Brevet FR2635590A1 — publié le 19900223

DISPOSITIF POUR SEPARER UN FAISCEAU DE LUMIERE BLANCHE EN UNE PLURALITE DE FAISCEAUX ELEMENTAIRES DE COULEUR DETERMINEE. L'invention concerne un dispositif pour séparer un faisceau de lumière blanche en une pluralité de fais- ceaux élémentaires de couleur déterminée; elle se rap- porte plus particulièrement à un dispositif du type en question pour le tirage et développement d'épreuves photographiques et plus particulièrement pour, au moyen d'une source unique de lumière, alimenter d'une part le densitomètre et d'autre part, l'ensemble d'analyse cou- leur, voire d'analyse de contraste. En d'autres termes, l'invention consiste à séparer un faisceau de lumière blanche mélangé en une série de faisceaux élémentaires de tranches de longueur d'ondes déterminées dans le but d'analyser cette lumière blanche dans ces différents composants. Dans la demande de brevet français 87.14 229 déposé par le Demandeur le 9 Octobre 1987, on a proposé un dispositif du type en question faisant appel à une plu- ralité de fibres optiques et à un système de balayage. Cette solution reste complexe sur le plan mécanique, permet difficilement d'obtenir une acquisition homogène de la zone à lire, ce qui se traduit par une hétérogé- néité dans la mesure et enfin affaiblit le signal trans- mis. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un dispositif du type en question qui soit simple à réali- ser, fiable, et dans lequel la lumière transmise dans les différentes tranches de longueur d'ondes pour être analysée soit homogène et soit facile à mesurer. Ce dispositif pour séparer un faisceau de lumière blanche en une pluralité de faisceaux élémentaires de couleur déterminée, se caractérise en ce qu'il comprend: - un capteur optique constitué par une ouverture calibrée destinée à recueillir ledit faisceau de lumière dirigé, issu de la zone dont on désire mesurer les ca- ractéristiques, pour le transmettre sur un système opti- que, constitué par une pluralité de filtres dichroïques de couleur complémentaire, parallèles, inclinés sur l'axe optique du faisceau immergeant, chaque filtre permettant de réfléchir une lumière de sa couleur et de laisser passer la lumière dans les autres couleurs; - une pluralité de capteurs photosensibles, chaque capteur permettant de recueillir la lumière réfléchie par chaque filtre, puis de convertir en un signal élec- trique le signal lumineux reçu et enfin de l'amplifier; - un organe de traitement desdits signaux électri- ques amplifiés. En d'autres termes, l'invention consiste tout d'abord à calibrer le faisceau lumineux dirigé de lu- mière blanche vers un système optique formé de filtres dichroïques complémentaires réfléchissant la lumière dans leu'r couleur déterminée, puis à transmettre cette bande de longueur d'ondes déterminée sur des capteurs photosensibles convertissant ce signal lumineux en un signal électrique que l'on amplifie et traite de manière appropriée. Avantageusement, en pratique: - le capteur optique est constitué par une fibre optique souple, c'est-à-dire par un faisceau de multi- filaments parallèles de verre, dont l'embout forme ou- verture calibrée; - les filtres dichroiques sont constitués par des semimiroirs associés chacun à un filtre complémentaire, destiné à éliminer les composantes parasites du faisceau partiel réfléchi et à corriger ce faisceau; - les miroirs sont inclinés à 45 sur l'axe optique issu du capteur optique; - chaque capteur photosensible est constitué par une photodiode, un phototransistor ou analogue et est associé à un amplificateur logarithmique permettant d'obtenir un signal électrique de sortie proportionnel à la densité optique à mesurer; - les signaux électriques analogiques donc logari- thmiques obtenus sont ensuite convertis dans un signal digital par un convertisseur analogique-digital (A/D) et ces signaux digitaux seront traités par un microproces- seur; - dans une première forme de réalisation, le dis- positif selon l'invention est destiné à constituer un densitomètre à réflexion. Pour ce faire, le faisceau de lumière blanche est un faisceau lumineux issu d'une source unique de lumière homogène réfléchie sur une épreuve photographique; - dans une