<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un dispositif muni d'un écran d'image, sur lequel se forme une image lumineuse, et d'une fenêtre profilée placée devant cet écran.
Il existe de nombreuses sortes de dispositifs dans lesquels une image lumineuse est formée sur un écran et comportant entre l'écran et le spectateur une fenêtre. A titre d'exemple, on peut mentionner des surfaces de projection pour la reproduction de films, des surfaces de projection pour la reproduction d'images de télévision et les appareils de télévision dits à vision directe.
Lans les deux premières applications mentionniez la fenêtre sert à orienter d'une manière déterminée les rayons
<Desc/Clms Page number 2>
lumineux sortant de l'image. Dans la dernière application mention- née, les appareils de télévision, il y a lieu d'établir une dis- tinctiodentre les appareils dans lesquels une fenêtre indépendante du tube cathodique se trouve entre le spectateur et le tube catho- dique évidemment fermé par une fenêtre transmettant la lumière, dans lequel l'image est enregistrée sur un écran luminescent, et les.appareils qui ne comportent pas une telle fenêtre indépendan- te.
Dans les dispositifs équipés d'une fenêtre indépendante, celle- ci sert essentiellement à protéger le spectateur lors d'une implo- sion éventuelle du tube cathodique. On a cependant proposé de donner à cette fenêtre un profil déterminé, pour exercer ainsi un effet lumineux déterminésur les rayons lumineux issus de l'écran. Dans les appareils de télévision ne comportant pas une telle fenêtre de protection, la fenêtre sert évidemment à fermer le tube catho- dique. Dans de tels appareils, on a également proposé de munir la fenêtre, du côté dirigé vers le spectateur, d'un profil déter- miné, par exemple d'une lentille dite de Fresnel, afin de concen- trer les rayons lumineux dans un angle solide déterminé.
Dans tous-ces dispositifs, à surface plane ou à surface profilée., se produit un phénomène désagréable : la fenêtre joue le rôle de-miroir, et le spectateur perçoit donc, outre l'image à observer, dès rayons lumineux provenant d'objets qui se trouvent dans le local où s'effectue l'observation. La réflexion la plus gênante est évidemment celle de sources lumineuses, par exemple de fenêtres éclairées ou des lampes. C'est là entre autres l'une des causes qui diminue notablement le- contraste de l'image perçue.
Dans les dispositifs équipés d'une lentille de Fresnel, le profil d'une partie de la surface est tel que le spectateur n'es.t pratiquement pas gêné par des réflexions dans cette partie.
Toutefois, dans une autre partie de la surface, dans laquelle le profil est oppose à celui de la première, on n'obtient pas d'amélio- ration et il se produit même souvent une intensification de l'effet, étant donné que l'angle solide d'où les rayons lumineux /peuvent parvenir au spectateur est devenu plus grand par suite
<Desc/Clms Page number 3>
d'une réflexion dans la fenêtre.
Pour réduire cette réflexion gênante, on a déjà propose' de disposer la fenêtre de protection d'un appareil de télévision obliquement par rapport à la direction dans laquelle on considère normalement l'image de télévision se trouvant derrière la fenêtre et cela d'urie manière telle que, du cote supérieur, la fenêtre de protection se trouve plus près du spectateur que du côté infé- rieur. Cette dispo.sition est basée sur l'idée qu'il est plus probable que les sources lumineuses, qui peuvent provoquer une réflexion gênante, se trouvent au-dessus de cette direction d'ob- servation qu'en dessous.
En effet, pour les sources lumineuses se trouvant au-dessus de cette direction, les rayons réfléchis par la fenêtre de protection sont alors dirigés vers le bas.
Pour des sources lumineuses qui, dans une partie déterminée du local de vision, se trouvent en dessous de la direction d'observa- tion normale, la réflexion devient alors gênante. En tenant compte de ces deux points de vue, on a prévu, à la partie inférieure de la fenêtre de protection, une surface, approximativement paral- lèle à la direction d'observation, qui capte en grande partie les rayons.réfléchis des sources lumineuses situées au-dessus de la direction d'observation et qui empêche en même temps que des rayons de sources lumineuses se trouvant en dessous de la direc- tion d'observation parviennent, du moins en grande partie, sur la fenêtre.
Bien qu'un tel dispositif permette d'obtenir une notable amélioration, cet agencement offre un grand inconvénient : lesdimensions de l'appareil de télévision-deviennent notablement plus @ grandes, étant donné que la fenêtre de protection, disposée obliquement, occupe beaucoup de place. De plus,du point .de vue esthétique, une telle fenêtre de protection oblique n'est pas très élégante.
