Brevet FR2686723A1 — publié le 19930730

DISPOSITIF DE RESTITUTION D'IMAGE MEMORISEE L'invention concerne les dispositifs de restitution d'image mémorisée sous forme de pixels, sur un support photosensible, par illumination du support à travers une matrice d'éléments de modulation dont la transmission de lumière est commandable électriquement à partir d'une mémoire. On connaît des dispositifs de ce type, et notamment des dispositifs dont la matrice est constituée par un afficheur matriciel à cristaux liquides. Une optique forme simultanément l'image de tous les éléments sur le support et les éléments peuvent être commandés tous simultanément ou par balayage. Dans un tel dispositif, l'image restituée est constituée d'un nombre de pixels égal à celui des éléments de la matrice et elle a la même définition que la matrice. L'invention vise à fournir un dispositif permettant d'obtenir une image ayant une définition très supérieure à celle de la matrice d'éléments, tout en ne mettant en oeuvre que des moyens simples. Dans ce but, afin de restituer une image constituée de mM x nN pixels mémorisés, à l'aide d'une matrice à M x N éléments de modulation à commande simultanée, le dispositif comprend des moyens pour réduire l'image de chacun des M x N éléments à des dimensions correspondant à une fraction seulement de l'intervalle entre les images de deux éléments successifs en l'absence desdits moyens et comprend des moyens pour répéter en séquence un déplacement en bloc des images de tous les éléments, d'une fraction desdits intervalles, et une commande des éléments de modulation pour restituer un nouveau jeu de M x N pixels, et ce m x n fois. Les moyens de déplacement en bloc peuvent être notamment constitués par une optique portée par des moyens permettant de la déplacer pas à pas dans deux directions mutuellement orthogonales, transversalement à un axe optique du dispositif. Les moyens pour réduire les dimensions de l'image de chaque élément de modulation peuvent alors être constitués par une matrice de M x N trous constituant diaphragme et ayant chacun une dimension, ramenée au niveau de la matrice d'éléments, très inférieure à celle des élé- ments, de façon qu'à chaque restitution au cours de la séquence la surface exposée du support photosensible ne déborde pas sur la surface exposée au cours d'une autre restitution de M x N pixels. En d'autres termes la surface isolée au cours de chaque restitution doit avoir une surface qui ne dépasse pas la surface totale divisée par mM x nN. La matrice de trous (le terme "trou" devant être interprété comme pouvant signifier soit un trou dans une paroi opaque soit un point transparent dans une paroi opaque) peut être séparée matériellement de l'afficheur, ce qui permet de lui donner des dimensions différentes mais exige une optique intermédiaire de formation d'image, soit être directement portée par l'afficheur. La seconde solution est généralement celle qui sera utilisée pour une fabrication à partir de circuits réalisés sur mesure, alors qu'on utilisera des matrices séparées lorsqu'on souhaite utiliser des composants disponibles dans le commerce. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se refère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe de la partie optique du dispositif - les figures 2, 3 et 4 montrent schématiquement une fraction d'un afficheur, d'une matrice de trous, et de la répartition des zones exposées, dans un dispositif du genre montré en figure 1 - la figure 5 est un schéma de principe d'une constitution électronique possible du dispositif. On décrira tout d'abord, à titre d'exemple, un dispositif permettant uniquement de constituer une image à deux niveaux de luminance (noir et blanc) par exposition d'un support photosensible à travers une matrice 10 d'éléments de modulation fonctionnant en transmission. La figure 1 montre un tel dispositif qui comporte une source de lumière 12 dont le flux lumineux est dirigé, par un condenseur 14, vers la matrice 10 qui est par exemple un afficheur matriciel à cristaux liquides ou LCD. La lumière qui a traversé la matrice 10 est reprise par un objectif 16 qui forme l'image de la matrice 10 sur des moyens