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WO1992006398A1 - Dispositif de prise de vue et de projection - Google Patents

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WO1992006398A1
WO1992006398A1 PCT/FR1991/000768 FR9100768W WO9206398A1 WO 1992006398 A1 WO1992006398 A1 WO 1992006398A1 FR 9100768 W FR9100768 W FR 9100768W WO 9206398 A1 WO9206398 A1 WO 9206398A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
projection
axis
observation
scanning
mirrors
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000768
Other languages
English (en)
Inventor
Patrick Foulgoc
Original Assignee
Patrick Foulgoc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9012458A external-priority patent/FR2667469A1/fr
Priority claimed from FR9101972A external-priority patent/FR2672703A1/fr
Priority claimed from FR9105420A external-priority patent/FR2675594A1/fr
Application filed by Patrick Foulgoc filed Critical Patrick Foulgoc
Publication of WO1992006398A1 publication Critical patent/WO1992006398A1/fr

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
    • H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems

Definitions

  • the field of the invention relates to microvision and particularly concerns professionals such as the medical, nuclear, like all sectors interested in inspection in cramped environments.
  • Another application of the invention relates to laser projection on small, medium or large areas.
  • One of the objectives of the invention is therefore to avoid using multi-fiber networks for inspections inaccessible to current cameras by proposing a camera which may have a diameter of less than 3 mm.
  • Another objective is to propose by the same technique a laser beam projection device.
  • the advantage is, here, not to call upon the use of film, therefore to resort to video being able to project in real time or deferred by operating an image processing if desired as well as the others possibilities of video, with projection distance which can be less than a centimeter or more than 100 meters, thanks to the coherence of the laser beam.
  • the other advantage is to be able to project a high power laser, by this same device.
  • Another objective is to be able to combine the projection and observation function by the same device and at the same time.
  • We can project an image or a light on the field of view or only part of it, this part being automatically selected according to several possible criteria such as color, light intensity, temperature, position in
  • Yet another objective is to propose, by the miniaturization of the camera, the same miniaturization for the projector, this being able to be included in "head-up" display assemblies for aeronautics, for example.
  • a final objective of the invention is to propose placing, between the camera and the monitor, a device which will make it possible to read the shot on a monitor with normal scanning or any other scanning.
  • patent N ° 2,575,883 This patent specifies a mechanical scanning mode of an optical fiber for taking pictures.
  • this patent has the drawback of proposing the scanning of optical fibers along two axes of orthogonal vibrations and therefore inducing problems of torsion at the level of the fibers, such as problems of irregularity of movement due to these two vibrations effected by the same element.
  • Such a vibration along a single axis can be easily studied by methods of location known to those skilled in the art such as laser interferometry. This location will measure the exact instantaneous amplitude of the vibrating element. We can therefore add these types of tracking to better understand the vibration produced.
  • the vibration can be carried out by electromagnetism, the electromagnet acting on a metal part making vibrate prism or mirror.
  • REPLACEMENT SHEET So to obtain the scanning of a surface, after having scanned a line, we will cumulate this first scanning with a second scanning carried out by a mirror or prism producing this second scanning according to a plane not parallel to the plane containing the first scanning . In the same way as above, by interferometry for example, it will be possible to add a tracking system known to those skilled in the art to better understand the vibration.
  • the second scan it is also possible, for the second scan, to tolerate a rectilinear vibration of the ends of optical fibers, these being glued against the vibrating element over a length sufficient to maintain bonding but not too great to avoid great stresses at the level of these fibers. , this bonding may be a few millimeters against the vibrating element. It is also possible to vibrate one or more sensors for taking the picture, their size being today sufficiently small for this use.
  • Another solution is to combine electromagnetism with piezoelectricity to produce two vibrations.
  • the vibration frequencies will be different and the ratio between them will be high enough to allow, by combination of the scans produced by reflection of each of them, the production of an image.
  • REPLACEMENT SHEET to apply to these fibers the lowest vibration frequency, the mirror vibrating at the highest frequency.
  • the ratio between vibration and rotation applied to a single mirror should be high enough to allow image composition.
  • a motor can be used to bring the mirror into rotation.
  • the rotation will then be of constant angular speed.
  • the spiral will be placed inside or will surround a hollow electromagnet, in the latter case not necessarily hollow, so that the lamellae, while approaching and moving away from the axis of the spiral and therefore the one of the others under the effect of magnetism, produce a rotation of a pivot located at the center of the spiral, in the axis of this one and fixed at the other end of the
  • the end of the strip located outside the spiral will be immobilized, for example by being fixed on the wall of the hollow electromagnet containing it. This end can also be fixed on the wall of a fixed cylinder, the other end being fixed to an electromagnet constituting the axis of rotation.
  • Another possibility is to confuse the axis of rotation with the axis in which the optical fibers, sensors are directed, the latter axis being stationary.
  • the system producing the rotation drives in rotation the assembly consisting of the mirror and of the elements causing it to vibrate.
  • the optical fibers .sensors in this rotation.
  • the fibers, as well as the wires joining the sensors to the monitor would then be secured to the rotating cable, wrapped for example around it.
  • REPLACEMENT SHEET A preferable version is to leave these fibers and sensors stationary, the cable being there only to provide the mirror with this rotation.
  • One or more optical fibers can be used for observation, their axis of observation being swept by the vibration of prisms or mirrors. This scan will therefore cover the whole of a shooting or projection field. These fibers will guide the light to photocells located outside the camera and why not near the image viewing monitor. For obtaining a monochrome image, only one shooting fiber may suffice. For a multichrome image, the light can be guided by a single fiber also, an optical system known to those skilled in the art such as a prism and located near the monitor separating the light into fundamental colors. Each of these colors will be recorded by a photoelectric cell.
  • the light can also be guided from the camera to the cells by at least as many fibers as there are fundamental colors, each fiber or group of fibers then guiding the light towards a cell, the latter registering only one color by filtering. of the wavelength of your light coming from the fibers and reaching it.
  • REPLACEMENT SHEET and shooting We will use optical fibers guiding the light from sources outside the camera to the camera. As for shooting, we can, for multi-color, use at least as many fibers as colors, each fiber or group of fibers guiding a fundamental color. It is also possible to pass each of these colors simultaneously or alternately through the same fiber or fibers, the rapid alternation giving a color mixing effect. These fibers could also be used to transport the information necessary for locating the position of the scan, in particular in the case where this study of the position uses as a means of studying the light, in the case of laser interferometry, for example .
  • the axes of observation and projection of all these fiber sensors or light sources will be at least parallel, preferably juxtaposed and why not confused as for the fibers performing the projection and the observation. This makes it possible to have, at each instant of zero duration, only one point of the field of view where the observation and projection is made.
  • These lasers like these fibers will advantageously serve as lighting for the shooting.
  • An optical assembly comprising one or more lenses will focus the light, and if necessary correct the image, on the optical fibers or sensor. These same optics will coliimater the beam
  • REPLACEMENT SHEET bright projection The focusing lens or optical correction lenses will be placed between the mirror (s) and the fibers or sensors, or else after reflection on the mirror (s).
  • these optics may be entrained in this vibration or rotation by being carried by the vibrating or rotating element.
  • this optic remains imm obile between the field of view and the fibers, light sources or sensors, even if these vibrate.
  • Photoelectric sensors can replace the fibers for shooting in the camera, these sensors then not being more numerous since the course of the whole of a shooting field is done, there also by scanning the observation axis.
  • the light being directly converted into electricity at the level of the sensor, electric or radio links thanks to a transmitter located near the camera will transmit current or information by radio wave to the monitor.
  • For multichrome shooting have as many sensors as fundamental colors. These sensors may be vibrating or even stationary, mirrors or prisms in motion deflecting the axis of observation.
  • Optical filters will be provided, including a transparent protective filter isolating the interior from the exterior of the camera.
