<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de projection, en particulier récepteur de télévision.
L'invention concerne un dispositif de projection dans le plan d'image duquel au moins une trame de droites équidistantes coïncide avec au moins une trame de lignes circulaires équi- distantes, et en particulier un récepteur de télévision.
La demanderesse a constaté que dans de tels dispositifs de projection, certaines circonstances peuvent provoquer des irrégularités dans l'image. Ces circonstances seront expliquées à l'aide de quelques figures des .dessins annexes ayant que ne soient décrites les dispositions qui permettent de supprimer les défauts.
La fig.l est une coupe schématique d'un dispositif de projection connu, par exemple un appareil de projection cinéma- tographique.
La fig.2 est une coupe à grande échelle d'un écran de projection connu, à utiliser avec un tel dispositif de projection.
<Desc/Clms Page number 2>
La fig.3 montre le trajet d'un faisceau lumineux à travers un tel écran.
La fig.4 montre les irrégularités qui peuvent se produire avec un tel écran.
Le dispositif de projection comporte une source lumineu- se 1, un condenseur 2, un condenseur 2, un objet à représenter, par exemple un film 3 et un objectif 4. L'image est projetée sur un écran 5 (ici, un écran transparent).
Dans de tels écrans, l'une des faces comporte fréouemment une surface dite de Fresnel, c'est-à-dire une trame de rainures prismatiques, à profil variable, disposée en forme de cercle ou de spirale d'Archimède, qui communique à l'écran les propriétés de diffraction d'une lentille. Sur la fig.2, les nervures qui forment ces rainures sont indiquées par 6. Grâce à cette sur- face de Fresnel, les rayons lumineux, par exemple les rayons 7, qui touchent le bord de l'écran, sont dispersés dans un angle solide, dont les axes 8 ne se trouvent plus dans le prolongement des rayons 7 mais sont déviés l'un vers l'autre. C'est pourquoi les spectateurs perçoivent un écran plus brillant.
Pour l'invention, peu importe que les lignes circulaires qui forment la surface de Fresnel, soient des cercles ou au'elles constituent une spirale d'archimède.
Il est connu de prévoir sur l'autre face de l'écran une trame de rainures droites 9, parfois même deux de ces trames croisées. Ceci a pour but de diriger vers les spectateurs la lumière provenant de l'écran qui se perdrait loin au-dessus ou au-dessous de l'écran dans la salle de spectacle. De cette manière, l'espace d'où peut se percevoir nettement l'image, est assez large et assez bas.
Les nervures et les rainures 9 sont représentées exagé- rées sur les dessins. Leur largeur est telle au'elles sont imperceptibles dès qu'on se trouve à une certaine distance; elle peut être, par exemple, de l'ordre de 1 2 mm.
<Desc/Clms Page number 3>
Lorsqu'on projette sur un tel écran, une image, cet écran ne s'illuminera pas uniformément. La trame de rainures droites comportera alternativement des lignes sombres et des lignes claires, car, comme le montre la fig.3, un faisceau de rayons lumineux incidents parallèles 10 subit une diffraction telle qu'on obtient un faisceau divergent 11 et une image virtuel- le 12. Comme la rainure est droite, cette image affecte la forme d'un étroit ruban; l'espace compris entre deux rubans, est sombre.
La surface de Fresnel comporte, elle-aussi, des lignes sombres qui proviennent des parties non actives servant à passer d'une nervure à l'autre. Ces lignes affectent la forme d'un cer- cle ou d'une spirale d'Archimède. Cependant comme il a. déjà été mentionné, les nervures et les rainures sont trop étroites et les lignes claires et les lignes sombres sont donc trop rappro- chées pour qu'elles puissent gêner Inobservation de l'image de projection.
Une image de télévision comporte une telle trame de droites. Le dessin ne montre pas spécialement un récepteur de télévision, mais le trajet des rayons lumineux dans ce récep- teur peut se déduire de la fig.l, en y remplaçant la source lumineuse 1, le condenseur 2 et le film 3 par un tube à rayons cathodiques dont l'écran se trouve en 3.
