploration de la lettre A s'effectue dans l'ordre p. 5, p. 6, p. 7, p. 8, p. 9, p. 8, p. 6, p. 8, p. 9 suivant les flèches F5 F F7, F8, F'8, F' et le raccordement à la lettre B explorée comme précédemment s'effectue par cheminement du point p. 9 au point p. 12 suivant la flèche F2. On voit alors sur l'écran les lettres A et B reliées par un trait de base 9. L'exploration selon la figure 6 permet d'obtenir un groupement de lettres plus lisible que celui obtenu par l'exploration selon la figure 5, mais oblige à "revenir sur ses pas" (flèches F'8 et F'7). Le but principal de l'invention est de supprimer de la composition, qu'il s'agisse d'une écriture telle que AB ou d'un dessin ou de toute autre représentation, les traits de raccordement inutiles quinuisent à la bonne lisibilité de l'image projete et cela sans modifier la sélection et l'exploration des points par l'ordinateur. Ce but est déjà atteint par un dispositif connu qui interrompt le balayage pendant que le rayon laser chemine du dernier point d'un motif au premier point du motif suivant, autrement dit le long du trait de raccordement à effacer. Ce dispositif comprend alors un obturateur constitué par un galvanomètre ou "scanner" analogue à celui des deux déviateurs optiques précités 2 et 3, mais dont l'arbre porte un volet d'obtu- ration. A l'état non excité, le galvanomètre place le volet hors de l'espace balayé par le rayon laser; par contre, à l'état excité que l'ordinateur commande entre les points extrêmes des traits à effacer, le galvanomètre met le volet en travers de cet espace pour intercepter le rayon laser et l'empêcher de parvenir jusqu'à l'écran 5. Etant donné que l'angle de déviation du "scanner" est très faible (environ 30 ), le volet d'obturation doit être rela- tivement long, ce qui implique une masse d'inertie incompatible avec la fréquence des cycles d'exploration commandés par l'ordinateur. En effet, le temps de réponse du "scanner" dépend du moment d'inertie de la masse qu'il doit animer et l'expérience montre que la fréquence de commande se trouve ralentie de telle sorte que l'image obtenue n'est pas rigoureusement stabilisée. En outre, l'efficacité de l'obturation est limitée, car l'effacement des traits de liaison est imparfait et les limites de ceux-ci sont imprécises. Pour pallier ce défaut_ l'ordinateur émet des signaux à fronts raides, très rapides et très puissants qui ont pour inconvénient de faire fonctionner le "scanner" de façon très bruyante et aussi de l'endommager après quelques centaines d'heures de fonctionnement. Il en résulte un entretien relativement coQteux et une immobilisation préjudiciable du matériel sans pour autant parvenir à la perfection souhaitée de l'effacement des liaisons entre motifs. La présente invention a pour but de procéder à l'effacement, mais en rmédiant aux inconvénients de ce dispo- sitif connu. Conformément à l'invention, le dispositif perfectionné comporte, outre les deux déviateurs optiques dits de traçage, au moins un autre déviateur optique dit d'effacement, également disposé sur le trajet optique du rayon laser entre le tube laser et l'écran, mais commandé par l'ordinateur pour n'occuper que deux positions fixes, l'une passive pp pour permettre aux deux autres-déviateurs X et Y d'explorer le champ de l'écran et l'autre active pa pour renvoyer le rayon hors de ce champ. Plusieurs déviateurs optiques d'effacement peuvent être montés en série pour que leurs angles respectifs de déviation s'ajoutent afin de diviser par autant la réponse en fréquence de l'ensemble déviateur. Le ou les déviateurs optiques d'effacement peuvent coopérer avec un diaphragme fixe 13, tel qu'une plaquette, de préférence réglable, délimitant un trou 14 ou une fente.- Etant donné la taille extrêmement réduite des miroirs des déviateurs optiques de traçage (ce qui permet de diminuer leur masse et d'accroître la fréquence du balayage) et étant donné également la très faible distance entre le miroir du déviateur optique d'effacement et le plus proche des autres miroirs précités, il suffit d'une toute petite déviation angulaire du miroir d'effa- cement pour que le rayon laser réfléchi par celui-ci sorte du champ du miroir de traçage qui suit, ce qui conduit au même résultat qu'une obturation en raison de l'absence d'un rayon sur l'écran. Il en résulte que l'effacement des traits de liaison peut être obtenu sans diminution de la fréquence de balayage et sans usure prématurée du dispositif, avec une qualité d'image exceptionnelle quant à la précision de son tracé, à la justesse des effacements et à la stabilité de la projection. