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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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-
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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
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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.
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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.