Brevet FR2735245A1 — publié le 19961213

Des têtes de son-optique ainsi que des projecteurs pour films sonores ainsi équipés sont connus. Des systèmes analogiques et numériques de projection de films sonores ont utilisé longtemps des lampes en tant que source de lumière. Des diodes laser à infrarouge ont elles aussi déjà été utilisées en raison d'avantages concernant la charge thermique réduite ainsi que le meilleur rapport signal/bruit. Le système pour sons numériques selon le document EP 0 574 239 constitue un exemple pour ceci. Le document EP 0 295 687 décrit lui aussi un système pour films sonores comportant une diode laser avec une longueur d'onde de 0,78 ym, qui est donc tout proche de l'infrarouge. Dans ce cas, des optiques à miroirs sont prévues et la dépense concernant le réglage est considérable. Le système classique pour films sonores pour sons analogiques et numériques, ainsi que le fonctionnement d'une tête de son- optique, sont décrits en détail de sorte qu'il n'est pas nécessaire de le répéter ici. Les diodes laser à infrarouge présentent lors de la fabrication des têtes de son-optique l'inconvénient de ne pas pouvoir être réglées de manière visuelle. De plus, la source de lumière est disposée dans beaucoup de cas à l'intérieur du rouleau de son et est ainsi en outre difficilement accessible. Certes, les diodes laser ont une longue durée de vie, mais elle est quand même limitée, et une défaillance de la diode laser à infrarouge ne peut pas être constatée directement par le projectionniste. Une réparation rapide échoue en raison de la nécessité de devoir ajuster le rayon infrarouge. La présente invention a donc pour objet de trouver une tête de sonoptique comportant une diode laser, qui -en cas de défaillance de la diode laser- permet une constatation rapide du dommage ainsi que la réparation de celui-ci, réalisée par un échange facile, et qui est en outre facile à fabriquer. Cet objet est atteint par une tête de son-optique comportant ou consistant en - un élément échangeable comportant - une diode laser avec émission à bande étroite dans le domaine spectral rouge visible et avec une divergence elliptique du faisceau, - un collimateur et aussi: - une lentille cylindrique dont l'axe cylindrique est orienté dans le sens du grand demi-axe de l'ellipse de la divergence elliptique du faisceau de la diode laser, - un diaphragme à fente fixe, qui se compose d'un support fendu, opaque et disposé librement, et qui est orienté dans la direction de l'axe cylindrique de la lentille cylindrique, - un objectif réducteur qui donne du diaphragme à fente une image réduite sur un plan de film, une fenêtre de vérification, - un agencement qui dévie la lumière visible de la marche des rayons de la tête de son-optique et qui amène cette lumière à ladite fenêtre de vérification. Selon d'autres caractéristiques de modes de réalisation avantageux: l'élément échangeable comporte également des éléments de l'électronique de fonctionnement de la diode laser, le diaphragme à fente est le seul diaphragme de la tête de son-optique, qui limite l'image, l'élément échangeable, ainsi que l'autre groupe d'éléments de la tête de son optique, présentent des ajustements par le biais desquels l'assemblage et la séparation reproductibles sont assurés, la lentille cylindrique est menée, suivant sa direction axiale, au travers de sa monture et elle réalise de cette manière à la fois le dispositif d'amenée de lumière ainsi que la fenêtre de vérification, le dispositif d'amenée de lumière est un guide de lumière qui prend de la lumière à une zone marginale du faisceau lumineux entre le collimateur, la lentille cylindrique et la fente, entre la diode laser et le diaphragme à fente est disposé un diaphragme supplémentaire qui affaiblit l'intensité de lumière rencontrant le milieu du diaphragme à fente. Ainsi, on prévoit aussi de disposer dans l'élément échangeable des groupes d'éléments électriques. Il est connu que les diodes laser disponibles dans le commerce présentent des dispersions d'exemplaire qui requièrent un réglage optique, thermique et électronique. Le réglage thermique est i0 réalisé en règle générale au moyen d'une réfrigération par effet Peltier. Selon l'invention, l'élément échangeable contient par conséquent tous les éléments nécessitant d'être réglés, tous les réglages peuvent donc être effectués lors de sa fabrication à l'usine. Le facteur de distorsion harmonique de la transmission analogique du son est réduit dans une mesure particulièrement large à son minimum