Un autre moyen qui a été proposé pour réduire les
<Desc/Clms Page number 4>
réflexions gênantes, consiste à rendre rugueuse la surface de la fenêtre du côté dirigé vers le spectateur. Cette solution provoque cependant une grande dispersion de la lumière, de sorte que les contours de rayons, provenant de l'image à observer, s'estompent.
Une telle dispersion ne se produit pas dans la solution précitée utilisant une fenêtre de protection oblique. Un avantage inhérent à la rugosité de la surface de la fenêtre est que l'on peut utiliser cette disposition pour les dispositifs de télévision sans fenêtre de protection, en faisant en sorte que la surface de la fenêtre du tube de télévision lui-même soit rugueuse.
Ce qui vient d'être mentionné en ce qui concerne la réduction de la réflexion s'applique évidemment tant à des fenêtres entièrement planes qu'à des fenêtres incurvées.
Dans un dispositif'conforme à l'invention, la fenêtre qui se trouve entre l'écran sur lequel est formée l'image,et le spectateur, a un profil tel que ladite réflexion gênante est également supprimée sur toute la surface de l'écran; le dispositif étant disposé d'une manière telle que les sources lumineuses qui pourraient provoquer une réflexion gênante, se trouvent, pour la plus grande partie, au-dessus de la direction dans laquelle l'obser- vateur perçoit normalement l'image, sans cependant tomber dans des dimensions .peu pratiques.
Il y a lieu de noter encore qu'il est pratiquement exclu, du moins sans provoquer de trop grandes pertes de luminance et de contrastes dans l'image à observer, de choisir le profil d'une manière qui exclut la possibilité qu'une source lumineuse montée en un endroit quelconque dans le local d'observa- tion puisse être perçue par le spectateur, par Fuite ..d'une réflexion par la fenêtre. Lorsqu'on a toute liberté dans le choix de l'emplacement du spectateur et de l'emplacement de la source lumineuse,'on peut toujours trouver une disposition telle que le spectateur perçoive l'image réfléchie de la source lumineuse dans la fenêtre.
<Desc/Clms Page number 5>
Un dispositif conforme à 1' Invention, comporta un écran sur lequel se l'orme une image lumineuse, et devant cetécran une fenêtre transparente, dont au moins une des surfaces affecte un profil tel que la section, parun plan perpendiculaire à le fenê- tre, soit, du moins d'un côté, en forme de dents de scie, le tout de façon que les flancs des dents forcent un angle aigu etque, à ' tour de rôle, un flanc sur deux soit perpendiculaire à la fenêtre; elle est -caractérisée par le fait que les dents du profil'en dents de scie se trouent., sur toute la section, dans la même direction.
Lorsqu'il est question ici, et dans la suite du mémoire; d'image lumineuse on n'entend pas par là uniquement une image directement, perceptible Une image émettant; par exemple, des rayons ultra-violets et perceptible à l'aide d'une caméra ou @ d'une cellule photo-électrique est également appelée ici "image lujmineuse". Une cellule photo-électrique ou ;une caméra ou tout autre dispositif permettant d'Qbserver le rayonnement sera désigné dans la suite par le terme général "spectateur". De ces définitions, il résulte que la fenêtre transparente doit être considérée comme une fenêtre qui transmet le rayonnement de l'image sur l'écran, même lorsque cette image est imperceptible pour l'oeil humain.
La pente des flancs inclinés du profil est choisie, de préférence, de façon que, dans la position verticale de la fenêtre et des flancs obliques inclinés vers l'avant, c'est-à-dire dans la direction du spectateur, à partir d'un point de l'axe de la fenêtre situé à une distance devant cette fenêtre égale à quatre fois la plus grande dimension de la fenêtre, on ne puisse percevoir par réflexion à la face avant de la fenêtre, des points qui sont situés au-dessus du plan horizontal passant par l'axe de la fenêtre.
Dans une forme de réalisation particulière d'une fenêtre conforme à l'invention, la face de la fenêtre tournée vers l'écran affecte également un profil en dents de scie, à savoir d'une manière telle que, dans une section par un plan perpendiculaire
<Desc/Clms Page number 6>
à l'écran, les fîmes de la dent: de scie sont, à tout.' de rôle, une sur deux, approximativement perpendiculaires à l'écran., et forment, avec les autres flancs de la dent de scie, un angle aigu.
De pré- férence, la pente des flancs inclinés est choisie de. façon que, dans In position verticale de l'écran, et pour les flancs obliques inclinés vers 1'avant, pour tous les rayons incidents venant obli- quement du haut et qui touchent sous un angle inférieurà 80* .avec la verticale la face de la fenêtre opposée à l'écran.,-il se'produit, à la surface de limitation de la. fenêtre et du, fluide compris entre la fenêtre et l'écran, une réflexion totale. On évite ainsi que, ces rayons touchent l'écran d'image et abiment le contraste dans l'image. De cette manière, une. fenêtre présentant ainsi un profil sur les deux faces élimine deux causes de la diminution des contras- tes.
