BE699566A - - Google Patents

Description

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  "procédé et appareils optiques d'exploration   partielle   d'images en   relief*.-   
La présente invention concerne de manière générale, comme l'invention décrite dans la demande de brevet belge n    44.436   déposée par le demandeur le ler juin 1967 pour :

   "Procédé et appareil de présentation d'images optiques suivant trois   dimensions*,,-un   procédé et un appareil d'enregistrement photographique, ou autre en une ou plusieurs phases, des sé- ries de coupes effectuées à travers un objet et présentées dans leur ordre naturel et leurs orientations respectives sous forme d'une image complexe à trois   dimensions.   Suivant la demande belge précitée il était impossible de rendre vi-   aibles   des portions prédéterminées de l'image à trois dimen- nions. 

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   La présente invention   diffère   par consé- quent de celle   faisant   l'objet de la demande francaise citée ci- derns en ce que les nouveaux procédé et appareil sont destines   a l'observation   de parties déterminées de l'image à trpis dimensions au cours de l'observation directe de cette   @   est présentée sous forme de solide optiquement   transparent .    



   L'invention a donc essentiellement pour objet un procédé   d'obtention   et de présentation d'i- meges en trois dimensions ou en relief d'objets à trois dimensions par déplacement des Images de coupes successives d'un objet sur un trajet optique prédéterminé en vue de l'examen, à l'aide d'une source de lumière de ces images sur un écran mobile placé sur le trajet optique, ce procédé étant caractérisé en ce que on règle la transmission de la lumière de la source sur le trajet optique en des positions déterminées des coupes de l'objet,

   de manière que des parties choisies de l'image en relief puissent être rendues plus brillantes que   d'autres.   L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé permettant l'examen d'une série d'images à deux dimensions de li bjet apparaissant dans l'espace sous forme d'un solide à trois dimensions et caractérisé en ce qu'un masque optique est intercalé sur le trajet 

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 optique en amont desdites couches successives et comporte des zones de transparence différentes à la lumière, un premier dispositif permettant de faire tourner ledit masque autour de l'axe optique et un second dispositif permettant d'intercaler de masque sur le trajet optique de façon que des zones de transparence variable à la lumière soient placées successivement et sélectivement sur ce trajet optique. 



   D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détailla qui va suivre et des dessins sur lesquels : la figure   1-est   une vue schématique en perspective d'une partie de l'appareil dans laquelle apparatt une   image b   trois dimensions reconstituée à partir de coupes d'un échantillon à trois dimensions par le procédé et l'appareil selon l'invention; les figures 2A à 2D et 3A à   3B   sont des vues en perspective d'une image à trois dimensions recons- tituée à partir de coupes d'un échantillon tridimensionnel à l'aide du procédé et de l'appareil selon l'invention; la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une forme de réalisation d'appareil pour la mise en oeuvre de la présente invention;

   la figure 5 est une vue en plan d'un appareil réalisé selon l'invention; 

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 la figure 6 est une coupe transversale de l'appareil selon la ligne 6-6 de la figure 5 ; la figure 7 est une coupe transversale de l'appareil selon la ligne   7-7 de   la fire 5 ; la figure 8 est une coupe de l'appareil   suivant   la ligne 8-8 de la figure 5 vue de la position de l'utilisateur; la figure 9 est une coupe de détail du dispositif optique d'exploration de l'appareil suivant la ligne 9-9 de la figure 5;

   la figure 10 est une vue en élévation   -le   face suivant la ligne 10-10 de la figure 5, en partie coupée pour représenter des détails du dispositif d'explo- rat ion optique selon   l'invention;   et les figures 11, 12 , 13 et 14 sont des vues de diverses formes de réalisation   du   masque selon l'inven- tion. 



   On utilise dans tous les modes de mise en   oeuvre   de l'invention un masque spécial réalisé de manière qui certaines parties prédéterminées de l'image à trois dimensions soient rendues visibles. La fonction de ce masque   est   celle d'un dispositif d'exploration ou "couteau" optique. 



  Le masque 346 tel que représenté sur- la figure 10 est constitué de préférence par   un   certain nombre   de   zones : 

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 une zone transparente 348, une zone opecde 350, une zone transparente étroite 354 et enfin une zone peu transparente 352. La zone 352 peut avoir une faible transparence, par exemple de 10% ou une densité optique D = 1. La zone centrale transparent est de préférence beaucoup plus étroite que les deux autres et sa forme ressemble à celle d'une fente. La largeur de la zone transparente détermine l'épaisseur minimale d'une tranche verticale pouvant être mise en évidence pour être examinée.