destinés à réduire l'image de chaque élément de la matrice, qu'on supposera être une plaque opaque 18 percée de trous et qu'on désignera par la suite sous le nom de matrice de trous. Un obturateur 20 peut être interposé entre l'objectif 16 et la plaque 18. Les pinceaux de lumière qui ont traversé la matrice de trous 18 sont repris par une optique de concentration 22, puis par un second objectif 24 qui forme l'image de la matrice de trous sur une surface photosensible 26, constituée par exemple par un film photographique. Un diaphragme 28 sera généralement interposé entre l'objectif 24 et le support photosensible. Le dispositif comporte des moyens permettant de déplacer en bloc les images des trous, chaque fois d'une fraction seulement d'une fraction du pas d'écartement des trous. Ces moyens peuvent notamment être constitués par une table à mouvements croisés portant l'objectif 24. Etant donné que les déplacements à effectuer sont toujours de faible amplitude, les mouvements croisés suivant deux directions X et Y mutuellement orthogonales et orthogonales à l'axe optique 30 du dispositif peuvent être effectués par réglage de la tension analogique appliquée à des céramiques piézo-électriques. Lorsque l'on veut, à partir de la matrice à M x N éléments de modulation, constituer une image à mM x nN pixels, il est nécessaire de donner aux trous 32 de la matrice de trous 18 une dimension qui est, dans les directions X et Y, respectivement égale au pas de répartition des éléments 34 de modulation divisé par m et n, lorsque les pixels reproduits sont jointifs. Le dispositif peut être commandé par une électronique du genre schématisé en figure 5. La valeur photométrique (noir ou blanc) à donner à chacun des pixels de l'image restituée est stockée dans une mémoire adressable 34. Un séquenceur 36 commande une séquence de cycles comprenant chacun l'exposition de M x N pixels et le déplacement de la matrice de trous 18. Par exemple les pixels indiqués par 1 sur la figure 4 peuvent être impressionnés, puis les pixels marqués 2, et ainsi de suite sur les lignes successives, jusqu'aux pixels marqués mn. Pour cela le séquenceur 36 peut commander - d'une part un circuit 38 d'adressage de la mémoire 34 et de la matrice d'éléments de modulation 10, - d'autre part un générateur 40 de tension analogique de commande de moteurs 42 et 44 de déplacement en X et Y, qui peuvent être des céramiques piézo-éléctriques agissant sur l'objectif 24. Le séquenceur 36 peut par exemple comporter un micro-processeur et une mémoire dans laquelle est stocké un programme du genre ci-après, les adresses dans la mémoire 34 variant, en X, de O à mM - 1 et, en Y, de O à nN - 1. Dans la mémoire image, les adresses varient - en X de O à (M.K)-1 - en Y de O à (N.L)-1 c'est-à-dire que chaque adresse sera de la forme a b avec 0 1-Positionner l'image du ler trou en haut et à gauche de l'image finale sur le support. > 2-Répéter en faisant varier i de O à m-l. > 2-1 Répéter en faisant varier j de O à 1-1. 5 2-1-1 Répéter en faisant varier p de O à m-l Adresse x = (p.m)+i - > 2-1-1-1 Répéter en faisant varier q de 0 à N-l - Adresse Y = (q.n)+j O - Lire en mémoire image la donnée d'adresse X,Y. - Affecter cette donnée à l'élément de la matrice de coordonnées p,q. 2-1-1-2 Revenir en 2-1-1-1 jusqu'à ce que q = N-i. 5 2-1-2 Revenir en 2-1-1 jusqu'à ce que p = M-i. 2-2 Exposer le support photosensible avec la matrice (impression d'une sous-image) 2-3 Translater l'image de aux (figure 4). O 2-4 Revenir en 2-1 jusqu'à ce que 5 = n-l, 2-5 Translater l'image en sens inverse de n.Dx (retour à une nouvelle ligne). 