lorsqu'on dispose entre la diode laser et le diaphragme à fente, un diaphragme supplémentaire qui affaiblit l'intensité de lumière rencontrant le milieu du diaphragme à fente, ce diaphragme supplémentaire entre la diode laser et le diaphragme à fente homogénéisant la répartition de l'intensité sur la longueur de ia fente. De manière avantageuse, un projecteur pour films sonores est réalisé selon l'une au moins des caractéristiques ci-dessus et dans lequel on prévoit un photodétecteur spécialement sélectif, qui est adapté à l'émission de la diode laser ou que l'élément échangeable est disposé de manière à être facilement accessible du dehors et la fenêtre de vérification est bien visible de l'extérieur. La présente invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 montre un fragment schématique d'un projecteur pour films sonores, comportant une tête de son- optique en coupe longitudinale, un film sonore et un détecteur, la figure 2 montre la même disposition que la figure 1, en une coupe perpendiculaire à celle de la figure 1, la figure 3 représente de façon schématique le diaphragme supplémentaire placé dans le faisceau lumineux elliptique. Dans l'exemple de la figure 1, l'élément échangeable 1 présente une forme tubulaire et contient la diode laser 11 qui émet de la lumière rouge ici à 670 nm et qui est d'un type disponible dans le commerce, comme par exemple un produit de Toshiba ou de Philips, ainsi que la lentille de collimateur 10. Au-delà de ce fait, il contient un groupe de composants électroniques 20 qui présente tous les composants électroniques de l'électronique de fonctionnement pour la diode laser 11, qui doivent être ajustés de manière à être adaptés à l'exemplaire de la diode laser 11. Un autre élément tubulaire 12, qui est monté de manière fixe dans le projecteur pour films sonores, porte une lentille cylindrique 9, le diaphragme à fente 8, ainsi que l'objectif réducteur 13, qui peut également être constitué par une seule lentille puisque la source de lumière -la diode laser 11- est une source à bande étroite. L'élément échangeable 1 et l'élément tubulaire 12 présentent des ajustements 111 et 121 qui permettent, conjointement avec un élément d'arrêt A, la séparation et l'assemblage reproductibles des deux éléments 1, 12, et cela également lorsque l'exemplaire de l'élément échangeable 1 est remplacé par un élément de rechange. Les éléments 1 et 12 forment, conjointement avec les pièces qu'ils contiennent, la tête de son-optique L. Comme cela est de règle dans le cas de ces pièces, la diode laser 11 présente une répartition elliptique de divergence. Elle est disposée de telle sorte que l'on a dans le plan de représentation de la figure 1 la divergence minimale. La lentille de collimateur 10 en fait un faisceau parallèle elliptique. L'axe de la lentille cylindrique 9 est aussi disposée perpendiculairement au plan de la figure, de sorte qu'elle projette sur le diaphragme à fente 8 une image très basse et large de la source de lumière 11. Le diaphragme à fente 8 est donc éclairé avec un rendement élevé. L'objectif 13 donne du diaphragme à fente 8 une image réduite sur le film F, et la piste sonore numérique et/ou analogique est éclairée par une bande exacte, nette et étroite. Dans le cas du son numérique, la largeur n'est pas déterminée par la fréquence souhaitée, mais par la dimension de pixels à éclairer, qui est couramment de l'ordre de 12 x 12 pm2. Le photodétecteur D qui peut comporter des éléments tels que filtre, lentille et similaires ainsi que des grilles CCD ou des rangées de diodes, est donc à même de capter un signal audio de qualité supérieure. Dans le cas de cette disposition, reste encore une certaine variation de l'intensité lumineuse sur la longueur de la fente 8, ce qui est dû à l'accentuation du milieu de la répartition elliptique de divergence. L'intensité dans la fente 8 peut être encore plus homogénéisée par un diaphragme situé devant qui masque,de façon différente dans l'espace, des parties de lumière éloignées de l'axe et situées près du plan de figure de la figure 1, comme cela est présenté ci- dessous. De cette manière, on peut continuer à améliorer le facteur de distorsion harmonique de la restitution du son. De préférence, le diaphragme supplémentaire 15 est disposé dans le faisceau lumineux elliptique devant la lentille cylindrique 9, c'està-dire -afin que l'élément échangeable 1 reste simple et à bon marchéqu'il est monté dans l'élément tubulaire 12. La figure 2 représente la même disposition, mais dans un