Brevet FR2650087A1 — publié le 19910125

DrsposmF DE RéDUCTION FILOU D'AGRANDISSEMENT D'IMAGES OPTIQUES La présente invention concerne un dispositif pour la réduction et/ou l'agrandissement d'images optiques, applicable en particulier aux appareils de reproduction de documents par photographie, et plus particulièrement aux appareils de ce genre qui sont de petite taille et qui sont destinés au grand public. De façon connue, ces dispositifs comportent un premier support, en général une glace, sur laquelle on place le document à reproduire en image et qui définit un plan objet, un second support pour une matière photosensible en feuille qui reçoit l'image du document et qui définit un plan image, un miroir qui effectue un premier renversement d'image, et un objectif dont la position participe à la définition du rapport de reproduction, le miroir et l'objectif étant placés sur le trajet optique entre les plans objet et image. On sait qu'il existe une loi optique immuable, qui lie ensemble : la longueur du trajet optique entre les plans objet et image, la distance focale de l'objectif, le rapport de reproduction image/document à reproduire, et la distance entre les points nodaux de l'objectif.Pour obtenir un rapport de reproduction dpnné, il faut donc agir sur l'un au moins de ces trois autres paramètres, de manière que cette loi soit toujours respectée. Si l'on veut obtenir une large plage pour le rapport de reproduction, diverses techniques sont actuellement disponibles. Elles font appel soit à un objectif à distance focale variable, soit à des objectifs interchangeables présentant chacun une distance focale donnée, L'objectif étant chaque fois placé dans une position appropriée, soit encore à un objectif mobile à distance focale constante, le miroir étant mobile. Toutefois ces techniques présentent toutes l'inconvénient de nécessiter le déplacement de l'un au moins des plans objet et image. Or, I'on sait que, dans un appareil destiné au grand public, pour des raisons techniques, de sécurité, d'encombrement et de prix de revient, il n'est dans la pratique pas possible de déplacer l'un des plans objet et image. Pour pallier l'inconvénient précité, on a proposé de rendre fixes les plans objet et image, et de déplacer dans un plan horizontal, suivant une même ligne droite, à la fois l'objectif et le miroir, chacun suivant une loi prédéterminée. En fonction du rapport de reproduction, L'objectif est déplacé suivant une fonction linéaire, tandis que le miroir, qui alors doit être de très grandes dimensions, est en combinaison déplacé suivant une loi hyperbolique. Ces deux mouvements différents impliquent une cinématique complexe, fragile et coûteuse, qui nécessite soit un moteur et une came, soit deux moteurs, pour entraîner en synchronisation l'objectif et le miroir.De plus, cette proposition rencontre une limitation mécanique qui réside en ce que le miroir, lors de son déplacement, se rapproche de la glace qui supporte le document à reproduire et, de par ses grandes dimensions, vient masquer au moins partiellement les lampes d'éclairement du document original à mesure que le rapport de reproduction diminue, alors que c'est précisément dans ce cas que l'on a besoin d'un éclairement maximal du document, notamment lorsque le document que l'on veut réduire est de grandes dimensions. Si, pour éviter cet inconvénient, on veut éloigner le miroir du plan objet, le miroir vient interférer mécaniquement avec l'objectif pour un rapport de reproduction élevé. Cette proposition ne permet donc pas d'obtenir une large plage pour le rapport de reproduction. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif dans lequel, pour les raisons indiquées ci-dessus, les plans objet et image sont fixes et grâce auquel il est permis d'obtenir une large plage du rapport de reproduction, de l'ordre de 40 % à 220 %, avec une qualité de reproduction constante. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que l'objectif et le miroir sont portés fixement par une même monture mobile et que des moyens de guidage sont prévus pour déplacer cette monture en translation suivant une courbe prédéterminée. Le miroir est relativement proche de l'objectif, ce qui permet de lui donner alors de faibles dimensions et évite ainsi toute interférence avec les lampes d'éclairement de l'objet à reproduire. De plus, les moyens moteurs sont simples du fait qu'il n'y a désormais qu'à assurer un seul déplacement, à savoir celui de la monture qui porte l'objectif et le miroir. En général, les plans objet et image sont perpendiculaires, et la courbe prédéterminée est d'allure hyperbolique, notamment une hyperbole équilatère dont les asymptotes sont parallèles respectivement aux plans objet et image. Toutefois, la courbe prédéterminée peut se rapprocher d'une hyperbole, pour être par exemple un cercle passant par trois points de l'hyperbole idéale, par exemple les deux points extrêmes et un point intermédiaire de ladite hyperbole idéale. Cette courbe prédéterminée est définie pour que la loi optique générale ci-dessus soit respectée. Suivant un premier type de réalisation, cette courbe prédéterminée est matérialisée par le profil d'une came sur laquelle l'armature mobile est astreinte à se déplacer en translation. Suivant un second type de réalisation, la courbe prédéterminée n'est pas matérialisée mais les moyens de guidage qui entraînent le déplacement de l'armature comportent une tringlerie mobile dont la déformation définit cette courbe. Dans le premier type de réalisation, L'armature est de préférence maintenue contre le profil de la came par au moins un ressort et elle comporte -une queue qui est reçue mobile axialement dans l'ouverture d'un coulisseau qui se déplace sur une glissière rectiligne fixe, en général perpendiculaire à la direction de la queue. Cette queue porte avantageusement à son extrémité libre un galet d'appui sur le profil de la came. En variante, les moyens de guidage comportent deux bras parallèles et égaux qui sont articulés chacun sur l'armature et sur un bâti fixe et qui sont de longueur variable, par exemple par télescopage, pour l'adaptation au déplacement de l'armature parallèlement à elle- même le long de la came. Ces deux bras forment un parallélogramme déformable qui maintient l'armature parallèle à elle-même lors de son déplacement le long de la came. Dans le second type de réalisation, la tringlerie mobile comporte deux bras parallèles et égaux de longueur constante qui sont articulés chacun sur l'armature et sur le bâti fixe, la courbe prédéterminée étant alors un cercle se rapprochant de la courbe idéale. Dans tous les cas, le dispositif comporte des moyens moteurs, par exemple un moteur pas à pas, pour déplacer l'armature suivant la courbe prédéterminée. Pour la protection de la feuille de matière photosensible placée dans le plan image, le dispositif comporte un soufflet occultant qui est déformable axialement et latéralement et qui est monté sur l'armature et sur le support de ladite feuille. Ce soufflet est par exemple constitué par des ressorts de traction qui s'étendent entre l'armature et ledit support et qui forment une cage autour de laquelle est disposée une toile souple d'occultation. On comprendra bien l'invention à l'aide du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe montrant le cheminement des rayons optiques entre le plan objet et le plan image, frappant d'abord le miroir puis traversant l'objectif, - la figure 2 est une vue latérale schématique d'un dispositif établi selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue partielle, analogue à la figure 2 et relative à un deuxième mode de réalisation, et - la figure 4 est une vue partielle analogue à la figure 2 et relative à un troisième mode de réalisation. Comme montré sur la figure 1, le dispositif comporte1 d'une manière générale connue, un support fixe (1) pour un objet (2) à reproduire et qui, dans l'application préférée de l'invention, est un document plan. Le support (1) est par exemple constitué par une glace transparente et sa surface de réception du document (2) définit un plan objet (P) fixe. L'image photographique du document (2) est reçue sur une feuille (3) en matière photosensible qui est portée par un support transparent fixe (4), par exemple une glace. La surface du support (4) qui reçoit la feuille (3) définit un plan image (P') fixe.Entre les plans (P) et (P'), les rayons optiques provenant du document (2), qui est éclairé par au moins une lampe (5), par exemple une lampe à halogène, sont d'abord réfléchis par un miroir (6), puis ils traversent un équipage