  • the camera can be connected to the physical camera-monitor junction and therefore to other fibers or to an assembly comprising the photoelectric cells and a transmitter transmitting the information to a receiver near the monitor.
  • a or liquid crystal filters or other filter whose transparency can vary according to one or more criteria such as light intensity passing through the filter, color, electric current supplied to this filter, ect ..., this so as to operate a filtering independent of each point of the filmed image or of the projection carried out, this in order to avoid too great a difference in brightness between several points of the same image and therefore the phenomena of glare or under-exposure.
  • provision will be made to decrease or increase the intensity of the light source or projection sources, for example the optical fibers of. projection, if these are juxtaposed or merged with all of the fibers or sensor performing the shooting, as a function of the point of the visual field which is observed during the scanning and in particular of its light intensity, this so as to standardize the light intensity of the observed fields.
  • This device will receive the camera signals relating to chrominance, luminance, and the position of the succession of points observed by the camera, the information on their position being provided by a tracking mode located in the camera or deduced from the voltage applied to different systems such as electromagnets, piezoelectric or others, allowing the camera signals relating to chrominance, luminance, and the position of the succession of points observed by the camera, the information on their position being provided by a tracking mode located in the camera or deduced from the voltage applied to different systems such as electromagnets, piezoelectric or others, allowing the
  • REPLACEMENT SHEET scanning The device will then rearrange the succession of these points so that, for this new succession of points, the rest of their position is identical to their order of appearance on the screen.
  • Each piece of data corresponding to a position will keep the same chrominance and luminance before and after the rearrangement.
  • This device can for example memorize a whole series of points corresponding to an image, to reorder the recorded positions, so that the new sequence is transmitted to the monitor, the operation being repeated for the next image after erasing the memorization. from the previous sequence.
  • Such techniques are known to those skilled in the art and in particular in electronics.
  • the monitor imitates the scanning of the observation and projection axes in its scanning. This is possible thanks to the precise knowledge of the various positions traversed by the projection and observation axes during the scans. This knowledge is done either through knowledge of the supplies supplied to the elements producing the movements if these movements are sufficiently regular and why not in the case of piezoelectric. This knowledge can also be deduced from the various information provided by position tracking systems such as interferometric.
  • the scanning of the surface is made up of two movements which can be rotations or rectilinear vibrations. So we have two locations, so two pieces of information that come from the camera.
  • a correct distribution in time of the colors can bring, by the scanning of these fibers become light sources, the composition of images.
  • the spot produced by this light on a screen being sufficiently small, this task will represent a point
  • the process can be likened to a feedbac process. Indeed, the camera is first scanned, which will in this case serve as a projector. We therefore know exactly the successive positions of the scanning of the axis intended to project. It then suffices to read the photosensitive plate of a camera used for taking the points of this plate being read in the order corresponding to the scanning carried out by our camera performing the projection. Each point read during the shooting will have the correct layout on the projection screen. Finally, it suffices to emit the chrominance and the luminance of this point.
  • the deferred here, can have only one duration of an image or, if one prefers the comparison, of two fields.
  • the projection can be simultaneous with the shooting.
  • REPLACEMENT SHEET We can also, decide to project a light according to the light observed at the shooting. For example the observation of a color (including in the infrared) or of a light intensity will decide on the simultaneous emission of a light, light thus illuminating during the scanning the point of the light intensity or of the chosen color. We can thus decide to project in certain specific places a light of greater intensity.
  • the device is especially particularly recommended for microvision as well as microprojection.
  • Plate 1/7 shows a possible aspect of a device comprising two vibrating mirrors. These two mirrors bear the respective indices 3 and 4.
  • index 1 the assembly consisting of fibers or sensors for taking pictures and projection.
  • index 2 are the focusing lenses and other optical effects (magnification, ect ).
  • 10 is specified the optical axis of the fibers reflected by the mirrors and swept by the vibrations of these mirrors, vibrations exerted on them by elements making them vibrate (7 and 8) by rotating the mirror along pivot axes indices 5 and 6.
  • the index axis 5 is parallel to the section plane of the drawing and the index axis 6 is perpendicular to this section plane.
  • the two axes are located as indicated by the index axis 6 on the plane of their respective mirror and median to it.
  • Figure 2 shows a version of the device in which one accumulates for the same mirror (1 1) a rotation along an axis index 15 with a vibration by alternating pivotings (13) around the axis index 12, this the latter being perpendicular to the cutting plane, Figure 2 here.
  • the rotation may be carried out by a motor (16) driving for example the mirror as well as the system (14) making it vibrate around the index axis 12.
  • a part of the housing housing this assembly will be transparent (19) or will leave at least pass the desired light for shooting or projection.
  • index 20 we have the axis of view obviously reflected by the mirror and indices 1 and 2 are obviously fibers, light sources or sensors respectively, then one or more lenses.
  • Figure 3 is a perspective view of Figure 2, with an index 21 image observed or projected by scanning which may be 360 ° around the device.
  • Plate 3/7 shows the same system, except that the vibration of the mirror no longer consists of a pivoting around an axis, as previously, but in an alternating back and forth movement (22), for example to a piezoelectric element
  • REPLACEMENT SHEET is provided.
  • subscript 23 various possible positions of the mirror, and thereby, the scanning of the shooting or projection axis (25) after reflection.
  • index 26 we can place a bulge in the transparent belt (19) which will serve as lenses in order to accentuate (27) by optical effect the scanning due to the comings and goings of the mirror if the amplitude proves to be insufficient.
  • 28 we have an observed or projected image.
  • the indices 1 and 2 also mention, and for the following figure, the optical fibers, light sources or sensors then one or more lenses.
  • FIG. 5 shows an equivalent device, except that the rotation takes place by a cable (29) which drives an assembly made up here of fibers, sensors or light sources, of the index lens 2, of the mirror whose various positions are specified (32) .
  • a lens index 30 one associated with the rotation, in front of the mirror.
  • the engine index 16 also making turn a lens in front of the mirror.
  • a transparent part (31) will be included in a protective sheath which does not rotate.
  • Plate 4/7 shows an arrangement equivalent to that of plate 2/5, except that the axis of rotation (15) is perpendicular to the plane of the mirror (1 1). This has the effect of keeping the shooting axis in a constant direction (33).
  • the vibration mode is kept here by pivoting (13) around an axis contained in the plane of the mirror and itself driven in rotation, a proposal similar to the vibration exerted on the mirror in the plate 2/5.
  • Figure 7 shows the same mirror seen from "below", the axis of rotation (34) then being perpendicular to the plane of this description. In subscript 14 of this figure and the previous one is mentioned the system causing the mirror to vibrate.
  • Plate 5/7 illustrates the abstract and is identical to Plate 1/5 although with fewer clues.
  • Plates 6/7 and 7/7 carry a version of camera seen on two cutting planes ( Figures 9 and 10) which uses a scanning mode in which the axes of projection and or observation describe a surface thanks to a first rectilinear scanning which is carried out at an angle index 36 by a vibrating element such as piezoelectric or, as here a molten metal blade (35)
  • REPLACEMENT SHEET by electromagnetism.
  • This vibrating element supports projection light sources and photoelectric sensors or, as here, one or more optical fibers (1) whose axes of shooting or projection are directed towards a mirror index 37, itself pivoting around a axis (38) at an angle index 39.
  • Said mirror is moved, here, thanks to a metal blade (40) attracted and repelled towards extreme positions indices 41 and 42.
  • index 44 we have optical fibers intended to transmit and receive light information on the distance and the approximation of the mirror and therefore on the amplitude of the scanning.
  • FIG 11 is a schematic representation of this version with index 45 the camera casing.
  • an electromagnet is included in a part of the belt which will actuate the index blades 40 and 35, at frequencies which may be different depending on the inertia of each blade.
