Brevet FR2681956A1 — publié le 19930402

L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'exposition et d'exploration de films en feuilles, en particulier de films qui s'utilisent pour le diagnostic médical et dans le contrôle de matériaux sans destruction, par exemple par ultrasons ou par rayons X Dans ces applications, il faut d'une part impressionner des images (par exemple par ultrasons ou des images CT) sur film à des fins de diagnostic ou d'archivation et d'autre part explorer des films ayant subi l'exposition (par exemple des radiogra- phies) et les soumettre à un traitement numérique électro- nique d'épreuve On trouve donc sur le marché d'une part des appareils d'enregistrement destinés à soumettre les films à une exposition et d'autre part des appareils d'exploration de films ayant subi l'exposition Des critères stricts concer- nant la résolution spatiale ainsi que la résolution optique de l'échelle des gris sont imposés aux appareils du type mentionné dans la technique médicale pour l'enregistrement et pour l'exploration des images, car des erreurs de reproduc- tion des images peuvent être la cause d'erreurs de diagnos- tic. Les critères stricts imposés aux appareils de ce type impliquent des frais élevés, en particulier pour tous les composants qui ont des répercussions sur la résolution optique de l'appareil Donc, les frais d'autres composants optiques tels que laser, miroirs, etc, ainsi que pour l'avance du film (balayage lent) s'ajoutent au coût de l'élément de balayage pour le positionnement exact d'un faisceau lumineux (balayage rapide) Ces frais sont globale- ment doubles, d'une part pour les appareils d'enregistrement et d'autre part pour les appareils d'exploration. L'invention a pour objets un procédé et un dispositif tels que spécifiés en préambule et à l'aide desquels les critères stricts, imposés dans les domaines mentionnés d'application, peuvent être satisfaits et à l'aide desquels de plus une production bon marché du dispositif est possible. Le procédé de l'invention se caractérise par la combinaison des particularités suivantes: a) un faisceau lumineux est dirigé en lignes et ponctuellement sur le film, al) l'intensité du faisceau lumineux est comman- dée pour l'exposition d'un film non exposé, a 2) le faisceau lumineux est capté par un dispositif de détection de la lumière transmise après qu'il a traversé le film pour l'exploration d'un film développé, b) les mêmes composants optiques et mécaniques sont utilisés au moins partiellement aussi bien pour l'expo- sition que pour l'exploration. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention se caractérise par une source lumineuse, un dispositif de transport du film, un dispositif de détection de la lumière transmise et un dispositif de commande. L'invention se fonde sur l'observation que les éléments du dispositif qui sont nécessaires aussi bien pour l'exposition que pour l'exploration du film n'ont à être présents qu'une seule fois lorsque le dispositif est conçu de manière que ces composants soient utilisables aussi bien pour l'exposition que pour l'exploration Il en résulte ainsi non seulement une économie des frais de fabrication, mais aussi une économie de place à l'utilisation, car il ne faut plus qu'un appareil pour l'exposition et l'exploration des films. Une détection de la lumière transmise est utilisée pour capter l'intensité du film lors de l'explora- tion Un mode de réalisation possible de l'invention prévoit que la source lumineuse utilisée est un laser. D'autres particularités et avantages de l'inven- tion apparaîtront dans la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés illustrant des exemples de réalisation possibles et sur lesquels: les Figures 1 et 2 sont des représentations en perspective de modes de réalisation différents de l'inven- tion; et les Figures 3 à 5 représentent différents modes de réalisation de la détection de la lumière transmise. La Figure 1 représente schématiquement en perspective les éléments essentiels de l'invention Pour la clarté du dessin, les éléments qui n'entrent pas dans le cadre de l'invention, par exemple le boîtier ou le support des différents composants, ont été supprimés. La référence 1 