porte-objectif (7) comportant un objectif proprement dit (8) et un obturateur (9). Les plans (P) et (P') sont en général perpendiculaires entre eux et, par conséquent, le plan du miroir (6) est incliné à 450 par rapport à chacun de ces deux plans (P) et (P'). Sur la figure 1, on a représenté le rayon optique moyen ou central (10) et les deux rayons optiques extrêmes (11, 12) provenant du document (2) à reproduire.Le miroir (6) a notamment pour rôle d'inverser une première fois l'image de sorte que, du fait que l'objectif (8) provoque également une inversion, l'image finale obtenue sur la feuille (3) est à l'endroit. Si l'on désigne par (O) et (O') les points de départ du document (2) et d'arrivée sur la feuille (3) du rayon moyen (10), par (Al le point où le rayon moyen (10) frappe le miroir (6), par (B) le milieu du segment défini par les points nodaux de l'objectif (8), par (f') la distance focale de l'objectif, par (m) le rapport de reproduction photographique et par (h) la distance entre les points nodaux de l'objectif, la loi optique générale rappelée en préambule est la suivante : OA + O'B + BA = f'(2 + m t 1 ) + h m On voit donc que, pour un objectif et un rapport de reproduction donné, les trois distances (OA), (O'B) et (BA) sont liées entre elles pour que cette loi optique soit respectée. Conformément à l'invention, pour éviter les inconvénients cités ci-dessus, on rend la distance (BA) constante, et de préférence aussi faible que possible, et on agit seulement sur les distances (OA) et (O'B) que l'on fait varier ensemble et de façon prédéterminée. En d'autres termes, le miroir (6) et l'objectif (8) de l'équipage (7) sont rendus solidaires et cet ensemble est déplacé en translation, c'est-à-dire parallèlement à lui-meme, suivant une courbe prédéterminée. Les dimensions d'un tel miroir (6) associé fixement relativement à l'objectif (8) peuvent alors être considérablement réduites. Si l'on adopte comme axes de référence les axes (X) et (Y) du plan de la figure 1 contenus respectivement dans les plans (P) et (P'), on calcule que les coordonnées (x) et (y) d'un point de l'ensemble constitué par le miroir (6) et l'objectif (8) doivent satisfaire aux relations x = f' + f'm + h + BA y = f' + f - BA m Les coordonnées (x) et (y) dépendent naturellement du paramètre (f'), et elles définissent une hyperbole équilatère dont les asymptotes sont parallèles aux axes (X) et (Y). Ces coordonnées sont celles du foyer optique de l'objec- tif (8), les coordonnées de tout point de l'ensemble constitué par le miroir (6) et par l'équipage (7) qui comprend l'objectif (8) se déduisant de celles du foyer optique par l'addition de constantes. Ainsi, en rendant solidaires le miroir (6) et l'objectif (8), il suffit de déplacer cet ensemble parallèlement à lui-même suivant une courbe prédéterminée pour que la loi optique ci-dessus soit respectée On a montré sur la figure 2 un premier mode de réalisation de l'invention. Le miroir (6) et l'objectif (ss), avec son obturateur (9), sont montés sur une même armature (13) que l'on astreint à se déplacer parallèlement à elle-même suivant la courbe prédéterminée qui, dans le cas idéal ci-dessus, est l'hyperbole équilatère citée. Cette hyperbole équilatère est matérialisée par la surface convexe (14) d'une came fixe (15) sur laquelle l'armature (13) s'appuie par un galet (16) porté par une queue (17) solidaire de l'armature.La queue (17) est maintenue contre la came hyperbolique (15), par son galet (16), à l'aide d'un ressort de traction (18) dont une extrémité est attachée à l'axe du galet (16) et dont l'autre extrémité est attachée en (19) au bâti fixe de l'appareil. Pour que l'armature (13) se déplace parallèlement à elle-même, la queue (17) est reçue dans l'ouverture (37) d'un coulisseau (20) dans laquelle elle peut glisser axialement sans jeu excessif, comme montré par la double flèche (17'), ledit coulisseau pouvant lui-même se déplacer, comme montré par la double flèche (20'), sur une glissière fixe (21) qui s'étend par exemple perpendiculairement à la direction longitudinale de la queue (17). Avantageusement, la queue (17) est elle-même perpendiculaire au miroir (6), et dans ce cas la glissière (21) est inclinée à 450 par rapport à chacun des deux plans (P) et (P'). Pour le déplacement de l'armature (13), le coulisseau (20) porte un moteur électrique (22), par exemple un moteur pas à pas, dont le pignon de sottie (23) engrène avec une crémaillère (24) disposée sous et le long de la glissière (21). Entre l'équipage porte-objectif (7) et le support (4), on prévoit un soufflet occultant (25) qui est déformable axiale ment et latéralement, en fonction des déplacements de l'armature (13), et qui est monté sur celle-ci et sur le support (4) pour éviter l'entrée de lumière parasite. Ce soufflet (25) est par exemple constitué par une série de ressorts de traction (26) dont les extrémités sont attachées au support (4) et à l'armature (13), et par une toile souple d'occultation (27) qui est disposée autour de la cage constituée par les ressorts (26) et qui est également fixée périphériquement sur le support (4) et sur l'armature (13). En fonctionnement, l'armature (13) est déplacée en translation par le moteur (22) pour occuper la position correspondant au rapport de reproduction choisi, sans que le miroir (6) gêne itéclairement de l'objet (2), pour la formation de l'image de l'objet (2) exactement dans le plan (P'). Sur la figure 3, on a représenté seulement une partie d'un dispositif selon l'invention établi selon un deuxième mode de réalisation. Dans ce- cas, l'armature (13) se déplace encore en translation suivant une courbe hyperbolique idéale. Pour cela, le galet (16), qui est porté directement par l'armature (13), et non plus par une queue, s'appuie sur la surface (14) de la came (15) contre laquelle il est rappelé par le ressort (18). Le déplacement de l'armature (13) parallèlement à elle-même est assuré par deux bras parallèles et égaux (28) et (29) qui sont articulés chacun sur l'armature (13) et sur le bâti fixe (19), pour définir un parallélogramme déformable, ces bras ayant de plus une longueur variable, par exemple du fait qu'ils sont télescopiques.La variation, respectivement (28') et (29'), de longueur des bras (28) et (29) est assurée, dans le sens de la diminution, par le ressort (18) et, dans le sens de l'augmentation, par la came hyperbolique (15). Le déplacement de l'armature (13) est assuré par un moteur (22), par exemple un moteur pas à pas, qui est articulé en (30) sur le bâti (19) et dont l'arbre de sortie (31) porte une vis (32) qui coopère avec un écrou (33) articulé en (34) sur l'un des bras (28) ou (29). Le fonctionnement et l'utilisation du dispositif selon le mode de réalisation de la figure 3 sont analogues à ceux du dispositif de la figure 2. Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, l'ensemble mobile constitué par le miroir (6) et l'équipage (7) qui porte l'objectif (8) se déplace suivant l'hyperbole équilatère idéale. Toutefois, pour des raisons de simplicité technique, il est possible de déplacer cet ensemble suivant une courbe qui est seulement d'allure hyperbolique, par exemple une courbe simple qui se rapproche suffisamment de l'hyperbole idéale pour qu'on obtienne toujours une image correcte, par exemple grâce à la profondeur de champ de l'objectif (8). Le mode de réalisation de la figure 4 illustre le cas où la courbe décrite par chaque point de l'armature (13) est un cercle (C') qui est très voisin de l'hyperbole (C). Ce cercle est par exemple défini par le fait qu'il passe par trois points de l'hyperbole, de préférence les deux points extrêmes (D, E) et par un point intermédiaire (G). Dans ce mode de réalisation, l'armature (13) est portée par une tringlerie mobile dont la déformation définit la trajectoire de son déplacement. Cette tringlerie est constituée par deux bras (35) et (36) qui sont parallèles et de même longueur constante et qui sont articulés chacun sur l'armature (13) et sur le bâti fixe (19) pour définir un parallélogramme déformable assurant le déplacement de l'armature (13) parallèlement à elle-même suivant une courbe circulaire. Le déplacement de l'armature (13) est assuré par des moyens identiques à ceux de la figure 3. Dans cette construction, les points d'articulation respectivement (38) et (39) des bases des bras (35) et (36) sur le bâti (19) étant fixes, le miroir (6) demeure parallèle à son inclinaison à 450 donnée par construction lorsque les bras (35) et (36) pivotent sur le bâti (19). Ainsi, selon l'invention, les plans objet (P) et image (P') sont