  • Plate 7/7 completes the description of Plate 6/7 and shows in FIG. 1 1 a perspective of this version with in index 47 an optical assembly carried here by the index blade 35 and which focuses or collimates the projection beams as the 'axis of shooting.
  • FIG. 12 shows the diagram of the rectilinear and orthogonal scanning planes between them to describe an entire angular surface.

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Abstract

L'invention concerne une caméra pouvant servir de projecteur par balayage de l'axe d'observation ou de projection de fibres optiques (1), de sources lumineuses telles que laser, ou de capteurs photoniques, balayage par le mouvement de ces derniers, ou réflection ou déviation d'un ou plusieurs miroirs (3 et 4) ou prismes en mouvement vibratoire ou rotatoire, cette déviation pouvant alors être produite par oscillation du prisme dont le matériau tel que quartz piézo-électrique sera sensible à une tension électrique ou autre force connue de l'homme de l'art comme agissant sur ledit matériau, cette force étant modulée. Ce dispositif permet à l'axe d'observation ou de projection de balayer toute une surface. La connaissance du balayage effectué par la caméra permettra la projection d'images et lecture sur moniteur à balayage particulier ou standard.

Description

DISPOSITIF DE PRISE DE VUE ET DE PROJECTION
Le domaine de l'invention est relatif à la microvision et concerne particulièrement les professionnels tels que le médical, le nucléaire, comme tous les secteurs intéressés par l'inspection dans des milieux exigus. Une autre application de l'invention est relative à la projection laser sur petite, moyenne ou grande surface.
On connaît déjà des d;spositifs de microvisions, tous utilisent la technique du CCD, ou transfert de charge, l'inconvénient de cette technique est qu'elle limite la miniaturisation des caméras, leur diamètre étant au moins de 6 mm. L'autre technique d'inspection, à savoir les réseaux multifibres, présente l'avantage de descendre au dessous de tels diamètres mais avec l'inconvénient de la fragilité, de la durée de vie limitée et de la distance d'inspection limitée à quelques mètres.
L'un des objectifs de l'invention est donc d'éviter de recourir aux réseaux multifibres pour des inspections inaccessibles aux caméras actuelles en proposant une caméra pouvant avoir un diamètre inférieur à 3 mm.
Un autre objectif est de proposer par la même technique un dispositif de projection par faisceau laser. L'avantage est, ici, de ne point faire appel à l'utilisation d'une pellicule, donc de recourir à la vidéo en pouvant projeter en temps réel ou différé en opérant un traitement d'image si on le souhaite ainsi que les autres possibilités de la vidéo, avec de distance de projection pouvant être inférieures au centimètre ou supérieures à 100 mètres, ce grâce à la cohérence du faisceau laser.
L'autre avantage est de pouvoir projeter un laser de forte puissance, par ce même dispositif.
Un autre objectif est de pouvoir cumuler la fonction de projection et d'observation par le même dispositif et en même temps. On pourra projeter une image ou une lumière sur le champs de prise de vue ou une partie seulement de celui-ci, cette partie étant sélectionnée automatiquement selon plusieurs critères possibles tels que couleur, intensité lumineuse, température, position dans
ACEMENT l'espace. On appellera alors ce dispositif "caméra semi active" en laissant le choix d'autres appellations.
Encore un autre objectif est de proposer, par la miniaturisation de la caméra, la même miniaturisation pour le projecteur, ceci pouvant être inclus dans des ensembles de visualisation "tête haute" pour l'aéronautique, par exemple.
Un dernier objectif de l'invention est de proposer de placer, entre la caméra et le moniteur, un dispositif qui permettra de lire la prise de vue sur un moniteur à balayage normal ou bien tout autre balayage.
La technique que nous employons est évoquée dans le brevet N° 2 575 883. Ce brevet précise un mode de balayage mécanique d'une fibre optique pour la prise de vue. Toutefois ce brevet présente l'inconvénient de proposer le balayage de fibres optiques selon deux axes de vibrations orthogonaux et en induisant donc des problèmes de torsion au niveau des fibres, comme des problèmes d'irrégularité de mouvement due à ces deux vibrations effectuées par le même élément.
Nous proposons donc d'une part un principe de balayage qui évite ces torsions en n'appliquant pas deux vibrations orthogonales au même élément mais en produisant d'abord le balayage d'une ligne par vibration, celle-ci étant appliquée sur un miroir ou prisme déviant l'axe de projection ou d'observation. de sources lumineuses de préférence laser, fibres optiques ou capteurs photoniques pour la prise de vue. Les axes de prise de vue et de projection seront communs.
Nous avons, dans ce cas, possibilité de balayage où les fibres optiques ne subissent aucun mouvement, le balayage étant effectué par miroirs ou prismes en mouvement et déviant la lumière. Nous permettrons ainsi l'utilisation de fibres de gros diamètre ou de réseaux de fibres de gros diamètre, et donc pouvant guider des lasers de forte puissance pour la projection, ces fibres ou ces réseaux ne subissant, grâce à la déflection de miroirs ou la déviation de prismes mobiles, aucun mouvement..On peut encore, pour éviter les fluctuations de conductivité lumineuse à la prise
FEUILLE DE REMPLACEMENT de vue, remplacer ces fibres par des capteurs photoniques, solution évoquée précédemment .
Une telle vibration selon un seul axe, vibration rectiligne sinusoïdale par exemple, peut être facilement étudiée par des modes de repérage connus de l'homme de l'art tels que interférométrie laser. Ce repérage permettra de mesurer l'amplitude instantanée exacte de l'élément vibrant. On pourra donc adjoindre ces types de repérage pour mieux connaître la vibration produite.
La vibration peut être effectuée par électromagnétisme, l'électroaimant agissant sur une partie métallique faisant vibrer prisme ou miroir.
On propose également d'effectuer la vibration par un matériau piézoélectrique alimenté sous tension modulé. Si la répétabilité du mouvement de cet élément au cours des périodes successives de vibration est suffisante, nous nous affranchirons alors de moyens de repérage du mouvement.
On suggère d'autre part, pour effectuer la déviation de l'axe de projection ou d'observation, de faire passer cet axe d'observation ou de projection à travers un prisme, une lentille ou autre corps qui entraine une telle déviation déviation proportionnelle à l'indice de réfringence du matériaux constituant le prisme, ce matériaux pouvant changer de forme ou d'indice par influence d'un champs magnétique, de la chaleur, d'une tension, ect... On pensera notamment à l'effet piézo-électrique sur un quartz. En modifiant donc la forme ou même l'indice du prisme ou de la lentille, on va modifier la déviation subite par l'axe de projection ou d'observation. En modulant la tension, ou autre force qui modifie la déviation, et en connnaissant les différentes valeurs acquises au cours de cette modulation, on produira une oscillation du prisme ou lentille et un balayage dont toutes les amplitudes seront connus et maîtrisées. On pourra cumuler les oscillations de deux prismes par exemple pour que l'axe de projection ou d'observation effectue le balayage d'une surface.
FEUILLE DE REMPLACEMENT Donc pour obtenir le balayage d'une surface, après avoir effectué le balayage d'une ligne, nous cumulerons ce premier balayage à un second balayage effectué par un miroir ou prisme produisant ce second balayage selon un plan non parallèle au plan contenant le premier balayage. De la même manière que précédemment, par interférométrie par exemple, on pourra adjoindre un système de repérage connu de l'homme de l'art pour mieux connaître la vibration.
On pourra aussi, pour le second balayage tolérer une vibration rectiligne des extrémités de fibres optiques, celles-ci étant collées contre l'élément vibrant sur une longueur suffisante pour maintenir le collage mais pas trop importante pour éviter de grandes contraintes au niveau de ces fibres, ce collage pourra être de quelques millimètres contre l'élément vibrant On pourra également faire vibrer un ou des capteurs pour la prise de vue, leur encombrement étant aujourd'hui suffisamment faible pour cet usage.