La Demanderesse a constaté que lorsqu'une trame de droites coïncide avec une trame de cercles (ou avec une spirale d'Ar- chimède, ce qui par suite du petit écartement des lignes pe constitue pratiquement aucune différence), il se produira néan- moins des irrégularités sur l'écran. Celles-ci affectent la. forme de figures déterminées dites de Moiré, constituées par des lignes qui sont beaucoup plus écartées que celles de la trame de cercles ou de droites.
La fig. 4 montre comment peuvent se produire ces figures de Moiré. On a y admis qu'une trame de droites sombres parallè- - les 13 (le dessin n'en montre que trois) coïncide avec une trame
<Desc/Clms Page number 4>
de cercles sombres équidistants 14, dont le dessin n'en montre que quelques-uns. Aux endroits où les lignes sombres se coupent, on perçoit des points ou des plages sombes 15.
Alors que, par suite des petits écartements des lignes, l'oeil ne perçoit pas les trames initiales, il groupe involon- tairement les points sombres en lignes dont les écartements peu- vent être beaucoup plus grands que ceux des lignes des trames initiales et qui peuvent donc être gênantes. Le dessin montre trois de ces lignes, indiquées par 16.
On voit nettement aue l'écartement de ces lignes dépasse notablement l'écartement des lignes des trames initiales et aussi que les écarteents sont les plus grands à l'endroit où les droites de l'une des trames sont à peu près tangentes aux cercles de la trame circulaire, c'est-à-dire à proximité de l'axe des X; les figures de Moire sont les plus gênantes à grande distance du centre, parce oue en ces endroits les cercles restent pour ainsi dire plus longtemps parallèles aux droites et qu'en ces endroits les pertes de lumière aux bords relevés de la lentille de Fresnel sont les plus grandes.
L'invention est basée sur l'idée que l'on peut réduire l'existence des figures de Moiré lorsque les lignes des trames, en particulier à l'endroit où les tangentes eux lignes circulaires sont approximativement parallèles aux droites, com- portent un plus grand nombre de points d'intersection ou que les parties parallèles sont plus courtes.
Suivant l'invention, les lignes d'au moins l'une des trames sont ondulées dans le plan de l'image.
Il y a lieu de noter que lorsqu'il est Question ici de lignes droites et de lignes circulaires, il ne faut pas atta- cher à ces mots une importance géométrique trop rigoureuse.
Les lignes droites et les lignes circulaires peuvent être ondulées, comme le prouvera nettement la suite du mémoire.
<Desc/Clms Page number 5>
Lorsqu'il est question ici de plan d'image, on n'entend pas par là un plan mathématique. Lorsque deux trames, par exemple une trame de cercles et une trame de droites sont parallèles et peu écartées, par exemple sur la face avant et sur la face a.rriè- re d'un écran, l'effet est le même que si elles coïncidaient.
Lorsque les lignes circulaires se trouvent sur une spirale d'Archimède, et qu'elles sont ondulées, on obtient l'avantage que les ondes de la spirale sont coupées d'une ma- nière continue.
Pour réduire au minimum les parties parallèles dans la zone où les tangentes aux cercles sont parallèles aux lignes droites, il est désirable d'onduler non seulement les lignes circula.ires, mais aussi les lignes droites, de sorte qu'elles soient en opposition dans la zone mentionnée et de disposer les lignes circulaires sur des cercles.
De préférence, on choisit la longueur d'onde # =#a/n, expression dans laquelle a est égal à l'écartement des lignes circulaires tandis que n est un nombre entier arbitraire donc, par exemple, 1,2, 3, etc.
L'invention concerne en même temps un écran de projection muni de trames qui satisfont aux conditions précitées.
Lorsqu'on réalise un tel écran, en traçant une trame de lignes équidistantes à l'aide d'un outil coupant, la meilleure solution consiste à animer cet outil d'une vibration dans une direction perpendiculaire à celle des lignes et dans le plan de la trame.
L'outil peut être porté à vibration, par voie électro- magnétique, par un courant qui se prélève d'un dispositif d'ex- ploration et d'une piste sonore dont le mouvement relatif est synchrone avec celui de l'outil par rapport à l'écran.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être
<Desc/Clms Page number 6>
réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte due du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 5 montre schématiquement la coïncidence de deux trames dont l'une est constituée pa.r des cercles, et l'autre, par des lignes droites ondulées.