   Comme montré sur la figure 4, qui est identique à la fleure 4 du la demande de brevet français précitée à l' exception de   l'Inter-   position d'un masque 61 entre le condensateur 60 et la fenêtre 62 sur le trajet optique 56, ce masque est intercalé sur le trajet optique et est associé à des systèmes optiques convenables permettant la mise au point sur les divers'pians des images à trois dimensions obtenues de la manière décrite ci-après. Le déplacement du masque en travers du trajet optique   prcvoque,   respectivement par les trois zones, un obscurcissement , une forte illumination et une faible illumination des zones correspondantes de chacune des images   tridimerision-   nelles.

   Le masque peut gliseer et tourner du façon qu'on puisse modifier à tout instant la positis ou l'orientation de son image sur   l'écran.   

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   La figure 11 représente une autre forme de réalisation du masque, qui est constitué par deux zones opaques 360   délimitant   une zone ou fente transparente 362   rclativemert   large. La figure   12   représente une autre forme de réalisation dans laquelle plusieurs zones transparentes 370 sont délimitées par plusieurs zones opaques 372. 



   Les figures 13 et 14 représentent une troisième forme de réalisation dans laquelle une lentille cylindrique 380 est intercalée entre des zones transparen- tes 382 et sert à concentrer la lumière suivant une zone lori ue et Etroite en travers du trajet optique et à mettre ainsi une coupe en évidence par concentration de lumière sans réduire l'éclairement d'ensemble des reproductinns. 



  On a jugé particulièrement avantageux, dans certaines formes de réalisation, de substituer aux zones transparentes 382 une matière de transparence légèrement réduite. 



   La figure 1 représente l'image en relief qui peut être obtenue conformément à la description de la demande de brevet français citée plus haut. 



   Une description détaillée de cette figure apparaît inutile dans la présente description et on se reportera pour plus de détails à la demande française précitée. 

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   La figure 2a représente une image complète à trois dimensions telle qu'elle apparaît dans les conditions d'exa- men. On peut réaliser une forme d'exploration optique (ana- lyse) en masquant optiquement une partie de l'image à trois dimensions tout en diminuant optiquement l'éclairement des parties non   masquées de   l'image reconstituée à   l'excep-   tion des parties d'extrémité voisines des parties masquées. 



  Ces parties d'extrémité   subsistent   ainsi sous forme de tran- che brillante verticale restant reliée aux parties plus sombres de   l'image   par lesquelles on 1'   identifie   facile- ment. On peut obtenir ce résultat à l'aide du masque de la figure 10 dans lequel chacune des zones larges est suffissm- ment étendue pour embrasser la totalité de la diagonale de chacune des images sur pellicule (figure   2B).   On peut réa- liser un éclairement sélectif dans un plan perpendiculaire aux coupes initiales, afin d'obtenir ainsi. une   couve   Jans les coupes initiales optiquement superposées et mettra ainsi en évidence les parties non explorées de l'objet.

   Comme on le décrit plus en détail ci-après, on peut faire traverse l'image par la branohe verticale lumineuse animée d'un mou- vement alternatif. 



   Dans une autre forme exploration optique, on peut faire tourner la tranche verticale lumineuse autour de son axe vertical pour mettre en évidence d'autres   1('talle   de structure dans   différentes   zones, (figures 2C et 2D). 

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   Pe même, en   disposant   des zones opaques des deux   cotés   de la fente, on peut voir une coupe isolée. On peut faire varier l'épaisseur de la tranche en agissant sur la   largeur   de la fente.. L'image obtenue à l'aide de la fente relativement large de la figure 11 est représentée sur la figu- re 3A. L'image obtenue à l'aide d'une fente étroite est   rpré-   sentée sur la figure 3B. On peut obtenir également les images des figures 3A et 3B à l'aide du masque à lentille   cylindri-   que des figures 13 et   14   dans des conditions optiques par- faites. 