De préférence, le profil de la fenêtre sera tel que les arêtes formées sur la fenêtre soient droites et parallèles. Dans certains cas, on peut-cependant également utiliser une forme légèrement incurvée.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention, dans lequel l'image est formée sur un tube à rayons électroniques.
La fig. 2 est une coupe d'une partie de la fenêtre à flancs non parallèles.
La fig. 3 représente en coupe une partie d'une fenêtre à flancs parallèles.
La fig. 4 sert à illustrer les pentes optima des flancs de la fenêtre.
- La fig. 5 représente schématiquement un dispositieen-
<Desc/Clms Page number 7>
forme]-'invention, dans lequel l'écran et la fenêtre forment un ensemble.
La fig. 6 représente un tube à rayons électroniques à fenêtre profilée.
La fig. 7 représente, à une très grande échelle, une partie d'une coupe d'une fenêtre à deux faces profilées.
Sur la fig. 1, le tube cathodique 1 comporte une envelop- pe 2 qui, sur la face antérieure, forme une fenêtre transparente 3.
Du côté intérieur du tube, la fenêtre 3 est recouverte d'un écran luminescent 4, sur lequel se forme une image de télé- vision. Entre le tube 1 et le spectateur 5 se trouve la fenêtre 6, dont la face tournée vers le spectateur comporte un profil 'en dents de scie conforme à l'invention. Les rayons lumineux, prove- nant d'une source 7 sont réfléchis sur la face avant profilée en dents de scie de la fenêtre 6, d'une manière.telle qu'ils ne peuvent plus atteindre l'oeil du spectateur 5. Sur la figure est tracé un rayon lumineux 8, qui est réfléchi par la face supérieure 'oblique de la fenêtre 6.
Etant donné que, dans la sec- tion de la fenêtre 6, toutes les dents ont la' même' direction sur toute la. surface de l'écran, chaque rayon lumineux partant de la source 7, qui parvient sur une facette située plus bas de la fenêtre 6, .est réfléchi sous un angle plus grand encore qu'à la partie supérieure de la fenêtre et ne touchera donc certaine- ment pas l'oeil du spectateur. A cet effet, il n'est pes néces- saire que les flancs obliques de la dent de scie aient tous la même pente. On peut choisir par exe.mple. une section telle que représentée sur la fig. 2.
La fig. 2 représente une partie d'une coupe de la fenêtre par un plan perpendiculaire à cette fenêtre. Sur cette figure, on voit nettement les flancs 9 de la dent.de scie, qui sont pratiquement perpendiculaires à la surface de la fenêtre et les flancs obliques 10, qui n'ont pas tous la même pente.
<Desc/Clms Page number 8>
Toutefois, les dents de scie ont toutes la même direction.
La fig. 3 représente une partie d'une section de la fenê- tre conforme à l'invention, dans laquelle la pente des flancs obliques est la même partout. Un rayon lumineux 11, issu d'une source 12, est réfléchi au point 13 de l'un des flancs et prend ainsi la direction 14. On constate que ce rayon 14 parvient sur 'un des flancs 15 perpendiculaires à l'écran. Pour améliorer l'effet d'un écran conforme à l'invention, ces flancs perpendiculai- res à la fenêtre sont recouverts d'une matière absorbant la lumiè- re. On peut utiliser à cet effet, par exemple, du'noir de fumée ou un oxyde métallique noir.
La fig. 4 permet d'expliquer le choix de la pente des flancs inclinés. Sur cette figure, 17 est un écran circulaire, sur lequel est formée l'image. Entre l'écran 17 et l'oeil du spectateur 18 se trouve une fenêtre verticale 19. La plus grande dimension de l'écran est le diamètre'20. Un tel écran est généra- lement observé par le spectateur, qui se trouve à une distance au moins égale au quadruple de la dimension 20 devant l'écran.
Pour ces spectateurs, la réflexion sur la face avant de la fenêtre peut facilement être supprimée pour toutes les sources lumineuses qui se trouvent au-dessus du plan-horizontal passant par l'axe 21 de l'écran.
De la dimension 20 et de 'la distance de l'observateur, qui est au moins égale à quatre fois cette.dimension on déduit alors une pente déterminée pour les flancs obliques des dents de scie de la fenêtre 19. On est parti de l'idée, qu'en pratique il est improbable que des sources lumineuses'se trouvent au-dessous du plan horizontal passant par l'axe 21. Toutefois, si l'on considère cette limitation comme insuffisante, on peut choisir une plus grande pente des flancs obliques des dents de scie, ce qui permet par exemple de supprimer les réflexions provenant de source lumineuse se trouvant au-dessous de l'axe 21,. par exemple entre le plan horizontal passant par cet axe'et le plan horizontal passant par le côté inférieur de l'écran.