désigne une source lumineuse Le faisceau lumineux 2 qu'elle émet parvient dans un dispositif de déviation 3 comprenant un objectif correspondant 3 a, 3 c. L'élément de déviation 3 b permet de positionner le faisceau lumineux 2 dans un plan perpendiculaire à celui d'un film 5 le long de la ligne pointillée 4 sur un point quelconque de cette dernière L'élément de déviation 3 b peut être un miroir polygonal, un miroir oscillant, un prisme pentagonal ou aussi un disque holographique L'objectif 3 a, 3 c focalise le faisceau lumineux 2 sur la ligne 4 à une dimension qui n'est que de 140 micromètres, de sorte qu'il est possible d'attein- dre un nombre d'environ 4200 points sur un film ayant une25 largeur de 14 pouces L'adaptation à différentes conditions de résolution peut s'effectuer par ajustement du diamètre du spot du faisceau lumineux 2 sur la ligne 4, par exemple par rabattement d'un autre bloc optique La correction de défauts de l'élément 3 b de déviation peut être effectuée de manière connue, par exemple par une lentille f ou par un système de lentilles de relais décrit dans le brevet DE-37 43 837 Le film 5 est déplaçable au moyen d'un dispositif de transport 6, dont seuls deux rouleaux sont représentés Le dispositif de transport 6 doit assurer une avance du film avec une grande précision, par exemple par mise en oeuvre d'un entraînement à roues à friction commandé par un moteur pas à pas selon le brevet DE-40 21 660. Les mouvements de l'élément de déviation 3 b et du mécanisme de transport 6 sont coordonnés par un appareil de commande 10 Il est possible, pour commander l'exposition ou 5 l'exploration, soit de produire le mouvement du faisceau lumineux 2 sur le film 5 ligne par ligne et colonne par colonne au moyen d'un ou de deux éléments de déviation commandés séparément, soit, comme dans l'exemple de réalisa- tion de la Figure 1, de provoquer l'exposition colonne par colonne dans la direction Y au moyen du transport 6 du film, mais par contre l'exposition ligne par ligne dans la direc- tion X au moyen d'un élément de déviation 3 b. Selon que l'appareil est mis en oeuvre pour l'exposition ou pour l'exploration de films, soit un film non exposé reçoit le faisceau lumineux 2, soit la densité d'un film précédemment exposé et déjà développé est captée Dans ce cas, le faisceau lumineux 2 traverse un film 5 ayant été exposé et développé et parvient dans un dispositif 7 de détection de la lumière transmise. En mode de fonctionnement en appareil d'expo- sition de films, l'intensité du faisceau lumineux 2 doit être modifiée selon la densité requise en chaque point du film 5. Lorsque la source lumineuse utilisée est un laser, la variation d'intensité est produite par un modulateur acousto-optique la de type connu. La marche mécanique est la même pour les deux modes de mise en oeuvre Un dispositif l Oa prévu pour le contrôle de l'avance du film enregistre l'arrivée d'un film en un emplacement déterminé du dispositif de transport et envoie un signal au dispositif de commande 10 Dès que le film 5 atteint la ligne 4, le dispositif d'exploration 3 déplace le faisceau lumineux 2 le long de la ligne 4 sur le film. La Figure 2 représente une variante de réalisa- tion de l'appareil Une ligne de diodes 14 remplace le laser et le dispositif de déviation La ligne de diodes 14 est disposée aussi près que possible au-dessus du film 5 Elle peut cependant aussi être reproduite sur la ligne 4 par des fibres optiques ou être focalisée sur cette ligne par le système optique La ligne de diodes 14 ou l'alignement de fibres optiques est disposé le long de la ligne pointillée 4. Pour positionner le faisceau lumineux 2 sur un point déter- miné de cette ligne 4, la diode de la ligne 14 qui est située à l'emplacement correspondant est rendue électroluminescente. Lorsque la ligne de diodes 14 est utilisée en source lumineuse en mode de fonctionnement de l'appareil pour l'exposition d'un film, l'intensité de la lumière émise subit une variation par la différence de la durée d'excitation des diodes individuelles afin de produire ainsi des densités différentes sur le film 5 La commande correspondante est également assurée par le dispositif correspondant 10. Les diodes 14 peuvent