Pour opérer les vibrations pour les deux balayages, on peut utiliser un seul électroaimant qui fera vibrer deux lames métalliques à des fréquences différentes, chaque lame commandant une vibration. Deux courants de fréquences différentes se combinerait alors pour alimenter cet électroaimant unique.
On pourra évidemment .tel que suggéré tout à l'heure utiliser un ou des matériaux piézoélectriques pour accomplir une ou des vibrations, en s'affranchissant de tout repérage en cas de répétabilité suffisante des piézoélectrique à une tension modulée en égales périodes, l'évolution de la tension au cours d'une période étant égale pour toute les périodes.
Une autre solution est de combiner l'électromagnétisme à piézoélectricité pour produire deux vibrations.
Les fréquences de vibration seront différentes et le rapport entre elles sera suffisamment élevé pour permettre, par combinaison des balayages produits par reflection de chacun d'entre eux, la production d'une image. On pourra appliquer par exemple le rapport du standard européen de ( 15625 / 50 ) en matière de télévision. Dans le cas où on fait vibrer fibres ou capteurs il serait préférable
FEUILLE DE REMPLACEMENT d'appliquer à ces fibres la fréquence de vibration la plus basse, le miroir vibrant à la fréquence plus élevée.
Pour obtenir la projection d'une surface, on pourra également entraîner le miroir produisant le balayage d'une ligne en rotation, celle-ci pouvant changer alternativement de sens ou bien étant continue.
Le rapport entre la vib 'ation et la rotation appliquées sur un miroir unique devra être suffisamment élevé pour permettre la composition d'image.
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 entraîner le miroir en rotation par la rotation d'un câble transmettant, à la manière d'un compte-tours, le mouvement depuis un moteur jusqu'à ce miroir.
On pourra, sur ce miroir, effectuer une rotation, la rotation changeant alternativement de sens, ce mouvement serait comparable à une oscillation et permet d'éviter l'utilisation de moteur ou de câble entraînant le miroir en rotation complète. En effet, certains mécanismes connus de l'homme de l'art et de format suffisamment réduit pour être placé dans la caméra elle- même permettent l'accomplissement de ce type de mouvement.
On suggère entre autre, pour effectuer ce mouvement, de placer une lamelle sensible au champs magnétique et tordue en spirale, l'axe de la spirale étant confondu avec l'axe autours duquel le mécanisme dont le miroir entrera en rotation dans un sens et dans l'autre de manière alternative. Pour cela, il suffit de soumettre la spirale à un champs magnétique que l'on fera varier en modulant le courant alimentant l'électroaimant de façon alternative par exemple, l'une des directions de ce champs n'étant pas parallèle à l'axe de la spirale et de préférence perpendiculaire à cet axe. La spirale sera placée à l'intérieur d'un électroaimant creux ou entourera celui-ci, dans ce dernier cas pas nécessairement creux, de manière à ce que les lamelles, en se rapprochant et s'éloignant de l'axe de la spirale et donc les une des autres sous l'effet du magnétisme, produisent une rotation d'un pivot situé au centre de la spirale, dans l'axe de celle-ci et fixé à l'autre extrémité de la
Figure imgf000007_0001
lamelle. L'extrémité de la lamelle située à l'extérieur de la spirale sera immobilisée en étant par exemple fixée sur la paroi de l'électroaimant creux la contenant. On peut également fixer cette extrémité sur la paroi d'un cylindre fixe, l'autre extrémité étant fixé à un électroaimant constituant l'axe de rotation.
Si la rotation ou l'oscillation n'a pas une vitesse angulaire régulière nous prévoyons de repérer la position angulaire instantanée par un moyen connu de l'homme de l'art tel que stroboscopique utilisé dans les platines tourne-disque. La source stroboscopique sera alors guidée par fibre optique jusqu'à la caméra. Des marques à intervalles régulières seront faites sur une partie en rotation. La marque passant devant la fibre sera instantanément repérée, l'information étant guidée jusqu'auprès du moniteur.
Nous suggérons donc d'appliquer à un seul miroir ou prisme 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 reflection ,sur ce miroir, de l'axe d'observation de la fibre ou du capteur aura pour effet de faire décrire à cet axe l'ensemble d'un champs de prise de vue. Le principe est le même pour le balayage d'un axe de projection de faisceau lumineux.
On pourra, pour le miroir en rotation, effectuer cette rotation selon un axe perpendiculaire au plan du miroir et pourquoi pas au centre de celui-ci.
Une autre possibilité est de confondre l'axe de rotation avec l'axe dans lequel les fibres optiques, capteurs sont dirigés, ce dernier axe étant immobile.
On pourra concevoir que le système produisant la rotation entraîne en rotation l'ensemble constitué du miroir et des éléments le faisant vibrer. Dans le cas d'un câble entraînant à la manière d'un compte-tours, on peut même entraîner les fibres optiques .capteurs dans cette rotation. Les fibres, de même que les fils rejoignant les capteurs au moniteur seraient alors solidaires du câble en rotation, enroulés par exemple autour de celui-ci.
FEUILLE DE REMPLACEMENT Une version préférable est de laisser ces fibres et capteurs immobiles, le câble n'étant là que pour fournir au miroir cette rotation .
Avec un axe de rotation non perpendiculaire au pian du miroir, on peut également cumuler cette rotation 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 suggère, ensuite, pour amplifier les déviations subites par l'axe d'observation ou de projection d'utiliser un ou des miroirs non plans et de préférence convexes qui réfléchiront cet axe.
On pourra également utiliser, pour cet effet, des lentilles que l'axe d'observation traversera et qui augmenteront, elles aussi, l'amplitude des déviations.
Une ou des fibres optiques pourront servir à l'observation, leur axe d'observation étant balayé par la vibration de prismes ou de miroirs. Ce balayage parcourra donc l'ensemble d'un champs de prise de vue ou de projection. Ces fibres guideront la lumière jusqu'à des cellules photoélectriques situées à l'extérieur de la caméra et pourquoi pas près du moniteur de visualisation d'image. Pour l'obtention d'image monochrome une seule fibre de prise de vue pourra sufir. Pour une image multichrome, on pourra guider la lumière par une seule fibre également, un système optique connu de l'homme de l'art tel que prisme et situé auprès du moniteur séparant la lumière en couleurs fondamentales. Chacune de ces couleurs sera enregistrée par une cellule photoélectrique. On pourra également guider de la caméra aux cellules la lumière par au moins autant de fibres que de couleurs fondamentales, chaque fibre ou groupe de fibres guidant alors la lumière vers une cellule, celle-ci n'enregistrant qu'une couleur grâce à un filtrage de la longueur d'onde de ta lumière issue des fibres et lui parvenant.
Afin 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 bien encore par ies mêmes fibres en alternant par exemple la projection
FEUILLE DE REMPLACEMENT et la prise de vue. Nous utiliserons des fibres optiques guidant la lumière depuis des sources extérieures à la caméra jusqu'à celle- ci. Comme pour la prise de vue, on pourra, pour la multichromie, utiliser au moins autant de fibres que de couleurs, chaque fibre ou groupe de fibres guidant une couleur fondamentales. On pourra encore faire passer simultanément ou alternativement chacune de ces couleurs dans la ou les même fibres, l'alternance rapide donnant un effet de mélange de couleurs. Ces fibres pourront également servir à transporter l'information nécessaire au repérage de la position du balayage, notamment dans le cas où cette étude de la position utilise comme moyen d'étude de la lumière, dans le cas de l'interférométrie laser, par exemple.
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. Pour la projection, dans certains cas, l'utilisation des sources lumineuses telles que laser directement dans la caméra, aura pour avantage la possibilité de projeter une très grande puissance de faisceau, mais avec l'inconvénient d'obtenir, pour la caméra, une taille importante. Pour la multichromie, des procédés connus de l'homme de l'art permettent déjà de projeter n'importe quelle couleur par l'utilisation de lasers aux couleurs fondamentales, ceux-ci existant.