La fig.6 montre aussi la coïncidence de deux trames dont l'une est constituée par des lignes circulaires ondulées, et l'autre, par des lignes droites non ondulées.
La fig.7 est une représentation schématique de la. coïncidence d'une trame de lignes circulaires ondulées, et d'une trame de lignes droites ondulées.
La fig. 8 est une vue de profil d'un dispositif utilisé pour tracer une trame ondulée.
Dans les trames de lignes droites 13 et de lignes cir- culaires 14 montrées sur la fig. 5, l'écartement des lignes circulaires et celui des lignes droites est le même. Dans ce cas, les conditions pour former des figures de Moiré sont très favorables, comme le mentionne la demande de brevet n . 376713 du 9 Août 1948.Les lignes droites sont ondulées et l'amplitude de l'ondulation est approximativement égale à la moitié de l'écartement des lignes, tandis que la. longueur d'onde est environ égale à quatre fois l'écartement des lignes.
La figure montre nettement que le nombre de points d'intersection de chaque ligne 13 avec chaque cercle, précisément dans la zone où les figures de Moiré seraient nettement perceptibles (voir fig. 4) est devenu beaucoup plus grand, de sorte due ces figures de Moiré ne sont plus gênantes.
La fig. 6 montre qu'il en est de même dans le cas où les lignes circulaires sont ondulées. Ces lignes circulaires sont constituées ici par une spirale d'Archimède. La figure montre que l'on peut réaliser une telle treme de lignes cir-
<Desc/Clms Page number 7>
culaires 14, par exemple disposées sur une spirale d'Archi- mède, d'une manière continue par exemple par découpage sans qu'il se produise les difficultés qui surgiraient dans le cas de cercles purs aux endroits de raccordement de la fin et du début de chaque ligne. Dans le cas représenté sur le dessin, l'amplitude de l'ondulation ne doit cependant pas être si grande, que les ondulations de lignes circulaires voisines se coupent.
La fig. 7 montre que l'inconvénient que les lignes cir- culaires et les lignes droites restent lontemps voisines dans la zone où les tangentes aux lignes circulaires d'une trame sont parallèles aux droites d'une autre trame, est en grande partie supprimé lorsque les lignes circulaires et les lignes droites sont toutes deux ondulées et que les ondulations des lignes circulaires sont en opposition avec celles des lignes droites.
Si l'on considère par exemple la ligne circulaire 16, à proximité de l'axe des X, celle-ci est parallèle sur une certaine distance à deux droites ondulées 17 et 18. Comme, dans la trame de ces lignes droites, toutes les lignes doivent se trouver, de préférence, régulièrement l'une à coté de l'autre, à l'endroit où la ligne 17 comporte une onde dirigée vers la droite, La ligne 18 devra aussi comporter. une onde 20 vers la droite. En ces endroits, la ligne circulaire doit donc comporter deux ondes 21 et 22, toutes deux dirigées vers la gauche. Ce sera le cas, lorsque le nombre de longueurs d'on- de entières que comporte la ligne circulaire est impair.
Il est en outre nécessaire que les ondes de lignes circulaires voisines soient en phase à proximité de l'axe des X, comme le montrent les deux lignes 23 et 24. Lorsqu'on dési- gne par a l'écartement de deux lignes circulaires, leur diffé- rence de périmètre sera égale à 2 # a. Pour satisfaire à la ê
<Desc/Clms Page number 8>
condition que tant la ligne circulaire 23 que la ligne circu- laire 24 comportent un nombre impair de longueurs d'onde #, il faut que la différence de ces nombres soit paire, donc égale à 2 n, n étant un nombre entier, et ces longueurs d'onde re- couvrent une longueur 2 n # = # 2 a d'où il résulte que :
# = #a/- n Il est cependant possible aussi de prévoir sur toutes les li- gnes circulaires un même nombre de longueurs d'onde oui sont en phase sur toute la circonférence. Il est alors désirable que les amplitudes des lignes circulaires les plus rapprochées du centre soient plus petites que celles des lignes circulaires écartées du centre, car sinon, le rapport de la longueur d'onde à l'amplitude serait, pour les premières si petit au'il serait difficile, voire impossible, de couper des lignes. Dans ces trames circulaires, il n'est plus possible d'obtenir une égalité de phase avec une trame de droite ondulées, à moins que l'on diminue aussi la longueur d'onde de l'ondulation de ces droites à mesure qu'elles se rapprochent du centre.