consister en une ou plusieurs lignes juxtaposées de diodes électroluminescentes. Dans le mode de réalisation représenté, les points de deux de ces lignes portent les références 4 a et 4 b. Il faut prendre soin, aussi bien pour l'expo- sition de films que pour l'exploration de films déjà déve- loppés, d'une part que la résolution des échelles de gris soit suffisamment grande et d'autre part que le temps d'un processus d'exploration ou d'exposition soit aussi court que possible Pour une image à 4000 x 5000 pixels et une résolu- tion de 10-16 signaux binaires pour les échelles de gris (qui correspond à 1024 à 65536 échelles de gris), il est possible, dans l'exemple de réalisation, d'obtenir un temps total d'exposition ou d'exploration de 10 sec Ceci correspond à une résolution temporelle d'environ 500 ns pour chaque point d'image et impose des critères stricts aux composants électroniques du dispositif de commande 10 Selon la résolu- tion du ton du gris, les convertisseurs numérique-analogique et analogique-numérique lia, llb, qui convertissent les signaux numériques d'image du dispositif de commande en signaux analogiques de l'intensité lumineuse ou inversement, ont une résolution d'au moins 10 bits Le dispositif de commande 10 fait la différence entre le mode de lecture et le mode d'enregistrement de l'appareil Le temps d'enregistre- ment ou de lecture d'un processus particulier peut être réglé individuellement et, ainsi, l'exploration s'effectue par exemple plus lentement que l'exposition Il est donc possible de présélectionner pour chaque processus le temps minimum nécessaire, c'est-à-dire d'optimiser la vitesse de traite- ment.10 Pour pouvoir déterminer la densité particulière du film 5 au point d'exploration de celui-ci ligne par ligne et point par point, le détecteur 7 de la lumière transmise est raccordé à l'appareil de commande 10 Celui-ci délivre un signal à l'élément de déviation 3 b ou à la ligne de diodes 14 et un signal de déplacement du film 5 au dispositif de transport 6. La surface totale du film 5 prévue pour l'enre- gistrement ou l'exploration est divisée en un système de coordonnées X-Y Le faisceau lumineux 2 peut être positionné sur chaque point de ce système de coordonnées. La position du dispositif de déviation 3 ou l'attaque d'une diode déterminée de la ligne 14 est utilisée pour la fixation de la coordonnée X et le dispositif de transport 6 est utilisé pour la fixation de la coordonnée Y: l'appareil de commande 10 détermine la position du faisceau lumineux 2 sur la ligne 4 (coordonnée X) d'après la position du dispositif de déviation 3 ou de la diode attaquée de la ligne 14 et il détermine la coordonnée Y par les déplacements du film 5 qui sont produits par le disposi- tif de transport 6. Ainsi, le point du film 5 sur lequel se trouve momentanément le faisceau lumineux 2 est défini et la densité en ce point est donnée par l'intensité du signal que le détecteur 7 de la lumière transmise délivre au convertisseur analogique-numérique llb et que celui-ci envoie à l'appareil de commande 10 Les signaux peuvent être transmis de l'appa- reil de commande 10 à un ordinateur non représenté qui assure la suite du traitement. La Figure 3 représente en perspective avec coupe partielle le dispositif 7 de détection de la lumière trans- mise d'après le principe de la sphère de Ulbricht Le faisceau lumineux 2 émis par la source lumineuse 1 et dévié par le dispositif non représenté 3 ou provenant de la ligne de diodes 14 traverse le film 5, puis il est détecté par le dispositif 7 Le dispositif 7 se compose d'un cylindre creux intégrateur 8 et d'un élément opto-électronique 9 Le cylindre intégrateur 8 comprend une fente 8 a Le côté intérieur 8 b du cylindre intégrateur 8 est réfléchissant de manière diffuse Le faisceau lumineux 2 pénétrant à l'inté- rieur du cylindre 8 par la fente 8 a est réfléchi plusieurs fois sur le côté intérieur 8 b et parvient ensuite sur l'élément photoélectronique 9 Cet élément photoélectronique 9 peut comprendre une photodiode ou plusieurs photodiodes, une mémoire CCD, un ou plusieurs photomultiplicateurs. La Figure 4 représente un autre mode de réalisa- tion du détecteur de la lumière transmise Le faisceau