Les axes d'observation et de projection de tous ces capteurs fibres ou sources lumineuses seront au moins parallèles, de préférence juxtaposés et pourquoi pas confondus comme pour les fibres effectuant la projection et l'observation. Ceci permet de n'avoir à chaque instant de durée nulle qu'un seul point du champs de prise de vue où se fait l'observation et la projection.
Ces lasers comme ces fibres serviront avantageusement d'éclairage pour la prise de vue.
Un ensemble optique comportant une ou plusieurs lentilles focalisera la lumière, et au besoin corrigera l'image, sur les fibres optiques ou capteur. Ces mêmes optiques coliimateront le faisceau
FEUILLE DE REMPLACEMENT lumineux de projection. On placera la ou les lentilles de focalisation ou de correction optique entre le ou ies miroirs et les fibres ou capteurs, ou bien après reflection sur le ou les miroirs.
Dans le cas où ces fibres, sources lumineuses, capteurs vibreront ou tourneront grâce à un câble en rotation, ces optiques pourront être entraînées dans cette vibration ou rotation en étant portées par l'élément vibrant oi tournant. Une possibilité est prévue où cette optique reste imm obile entre le champs de prise de vue et les fibres, sources lumineuses ou capteurs, même si ceux-ci vibrent.
Ces lentilles seront évidemment immobiles dans le cas où l'on utilise, pour le balayage, les vibrations de deux miroirs.
on pourra piacer des connecteurs optiques sur les fibres joignant ainsi la caméra aux cellules situées de préférence auprès du moniteur Par là même, une rupture d'une fibre sur la jonction caméra moniteur n'entraînera pas la mise hors service de la fibre situées dans la caméra ou proche de la cellule. Il suffira de remplacer la jonction devenue interchangeable.
Des capteur photoélectriques pourront remplacer les fibres pour la prise de vue dans la caméra, ces capteurs n'étant alors pas plus nombreux puisque le parcours de l'ensemble d'un champs de prise de vue se fait , là aussi par balayage de l'axe d'observation. La lumière étant directement convertie en électricité au niveau du capteur, des liaisons électriques ou hertziennes grâce à un émetteur situé auprès de la caméra transmettront le courant ou l'information par onde hertzienne jusqu'auprès du moniteur. Comme précédemment nous pourrons, pour la prise de vue multichrome, avoir autant de capteurs que de couleurs fondamentales. Ces capteurs pourront être en vibration ou bien immobiles, des miroirs ou prismes en mouvement déviant l'axe d'observation.
On prévoira des filtres optiques dont un filtre transparent de protection isolant l'intérieur de l'extérieur de la caméra.
La transmission de l'information issue de capteur photoélectriques par onde hertzienne jusqu'au moniteur évite la présence d'une
FEUILLE DE REMPLACEMENT jonction physique caméra-moniteur mais ajoute la présence d'un émetteur auprès de la caméra.
A l'aide des connecteurs optiques, on pourra connecter la caméra sur la jonction physique caméra-moniteur et donc à d'autres fibres ou bien à un ensemble comportant les cellules photoélectriques et un émetteur transmettant l'information jusqu'à un récepteur près du moniteur.
On pourra placer, à l'extrémité des capteurs ou des fibres de projection ou d'observation, dans la caméra ou bien aux extrémités situées auprès du moniteur, ou bien encore sur un endroit situé sur la jonction entre la caméra et le moniteur, un ou des filtres à cristaux liquides ou autre filtre dont la transparence peut varier selon un ou plusieurs critères tels que intensité lumineuse traversant le filtre, couleur, courant électrique fourni à ce filtre, ect..., ceci de manière à opérer un filtrage indépendant de chaque point de l'image filmée ou de la projection effectuée, ceci afin d'éviter une trop grande différence de luminosité entre plusieurs points d'une même image et donc les phénomènes d'éblouissement ou de sous-exposition.
On prévoira avantageusement de diminuer ou d'augmenter l'intensité de la source lumineuse ou sources de projection, par exemple les fibres optiques de. projection, si celles-ci sont juxtaposée ou confondues 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 intensité lumineuse, ceci de manière à uniformiser l'intensité lumineuse du champs observé.
On pourra utiliser un dispositif ou "interface" qui permettra de lire la prise de vue sur des moniteurs à balayage standards ou non, quelquesoit le balayage de l'axe d'observation de la caméra.
Ce dispositif recevra les signaux de la caméra relatifs à la chrominance, la luminance, et la position de la succession des points observés par la caméra, l'information sur leur position étant fournie par un mode de repérage situé dans la caméra ou déduite de la tension appliquée aux différents systèmes tels qu'électroaimants, piézo-électriques ou autres, permettant le
FEUILLE DE REMPLACEMENT balayage. Le dispositif effectuera ensuite un réarrangement de la succession de ces points de manière à ce que, pour cette nouvelle succession de points, la suite de leur position soit identique à leur ordre d'apparition sur l'écran. Chaque donnée correspondant à une position conservera, avant et après le réarrangement, les mêmes chrominance et luminance. Ce dispositif pourra par exemple mémoriser toute une suite de points correspondant à une image, pour réordonner les positions enregistrées, de manière à ce que la nouvelle suite soit transmise au moniteur, l'opération se répétant pour l'image suivante après effacement de la mémorisation de la suite précédente. De telles techniques sont connues de l'homme de l'art et notamment en électronique.
Une autre solution est que le moniteur imite dans son balayage le balayage des axes d'observation et de projection. Ceci est possible grâce à la connaissance précise des diverses positions parcourues par les axes de projection et d'observation au cours des balayages. Cette connaissance se fait soit grâce à la connaissance des alimentations fournies aux éléments produisant les mouvement si ces mouvements sont suffisamment réguliers et pourquoi pas dans le cas des piézoélectriques. Cette connaissance peut aussi se déduire des différentes informations fournies par les systèmes de repérage de position tels que interférométriques. Le balayage de la surface est composé de deux mouvements qui peuvent être des rotations ou des vibrations rectilignes. On a donc deux repérages, donc deux informations qui parviennent de la caméra. On en déduit les deux coordonnées du point observé et nous pouvons alors positionner ce point sur le moniteur selon ces coordonnées soit en temps réel, soit en ayant mémoriser les coordonnées ainsi que la chrominance et la luminance du point qui nous parviennent des capteurs ou des fibres de la caméra. Nous avons effectivement là un moniteur qui suivra le balayage de la caméra. Il suffi que le flux du pinceau électronique ou que, d'une manière générale la chrominance et luminance soit produite sur le point de l'écran qui correspond aux bonnes coordonnées.
Une juste répartition dans le temps des couleurs peut amener, par le balayage de ces fibres devenues sources lumineuses, la composition d'images. La tache produite par cette lumière sur un écran étant suffisamment petite, cette tâche représentera un point
FEU LE DE REMPLACEMENT de définition d'image. N'oublions pas que nous proposons pour focaliser la prise de vue un ensemble de lentilles. Cet ensemble optique coilimatera de la même façon le ou les faisceaux de projection.
Les sources de projection ayant leur axe de projection juxtaposé à celui de la prise de vue, le point où se situe la projection sera confondu avec le point observé au cours de la prise de vue. Parce que nous connaissons ce point observé, nous connaissons aussi le point ou se fait la projection puisqu'il est identique. A ce moment, il suffit d'émettre la couleur d'un point qui se situe sur la même position relative sur une image que l'on enregistre, la projection successive des point filmés de l'image donnera de cette manière la projection par notre caméra de toute l'image.