<Desc/Clms Page number 9>
La fig. 5 représente schématiquement un dispositif con- forme à l'invention, dans lequel la fenêtre et l'écran forment un ensemble. Sur un corps transparent 22 est appliquée une couche mate 23, sur laquelle une image est projetée, à l'aide d'un objectif 24. L'objet de cette image peut être par exemple une image d'un film, une diapositive, ou une ima.ge de télévision. Du côté du spectateur 25, la fenêtre 22 est profilée suivant les principes qui ont été exposés ci-dessus.
Il s'est avéré possible de donner, par moulage, à une plaque de résine synthétique un profil tel que l'angle compris entre les flancs de la dent de scie soit de 60 , le pas étant de
125 microns, de sorte que le flanc 'droit a une longueur de 70 microns. Par une telle fenêtre, tous les détails d'une image de télévision normale sont encore nettement perceptibles à une distance de plus de 2 mètres.
La fig. 6 représente partiellement en coupe un tube cathodique comportant une enveloppe 26, qui, à l'avant, forme une fenêtre transparente 27, profilée du côté extérieur suivant les principes exposés ci-dessus. A l'intérieur de la partie transparente 27 se trouve l'écran luminescent 28, sur lequel se trace l'image de télévision ou l'oscillogramme. Le profil est pressé directement dans l'enveloppe 26. Il est.cependant possible aussi de fixer sur le tube cathodique, par exemple par collage, une couche séparée, par exemple constituée par de la résine synthéti- que, ayant le profil désiré.
La fig. 7 représente à très grande échelle une partie d'une coupe d'une fenêtre 29, qui comporte, sur les deux faces, des profils en dents de scie. Sur dette figure, l'écran d'image est indiqué par 30. Comme le montre le dessin, les flancs 31 sont, su les deux faces de la fenêtre, approximativement perpendiculaires à la fenêtre. Un rayon lumineux 33 arrivant sur la face antérieure , de la fenêtre en 34 est partiellement réfléchi suivant 35; ce rayon est capté par la surface 31, qui. peut éventuellement être noircie, et-est parti elle méat dévié suivant la direction 36
<Desc/Clms Page number 10>
pour parvenir alors sur le flanc oblique 32 au point 37. Un choix judicieux de la pente du flanc 32 provoque une réflexion totale du rayon 36 au point 37.
Le rayon 36 poursuit sa route, après cette réflexion totale, suivant 38 et est capté par le flanc 31 du profil prévu sur la face postérieure de la fenêtre 29. Lorsque la fenêtre 29.est disposée verticalement, on peut choisir la pente des flancs 32 d'une 'manière telle que, pour chaque rayon lumineux indident oblique, provenant du haut, touchant la fenêtre sous un angle inférieur à 80 avec la verticale, il se produit, sur un flanc oblique de la face postérieure de la fenêtre, une réflexion totale. Cette pente-dépend évidemment aussi des coefficients de diffraction de la matière de la fenêtre et du fluide compris entre la fenêtre et l'écran d'image.
De la quantité totale de rayons provenant-d'une source lumineuse, disposée dans le local de vision, une telle fenêtre, profilée sur les deux faces, rend une partie inactive par réflexion sur=.la face antérieure tandis qu'une partie qui, après diffraction, traverse la fenêtre, ne peut atteindre l'écran d'image, étant donné qu'elle est réfléchie entièrement par le profil postérieur et est ensuite absorbée. D'une façon générale, la pente des flancs obliques du profil de la face postérieure de la fenêtre devra être plus grande que celle des flancs obliques sur la face antérieure de la fenêtre.
Afin d'éviter la formation de moiré, entre la face antérieure et la face postérieure, il peut être désirable de subdiviser plus fortement le profil sur la face arrière, de sorte que l'on obtient un plus grand nombre de facettes . perpendiculaires à la fenêtre.
Bien que, jusqu'à présent; on ait toujours décrit une fenêtre plane, il est également possible-d'utiliser le-profil sur des fenêtres légèrement incurvées, telles qu'utilisées par exemple comme fenêtre de protection dans les appareils de télé- vision. Les flancs, perpendiculaires à l'écran, ne doivent pas
EMI10.1
être rigoureusement.-perpendiculaires à l'écran, mais ils doivent être disposas de façon, que pendant l'observation de l'imago, un spectateur ne soit pratiquement pas gêné par ces flancs.