Brevet FR2672703A1 — publié le 19920814

Le domaine de l'invention est relatif à des techniques de prise de vue et de projection décrites dans le brevet n 9012458 mais aussi le brevet n 9011348 déposés au nom de Monsieur FOULGOC, dans lesquels le balayage du champs visuel est effectué ué par un balayage de l'axe de prise de vue d'une ou plusieurs fibres optiques. Toutefois, lesdits brevets évoquent des modes de balayage où les fibres optiques précédentes subissent un mouvement. L'inconvénient est alors, par les torsions appliquées sur ces fibres de risquer des ruptures de celles- ci, d'induire aussi des phénomènes de modification de la conductivité lumineuse des fibres. L'un des objectifs des l'invention est donc d'éviter ces modification de conductivité lumineuse et ces contraintes appliques aux fibres optiques de prise de vue ou de projection, ceci en permettant un balayage de l'axe d'observation ou de projection des fibres optiques par réflection sur un ou des miroirs en mouvement, tout en laissant les fibres précédentes immobiles. On peut encore, pour éviter ces fluctuations de conductivité lumineuse, remplacer ces fibres par des capteurs photoniques. Un autre objectif est de permettre l'utilisation de fibres de gros diamètre ou de réseaux de fibres de gros diamètre, et donc pouvant guider des lasers de forte puissance, ces fibres ou ces réseaux ne subissant, grâce à la déflection de miroirs mobiles. aucun mouvement. Loi. technique que nous employons découle explicitement du brevet n 9012458 et déjà mentionné plus haut. L'innovation proposee ici réside dans le fait que,au lieu de combiner la vibration rectiligne du miroir avec celle appliquée sur les extrémités des fibres, nous suggérons d'appliquer au seul miroir, d'une part une vibration, et d'autre part une rotation. l'axe autour duquel le miroir vibre n'étant pas confondu avec l'axe de sa rotation. La réflection ,sur ce miroir, de l'axe d'observation de la fibre ou du capteur, associes à une ou des lentilles de focalisation, aura pour effet de faire decrire a cet axe l'ensemble d'un champs de prise de vue. Le principe est le même pour le balayage dùn axe de projection de @a: faisceau lumineux. On pourra, pour le miroir en r@tation, effectuer cette rotation selon un axe perpendiculaire au plan du miroir et pourqu@@ pas au centre de celui-ci. La vibration du miroir s'effectuera, elle, autour d'un axe de préference contenu dans le plan du miroir et médian. il sera préferable que les deux parties du miroir séparées par cet axe soient de masses égales et donc que l'axe autour .quel le miroir pivote passe par le centre de rJravite dudit miroir. Cet axe de vibration sera lui aussi entraîné en rotation. On pourra, par exemple, concevoir que le systeme produisant la rotation entraine l'ensemble constitué du miroir et des éléments le faisant vibrer. On propose également d'ajouter, a ce miroir, un autre miroir qui, apres réflection du premier miroir, réfléchira, à son tour, l'axe d'observation ou de projection. Les axes autour desquels les miroirs vibrent ne devront pas être parallèles afin d'opérer au balayage de la surface et non à celui d'une simple ligne. Dans le cas de la présence de deux miroirs, les plan contenant chaque miroir auront, de préférence, une perpendiculaire commune, ceci afin d'éviter un phénomène de polarisation lumineuse. On placera ces miroirs différemment si ce dernier phénomène est desiré. Ces deux miroirs vibrant, les vibrations pourront s'effectuer de la même manière que pour un seul miroir, l'axe autour duquel chaque miroir pivote pa & ant par le centre de gravité du miroir et étant contenu dans son plan. On propose, de même, de faire vibrer les fibres optiques de projection et celles de prise de vue, conformément au brevet n 90 12458, ormis les faits qu'on peut d'une part remplacer les fibres d'observation par un capteur luiaussi en vibration, et d'autré part qu'on propose de remplacer la vibration du miroir par une rotation dudit miroir. Ceci facilitera le dispositif de repérage éventuellement nécessaire dans le brevet n 90 12458, puisqu'il paraït plus simple de repérer une rotation qu'une vibration. Dans ce dernier cas, l'aze de rotation sera confondu avec l'axe selon lequel les fibres sont dirigées et