fixes et l'armature (13) portant les moyens optiques constitués par le miroir (6) et l'équipage porte-objectif (7-) est déplacée suivant une courbe prédéterminée assurant la formation de l'image dans le plan (P'), en fonction du rapport de reproduction choisi, cette courbe étant soit une hyperbole idéale (C) (figures 2 et 3), soit une courbe (C') se rapprochant de cette hyperbole, par exemple le cercle (C') de la figure 4. Bien entendu, chacun des points de cet ensemble mobile décrit une courbe égale, les diverses courbes se déduisant par translation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICAnONS 1. Dispositif de réduction et/ou d'agrandissement d'images optiques, notamment pour un appareil de reproduction photographique de document, comportant un premier support fixe (1) recevant l'objet (2) à reproduire en image et définissant un plan objet fixe (P), un second support fixe (4) pour une matière en feuille (3) recevant l'image de l'objet et définissant un plan image fixe (P'), et un objectif (8) et un miroir (6) placés sur le trajet optique (10, 11, 12) entre les plans objet (P) et image (P'), caractérisé par le fait que l'objectif (8) et le miroir (6) sont portés fixement par une même armature mobile (13) et que des moyens de guidage sont prévus pour déplacer l'armature en translation suivant une courbe prédéterminée (C, C'). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plans objet (P) et image (P') sont perpendiculaires. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la courbe prédéterminée est d'allure hyperbolique, notamment une hyperbole équilatère (C) dont les asymptotes sont parallèles respectivement aux plans objet (P) et image (P'). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la courbe prédéterminée est une courbe, notamment un cercle (C'), se rapprochant d'une hyperbole. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la courbe prédéterminée est matérialisée par le profil (14) d'une came (15) sur laquelle l'armature mobile (13) est astreinte à se déplacer en translation. 6. Dispositif selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que les moyens de guidage qui assurent le déplacement de l'armature (13) comportent une tringlerie mobile (35, 36) dont la déformation définit la courbe prédéterminée. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'armature (13) est maintenue contre la came (15) par un ressort (18). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisé par le fait que l'armature (13) comporte une queue (17) reçue mobile axialement dans l'ouverture (37) d'un coulisseau (20) qui se déplace sur une glissière rectiligne (21), en général perpendiculaire à la direction de la queue (17). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la queue (17) porte à son extrémité libre un galet (16) d'appui sur la came (15). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisé par le fait que les moyens de guidage comportent deux bras parallèles et égaux (28, 29) qui sont articulés chacun sur l'armature (13) et sur un bâti fixe (19), ces bras étant de longueur variable, par exemple par télescopage, pour l'adaptation au déplacement de l'armature parallèlement à elle-même le long de la came (15). 11. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la tringlerie mobile comporte deux bras parallèles et égaux (35, 36) de longueur constante qui sont articulés chacun sur l'armature (13) et sur un bâti fixe (19) pour définir un parallélogramme déformable assurant le déplacement de l'armature suivant un cercle. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens moteurs (22), par exemple un moteur pas à pas, pour déplacer l'armature (13) suivant la courbe prédéterminée. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comporte un soufflet occultant (25), déformable axialement et latéralement, qui est monté sur l'armature (13) et sur le support (4) pour la matière en feuille (3) recevant l'image. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le soufflet (25) est constitué par des ressorts de traction (26) qui s'étendent entre l'armature (13) et ledit support (4) et qui forment une cage autour de laquelle est disposée une toile souple d'occultation (27). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le rapport de reproduction est de 40 % à 220 %.