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   Comme on l'a indiqua ci-dessus, la figure 4 du pré- sent mémoire est identique à la figure 4 de la demande français précitée à l'exception de l'insertion du masque 61   ntre   le condensateur   60   et le fenêtre 62. Par conséquent, dans le cas du présent mémoire, une description   détaillée   de cette   figure   apparaît inutile et il suffit, pour plus do détails,   francaise de se reporter à la demande antérieure/précitée ; étant admis   qu'à l'aide du masque 61 des parties déterminées de l'image à trois dimensions peuvent être examinées de la manière plus particulièrement décrite dans une des formes de réalisation pratique de la présente invention, par exemple celle représetnée sur les figures 5 à 10. 



   Les   figuros 5 à   10 représentent un appareil 200 constitué par un bâti   202   et par un carter 204 relié au bâti et entourant les parties fonctionnelles de l'appareil pour les protéger et conférer à celui-ci un aspect   esthétique.   



   Le cadre 202 est constitué par un support 210 qui peut être en eôle d'aluminium épaisse, par exemple   de 38   mm d'épaisseur environ. Les composants 208, 210 et 212 sont fixés    à la base 206, par exemple par des boulons et peuvent être en aluminium de 25 mm d'épsisseur environ suivant exemple de aluminium de 25 mm d'épaisseur environ suivant un exemple de   réalisation préféré. Les éléments   214,     216 et   218 du banc optique, qui peuvent être en aluminium   coulé:   sont fixés au support 206. 

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   Un moteur 220 fixé au support   206   entraîne, par une poulie à   commande   positive 222, une courroie de synchronisa- tion 224 et par une poulie à commande positive   226,   un arbre 22  sur   laquai   est glaé un tambour   porte-pellicule   230 cons- titué par un   cyli ndre   transparent 232 réalisé par exemple en matière plastique transparente, telle que le méthacrylate de méthyle, et ayant environ   6,4   mm d'épaisseur dans une ferme de réalisation avantageuse. Le cylindre 232 est fixé à la périphérie du tambour 230 et est en porte-à-faux du côté opposé   au   moteur.

   Sur le même arbre 223 est calée une poulie 234 à commande positive qui entraîne, par une courroie de svpchronisation 237 et une poulie à commande positive 238,      un arbre   240   sur lequel est calé un tambour   242   formant écran. 



  La poulie 238 comporte quatre fois plus d'encoches de synchro- nisation que la poulie 234, de sorte qu'elle tourne à une vitesse   é-ale   au quart de la vitesse de rotation de la poulie   234.   Donc, le rapport d'homothétie de la poulie 238 à la poulie 234 est de   4/1.   Les ambres 228 et   240   tournent dans les composants 208, 210 et 212. 



   Une fenêtre   244   et une série de miroirs   246,   248, 250 et 252 ainsi qu'un objectif   254 et   un prisme tronque 256, dont l'ensemble définit un trajet optique 262, sont montés sur 13 banc optique comportant les éléments 214,   216   et 218. 



  La lumière émise par une lampe stroboscopique   ( à   éclairs) 258 est renvoyée par le miroir 260 sur le   tra je t   optique 262 

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 ot passe par un condensateur 264 constitué par des lentilles 266 et 268. La lumière traverse une des photographies ou diapositives 270 montées sur le tambour à pellicule   23 0   et est renvoyée par le miroir 246 à travers l'objectif 254 et les miroirs 248, 250 et 252 sur la roue   242   formant écran diffusant où, par suite de la rotation et du synchronisme des composants, une image en trois dimensions 274 est formée à l'intérieur d'un dôme en matière plastique 276 monté sur le carter 204. 



   On peut faire tourner le prisme tronqué 256 par rotation du bouton de commande 299 (figure 8). Ce bouton de commande est relié par un arbre et un pignon non représentés au pignon 301 lui-même lié au prisme isocèle 256. 



   Les figures 9 et   10   représentent en détail une ferme de réalisation de l'appareil selon l'invention. Le dimpositif d'exploration optique   3 00   coopère avec les supports ?01 et 203, comme l'indique la figure 6. Les supports   201   et 203 supportent des paliers 302 et 304 supportant à leur tour des éléments avant et arrière 306 et 308 de l'enveloppe du dispositif d'ex- ploration. Les éléments 306 et 308 sont réunis par des boulons et immobilisent entre eux la cuvette intérieure d'un palier 310, lequel supporte la roue 312 de commande du dispositif d'exploration. de commande 
Une couronne   314/   denture intérieure ost fixéu à la roue 312 de commande du dispositif d'exploré ion et tourne avec elle.