non plus perpendiculaire au plan du miroir. De même, une telle disposition de l'axe de rotation peut être prise pour un miroir effectuant en même temps une vibration, l'axe de vibration par exemple contenu dans le plan du miroir mais l'axe de rotation n'étant plus perpendiculaire au p > ' an du miroir. Avec une orientation du miroir similaire à la suggestion précédente, on peut @ également cumuler la rotation du miroir avec non plus une vibration selon un axe de pivotement mais par un va et vient, c'est à dire une variation de la distance miroir-fibres par l'allongement et la la rétractation d'un élément piézoélectrique, par exemple, sur lequel serait posé le miroir On placera la ou les lentilles de focalisation ou de correction optique entre le ou les miroirs et les fibres ou capteurs, ou bien après réfection sur le ou les miroirs. Ces lentilles seront immobiles dans le cas ou elles se situent entre le miroir et les fibres et dans le cas ou l'on utilise; pour le balayage; les vibrations de deux miroirs. Dans le cas où l'on utilise un seul miroir en rotation et or vibration, l'ensemble faisant tourner le miroir pourra faire également tourner lesdites lentilles - Bien entendu, pour obtenir la projection ou la réception d'images correcte, en temps réel ou différé, on utilisera la linéarité de déflection d'un élément piézoélectrique alimenté à cet effet, par exemple en phase sous tension alternative.Ou bien selon la revendication n 6 du brevet n 90 12458, on emploiera un dispositif de repérage de la déflection. Dans cette hypothèse, on peut utiliser comme élément vibrant un électroaimant ou autre moyen connu de l'homme de l'art et,par son irrégularité exigeant là-aussi un système de repérage tel que décrit en revendication n 6 du brevet n 90 12458. Pour opérer les vibrations des deux miroirs, on peut utiliser un seul electroaimant qui fera vibrer, conformement à la revendication n 24 du brevet n 90 12458, deux lames métalliques a des fréquences différentes, chaque lame commandant la vibration d'un miroir. Deux courants de fréquences différentes se combinerait alors pour alimenter cet électroaimant unique. les fréquences de vibration desdits miroirs seront en effet différentes et le rapport entre elles sera suffisamment élevé pour permettre, par combinaison des balayages produits par réflection de chacun d'entre eux, la production d'une image. Il en est de même pour le rapport entre la vibration et la rotation appliquées sur un miroir unique. On pourra appliquer par exemple le rapport du standard européen de ( 15625 / 50 en matière de télévision. Pour faire entrer le miroir en rotation, dans le cas où celle-ci est effectuée, on peut utiliser un moteur. La rotation sera alors de vitesse angulaire constante . On peut aussi entrainer le miroir en rotation par la rotation d'un câble transmettant, à la maniere d'un compte-tours, le mouvement depuis un moteur jusqu'à ce miroir. Cette dernière solution nécessitera éventuellement la présence d'un moyen de repérer la vitesse de rotation sans doute inconstante, de tels moyens étant connus de l'homme de l'art comme le repérage stroboscopiques de certaines platines tourne-disque. Le moteur ou le câble pourront entraîner l'ensemble comprenant les fibres ou capteurs, les lentilles de focalisation et de correction optiques avec le miroir. Cette solution s'applique particulièrement pour un dispositif de projection ou de prise de vue radiales La rotation peut ne s'appliquer que sur te miroir et l'élément le faisant vibrer Dans ces cas là, t'axe de rotation sera confondu avec l'axe dans lequel les fibres optiques sont dirigées. la projection et la prise de vue d'images mobiles ou non, en temps réel ou pas, pourront se faire par le meme dispositif qu'il comporte un seul ou deux miroirs; et décrit dans le brevet. Pour cela, te dispositif pourra operer selon l'ensemble des revendications du brevet n go 12456, en laissant cependant les fibres ou capteurs immobiles grâce à la technique décrite ici. Afin de capter et-ou de projeter on pourra prendre plusieurs fibres pour guider chaque couleur composant la multichromie. On pourra effectuer la projection et la prise de vue par des fibres distinctes ou tien par les memes fibres en alternant alors la projection