Le procédé peut être assimilé à un processus de feedbac . En effet, on opère d'abord le balayage de la caméra qui servira en l'occurrence ici de projecteur. Nous connaissons donc d'une manière exacte les positions successives du balayage de l'axe destiné à projeter. Il suffit ensuite de lire la plaque photosensible d'une caméra servant elle à la prise de vue les points de cette plaque étant lus dans l'ordre correspondant au balayage effectué par notre caméra effectuant la projection. Chaque point lu lors de la prise de vue aura la bonne disposition sur l'écran de projection. Il suffit enfin d'émettre la chrominance et la luminance de ce point.
L'ensemble de ces opérations pouvant être très rapide, nous aurons une impression de simultanéité et une image pourra être projetée en même temps qu'elle est filmée.
On pourra aussi mémoriser l'image filmée par une caméra conventionnelle et lire en différé cette mémoire de la manière précédente. Nous lisons et projetons alors une succession de points enregistrés dans l'ordre qui correspond à ia succession des différents points parcourus par notre caméra-projecteur au cour du balayage effectué pour la projection.
Le différé, ici, ne peut avoir qu'une durée d'une image ou, si l'on préfère la comparaison, de deux trames. Ainsi, par cette dernière méthode, la projection peut être simultanée à la prise de vue.
FEUILLE DE REMPLACEMENT On peut également, décider de projeter une lumière selon la lumière observée à la prise de vue. Par exemple l'observation d'une couleur (y compris dans l'infra rouge) ou d'une intensité lumineuse décidera de l'émission simultanée d'une lumière, lumière éclairant donc au cours du balayage le point de l'intensité lumineuse ou de la couleur choisie. On peut ainsi décider de projeter à certains endroits spécifiques une lumière de plus grande intensité.
On peut encore décider de projeter une lumière au cour de certaines positions parcouru par le balayage de l'axe de projection et ainsi déterminer une projection selon des paramètres spatiaux. Les critères de cette dernière projection seront déterminés par des valeurs sélectives des informations relatives à la position du balayage (à travers les alimentations desservant les mécanismes déviant l'axe de prise de vue et de projection ou bien à travers les systèmes de repérages).
On peut encore commander la projection en fonction du temps, l'émission commençant à un instant T pour une durée D et l'opération se répétant à intervalles I.
On peut enfin cumuler de la manière que l'on veut tous ces paramètres décidant de la projection.
Le principe décrit dans le brevet offre donc plusieurs possibilités . Tout d'abord, il mentionne des moyens de faire vibrer à seulement très basse fréquence et même d'immobiliser les fibres ou capteurs de prise de vue et de projection. Ceci a pour conséquence de pouvoir recourir à 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 à des fibres de projection des capteurs photoélectriques pour la prise 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 reflection une amplitude de balayage convenable. Le dispositif est donc recommandé pour diverses applications déjà mentionnées telles que prise de vue, projection d'images, projection de rayons automatiquement orientés vers des cibles
FEU'LLE DE *"**" !•""-*- i -^FMT définies selon plusieurs critères, mais aussi projection destinée à la photo-impression, ect....
Le dispositif est surtout particulièrement recommandé pour la microvision ainsi que la microprojection.
FEUILLE DE REMPLACEMENT Le dispositif décrit dans le brevet sera résumé dans la description suivante annexée des dessins adjoints audit brevet.
La planche 1/7 montre un aspect possible d'un dispositif comportant deux miroirs en vibration. Ces 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 de 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'axe indice 6 est perpendiculaire à ce plan de coupe. Les deux axes sont situés comme le précise l'axe indice 6 sur le plan de leur miroir respectif et médian à celui-ci. On pourra également situer l'ensemble constitué des lentilles en amont des miroirs, sur la position indice 9
La planche 2/7, figure 2 montre une version du dispositif dans laquelle on cumule pour un même miroir (1 1 ) une rotation selon un axe indice 15 avec une vibration par pivotements alternatifs (13) 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) entraînant par exemple le miroir ainsi que le système (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 20, 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 360° autours du dispositif.
La planche 3/7 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
FEUILLE DE REMPLACEMENT est fournie. En indice 23 sont mentionnées diverses positions possibles du miroir, et par là-même, le balayage de l'axe de prise de vue ou de projection (25) après reflection. En indice 26, on pourra placer un renflement de la parroie transparente (19) 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 28 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 dispositif équivalent, ormis que la rotation se fait par un câble (29) qui entraîne un ensemble constitué ici des fibres, capteurs ou sources lumineuses, de la lentille indice 2, du miroir dont on précise diverses positions (32). Plutôt que de mettre le renflement de la parroie (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 inclus dans une gaine de protection ne tournant point.
La planche 4/7, figure 6, 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 (1 1 ). Ceci a pour effet de conserver l'axe de prise de vue dans une direction constante (33). On garde ici 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) étant 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 5/7 illustre l'abrégé et est identique à la planche 1/5 bien que comportant moins d'indices.
Les planches 6/7 et 7/7 portent une version de caméra vue seion deux plans de coupe (figures 9 et 10) qui utilise un mode de balayage dans lequel les axes de projection et ou d'observation décrivent une surface grâce à un premier balayage rectiligne qui est effectué seion un angle indice 36 par un élément vibrant tel que piézoélectrique ou, comme ici une lame métallique (35) mue
FEUILLE DE REMPLACEMENT par électromagnétisme. Cet élément vibrant supporte des sources lumineuses de projection et des capteurs photoélectriques ou comme ici une ou des fibres optiques (1 ) dont les axes de prise de vue ou de projection sont dirigés vers un miroir indice 37, lui- même pivotant autour d'un axe (38) selon un angle indice 39. Ledit miroir est mue, ici, grâce à une lame métallique (40) attirée et repoussée vers des positions extrêmes indices 41 et 42. En indice 44 nous avons des fibres optiques destinées à émettre et recevoir l'information lumineuse sur l'éloignement et le rapprochement du miroir et donc sur l'amplitude du balayage. Nous avons en 43 les rayons incidents émis et perçus par ces fibres indices 44. nous rappelons que de tels repérages sont connus de l'homme de l'art. La figure 11 est une représentation schématique de cette version avec en indice 45 le boîtier de revêtement de la caméra. En 46 un électroaimant est inclus dans une partie de la parroie qui actionnera les lames indices 40 et 35, à des fréquences qui peuvent être différentes selon l'inertie de chaque lame.
La planche 7/7 complète la description de la planche 6/7 et montre en figure 1 1 une perspective de cette version avec en indice 47 un ensemble optique porté ici par la lame indice 35 et qui focalise ou collimate les faisceaux de projection comme l'axe de prise -de vue. La figure 12 montre le schéma des plans de balayages rectilignes et orthogonaux entre eux pour décrire toute une surface angulaire.
L'invention n'est pas limitée aux exemptes décrits et on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
FEU5LLE DE RE P A E NT

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes caractérisé en ce qu'un ou des miroirs ou prismes(3 et 4) dévieront, par rotation ou vibration qu'il subissent le balayage de l'axe de projection ou d'observation (10) de fibres optiques, de sources lumineuses telles que laser ou de capteurs photoélectriques (1 ) ceux-ci étant en mouvement ou immobiles de telle sorte que l'axe d'observation ou de projection de ces fibres sources lumineuses ou capteurs parcourt une surface angulaire . les positions successives du point où s'effectue l'observation ou la projection seront connues et déduites de la déviation subite par l'axe d'observation ou de projection, ces deux axes étant parallèles. Cette déviation sera elle-même déduite soit de la tension, chaleur magnétisme ou autre force modulé et modifiant la forme ou l'indice du matériau constituant un ou des corps tel que prismes ou lentilles en matériau piézoélectrique traversé par l'axe de projection ou d'observation et vibrant et déviant plus ou moins cet axe selon la modulation de la tension, du magnétisme, de la chaleur ou autre force ou énergie fournie à ce corps transparent, soit encore déduite du mouvement d'éléments supportant ces fibres ou capteurs ou supportant un ou des miroirs déviant l'axe de projection ou d'observation, l'étude de la déviation étant faite à partir de la tension fournie à cet élément vibrant tel que piézo-électrique ou bien à l'aide de moyen d'études tels que sondes et connus de l'homme de l'art.
la connaissance des positions successives du balayage, et donc de l'emplacement des points observés et filmés au cours du balayage par ies fibres ou et capteurs photoelectriques.de la caméra, permettront la composition, sur un écran, de l'image observée, par impression sur cet écran de la chrominance et luminance enregistrée par la caméra aux endroits de l'écran correspondant aux positions successives des points sur le champs de prise de vue. De même, nous connaîtrons , par les positions successives du balayage de l'axe d'observation les position successives de l'axe de projection de sources lumineuses où de fibres optiques, les axes de projection et d'observation étant parallèles. Nous connaîtrons donc
FEUILLE DE REMPLACEMENT les points qui vont subir la projection au cour du balayage de l'axe d'observation ou de projection.