La réalisation de lignes ondulées peut, en général, s'ob- tenir en faisant vibrer un outil coupant. Un exemple de ce procédé est donné pour le dernier cas, dans lequel tous les cercles comportent un même nombre d'ondulations. Sur un pla.- teau 25 auquel un arbre 26 communique un mouvement de rotation, on dépose une plaque de matière transparente 27, par exemple une plaque de polystyrène. Au-dessous de cette plaque, se trouve un support fixe 28 sur lequel peut se déplacer, d'une manière non représentée, le chariot 29. Le chariot 29 porte un outil coupant, par exemple un ciseau 30, qui peut pivoter autour d'un axe 31. La position du ciseau est réglée, par exem- ple à l'aide d'un levier 32 qui pivote autour d'un axe 33, de manière que l'on obtienne une lentille de Fresnel.
<Desc/Clms Page number 9>
Le ciseau peut en outre être anime d'un mouvement de vibration., à l'aide d'un électro-aimant 34 placé aussi sur le chariot 29, et qui est alimenté par un amplificateur 35. Cet amplificateur reçoit un signal d'une cellule photo-électrioue qui est éclairée par un système optique constitué par une source lumineuse 37, un diaphragme 38, un condenseur 39 et un objectif 40. Le faisceau lumineux formé est modulé par une piste sonore 41, tracée sur un film 42 fixé au plateau 25. Les rainures ainsi découpées com- porteront des ondulations qui sont toutes en phase.
Il suffit de régler l'amplification (réglage que l'on rend facilement so- lidaire de la position du chariot) pour que les amplitudes des ondulations deviennent plus petites lorsque le r?yon des lignes circulaires découpées diminue.
<Desc / Clms Page number 1>
Projection device, in particular a television receiver.
The invention relates to a projection device in the image plane of which at least one frame of equidistant straight lines coincides with at least one frame of equidistant circular lines, and in particular a television receiver.
The Applicant has observed that in such projection devices, certain circumstances can cause irregularities in the image. These circumstances will be explained with the help of a few figures of the appended drawings, which have only described the provisions which make it possible to eliminate the defects.
Fig.l is a schematic section of a known projection device, for example a cinema projection apparatus.
FIG. 2 is a cross-section on a large scale of a known projection screen, for use with such a projection device.
<Desc / Clms Page number 2>
Fig. 3 shows the path of a light beam through such a screen.
Fig. 4 shows the irregularities that can occur with such a screen.
The projection device comprises a light source 1, a condenser 2, a condenser 2, an object to be represented, for example a film 3 and an objective 4. The image is projected on a screen 5 (here, a transparent screen ).
In such screens, one of the faces frequently comprises a so-called Fresnel surface, that is to say a grid of prismatic grooves, with variable profile, arranged in the shape of a circle or of an Archimedean spiral, which communicates with screen the diffraction properties of a lens. In fig. 2, the ribs which form these grooves are indicated by 6. Thanks to this Fresnel surface, the light rays, for example rays 7, which touch the edge of the screen, are dispersed in an angle solid, the axes 8 of which are no longer in the extension of the spokes 7 but are deflected towards one another. This is why viewers perceive a brighter screen.
For the invention, it does not matter whether the circular lines which form the Fresnel surface are circles or they constitute an Archimedean spiral.
It is known to provide on the other face of the screen a frame of straight grooves 9, sometimes even two of these crossed frames. The purpose of this is to direct the light coming from the screen towards the spectators which would be lost far above or below the screen in the performance hall. In this way, the space from which the image can be clearly perceived is wide enough and low enough.
The ribs and grooves 9 are shown exaggerated in the drawings. Their width is such that they are imperceptible as soon as one is at a certain distance; it may be, for example, of the order of 1 2 mm.