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation et des variantes de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur les figures 7 à 9 du dessin annexé qui comprend en outre les figures 1 à 6 précitées. Sur ce dessin: - la figure 7 est une perspective schématique montrant une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention, - les figures 8 et 9 sont des vues analogues à la figure 1, illustrant des variantes. Dans ces diverses réalisations on retrouve le tube laser 1, les deux déviateurs optiques de traçage 2, 3 et l'écran 5 sur lequel parvient le rayon laser 4 réfléchi par les miroirs 6.2 et 6.3 à balayages horizontal X et respectivement vertical Y. Suivant la forme de réalisation schématisée sur la figure 7, le dispositif comporte en plus un déviateur optique d'effacement 10 dont l'arbre porte un miroir 6.10. Ce déviateur d'effacement est un "scanner" analogue au précédent, mais dont le miroir n'est susceptible d'occuper, sous la commande de l'ordinateur, que deux positions extrêmes. Dans la position dite passive "pp" de non-excitation du bobinage du "scanner" 10, position qui est représentée en trait plein sur la figure 7, le miroir 6.10 est disposé entre le tube laser 1 et le "scanner" 2 en étant orienté de telle façon que le rayon laser 4 réfléchi par ce miroir 6.10 peut explorer le champ du miroir 6.2 et par réflexion celui du miroir 6.3. Dès lors que cette condition est remplie, l'orientation du "scanner" 10 importe peu. Dans la position dite active "pa" d'excitation du bobinage du "scanner" 10, position qui est représentée en trait mixte sur la figure 7, le miroir 6,10 est décalé angulairement par rapport à la précédente position d'une mesure très faible, mais suffisante pour renvoyer le rayon laser hors du champ précité du miroir 6.2. Ainsi, dans cette position, le dispositif ne renvoie sur l'écran 5 aucun rayon laser et l'image est alors exempte de tracé tant que dure le changement de position en actif. - Cette manière de procéder permet d'obtenir un repé- rage très précis du point zéro. Cependant, la position dite passive selon laquelle le rayon laser explore le champ peut être obtenue par excitation du bobinage du scanner 10 et la position dite active permettant l'effa- cement, par non-excitation de ce bobinage. Suivant la variante illustrée par la figure 8, plusieurs déviateurs optiques d'effacement peuvent être montés en série. Dans l'exemple représenté, ils sont au nombre de deux désignés par les repères 11 et 12. Ce montage particulier permet de réduire le temps de réponse global puisque chacun des miroirs 6.11 et 6.12 de ces "scanners" 11 et 12 ne doivent pivoter que de la moitié de l'angle balayé par le miroir 6.10 du "scanner" 10 (figure 7) pour dévier le rayon laser 4 hors du champ du miroir 6.2 du premier "scanner" de traçage 2 qui se présente. Suivant la variante schématisée sur la figure 9, le ou les "scanners" d'effacement 10 ou 11 et 12 coopèrent avec un diaphragme 13 interceptant le rayon laser 4 issu du ou des miroirs 6.10 ou 6.11 et 6.12, ce qui permet entre autresde réduire la course angulaire commandée par l'ordinateur. Ce diaphragme est de préférence une plaquette délimitant un trou 14 ou une fente orthogonale à l'axe de pivotement. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour dessiner d'une façon fixe ou animée un graphisme tel qu'une écriture, un motif décoratif, publicitaire ou autre par rayon laser sur un écran (5) en effaçant de la pro- jection tous les traits du cheminement qui relient les éléments -de la composition et qui ne devraient pas apparaître, ce dispo- sitif comprenant au moins un tube laser (1) et deux déviateurs optiques dits de traçage (2, 3), de préférence du type galvano- métrique, disposés sur le trajet lumineux (4) pour dévier le rayon suivant deux axes orthogonaux et commandés par un ordinateur délivrant, selon le programme affiché, des tensions qui sont fonction des angles de déviation et qui se succèdent suivant un cycle et une fréquence réglables, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un autre déviateur optique dit d'effacement (10; 11, 12), également disposé sur le trajet optique (4) précité, mais commandé par l'ordinateur pour n'occuper que deux positions fixes, l'une passive (pp) pour permettre aux deux autres déviateurs (X et Y) d'explorer le champ de l'écran et l'autre active (pa), pour renvoyer le rayon hors de ce champ. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position passive (pp) est obtenue par désexcitation du déviateur optique dit d'effacement (10; 11, 12). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que plusieurs déviateurs optiques d'effacement (11, 12) sont montés en série pour que leurs angles respectifs de déviation s'ajoutent afin de diviser par autant la réponse en fréquence de l'ensemble déviateur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le ou les déviateurs optiques d'effacement (10; 11, 12) coopèrent avec un diaphragme fixe (13), tel qu'une plaquette, de préférence réglable, délimitant un trou (14) ou une fente.