Brevet FR2734921A1 — publié le 19961206

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT D'UN FILM CINEMATOGRAPHIQUE, EN PARTICULIER POUR LA NUMERISATION OU L'IMPRESSION D'IMAGES DU FILM L'invention concerne un dispositif d'entraînement d'un film cinématographique, en particulier pour la numérisation d'images du film ou l'impression d'images sur le film à cadence élevée. Les dispositifs connus de lecture et de numérisation d'images d'un film cinématographique ou d'impression d'images sur un film cinématographique, ne permettent pas des cadences élevées de numérisation ou d'impression, par exemple de l'ordre de plusieurs images par seconde. Ces dispositifs sont souvent du type à avance du film image par image et fonctionnent donc selon des phases successives d'avance du film sur une distance correspondant à une image, d'arrêt du film, de numérisation ou d'impression, d'avance sur une distance correspondant à une image, etc. I1 existe cependant des dispositifs à déplacement continu du film à vitesse constante (cas des dispositifs de télé-cinéma) qui sont associés à des moyens de lecture constitués soit par une caméra vidéo associée à un prisme tournant, soit par une barrette de photo-détecteurs, ces dispositifs étant susceptibles de fonctionner avec une cadence relativement élevée, mais avec une précision de positionnement du film et une résolution relativement faibles, ce qui permet de les utiliser pour faire une copie vidéo d'un film cinématographique, mais ne permet pas un traitement numérique précis des images d'un film. Les moyens connus d'impression d'images sur un film photo-sensible qui sont utilisés actuellement pour transférer sur un film cinématographique des séquences d'images réalisées ou traitées de façon numérique, telles que des images de synthèse ou des trucages, comprennent en général un tube à écran cathodique monochrome associé à un système de filtres colorés, et une caméra de cinéma assurant les prises de vue des images sur l'écran cathodique en mode vue par vue avec trois prises de vue par image, une par couleur, en synchronisme avec la permutation des filtres colorés. Ces dispositifs d'impression ont une cadence de fonctionnement relativement limitée et une résolution faible (celle du tube à écran cathodique). I1 existe également des dispositifs d'impression utilisant la projection sur un film photosensible d'un faisceau laser modulé en luminosité et en couleur, qui balaie la surface du film selon des lignes parallèles. Le film est maintenu en position sur un support mobile à déplacement micrométrique commandé. Le déplacement du film est discontinu et se fait image par image. I1 n'existe donc pas actuellement de dispositifs qui permettraient d'assurer le défilement continu d'un film cinématographique à vitesse constante pour la numérisation d'images ou l'impression d'images à cadence élevée (d'au moins une image par seconde) et avec une bonne résolution, compatible avec celle requise pour les images d'un film cinématographique. L'invention a pour objet un dispositif qui permette de pallier cette lacune. Elle propose à cet effet un dispositif d'entraînement continu d'un film cinématographique, en particulier pour la numérisation d'images du film ou l'impression d'images sur le film à cadence élevée, ce dispositif comprenant des bobines d'enroulement et de déroulement du film, des moyens moteurs d'entraînement des bobines en rotation, des moyens de tension du film et des moyens de guidage du film devant des moyens de numérisation ou d'impression d'images, caractérisé en ce que les moyens de guidage du film comprennent un galet moteur permettant de faire défiler le film à vitesse constante devant les moyens de numérisation ou d'impression et un galet entraîné par le film et associé à un codeur numérique permettant de mesurer le déplacement instantané du film, des moyens étant prévus entre le codeur numérique et les moyens de numérisation ou d'impression d'images pour synchroniser le fonctionnement de ces derniers sur le déplacement mesuré du film. En utilisant un codeur numérique approprié, on peut ainsi lire des images de film cinématographique, par exemple avec une barrette linéaire de photodétecteurs, selon des lignes de balayage parallèles dont le pas est de l'ordre de 5 à 10 Cun, avec une cadence de balayage qui nest limitée que par les performances des moyens de numérisation ou d'impression et qui, avec les moyens actuels, atteint sans difficultés des valeurs de l'ordre de 1000 à 5000 lignes par seconde ou davantage, ce qui permet de numériser plusieurs images par seconde (par exemple de 5 à 10 images par seconde ou davantage) et avec une excellente résolution, typiquement de l'ordre du pin. Cela permet notamment de numériser des images d'un film cinématographique, de modifier les images numérisées au moyen d'un système de traitement de l'information, puis d'imprimer les images modifiées sur un support papier ou sur un film photosensible. On peut également transférer sur un film des images de synthèse (créées par un système de traitement de 1' information). Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend des galets mobiles exerçant une tension constante sur le film, agencés entre les bobines d'enroulement et de déroulement du film et les galets précités des moyens de guidage de film, des moyens de mesure des écarts de position de ces galets mobiles par rapport à une position moyenne prédéterminée, et des moyens d'asservissement pour déterminer les vitesses de rotation des bobines d'enroulement et de déroulement en fonction des valeurs mesurées des écarts de position des galets mobiles. Le déplacement du film à vitesse constante devant les moyens de numérisation ou d'impression d'images permet de réduire les contraintes mécaniques exercées sur le film, ce qui est particulièrement intéressant dans le cas de la numérisation de films anciens qui sont souvent assez fragiles. Le déplacement du film à tension constante permet d'éviter tout allongement du film et de garantir une dimension constante d'images. Cela permet également de réduire les risques de déchirement accidentel du film et donc d'augmenter la fiabilité du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités de guidage du film comprennent une portion de cylindre dont une génératrice se trouve en regard des moyens de numérisation ou d'impression d'images. Avantageusement, cette portion de cylindre est définie par des pistes incurvées en portion de cylindre et/ou par des roulements à billes ou analogues, sur lesquels sont appliqués les bords du film, des moyens de guidage transversal du film, exerçant une poussée élastique sur un bord latéral du film, étant également prévus. Ces moyens de guidage permettent d'assurer une planéité parfaite du film en regard des moyens de numérisation ou d'impression d'images, et cela sans qu'il soit nécessaire de presser le film sur une surface solide, ce qui limite les frottements et les risques de détérioration du film. Quand les moyens de numérisation ou d'impression d'images du dispositif selon l'invention sont du type à prisme ou à miroir tournant pour le balayage des images ou du film selon des lignes parallèles, des moyens sont prévus pour compenser des écarts de position du film par rapport à des positions théoriques souhaitées pour les débuts des lignes de balayage, ces moyens comprenant un miroir mobile à commande piézoélectrique ou analogue interposé entre le film et le prisme ou miroir tournant. Cela permet de compenser des écarts de position du film au début de chaque ligne de balayage, qui peuvent être de l'ordre du micromètre. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention les figures 2 et 3 représentent schématiquement des moyens de guidage de film la figure 4 représente schématiquement les moyens de tension constante du film la figure 5 représente schématiquement une variante de réalisation d'une partie du dispositif selon l'invention ; la figure 6 représente schématiquement une autre variante de réalisation du dispositif selon 1' invention. On se réfère d'abord à la figure 1, qui représente schématiquement un dispositif selon l'invention comprenant essentiellement deux bobines 10 de déroulement et 12 d'enroulement du film 14, des galets 16 de guidage du film, des galets 18 de tension du film et des moyens spécifiques 20 de guidage du film devant des moyens 22 de numérisation des images du film ou d'impression d'images sur le film. L'invention consiste pour l'essentiel, à déplacer le fil de façon continue à vitesse constante et sous tension constante, au moins au niveau des moyens 22 de numérisation ou d'impression, à mesurer avec précision le déplacement du film devant les moyens 22 et à synchroniser le fonctionnement des moyens 22 sur le déplacement mesuré du film. Pour cela, les moyens 20 de guidage du film comprennent une surface de guidage 24 en portion de cylindre permettant une mise en forme cylindrique du film 14 au droit de l'axe 26 des moyens 22 de telle sorte que la partie du film qui se trouve sur l'axe 26 forme une génératrice de la portion de cylindre 24 et est donc parfaitement rectiligne. Les moyens de guidage 20 comprennent également un galet moteur 28 agencé en sortie de la surface 24 en portion de cylindre et associé à un galet de guidage 16 de telle sorte que le film 14 passe sur le galet 