3-Translater l'image de Ey (figure 4). !5 4-Revenir en 2 jusqu'à ce que i = m-i. 5-Fin d'impression. A titre d'exemple numérique, on peut donner les caractéristiques suivantes d'un dispositif réalisable avec des composants disponibles dans le commerce. La matrice d'éléments de modulation peut être constituée par un afficheur LCD à 250.000 points, répartis au pas de 100 zm. La résolution de l'image peut être multipliée par 100, en utilisant une matrice de trous de 10 zm, dans le cas où le grandissement entre la matrice d'éléments de modulation et la matrice de trous est égal à 1. Une telle matrice de trous est réalisable sans difficulté dans un écran opaque. Elle peut également être réalisée sans difficulté sous forme d'un masque placé au-dessus d'un afficheur LCD. L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En particulier il est possible de réaliser des images en couleur, avec trois expositions successives, chaque fois en interposant un filtre coloré différent entre la source et la matrice d'éléments de modulation. Il est également possible d'obtenir des nuances de gris sur le support photosensible, en effectuant plusieurs expositions successives sans déplacer la matrice de trous, mais avec une répartition différente des données en mémoire. Enfin, il est possible, bien que cette solution présente généralement peu d'intérêt du fait de l'allongement de la durée d'exposition qu'elle implique, d'impressionner les points successifs à l'aide d'une simple barrette, c'est-à-dire d'une matrice d'éléments de modulation à une seule dimension. Dans le cas où l'on recherche une simple restitution en noir et blanc, il suffit que le séquenceur provoque des illuminations toutes de même durée. En revanche, lorsque l'on souhaite réaliser des niveaux de gris, les expositions successives des mêmes pixels peuvent être de durées différentes. Ce résultat peut être atteint à l'aide du séquenceur 36 qui peut provoquer des durées d'excitation différentes des éléments de la matrice, ou commander l'obturateur 20 interposé sur le faisceau lumineux. De même, les durées d'exposition pour les trois couleurs fondamentales (ou davantage) en cas d'illuminations multiples pour une restitution en couleur peuvent être de durées différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de restitution d'image mémorisée sous forme de pixels sur un support photosensible (26) par illumination du support à travers une matrice (10) d'éléments de modulation dont la transmission de lumière est commandable électriquement à partir d'une mémoire (34), caractérisé en ce que, pour restituer une image constituée de mM x nN pixels mémorisés, à l'aide d'une matrice (10) à M x N éléments de modulation à commande simultanée, le dispositif comprend des moyens pour réduire l'image de chacun des M x N éléments de la matrice (10) à une fraction seulement de l'intervalle entre les images de deux éléments successifs en l'absence desdits moyens de réduction et comprend des moyens pour répéter en séquence un déplacement en bloc des images de tous les éléments réduits, d'une fraction desdits intervalles, et une commande des éléments de modulation (10) pour restituer un nouveau jeu de M x N pixels, et ce m x n fois. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement en bloc sont constitués par une optique portée par des moyens permettant de la déplacer pas à pas dans deux directions mutuellement orthogonales, transversalement à un axe optique du dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont constitués par des céramiques piézo-électriques. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que les moyens pour réduire les dimensions de l'image de chaque élément de modulation sont constitués par une matrice de M x N trous constituant diaphragme et ayant chacun une dimension, ramenée au niveau de la matrice d'éléments, très inférieure à celle des éléments. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dimension de chaque trou, ramenée au niveau de la matrice d'éléments de modulation, est au plus égale à la surface de l'élément de modulation divisé par m x m si les éléments de modulation sont jointifs. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour permettre la restitution d'une image en couleur, la mémoire comporte, pour chaque élément de modulation, trois données au moins correspondant à trois couleurs et en ce que le dispositif comporte des filtres de couleur insérables entre une source (12) d'illumination et la matrice d'éléments de modulation. 7. Dispositif selon lVune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de modulation ne comportent que deux états de transmission et en ce que la mémoire comporte, pour chaque pixel à restituer, plusieurs données correspondant à des illuminations successives.