et la prise de vue On pourra également associer un ou plusieurs capteurs pour la prise de vue avec une ou plusieurs fibres pour la projection, afin qu'un dispositif comportant des capteurs puisse aussi projeter. On pourra tout aussi bien, dans le cas où les fibres, capteurs sont immobiles, remplacer les fibres optiques destinées à la projection par des projecteurs lasers ou autres sources lumineuses, directement situés dans notre dispositif. On prévoira avantageusement un boîtier de protection pour isoler l'ensemble du dispositif, y compris le ou les miroirs, de toute agression extéfieures. Le boîtier comportera une partie transparente afin que la lumière parvienne jusqu'au miroir. On prévoira avantageusement de diminuer ou d'augmenter l'intensité de la source lumineuse, si celle-ci est juxtaposée à l'ensemble des fibres ou capteur effectuant la prise de vue, en fonction du point du champs visuel qui est observé au cours du balayage et notamment de son intensite lumineuse, ceci de manière à uniformiser l'intensité lumineuse du champs observé. Le principe décrit dans le brevet offre donc au brevet n 90 12456 plusieurs possibilités supplémentaire. Tout d'abord; il mentionne des moyens d'immobiliser les fibres ou capteurs de prise de vue et de projection. Ceci a pour conséquence de pouvoir recourir a des fibres de plus gros diamètre et même, pour la projection de pouvoir inclure directement au dispositif des sources lumineuses telles que des sources laser, Ensuite, il précise; en effet, la possibilité d'associer a des fibres de projection des capteurs photoélectriques pour la pnse de vue.De plus, il permet, à travers le mode de vibration du ou des miroirs suggéré ici, d'amplifier l'effet d'une faible déflection de l'élément vibrant par un angle de pivotement suffisant dudit miroir pour produire, après rêflection une amplitude de balayage convenable. Le dispositif est don c recommandé pour diverses applications déja mentionnées telles que prise de vue, projection d'images, projection de rayons automatiquement orientés vers des cibles définies selon plusieurs critères, mais aussi projection destinée à la photo-impression, ect.... Le dispostif décrit dans le brevet sera résumé dans la description suivante annexée des dessins adjoints audit brevet. La planche 1,/5 montre un aspect possible d'un dispositif comportant deux miroirs en vibration. Ges deux miroirs portent les indices respectifs 3 et 4. Nous voyons en indice 1 l'ensemble constitué des fibres ou capteurs de prise de vue et de projection. En indice 2 se trouve les lentilles de focalisation et autres effets optiques (grossissement, ect...). En 10 est précisé l'axe optique des fibres réfléchi par les miroirs et balayé par les vibrations te ces miroirs, vibrations exercées sur eux par des éléments les faisant vibrer (7 et. 8) en faisant pivoter les miroir selon des axes de pivotement indices 5 et 6. L'axe indice 5 est parallèle au plan de coupe du dessin et l'a: indice 6 est perpendiculaire a ce plan de coupe. Les deux axes sont situés comme le préclse l'axe indice 6 sur le plan de leur miroir respectif et médian a celui-ci. On pourra également situer l'ensemble constitué des lentilles en amont des miroirs, sur la position indice 9. La planche 2/5, figure 2 montre une version du dispositif dans laquelle on cumule pour un meAme miroir (11) une rotation selon un axe indice 15 avec une vibration par pivotements alternatifs ( autour de l'axe indice 12, ce dernier étant perpendiculaire au plan de coupe, figure 2 ici. La rotation pourra être effectuée par un moteur ( 16) entranant par exemple le miroir ainsi que le systeme (14) le faisant vibrer autour de l'axe indice 12. Une partie du boîtier abritant cet ensemble sera transparente (19) ou laissera au moins passer la lumière désirée pour la prise de vue ou la projection.En indice 2 O, nous avons l'axe de prise de vue réfléchi évidemment par le miroir et les indices 1 et 2 sont évidemment respectivement les fibres, sources lumineuses ou capteurs puis une ou des lentilles. La figure 3 est un perspective cavalière de la figure 2, avec en indice 21 l'image observée ou projetée par balayage qui peut être de 3600 autours du dispositif. La planche 3/5 montre le même système, ormis le fait que la