lumineux 2 qui traverse le film 5 parvient sur un miroir il à courbure asphérique et celui-ci le réfléchit de chaque point de traversée de la ligne 4 sur l'élément photoélec- tronique 9. La Figure 5 représente un détecteur de la lumière transmise comprenant un ensemble formé d'une lentille en ruban 12 et d'une lentille convexe 13 La lentille en ruban 12 est prévue comme le miroir asphérique Il pour orienter le faisceau lumineux 2 de chaque point individuel de la ligne 4 sur l'élément photoélectronique 9. Au lieu de disposer directement l'élément photoélectronique 9 sur le dispositif 7 de détection de la lumière transmise, il peut aussi être en relation fonction- nelle avec ce dernier par un guide d'ondes lumineuses et être monté en un autre lieu de l'ensemble du dispositif. REVENDICATIONS 1 Procédé d'exposition de films photographiques en feuille non exposés et d'exploration photoélectrique de films photographiques en feuille développés qui proviennent en particulier de domaines d'utilisation médicale ou d'un contrôle de matière sans destruction, caractérisé par la combinaison des particularités suivantes: a) un faisceau lumineux ( 2) est dirigé sur le film ( 5) en lignes et ponctuellement, al) l'intensité du faisceau lumineux ( 2) est commandée pour l'exposition d'un film ( 5) non exposé, a 2) le faisceau lumineux est capté par un dispositif ( 7) le détection de la lumière transmise après qu'il a traversé le film ( 5) pour l'exploration d'un film développé, b) les mêmes composants optiques et mécaniques sont utilisés au moins partiellement aussi bien pour l'expo- sition que pour l'exploration. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants optiques communs comprennent un laser ( 1), un élément de déviation ( 3 b) et un système de lentilles ( 3 a, 3 c) qui reproduit le faisceau lumineux sur le plan du film. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants optiques communs comprennent un ensemble de diodes électroluminescentes ( 14). 4 Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les composants mécaniques communs comprennent un dispositif ( 6) de transport du film. 5 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par a) une source lumineuse ( 1), b) un dipositif ( 6) de transport du film, c) un dispositif ( 7) de détection de la lumière transmise et d) un dispositif de commande ( 10). 6 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la source lumineuse ( 1) est un laser et en ce qu'un modulateur acousto-optique (la) est prévu pour la commande de l'intensité lumineuse pour l'exposition et un élément de déviation ( 3 b) est prévu dans ce cas pour dévier le faisceau lumineux ( 2). 7 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la source lumineuse ( 1) est une ligne de diodes ( 14). 8 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la source lumineuse ( 1) qui est prévue consiste en de multiples diodes électroluminescentes juxta- posées en forme d'une ligne ou en forme de plusieurs de ces lignes ( 4 a, 4 b) qui sont décalées les unes par rapport aux autres. 9 Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes ( 14) sont reproduites sur le film ( 5) par un système de lentilles ou par des fibres optiques. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le dispositif ( 7) de détection de la lumière transmise comprend un cylindre creux ( 8) qui a une surface intérieure ( 8 b) réfléchissante de manière diffuse et qui comporte une fente intégratrice ( 8 a) tournée vers le film ( 5) et perpendiculaire à la direction (Y) de transport du dispositif ( 6). 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le dispositif ( 7) de détection de la lumière transmise comprend un miroir creux convexe ( 11) qui concentre la lumière ayant traversé le film ( 5) sur une petite surface. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le dispositif ( 7) de détection de la lumière transmise comprend un objectif convexe ( 12) qui concentre la lumière ayant traversé le film ( 5) sur une petite surface. 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que le dispositif ( 7) de détection de la lumière transmise comprend au moins une photodiode ou au moins un photomultiplicateur ( 9) ou une mémoire CCD.