deuxième forme d'exécution, le disposi- tif selon l'invention forme un ensemble d'analyse cou- leur. Pour ce faire, le faisceau de lumière blanche est un faisceau lumineux issu d'une source de lumière blan- che homogène transmise directement au capteur optique qui traverse le film négatif à tirer. Dans cette forme de réalisation, avantageusement, le faisceau lumineux de lumière blanche homogène dirigé est préalablement mé- langé avant son passage dans le film négatif à tirer, de manière à obtenir en sortie une lumière intense et dif- fuse et homogène; - dans une troisième forme de réalisation avanta- geuse, le capteur optique est également associé à un ensemble d'analyse de constraste constitué par une se- conde pluralité de fibres optiques associées, à l'en- trée, à un diaphragme et à la sortie, à une pluralité identique de sousensembles photodiodes + amplificateurs et les signaux électriques émis sont ensuite transformés en signaux digitaux par le même convertisseur analogi- que-digital que précédemment pour être traité par le même ensemble de calcul. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des deux exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des trois figures annexées. Ces deux exemples de réalisation visent une instal- lation pour le tirage d'épreuves photographiques à par- tir d'un film négatif. La figure 1 montre en vue perspective sommaire un dispositif selon l'invention dans son application den- sitomètre en réflexion. La figure 2 est une représentation en coupe dans l'application analyse couleur et de contraste du film négatif à tirer. La figure 3 est une vue de face montrant le posi- tionnement des différents organes optiques par rapport au film qui défile. Une lampe d'exposition (1), par exemple du type halogène, émet un faisceau de lumière (2) dont l'axe optique est représenté par la référence générale (A). Après passage dans un condenseur (3), et un système filtre rotatif dans la fente (4), le faisceau lumineux (5) rencontre un miroir escamotable (6) qu'il dévie vers une fibre optique (7) pour l'amener à l'endroit appro- prié au voisinage de l'épreuve photographique témoin désignée par la référence générale (10). Le faisceau (8) issu de l'embout (9) de la fibre optique (7) est un cône homogène de lumière blanche faiblement divergeant. Ce cône traverse alors un condenseur (11) destiné à refoca- liser ce cône (8) pour former une tache (12) de petite dimension, éclairée de manière intense. La surface ana- lysée désignée par la référence générale (13) est donc une surface réfléchissante diffusante dans toutes les directions. Pour les besoins de la mesure, on ne capte que la lumière réfléchie (14) à 45 par l'épreuve étalon (10). La lumière réfléchie (14) traverse un premier diaphragme de calibrage (15), puis est transmise par une fibre optique (16) formée d'un faisceau de multifila- ments de verre élémentaires parallèles, jusqu'à un en- droit approprié pour effectuer la mesure. Le faisceau (18) transmis et à analyser issu de l'embout (17) de la fibre optique (16) a un axe optique symbolisé par la référence générale (B). Ce faisceau (18) est à l'instar de (8) un faisceau homogène de lumière blanche faible- ment divergeant. Selon une première caractéristique de l'invention, ce faisceau (18) est transmis à un système optique désigné par la référence générale (20) constitué de trois semi-miroirs (21,22,23) inclinés à 45' sur l'axe optique (B), formant filtres dichroiques, respec- tivement le premier (21) jaune, le second (22) magenta, le troisième (23) cyan. Ces filtres dichroïques (21,22,- 23) de couleur complémentaire inclinés sur l'axe optique (B) du faisceau émergent (18) sont associés chacun à un filtre complémentaire respectivement (24,25,26) destiné à éliminer les composantes parasites du faisceau partiel réfléchi et à corriger ce faisceau élémentaire. Le fil- tre jaune (21) laisse passer la lumière jaune (27) (rouge et verte) et réfléchit à 90e la lumière bleue (28) qui traverse ensuite le filtre complémentaire bleu (24) pour éliminer les composantes parasites. De même, le filtre suivant (22) magenta laisse passer la lumière rouge (29) et réfléchit (30) à 90 la lumière verte, laquelle retraverse le filtre vert (25). De même, le troisième filtre cyan (23) réfléchit à 90 (31) la lumière rouge qui traverse également un filtre rouge (26). Selon la seconde caractéristique de l'invention, chacun des faisceaux élémentaires réfléchis (28,30,31) est associé à un capteur optique, respectivement (32,33, 34) lui-même associé à un amplificateur (35,36,37). Ces capteurs photosensibles (32-34) constitués par exemple par des photodiodes, phototransistors ou analogues transforment le signal électrique (28,31,32) en un si. gnal électrique et le transforment en signal de sortie proportionnel à la densité à mesurer grâce à l'amplifi- cateur logarithmique (35,36,37). Les signaux électriques analogiques obtenus, donc logarithmiques, sont convertis en un signal digital par un convertisseur analogique digital A/D (38) qui les transmet à un microprocesseur (39) qui les analyse et les exploite. Ces signaux, logarithmiques, sont directement pro- portionnels aux densités rouge, vert et bleu à mesurer. Ces signaux sont convertis en densités optiques. Celles- ci sont ensuite comparer aux valeurs de référence qui se trouvent en mémoire, afin d'effectuer les corrections nécessaires. Dans une deuxième forme d'application, le disposi- tif selon l'invention est utilisé pour l'analyse couleur et de contraste du film négatif (40) à tirer qui défile. De la même façon, le miroir escamotable (6) transmet le faisceau lumineux homogène dirigé en lumière blanche sur une fibre optique (51) et plus exactement sur un fais- ceau de fibres optiques parallèles. Le faisceau (52) issu de l'embout (53) traverse un prisme de mélange (54) dont la face de sortie (55) est dépolie et diffusante, de manière à obtenir en sortie une lumière blanche in- tense, diffuse et homogène. Ce faisceau (56) traverse le film à anlyser (40), puis tout d'abord, traverse un diaphragme (57) formé par l'entrée d'un cône (58) d'ac- quisition associé à l'embout (59) d'une fibre optique (60>. A l'instar de (17>, l'embout (61) envoie un fais- ceau émergent (62) transmis à un système optique désigné par la référence générale (63) constitué comme précédem- ment par trois filtres dicrhoïques parallèles (64,65,66) respectivement jaune, magenta et cyan, associés à des filtres complémentaires (67,68,69) eux-mêmes à des cap- teurs photosensibles (70,71,72) et à des amplificateurs logarithmiques (73,74,75) et à un convertisseur analogi- que digital A/D (76) et un microprocesseur (77), le tout analogue à (21-39). En d'autres termes, dans la version analyse couleur (figure 2), on traite un faisceau (56) transmis, alors que dans la version densitomètre, on traite un faisceau (14) réfléchi. La vue (80) du film (40) qui défile (figure 3) est divisée en huit tranches horizontales égales référencées (81) à (88) sur les figures 2-3. Ces vues (81,88) défi- lent devant le capteur optique (57,58,59) dont, dans une forme de réalisation, les dimensions peuvent être de 22 mm x 4 mm. Périodiquement, on mesure les informations transmises par chacune des tranches (81,88), donc la vue (80) qui défile est balayée en permanence et toutes les informations collectées sont transmises au microproces- seur (77). Ce microprocesseur (77) extrait huit fois trois valeurs de densité, respectivement rouge, verte et bleue et calcule la densité générale de la vue (80) en gris, en rouge et en vert, en bleu et ce, grâce à un logiciel approprié. Le microprocesseur (77) détermine ensuite les principaux paramètres de tirage et pilote alors les données d'exposition, notamment de la lampe (1) à travers les filtres du disque de filtrage non représentés mais qui tournent dans la fente (4). - Dans une forme d'exécution perfectionnée, le cap- teur optique (57,59) est associé à un autre système capteur optique désigné par la référence générale (90) comprenant un premier diaphragme (91) qui transmet une partie du faisceau (56) à un système constitué par cinq fibres optiques (91) dont les embouts (93) d'entrée sont associés à (91) et dont les embouts de sortie respec- tivement (94,98) sont associés à cinq cellules photosen- sibles (100) analogues à (70-72) et à (32-34) associées, comme précédemment à des amplificateurs (101), mais transmettant le signal analogique électrique au conver- tisseur analogique digital (76) et delà au microproces- seur (77). Chacun des embouts (93) lit les informations aux endroits référencés (102) sur la vue (80). Cette dis- position d'analyse contraste permet de modifier les paramètres de tirage en fonction des paramètres de con- traste des négatifs, et par voie de conséquence de cor- riger la densité générale du tirage du film (40). Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avan- tages par rapport à ceux commercialisés à ce jour. On peut citer: - la simplification importante dans la construction du capteur; - la possibilité de miniaturiser l'ensemble; - la possibilité de convertir le signal lumineux en signal électrique loin du point de mesure, ce qui permet de localiser l'appareillage électronique dans un poste idéal; - la possibilité d'éliminer les problèmes liés à la transmission des signaux électriques faibles; - enfin la bonne homogénéité de la mesure. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour séparer un faisceau de lumière blanche (14,56) en une pluralité de faisceaux élémen-. taires de couleur déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend: - un capteur optique (15-17; 57-61) constitué par une ouverture calibrée (15, 57) destinée à recueillir ledit faisceau lumineux dirigé (14,56), pour le trans- mettre sur un système optique constitué par une plura- lité de filtres dichroiques (21-23; 64-66), de couleur complémentaire, parallèles, inclinés sur l'axe optique (B,C) du faisceau émergent (18,62), chaque filtre per- mettant de réfléchir la lumière de sa couleur et de laisser passer la lumière dans les autres couleurs; - une pluralité de capteurs photosensibles (24-26; 67-69), chaque capteur permettant de recueillir la lu- mière réfléchie (28,30,31) par chaque filtre (21-23; 64-66), puis de convertir en un signal électrique le signal lumineux reçu et enfin de l'amplifier (35-37; 73-75); - un organe de traitement (38,76; 39,77) desdits signaux électriques amplifiés. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur optique est constitué par une fibre optique (16,60,92) souple, dont l'embout (59) forme ou- verture calibrée. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filtres dichroiques (21-23; 64-66) sont constitués par des semi-miroirs et sont associés chacun à un filtre complémentaire (24-26; 67-69) destiné à éliminer les composantes parasites du faisceau partiel réfléchi (28,30,31) et à corriger ce faisceau. 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les miroirs (21-23; 64-66) sont inclinés à par rapport à l'axe optique (B,C). 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque capteur photosensible (32- 34; 70-72) est constitué par une photodiode ou un phototransistor et est associé à un amplificateur (35- 37; 73-75) logarithmique permettant d'obtenir un signal électrique de sortie proportionnel à la densité optique à mesurer. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les signaux électriques analogiques donc lo- garithmiques obtenus sont convertis en un signal digi- tal par un convertisseur analogique-digital (A/D) (38,- 76) et en ce que ces signaux digitaux sont traités par un microprocesseur (39,77). 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il forme densitomètre à réflexion et en ce que le faisceau de lumière blanche (14) est un faisceau lumineux issu d'une source unique (1,8) de lumière homo- gène réfléchie (12) sur une épreuve photographique (10). 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il forme un ensemble d'analyse couleur pour un film (40) négatif à tirer, caractérisé en ce que le faisceau de lumière blanche (52) est un faisceau lumineux issu d'une source unique de lumière (1) blanche, homogène, transmise directement au capteur optique (57). 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur optique est associé à un ensemble d'analyse de constraste constitué par une seconde plura- lité de fibres optiques (92) associées, à l'entrée, à un diaphragme (91) et à la sortie, à une pluralité identi- que de sous-ensembles photodiodes (100) + amplificateurs (101), et en ce que les signaux électriques émis sont transformés en signaux digitaux par le même convertis- seur analogique-digital (76).