vibration du miroir ne consiste plus en un pivotement autour d'un axe, tel que précédemment, mais en un mouvement de va et vient alternatif (22) grâce, par exemple à un élément piézoélectrique (24) s'allongeant et se rétractant en fonction de la tension qui lui est fournie. En indice 23 sont mentionnées diverses positions possibles du miroir, et par la-meme, le balayage de l'axe de prise de vue ou de projection (25) après réflection. En indice 26, on pourra placer un renflement de la paroie transparente (lg) qui servira de lentilles afin d'accentuer (27) par effet optique le balayage dû au va et vient du miroir si l'amplitude se révèle insuffisante. En 2 8 nous avons une image observée ou projetée.Les indices 1 et 2 mentionnent encore, et pour la figure suivante les fibres optiques, sources lumineuses ou capteurs puis une ou des lentilles. La figure 5 montre un dispotitif équivalent, ormis que la rotation se fait par un câble (29) qui entraxe un ensemble constitué ici des fibres, capteurs ou sources lumineuses, de la lentille indice 2, du miroir dont on précise diverses positions (32). Piutot que de mettre le renflement de la paroie (indice 26 de la figure 4), on a associé à la rotation, devant le miroir, une lentille indice 30. Cette solution est imaginable pour la solution précédente, le moteur indice 16 faisant aussi tourner une lentille devant le miroir.Dans le cas de la figure 5, une partie transparente (31) sera inclu dans une gaine de protection ne tounant point. La planche 4/5, figure o, montre une disposition équivalent à celle de la planche 2/5, ormis le fait que l'axe de rotation (15) est perpendiculaire au plan du miroir (11). Ceci a pour effet de conserver l'axe de prise de vue dans une direction constante (33). On garde icl le mode de vibration par pivotement (13) autour d'un axe contenu dans le plan du miroir et lui- même entraîné en rotation, proposition similaire à la vibration exercée sur le miroir dans la planche 2/5. La figure 7 montre ce même miroir vu de "dessous", l'axe de rotation (34) etant alors perpendiculaire au plan de cette description. En indice 14 de cette figure et de la précédente est mentionné le système faisant vibrer le miroir. La planche 5/5 illustre l'abrégé et est identique à la planche 1 1/5 bien que comportant moins d'indices. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs, de fibres optiques, de sources lumineuses ou de capteurs photoélectriques (1) caractérisé en ce que le balayage de l'ensemble d'une surface par l'axe d'observation ou de projection (10) est produit par le mouvement, d'un ou plusieurs miroirs (3 et es ces mouvement pouvant être des rotations comme des vibrations appliquées sur un seul miroir ou des miroirs distincts, de sorte que la seule réflection sur ce ou ces miroirs, sans recourir au balayage mécanique des fibres ou capteurs, suffirait au balayage de leur axe d'observation ou de projection. Des lentilles de focalisation (2) et autre effet optique comme le grossissement seront placées devant les fibres ou capteurs, par exemple entre ceux-ci et le ou les miroirs. 2 - Dispositif de balayage d'un axe d'observation ou de projection par miroirs, selon la revendication n 1 caractérisé en ce que cet axe d'observation ou de projection est réfléchi sur un miroir en vibration (1 1), laquelle s'effectuera par pivotements du plan du miroir, dans un sens et dans l'autre sens de rotation de maniere alternative, l'axe (12) autours duquel le miroir pivote etant contenu ou non dans le plan dudit miroir. 3 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs, selon 13. revendication n 2 caracterisé en ce que le miroir est également vibrant en rotation, l'axe de cette rotation n'étant pas confondu avec l'axe autour duquel le plan du miroir vibre par pivotement, ledit axe de rotation (34) étant de préférence perpendiculaire au plan du miroir et au centre de celui-ci, l'axe autour duquel le miroir vibre (13) et éventuellement le dispositif (14) faisant vibrer le miroir étant donc entraînés dans cette rotation. 