plan de coupe perpendiculaire à la figure 1 et montre ainsi plus clairement la symétrie elliptique. La divergence du faisceau lumineux émis par la diode laser 11 est dans ce plan maximale, conformément à la largeur du faisceau parallèle formé par la lentille de collimateur 10, qui n'est pas modifiée par la lentille cylindrique 9 dont l'axe se trouve dans le plan de figure. Le diaphragme à fente 8 est ainsi éclairé sur toute la longueur. La figure 2 montre en sus un exemple d'une disposition destinée au contrôle visuel du fonctionnement de la diode laser. La lentille cylindrique 9 est menée latéralement au travers de la monture - l'élément 12-, sa face latérale forme la fenêtre de vérification 90 qui est éclairée au moyen de la lumière diffusée provenant de la lentille 9 et qui peut être observée par l'oeil B de l'opérateur. En variante, il est également possible d'introduire par exemple dans l'espace entre le collimateur 10, la lentille cylindrique 9 et le diaphragme à fente 8, par exemple un guide de lumière, qui se termine dans la zone marginale du faisceau lumineux. L'autre extrémité du guide de lumière peut donc être disposée, à choix libre, à un endroit du projecteur pour films sonores, qui se révèle avantageux pour l'opérateur. Lorsque l'opérateur constate, sur la fenêtre de vérification 90, la défaillance de la lumière rouge, il remplace de manière rapide et simple l'élément échangeable 1 par un élément de rechange, et le projecteur pour films sonores est tout de suite après à nouveau capable de fonctionner. Des diaphragmes à fente, réglés de manière fixe, sont fabriqués par exemple par photolithographie ou par attaque de films métalliques, sur des supports transparents. Cela provoque, cependant, la réfraction et la dispersion de la lumière, quand celle-ci passe à travers le support. Quant aux particularités de la tête de son optique, il s'est révélé avantageux d'utiliser un diaphragme à fente, qui se compose d'une feuille ou d'une tôle disposée librement, dans laquelle sera ménagée par découpage à laser et, ensuite, par décapage (pour supprimer les bavures) la fente présentant donc une largeur et une longueur bien définies ainsi que des arêtes nettes. On réalise par exemple, dans une tôle en acier au chrome-nickel d'une épaisseur de 0,03 mm, une fente présentant une largeur de 30 pm et une longueur de 6,00 0,05 mm. Une image de celle-ci, réduite du facteur 2,5 est produite sur le plan de film (F). En raison de la fabrication exacte également de la longueur de la fente, on n'a pas besoin d'élément supplémentaire de définition de la longueur efficace de la fente dans la marche des rayons, le diaphragme à fente est donc le seul diaphragme de la tête de son-optique, qui limite l'image. Des possibilités d'ajustage pour les dimensions de la fente sont elles aussi superflues. La figure 3 représente le fonctionnement du diaphragme supplémentaire 15 qui est disposé dans la marche des rayons devant le diaphragme à fente 8, de préférence dans le faisceau lumineux parallèle elliptique entre la lentille de collimateur 10 et la lentille cylindrique 9. Pour une restitution sans distorsion du son analogique, il est nécessaire d'éclairer de manière régulière l'image de la fente sur la piste sonore du film F. Des modifications de l'intensité lumineuse provoquent un comportement de transmission non linéaire. Dans le cas d'une élongation maximale d'amplitude, cela se fait sentir en particulier par un facteur de distorsion harmonique élevé correspondant à la courbure de la caractéristique de transmission. L'addition de la lentille cylindrique 9 permet de réduire le manque d'homogénéité, par rapport à la répartition d'intensité typique sur la longueur de fente de la lumière laser orientée parallèlement, de + 1,1 dB -comme cela est typique- 0,2 dB. Lorsque la lentille cylindrique 9 est combinée avec un diaphragme compensant l'intensité 15, comme cela est représenté sur la figure 3, on peut parvenir à un éclairage encore plus régulier du diaphragme à fente 8 et ainsi de l'image de la fente, tout en continuant à réduire le facteur de distorsion harmonique. La section du faisceau de la diode laser 11 est elliptique. La répartition verticale de l'intensité coïncide avec la longueur de la fente et cause une diminution de l'éclairage de la fente depuis le milieu vers les extrémités. La composante parallèle est concentrée, par le biais de la lentille cylindrique 9, en une ligne au foyer de la lentille cylindrique 9 et n'a donc pas d'influence remarquable sur la répartition