2-Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les 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 manière alternative, l'axe (12) autours duquel le miroir pivote étant contenu ou non dans le plan dudit miroir.
3-Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes , selon la revendication n°1 et 2 caractérisé 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 prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes , selon la revendication n°1 et 2 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 photoélectriques. (1 ) sont dirigés et de préférence confondu avec cet axe.
5- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon la revendication n°1 caractérisé en ce que le dispositif comporte un miroir (23) en rotation, l'axe 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
FEUILLE DE REMPLACEMENT pian du miroir ayant alors un angle constant avec l'axe dans lequel les fibres ou capteurs sont dirigés.
6- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon la revendication n°1 caractérisé en ce qu'un second miroir (3) effectue après reflection du premier miroir (4) un autre reflection de l'axe d'observation ou de projection (10), ces miroirs ne subissant pas de rotation mais des vibrations , la première reflection produisant par vibration un balayage de l'axe de projection ou d'observation selon une ligne et la deuxième reflection de cette ligne produisant par vibration du second miroir le balayage d'une surface.
7- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon la revendication N°1 caractérisé en qu'un miroir (37) effectue un premier balayage (39) par vibrations, celui-ci réfléchissant un second balayage contenu dans un plan non parallèle au balayage précédent, ce dernier balayage étant effectué par le mouvement en vibration rectiligne (36) des fibres optiques sources lumineuses ou capteurs photoélectriques (1 ).
8- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon la revendication n°1 caractérisé en ce qu'un prisme, lentille ou autre objet connu de l'homme de l'art et déviant les rayons lumineux sera traversé par l'axe d'observation et ou de projection, ledit objet subissant une vibration rectiligne et effectuant le balayage d'un axe d'observation et ou de projection déjà balayé, balayage produit par le mouvement en vibration rectiligne des fibres optiques, capteurs photoélectriques ou sources lumineuses. observant ou projetant.
9- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on utilise des ensembles optiques tels que lentilles ou miroirs et connus de l'homme de l'art, ensemble situé dans la caméra et que traversera l'axe de projection ou d'observation et qui modifiera l'amplitude de la déviation dudit axe.
FEUILLE DE REMPLACEMENT 10- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une des revendications n°1 2,3,4,5 et 9 caractérisé en ce qu'on utilise, dans le cas de rotation d'un miroir, un moteur (16) pour effectuer cette rotation
1 1 -Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications n°1 ,2,3,4,5 et 9 caractérisé en ce que la rotation sera produite par un câble (29) transmettant cette rotation depuis un moteur situé à l'extérieur du dispositif jusqu'aux éléments de la caméra destinés à entrer en rotation .
12 - Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une les revendications n°1 ,2,3,4,5,9 et 1 1 caractérisé en ce qu'un câble (29) transmettant la rotation jusqu'au miroir, entraînera également les fibres optiques, capteurs photoélectriques. ou les diverses sources lumineuses dont l'axe de projection ou d'observation est balayé par le dispositif.
13- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications n°1 ,2,3,4,5 et 9 caractérisé en ce qu'un miroir ou prisme réfléchissant ou déviant ledit axe subit une rotation dont le sens varie alternativement, cette rotation étant effectuée par un dispositif connu de l'homme de l'art.
14- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications 1 ,2,3,4,5,9 et 13 caractérisé en ce qu'un miroir ou prisme déviant ledit axe d'observation et ou de projection subira une rotation dont le sens varie alternativement grâce à un moyen décrit comme tel: Une lamelle sensible à l'influence d'un champs magnétique (métallique par exemple) et de forme spiralée sera exposée à un champs magnétique dont la direction varie alternativement, de sorte que les différent segments composant cette lamelle vont s'éloigner ou
FEUILLE DE REMPLACEMENT se rapprocher du centre de la spirale, l'une des extrémités de la lamelle étant fixe, l'autre extrémité étant solidaire de l'axe autour duquel va s'effectuer ladite rotation produite par les variations de forme de la spirale.
15- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications π°1.2f3,4,5,9,10,11 ,12,13 et 14 caractérisé en ce qu'on associe au mécanisme de rotation un dispositif destiné à détecter, de manière suffisamment précise, la vitesse angulaire instantanée du mécanisme en rotation, de tels dispositifs étant connus de l'homme de l'art.
16- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications 1 ,6,7 et 8 caractérisé en ce que pour produire la vibration de miroirs, prismes, fibres optiques, sources lumineuses ou capteur photoélectriques., on utilise un électroaimant agissant sur deux parties métalliques portant ces miroirs, prismes, fibres optiques, sources lumineuses ou capteurs photoélectriques., ceci de manière à ce que cet électroaimant unique produise deux mouvements dont les périodes pourront être distinctes grâce à ia différence d'inertie entre les parties métalliques mues par électromagnétisme.
17- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon les revendications 1 à 15 caractérisé en ce que, pour produire la vibration de miroirs, prismes, fibres optiques sources lumineuses ou capteurs photoélectriques., on utilise un matériau piézoélectrique qu'on alimentera en tension modulée de manière à ce que ce matériau produise cette vibration.
18- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendication précédentes caractérisé en ce que pour produire un ou des
FEUILLE DE REMPLACEMENT balayages rectilignes de l'axe de projection ou d'observation, cet axe traversera un ou des corps tel que prisme ou ientille dont la morphologie varie selon une tension, une chaleur, ou autre type d'énergie modulée qui lui est fourni. Grâce à un matériau tel que piézoélectrique, matériau qui composera le prisme ou lentille, on produira, par cette modulation d'énergie directement fournie au prisme ou lentille une vibration de ce corps et ou une variation d'indice. Ce corps déviera plus ou moins l'axe de projection ou d'observation de sorte qu'en modulant et en connaissant l'énergie fournie à ce corps on pourra balayer l'axe de projection ou d'observation selon une droite et connaître ce balayage.
19- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un dispositif connu de l'homme de l'art tel qu'interférométrie laser repérera constamment et de manière suffisamment précise les amplitudes des vibrations du ou des miroirs, prismes, fibres optiques, sources lumineuses ou capteurs photoélectriques, dans le cas de vibrations à amplitudes irréguiières produites par éiectromagnétisme ou piézoélectricité si celles-ci sont trop imprécises.
20- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe d'observation et ou de projection par miroirs ou prismes selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les systèmes de repérage de position utiliseront comme moyen d'analyse du mouvement de la lumière, de tels moyens tels qu'interférométrie étant connus de l'homme de l'art. La source lumineuse ainsi que l'information recueillie seront transmises jusqu'auprès du moniteur par fibres optiques.
21 -Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les signaux relatifs à la chrominance et luminance des points observés par la caméra et à leur position sont transmise jusqu'auprès d'un moniteur par une jonction physique comportant les alimentations électriques destinées à
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faire bouger les miroirs, prismes, fibres optiques, capteurs photoélectriques. ou sources lumineuses, comportant encore les moyens de transports d'informations relatives à la position du balayage, moyens tels que fibres optiques. Cette jonction pourra également comporter les alimentations des sources ou capteurs photoélectriques. et ou les fibres optiques de projection guidant la lumière depuis une ou des source lumineuse telle que laser situées auprès du moniteur.