4 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs, selon la revendication n 1 caractérisé en ce que le miroir réfléchissant ledit axe est vibrant en rotation, l'axe de rotation (15) du miroir n'étant pas perpendiculaire au plan du miroir mais parallèle à l'axe dans lesquels les fibres ou capteurs (1) sont dirigés et de préférence confondu avec cet axe 5 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs selon la revendication n0 1 caractérisé en ce que le dispositif comporte un miroir (23) en rotation,l'axe de de rotation (24) étant non perpendiculaire au plan du miroir, de préférence parallèle à l'axe dans lequel les fibres ou capteurs (1) sont dirigés et de préférence confondu avec celui-ci. le miroir en rotation vibrera également, par allongements et diminutions alternatifs (22) de la distance entre le miroir et les fibres ou capteurs, le plan du miroir ayant alors un angle constant avec l'axe dans lequel les fibres ou capteurs sont dirigés. 6 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs selon la revendication n" I caractérisé en ce qu un second miroir (3) effectue après réflection du premier miroir (4) un autre réflection de l'axe d'observation ou de projection (10), ees miroirs ne subissant pas de rotation mais des vibrations , la première réflection produisant par vibration un balayage de 1 axe de projection ou d'observation selon une ligne et la deuxième réflection de cette ligne produisant par vibration du second miroir le balayage d'une surface. 7 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs selon l'une des revendications n 1 a 6 caracterisé en ce Bu'un dispositif repèrera constamment et de manière suffisamment précise les amplitudes des vibrations du ou des miroir, dans le cas de vibrations a amplitudes irrégulières produites par électromagnétisme ou piézoélectricité si celle-ci est trop imprécise. 6 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs .selon l'une des revendications n 1 a 5 et 7 caractérisé en ce qu'on utilise, dans le cas de rotation d'un miroir, un moteur (16) pour effectuer cette rotation ou un câble (29) transmettant ladite rotation depuis un moteur situé à l'extérieur du dispositif jusqu'au miroir et éventuellement l'objet faisant vibrer le miroir, ladite rotation ayant une vitesse constante ou irrégulière et dans ce dernier cas nécessitant un système de repérage de vitesse de rotation connu de l'homme, ce système étant alors inclus dans le dispositif. 9 - Dispositif de balayage d'un axe de projection et d'observation par miroirs selon l'une quelconque des revendication précédentes caractérisé en ce que la connaissance des positions exactes du ou des miroirs au cnurs de leurs mouvements, par la régularité de ceux-ci ou la réception et le traitement des informations fournies sur lesdites positions., permettra a un moniteur de reproduire le balayage de l'axe d'observation ou de réflection pour le balayage de l'écran et de composer l'image de la surface balayée par l'axe d'observation ou de projection. De même,la connaissance de la position du point de cette surface observé au cours du balayage permet la projection chromatique et d'intensité correcte du point correspondant d'une image que l'on projettera sur ladite surface. 10 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on diminue, ou augmente, par variation de l'intensité d'un faisceau projeté sur le point balaye de la surface, aInsi que par la présence d'un filtre à opacité variable,l'intensité lumineuse perçue de ce point, ceci afin ci'éviter un trop grande différence de luminosité ente les divers points de la surface observée ou de projection. La variation dans ie temps de l'intensité perçue de chaque point balayé de l'image entraînant des ajustements partiels de luminosité de la surface filmée ou de projection. 11 - Dispositif de balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on peut utiliser comme moyen de projection une ou plusieurs sources lumineuses et en ce qu'on peut utiliser pour l'observation des capteurs photoélectriques, ces dispositifs étant placés au côté ou à la place des fibres optiques. 12 - Dispositif de balayage d'un axe de projection et d'observation par miroirs selon lune des revendications n 1,4,5,7,8,9,1 10 et 1 1 caractérisé en ce qu'un câble (29) transmettant la rotation jusqu'au miroir, entrainera également les fibres optiques, capteurs ou les diverses sources lumineuses dont l'axe de projection ou d'observation est balayé par le dispositif