d'intensité de l'éclairage de la fente. Le diaphragme 15 compensant l'intensité et présentant l'ouverture 150 a pour objet de restreindre la répartition parallèle de l'intensité (l(lx))en resserrant la section de faisceau 100 correspondante, comme cela est ébauché sur la figure 3. De cette manière, la répartition verticale de l'intensité est compensée par une variation de la composante parallèle. La lentille cylindrique 9 fait converger vers le foyer la répartition d'intensité engendrée par le diaphragme supplémentaire 15, o elle se concentre donc en une ligne qui sert à éclairer le diaphragme à fente 8. L'éclairage de la fente est constant sur toute la longueur de la fente. Des écarts ne résultent plus que de défauts mécaniques dans la largeur réelle de fente. La forme exacte du fragment 150 du diaphragme supplémentaire 15 n'est pas limitée à l'exemple de la figure 3. Elle peut être déterminée de manière empirique ou par encadrement de simulation, et elle dépend certainement de la répartition de divergence de la diode laser 11 utilisée. De préférence, la réalisation se fait -tout comme dans le cas du diaphragme à fente 8par découpage au laser dans une tôle ou une feuille ou également par attaque. L'homogénéité de l'éclairage de la fente ne joue pas un rôle particulièrement important pour ce qui est de l'utilisation de la tête de son-optique L de lecture du son numérique, mais elle est bien sûr là aussi convenable. La disposition de la tête de son-optique L à l'intérieur du projecteur pour films sonores est réalisée de préférence à l'extérieur du rouleau de son (ou cabestan). REVENDICATIONS 1. Tête de son-optique, caractérisée en ce qu'elle se compose - d'un élément échangeable (1) comportant - une diode laser (11) avec émission à bande étroite dans le domaine spectral rouge visible et avec une divergence elliptique du faisceau, - un collimateur (10) et - d'une lentille cylindrique (9), dont l'axe cylindrique est orienté dans le sens du grand demi-axe de l'ellipse de la divergence elliptique du faisceau de la diode laser, - d'un diaphragme à fente (8) fixe, qui se compose d'u support fendu, opaque et disposé librement et qui est orienté dans la direction de l'axe cylindrique de la lentille cylindrique, - d'un objectif réducteur (13) qui donne du diaphragme à fente (8) une image réduite sur un plan de film (F), - d'une fenêtre de vérification (90), - d'un agencement qui dévie la lumière visible de la marche des rayons de la tête de son-optique (L) et qui amène cette lumière à ladite fenêtre de vérification (90O). 2. Tête de son-optique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément échangeable (1) comporte également des éléments (20) de l'électronique de fonctionnement de la diode laser (11). 3. Tête de son-optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le diaphragme à fente est le seul diaphragme de la tête de son-optique, qui limite l'image. 4. Tête de son-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'élément échangeable (1), ainsi que l'autre groupe d'éléments (12) de la tête de son-optique, présentent des ajustements (111, 121) par le biais desquels l'assemblage et la séparation reproductibles sont assurés. 5. Tête de son optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la lentille cylindrique (9) est menée, suivant sa direction axiale, au travers de sa monture (12) et qu'elle réalise de S cette manière à la fois le dispositif d'amenée de lumière ainsi que la fenêtre de vérification (90). 6. Tête de son-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le dispositif d'amenée de lumière est un guide de lumière qui prend de la lumière à une zone marginale du faisceau lumineux entre le collimateur (10), la lentille cylindrique (9) et la fente (8). 7. Tête de son-optique selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'entre la diode laser (11) et le diaphragme à fente (8) est disposé un diaphragme supplémentaire (15), qui affaiblit l'intensité de lumière rencontrant le milieu du diaphragme à fente (8). 8. Projecteur pour films sonores, comportant une tête de son-optique (L) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'on prévoit un photodétecteur (D) spectralement sélectif, qui est adapté à l'émission de la diode laser (11). 9. Projecteur pour films sonores comportant une tête de son-optique (L) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'élément échangeable (1) est disposé de manière à être facilement accessible du dehors et que la fenêtre de vérification (90) est bien visible de l'extérieur.