<Desc / Clms Page number 3>
When projecting an image onto such a screen, this screen will not illuminate uniformly. The grid of straight grooves will have dark and light lines alternately, because, as shown in Fig. 3, a beam of parallel incident light rays 10 diffraction such that a diverging beam 11 and a virtual image is obtained. the 12. Since the groove is straight, this image takes the form of a narrow ribbon; the space between two ribbons is dark.
The Fresnel surface also has dark lines that come from non-active parts used to go from one rib to another. These lines affect the shape of an Archimedean circle or spiral. However as he has. already mentioned, the ribs and grooves are too narrow and the light lines and dark lines are therefore too close together to interfere with viewing the projection image.
A television image comprises such a frame of lines. The drawing does not specifically show a television receiver, but the path of the light rays in this receiver can be deduced from fig. 1, by replacing the light source 1, the condenser 2 and the film 3 by a tube with cathode rays whose screen is in 3.
The Applicant has observed that when a grid of straight lines coincides with a grid of circles (or with an Archimedes spiral, which owing to the small spacing of the lines pe constitutes practically no difference), it will nevertheless occur. irregularities on the screen. These affect the. form of determined figures known as Moiré, formed by lines which are much further apart than those of the grid of circles or straight lines.
Fig. 4 shows how these Moiré figures can occur. We have admitted that a grid of parallel dark lines - the 13 (the drawing shows only three) coincides with a grid
<Desc / Clms Page number 4>
14 equidistant dark circles, of which the drawing shows only a few. Where the dark lines intersect, there are dots or dark areas 15.
While, owing to the small spacings of the lines, the eye does not perceive the initial screens, it involuntarily groups the dark points into lines whose spacings can be much greater than those of the lines of the initial screens and which can therefore be troublesome. The drawing shows three of these lines, indicated by 16.
We can clearly see that the spacing of these lines significantly exceeds the spacing of the lines of the initial frames and also that the spacings are greatest at the point where the straight lines of one of the frames are approximately tangent to the circles of the circular grid, that is to say near the X axis; the Moire figures are the most troublesome at a great distance from the center, because in these places the circles remain, so to speak, longer parallel to the straight lines and in these places the losses of light at the raised edges of the Fresnel lens are the greater.
The invention is based on the idea that the existence of Moiré figures can be reduced when the lines of the frames, in particular at the place where the tangents and circular lines are approximately parallel to the straight lines, have a greater number of intersection points or that the parallel parts are shorter.
According to the invention, the lines of at least one of the frames are wavy in the plane of the image.
It should be noted that when it is a question here of straight lines and circular lines, these words should not be attached too rigorous to geometrical importance.
Straight lines and circular lines can be wavy, as the rest of the memoir will clearly demonstrate.
<Desc / Clms Page number 5>
When it comes to image plane, we do not mean a mathematical plane. When two wefts, for example a weft of circles and a weft of straight lines are parallel and little apart, for example on the front face and on the rear face of a screen, the effect is the same as if they coincided.
When the circular lines are on an Archimedean spiral, and they are wavy, the advantage is obtained that the waves of the spiral are cut continuously.
To minimize the parallel portions in the area where the tangents to the circles are parallel to the straight lines, it is desirable to undulate not only the circular lines, but also the straight lines, so that they are in opposition in the area mentioned and arrange the circular lines on circles.
Preferably, the wavelength # = # a / n is chosen, an expression in which a is equal to the spacing of the circular lines while n is an arbitrary integer therefore, for example, 1,2, 3, etc. .
At the same time, the invention relates to a projection screen provided with screens which satisfy the aforementioned conditions.
When such a screen is produced, by tracing a grid of equidistant lines using a cutting tool, the best solution consists in animating this tool with a vibration in a direction perpendicular to that of the lines and in the plane of the frame.
The tool can be brought to vibration, electromagnetically, by a current which is taken from an exploration device and a sound track, the relative movement of which is synchronous with that of the relative tool. on the screen.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be
<Desc / Clms Page number 6>
realized, the particularities which emerge so much from the text due to the drawing being, of course, part of the invention.
Fig. 5 schematically shows the coincidence of two frames, one of which is constituted by circles, and the other by wavy straight lines.
Fig. 6 also shows the coincidence of two wefts, one of which is formed by wavy circular lines, and the other by straight non-wavy lines.