28 sur environ 180 o de façon à pouvoir être entraîné sans glissement par le galet 28. Un galet entraîné 30 sur l'axe duquel est monté un codeur numérique 32, est prévu à l'autre extrémité de la surface de guidage 24, c'est-àdire à l'entrée de celle-ci et est également associé à un galet de guidage 16 de telle sorte que le film 14 passe sur environ 180 o sur le galet 30 pour entraîner celui-ci sans glissement. La sortie du codeur numérique 32 est reliée par des moyens de traitement et de synchronisation 34 à une entrée de commande des moyens 22 de numérisation ou d'impression d'images. Des moyens, non représentés, sont prévus pour régulariser la vitesse de rotation du galet moteur 28, ces moyens comprenant par exemple une dynamo tachymétrique entraînée par l'axe du galet 28 et produisant un signal qui est comparé à une vitesse de consigne pour commander le moteur d'entraînement du galet 28. Comme représenté schématiquement en figure 2, la surface 24 en portion de cylindre de guidage du film 14 peut être constituée par des pistes cylindriques 36 sur lesquelles sont appliquées les bords latéraux 38 du film 14 et par des pistes annulaires 40 de guidage transversal du film, une de ces pistes 40 étant portée par un anneau 42 soumis à l'action d'un ressort de pression 44 pour pousser le film 14 en appui sur l'autre piste annulaire 40. Les pistes cylindrique 36 et annulaire 40 de guidage d'un bord latéral du film et les pistes de guidage de l'autre bord latéral du film peuvent être montées de façon indépendante et ajustable sur un même support 46, pour adaptation du dispositif selon l'invention à des films de largeurs différentes. En variante, comme représenté en figure 3, les pistes de guidage des bords latéraux du film 14 peuvent être remplacées par des bagues de roulement à billes ou analogues, dont les unes 48 correspondent aux pistes cylindriques 36 et dont les autres 50 correspondent aux pistes annulaires 40 du mode de réalisation de la figure 2. Les moyens permettant de mettre le film 14 en tension constante au niveau des moyens 22 de numérisation ou d'impression, comprennent deux galets mobiles 18 de guidage du film, qui sont placés de part et d'autre des moyens de guidage 20, en amont et en aval respectivement des galets 32 et 28 précités, et qui sont soumis à des forces de traction T identiques et parallèles, comme représenté en figure 1. Les galets mobiles 18 sont déplaçables dans un sens et dans l'autre parallèlement aux forces T précitées, et sont chacun agencés entre deux galets de guidage 16 qui définissent un chemin de passage de film sensiblement parallèle aux forces de traction T exercées sur les galets mobiles 18.Des moyens 52 sont prévus pour détecter les positions des galets mobiles 18 le long de leur voie de déplacement, comparer les positions détectées à des positions moyennes prédéterminées et commander les vitesses de rotation des bobines 10 de déroulement et 12 d'enroulement, respectivement, en fonction des écarts détectés, de façon à maintenir autant que possible les galets mobiles 18 dans leur position moyenne prédéterminée ou au voisinage immédiat de celle-ci. Les moyens précités 52 sont équipés de capteurs de position tels que des potentiomètres ou de capteurs sans contact, par exemple à effet Hall. Un mode de réalisation des moyens permettant d'appliquer des forces de traction T identiques aux deux galets mobiles 18 est représenté schématiquement en figure 4. Dans ce mode de réalisation, chaque galet 18 est porté par un bras 54 monté pivotant autour d'un axe 56 parallèle à l'axe du galet 18, les deux bras 54 étant identiques et montés de façon symétrique par rapport à un même ressort de tension 58 auquel ils sont reliés par un fléau commun 60 et par des liens inextensibles 62, le ressort de tension 58 étant accroché d'une part au milieu du fléau 60 et d'autre part sur un support 64, de façon éventuellement réglable. Le ressort de traction 58 est choisi de façon à exercer des forces de rappel approximativement constantes sur les galets 18 quelle que soit leur position de part et d'autre de leur position moyenne prédéterminée, de façon à ce que la tension exercée sur le film 14 par les galets 18 ne varie sensiblement pas en fonction des écarts de position de ces galets par rapport à leur position moyenne prédéterminée. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant Les vitesses de rotation des bobines de déroulement 10 et d'enroulement 12 de film sont déterminées par les moyens 52 de façon à maintenir les galets mobiles 18 dans leur position moyenne prédéterminée où ils exercent une tension constante prédéterminée sur le film 14, de part et d'autre des moyens de guidage 20. Cette tension est par exemple de l'ordre de 1 N par cm de largeur du film 14. La vitesse de déplacement du film sur les moyens de guidage 20, en regard des moyens 22 de numérisation ou d'impression, est contrôlée par le galet moteur 28 et est maintenue constante par la boucle d'asservissement du moteur d'entraînement de ce galet, cette vitesse étant par exemple de l'ordre de quelques cm par seconde. Le déplacement instantané du film est mesuré avec précision par le codeur numérique 32 associé au galet entraîné 30 et est utilisé pour synchroniser le fonctionnement des moyens 22 de numérisation ou d'impression. Par exemple, lorsque les moyens de numérisation sont constitués par une barrette linéaire de photodétecteurs disposés le long de la génératrice précitée de la surface 24 en portion de cylindre, le fonctionnement des photodétecteurs est commandé pour réaliser des lignes transversales de balayage sur le film avec un pas de l'ordre de 5 à 10 pin à une cadence de l'ordre de 1000 à 5000 balayages par seconde, par exemple, ou davantage. Pour cela, le codeur numérique 32 peut être du type fournissant 40000 points par tour, ce qui correspond à environ un centième de degré par point, et le signal de sortie du codeur numérique peut être traité (par exemple divisé par un facteur constant) pour fournir le signal de pas de ligne de balayage du film. On obtient ainsi des résolutions dont l'ordre de grandeur est le pin, par exemple des résolutions qui sont comprises entre 1 et 3 pin, alors que la résolution d'un dispositif classique de télé-cinéma est d'environ 30 pin. Le début et la fin de chaque image peuvent être signalés aux moyens 22 de numérisation par décompte des perforations formées dans les bords latéraux du film, ce décompte étant réalisé par un compteur associé à une cellule photo-électrique ou à une roue dentée classique. Lorsque les moyens 22 sont du type à prisme tournant ou à miroir tournant à facettes, la vitesse de rotation du prisme ou du miroir peut être déterminée de façon globale par le signal de sortie du codeur numérique 32. Cependant, en raison de l'inertie du prisme ou du miroir tournant, les petites variations de la vitesse de déplacement du film 14 ne pourront être prises en compte pour modifier de façon instantanée la rotation du prisme ou du miroir tournant, et on utilisera à cette fin le dispositif représenté schématiquement en figure 5. Dans cette figure, un faisceau laser 66, qui peut être modulé en luminosité et en couleur pour l'impression d'images sur le film 14, est projeté par un miroir tournant 68 à facettes sur un petit miroir 70 orientable autour d'un axe 72 pour renvoyer le faisceau laser sur le film 14 perpendiculairement à celui-ci. La position angulaire du petit miroir 70 autour de l'axe 72 est commandée par des moyens de déplacement 74 du type piézoélectrique ou analogue en fonction du déplacement instantané du film 14 mesuré par le codeur numérique 32 du dispositif de la figure 1. Ainsi, des petites variations de ce déplacement, qui sont par exemple de l'ordre de 1 pin, peuvent être compensées par de très faibles déplacements du miroir 70 autour de l'axe 72, dans un sens ou dans l'autre, de façon à ce que le balayage du film 14 par le faisceau laser 66, résultant de la rotation du miroir 68, débute à chaque fois au point voulu sans que l'on ait à modifier la vitesse instantanée de rotation du miroir 68. En variante, le miroir 70 peut être déplacé en translation par les moyens 74 dans la direction du faisceau laser incident 66, ce qui permet de déplacer de façon correspondante la position du point d'impact du faisceau laser sur le film 14. La figure 6 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 1, cette variante comprenant les mêmes moyens que ceux déjà décrits, à savoir des bobines 10 et 12 de déroulement et d'enroulement du film 14, des galets de tension 18, des moyens 20 de guidage du film au droit des moyens de numérisation ou d'impression (non représentés), ces moyens de guidage 20 comprenant à leurs extrémités un galet moteur 28 et un galet entraîné 30 associé à un codeur numérique, le mode de réalisation de la figure 6 différant de la figure 1 en ce que les galets de guidage 16 placés de part et d'autre d'un galet mobile de tension 18, sont eux-mêmes déplaçables entre une position de service où ils sont représentés en traits pleins et une position de repos représentée en pointillés où ils n'exercent aucune action sur le film 14 qui prend alors une position relâchée représentée en pointillés entre les bobines 10 et 12. Ainsi, quand les galets de guidage 16 sont dans leur position de repos représentée en pointillés, il