22-Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon la revendication précédente caractérisé en ce que la jonction physique comportera un ou des connecteurs permettant d'ôter de notre dispositif ladite jonction et de la changer.
23- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon les revendications 1 à 21 caractérisé en ce que les informations fournies par la caméra seront émises depuis un émetteur jusqu'à un récepteur situé auprès du moniteur, cette solution évitant toute jonction physique.
24 -Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la connaissance des positions exactes du ou des miroirs au cours de leurs mouvements, par la régularité de ceux-ci ou la réception et le traitement des informations fournies sur lesdites positions, permettra à un moniteur de reproduire le balayage de l'axe d'observation ou de reflection 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.
25- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la caméra, effectuant mécaniquement le balayage d'un axe d'observation ou de projection
FEUILLE DE REMPLACEMENT de fibres optiques, de capteurs photoélectriques ou de sources lumineuses et dont on connait de manière suffisamment précise les positions successives de ce balayage, envoie les signaux relatifs à la chrominance, la luminance et l'éventuelle position des points parcourus au cours du balayage à un dispositif qui réarrangera l'ordre de cette succession de points de manière à ce que la lecture de cette nouvelle succession de points soit conforme au balayage du moniteur quelquesoit ce balayage, moniteur permettant cette lecture, de tels dispositifs étant connus de l'homme de l'art notamment en électronique. Ce dispositif réceptionnant les signaux de la caméra mémorisera lesdits signaux des points composant une image et de leur position, réordonnera ensuite ces points de manière à ce que, pour la nouvelle suite de points, la succession des positions soit conforme à l'ordre d'apparition des points sur le moniteur servant à la lecture, le dispositif conservant pour une position enregistrée la couleur et la luminance à laquelle elle était associée avant le réordonnancement.
26 - Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on placera devant les capteurs ou extrémités de fibres optiques situés dans la caméra ou à l'autre extrémités de ces fibres optiques près du moniteur, ou bien encore sur la jonction reliant la caméra au moniteur, un ou des filtres dont l'opacité ou la couleur peut varier et connus de l'homme de l'art tels que filtres à cristal liquide, ceci de manière à ce que la lumière issue de chaque point observé au cours du balayage soit filtrée de façon indépendante, l'opacité ou la couleur du ou des filtres pouvant varier d'un point à un autre de la même image selon divers critères tels que l'intensité du points observé, sa couleur, ou bien un courant parcourant ledit filtre.
27 - Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes 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 balayé de la surface, ainsi que par la présence d'un filtre à opacité variable, l'intensité lumineuse perçue de ce point, ceci afin d'éviter un trop
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grande différence de luminosité entre les divers points de la surface observée ou de projection. La variation dans le 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.
28-Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une ou des fibres optiques transporteront la lumière observée dans l'axe d'observation, jusqu'à des capteurs photoélectriques situés auprès du moniteur.
29- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon la revendication précédente caractérisé en ce que pour obtenir la multichromie, Il y aura au moins autant de capteurs photoélectriques. que de couleurs destinés à la multichromie et au moins une fibre par capteur photoélectriques., la couleur étant filtrée à un endroit quelconque situé entre l'extrémité de la fibre située dans la caméra et le capteur photoélectrique.
30-Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon la revendication 28 caractérisée en ce qu'une même fibre optique transportera l'ensemble des couleurs jusqu'à des capteurs photoélectriques., la séparation des couleurs se faisant à l'extrémité de la fibre située auprès du moniteur, séparation effectuée par un moyen connu de l'homme de l'art tel que prisme.
31- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendication précédentes caractérisé en ce que des fibres optiques transporteront des faisceaux monochromatiques depuis des laser situés auprès du moniteur jusque dans la caméra, dans l'axe de projection. Le nombre de sources laser étant égal au nombre de couleurs composant notre projection, une même fibre optique pourra transporter une ou plusieurs couleurs. et une même fibre pouvant servir à la projection ou l'observation.
FEUILLE DE REMPLACEMENT 32- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes 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 et les axes de projections et d'observation étant parallèles, juxtaposés ou confondus.
33- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on alterne la projection et la prise de vue, l'alternance pouvant être faite à une fréquence élevée de manière à avoir l'illusion d'une simultanéité, ceci afin d'éviter tout reflet sur l'ensemble optique de focalisation ou de correction de la prise de vue.
34- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés en ce que certaines valeurs d'un ou des signaux fournis par la caméra au moniteur, signaux relatifs à la chrominance, luminance, position des points balayés, ces certaines valeurs, donc, commanderont une projection, projection limitée ou non à la durée de ces valeurs atteintes.
35- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes seion l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif projette des images de la manière suivante:
Les sources de projection ayant leur axe de projection juxtaposé à celui de la prise de vue, le point où se situe la projection sera confondu avec le point observé au cours de ia prise de vue. Parce que nous connaissons ce point observé, nous connaissons aussi le point ou se fait la projection puisqu'il est identique. On opère d'abord le balayage de la caméra qui servira en l'occurrence ici de
FEUILLE DE REMPLACEMENT projecteur. Nous connaissons donc d'une manière exacte les positions successives du balayage de l'axe destiné à projeter. II suffit ensuite de lire la plaque photosensible d'une caméra servant elle à la prise de vue les points de cette plaque étant lus dans l'ordre correspondant au balayage effectué par notre caméra effectuant la projection. Chaque point lu lors de la prise de vue aura la bonne disposition sur l'écran de projection. Il suffit enfin d'émettre la luminance de ce point à la projection, de même qu'on émettra à la projection la chrominance dudit point pour la multichromie, la couleur du point étant décomposé en couleurs des sources lumineuses dont on disposera. L'ensemble de ces opérations pouvant être très rapide, nous aurons une impression de simultanéité et une image pourra être projetée en même temps qu'elle est filmée.
36- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes seion les revendication 1 à 33 caractérisé en ce que pour la projection, on pourra mémoriser l'image filmée par une caméra conventionnelle et lire en différé cette mémoire de la manière suivante:
Nous effectuons par notre caméra le balayage de l'axe de projection en repérant donc les diverses- positions successives de ce balayage. Puis nous lisons les luminance et chrominance d'un des points mémorisés et composant l'image ou une suite d'images, que nous vouions projeter.de telle sorte que le point lu aura la position du point qui est parcouru à cet instant précis par le balayage de l'axe de projection. Ainsi la lecture de l'ensemble de points de l'image destinée à être projetée se fera simultanément à la projection et dans l'ordre correspondant aux positions successives empruntées par l'axe de projection Simultanément à la lecture de chaque point de l'image destinée à être projetée nous émettons dans l'axe de projection de notre caméra un ou des faisceaux lumineux tels que laser et ayant la luminance et, pour la multichromie, la chrominance dudit point . la couleur du point étant décomposé en couleurs des sources lumineuses dont on disposera
37- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par
FEUILLE DE REMPLACEMENT miroirs ou prismes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on peut utiliser, comme moyen d'observation, un ou plusieurs fibres ou capteurs et , comme moyen de projection, une ou plusieurs fibres optiques ou sources lumineuses, un ensemble optique connu de l'homme de l'art servant à collimater le ou les faisceaux de projection et servant à focaliser la lumière sur les fibres ou capteurs photoélectriques. destinés à l'observation.
38- Dispositif de prise de vue et ou de projection par balayage d'un axe de projection ou d'observation par miroirs ou prismes selon les revendications 1 à 36 caractérisé en ce que l'ensemble optique destiné à collimater le faisceau de projection de fibres optiques ou et sources lumineuse sera différent de l'ensemble optique destiné à l'observation, par des fibres optiques ou et capteurs photoélectriques.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
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