Fig. 7 is a schematic representation of the. coincidence of a frame of wavy circular lines, and a frame of straight wavy lines.
Fig. 8 is a side view of a device used to draw a wavy weft.
In the frames of straight lines 13 and circular lines 14 shown in FIG. 5, the spacing of circular lines and that of straight lines is the same. In this case, the conditions for forming Moiré figures are very favorable, as mentioned in patent application no. 376713 of August 9, 1948 The straight lines are wavy and the amplitude of the waviness is approximately equal to half the spacing of the lines, while the. wavelength is about four times the line spacing.
The figure clearly shows that the number of points of intersection of each line 13 with each circle, precisely in the area where the Moiré figures would be clearly perceptible (see fig. 4) has become much larger, so due to these figures of Moiré are no longer troublesome.
Fig. 6 shows that it is the same in the case where the circular lines are wavy. These circular lines are formed here by an Archimedean spiral. The figure shows that one can realize such a treme of cir-
<Desc / Clms Page number 7>
circulars 14, for example arranged on an Archimedean spiral, in a continuous manner for example by cutting without the difficulties which would arise in the case of pure circles at the points of connection of the end and the beginning. of each line. In the case shown in the drawing, however, the amplitude of the ripple should not be so great that the ripples of neighboring circular lines intersect.
Fig. 7 shows that the disadvantage that the circular lines and the straight lines remain close together for a long time in the area where the tangents to the circular lines of one frame are parallel to the straight lines of another frame, is largely eliminated when the lines circulars and straight lines are both wavy and that the ripples of circular lines are in opposition to those of straight lines.
If we consider for example the circular line 16, close to the X axis, it is parallel for a certain distance to two wavy lines 17 and 18. As, in the frame of these straight lines, all the lines should preferably be located regularly next to each other, at the place where line 17 has a wave directed to the right. Line 18 should also include. a wave 20 to the right. In these places, the circular line must therefore include two waves 21 and 22, both directed to the left. This will be the case when the number of integer wavelengths in the circular line is odd.
It is also necessary that the waves of neighboring circular lines be in phase near the X axis, as shown by the two lines 23 and 24. When denoting the spacing of two circular lines, their difference in perimeter will be equal to 2 # a. To satisfy the ê
<Desc / Clms Page number 8>
provided that both the circular line 23 and the circular line 24 have an odd number of wavelengths #, the difference between these numbers must be even, therefore equal to 2 n, n being an integer, and these wavelengths cover a length 2 n # = # 2 a from which it follows that:
# = # a / - n It is however also possible to provide on all the circular lines the same number of wavelengths yes are in phase over the entire circumference. It is then desirable that the amplitudes of the circular lines closest to the center are smaller than those of the circular lines away from the center, because otherwise the ratio of wavelength to amplitude would be, for the former so small at 'it would be difficult, if not impossible, to cut lines. In these circular frames, it is no longer possible to obtain phase equality with a frame of wavy lines, unless we also decrease the wavelength of the wavelength of these lines as they approach the center.
The production of wavy lines can, in general, be obtained by vibrating a cutting tool. An example of this method is given for the last case, in which all the circles have the same number of undulations. On a plate 25 to which a shaft 26 communicates a rotational movement, there is deposited a plate of transparent material 27, for example a plate of polystyrene. Below this plate is a fixed support 28 on which can move, in a manner not shown, the carriage 29. The carriage 29 carries a cutting tool, for example a chisel 30, which can rotate around it. an axis 31. The position of the chisel is adjusted, for example using a lever 32 which pivots around an axis 33, so that a Fresnel lens is obtained.
<Desc / Clms Page number 9>
The chisel can also be driven by a vibrating movement, using an electromagnet 34 also placed on the carriage 29, and which is powered by an amplifier 35. This amplifier receives a signal from a photoelectric cell which is illuminated by an optical system consisting of a light source 37, a diaphragm 38, a condenser 39 and an objective 40. The light beam formed is modulated by a sound track 41, traced on a film 42 fixed to the plate 25. The grooves thus cut will have corrugations which are all in phase.
It suffices to adjust the amplification (an adjustment which is easily made integral with the position of the carriage) so that the amplitudes of the undulations become smaller when the r? Yon of the cut circular lines decreases.