est facile de monter le film sur le dispositif en lui faisant simplement occuper la position représentée en traits pointillés entre les deux bobines 10 et 12. Ensuite, on ramène les galets 16 dans leur position de service représentée en traits pleins, ce qui a pour effet d'appliquer le film sur les moyens de guidage 20 et de le mettre en tension sur les galets 18. Pour faciliter le déplacement des galets 16 entre leurs deux positions, on peut les monter deux à deux sur des bras déplaçables en translation et/ou en rotation par manoeuvre d'un levier commun. De façon générale, l'invention permet la numérisation des images d'un film photographique ou l'impression d'images sur un film photographique à une cadence élevée de plusieurs images par seconde avec une excellente résolution, voire même avec une cadence très élevée de plusieurs dizaines d'images par seconde si l'on accepte une résolution un peu moins bonne. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement continu d'un film cinématographique, en particulier pour la numérisation d'images du film ou l'impression d'images sur le film à cadence élevée, comprenant des bobines (10, 12) de déroulement et d'enroulement du film (14), des moyens moteurs d'entraînement du film en rotation, des moyens (18) de tension du film et des moyens (20) de guidage du film devant des moyens (22) de numérisation ou d'impression d'images, caractérisé en ce que les moyens (20) de guidage du film comprennent un galet moteur (28) permettant de faire défiler le film (14) à vitesse constante devant les moyens (22) de numérisation ou d'impression et un galet (30) entraîné par le film et associé à un codeur numérique (32) permettant de mesurer le déplacement instantané du film, des moyens (34) étant prévus entre le codeur numérique (32) et les moyens (22) de numérisation ou d'impression pour synchroniser le fonctionnement de ces derniers sur le déplacement mesuré du film (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des galets mobiles (18) exerçant une tension constante sur le film (14), agencés entre les bobines de déroulement et d'enroulement (10, 12) et les galets précités (28, 30) des moyens de guidage (20), des moyens (52) de mesure des écarts de position des galets mobiles (18) par rapport à une position moyenne prédéterminée, et des moyens d'asservissement pour déterminer les vitesses de rotation des bobines de déroulement et d'enroulement (10, 12) en fonction des valeurs mesurées des écarts de position des galets mobiles (18). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les galets mobiles (18) de tension du film, qui sont agencés de part et d'autre des moyens de guidage (20) précités, sont soumis à la force de rappel d'un ressort commun (58). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les galets mobiles (18) de tension sont portés par des bras pivotants (54) reliés à un même ressort de tension (58) par un fléau (60). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le ressort (58) de rappel des galets mobiles (18) exerce une force de traction sensiblement constante sur ces galets pour toute leur course de déplacement. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que des galets (16) de guidage du film sont montés de part et d'autre de chaque galet mobile (18) de tension pour définir un chemin de passage de film sensiblement parallèle à la direction de déplacement du galet mobile. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les galets de guidage (16) précités sont portés par des supports mobiles déplaçables entre une position de service et une position de repos. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce les moyens (20) de guidage de film comprennent une surface (24) en portion de cylindre dont une génératrice se trouve en regard des moyens (22) de numérisation ou d'impression d'images. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (20) de guidage de film comprennent des pistes incurvées (36, 40) et/ou des roulements (48, 50) pour le guidage des bords du film (14), ainsi que des moyens (42, 44) de guidage transversal à action élastique sur un bord latéral du film. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de numérisation ou d'impression sont du type à prisme ou miroir tournant (68) pour le balayage des images ou du film selon des lignes parallèles et en ce que des moyens sont prévus pour compenser les écarts de position du film par rapport à des positions théoriques souhaitées du film pour le début de chaque ligne de balayage, ces moyens comprenant un miroir mobile (70) à commande piézoélectrique (74) ou analogue, interposé entre le film (14) et le prisme ou miroir tournant (68).