   Cette couronne 314 est en prise avec un pignon 316 de 

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 commande du dispositif d'exploration, calé sur un arbre 318, ainsi qu'un pignon d'entraînement identique   3 20.   Le pignon   320   est en prise avec une roue folle   3 22   qui est calée sur un arbre   324,   ainsi qu'un pignon fou 326. CE pignon   3 26   est en   prise   avec un pignon 332 du dispositif d'exploration qui est calé sur un arbre 330, ainsi qu'un pignon identique 328 du dispositif   d'exploration.   Les pignons 328 et 332 du dispositif d'exploration engrènent avec une crémaillère   334   sur un sous-ensemble 340 du dispositif d'exploration. 

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   Un patin de frein 336 peut prendre appui sur   une   surface   moletée   338 de l'enveloppe arrière 336 et empêcher l'ensemble du dispositif d'exploration de tourner par rapport au palier 302, mais n'empêche pas la rotation sur le palier 310. Lorsque le sabot de frein est actionné le   mouvement   de rotation de la roue de commande 332 fait réagir l'ensemble du train d'engraenages, ce mouvement étant ainsi transfor- mé en déplacement linéaire du sous-ensemble 340 du dispositif d'exploration optique., qui subit ainsi un déplacement alter- natif dans les limites de sa c'émaillière 334. 



   Lorsqu'on soulevé ou desserre le frein 336 alors que la roue 312 de   commande   du dispositif d'exploration con tinue de tourner le déplacement linéaire est interrompu et l'ensemble du dispositif d'exploration 300 peut tourner sur les paliers 302 et 304. 



   Le   colis   ensemble   340   du dispositif d'exploration est constitué par un bâti 342 auquel est fixée une plaque de couverture 344. Cette plaque de couverture maintient le masque   346   du dispositif d'exploration dans une position   prédé-   terminée . Ce masque 346 est en une matière transparente telle que le verre et comporte une zone transparente 348; une zone 350, une zone 352 de transparence réduite et une fente   transpa-   rente 334 comprise entre la zone   :raque   350 et la zone 352 de transparence réduite.

   La zone opaque 350 et la zone de trans- parence réduite 352 peuvent être réalisées par adjonction de 

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 plaques convenables de matière plastique ou de verre,   @   par   application   d'enduits appropriés. Le masque est dispo- sé transversalement par rapport à   l'axe   optique. Une rota- tion   d   la roue 312 du dispositif d'exploration, alors que le frein dessorré, fait tourner le masque autour de l'axe optique, perbendiculairement à celui-ci.

   Une rotation de la roue de commande didispositif d'exploration, le frein étant serré, provoque un mouvement alternatif de   l'ensemble   du masque en travers de l'axe optique, amenant successivement en position la zone transparente 348, la zone de transparen-   ce   réduite 352, la fente 354 et la zone opaque 340. 



   Les termes et désignations qui ont été utilesés dans   ce?   qui précède sont   descriptifs   et non limitatifs et l'emploi   dE)   ces ternes et expressions   n'est   pas   destl@é   à exclure tous équivalents des caractéristiques indiquées et décrites ou des parties de celles-oi, mais il est évi- dent que diverses modifications sont possibles dans le cadre de l'invention. Par exemple, l'invention a été décrite er: référence à des photographies diapositives et l'appa- reil est agencé pour la transmission de lumière à travers ces diapositives. Cependant, on peut utiliser et examiner ou projeter des photographies opaques à l'aide de lumière réfléchie.

   De plus, on peut avoir recours à plusieurs trajets optiques, en particulier en rapport avec la réalisation en forme d'hélice, pour présenter simultanément plusieurs ima- ges à trois dimensions.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation et de présentation d'images en trois dimensions d'objets à trois dimensions par déplacement d'images de coupes successives dudit objet sur un trajet optique prédéterminé en vue de leur examen, à l'aide d'une source lumineuse, le s images desdites coupes étant formées sur un écran mobile disposé sur ledit trajet optique, caractérisé en ce qu'on agit sur la transmission de lumière de ladite source lumineuse, sur le trajet optique, vers des positions déterminées à l'avance desdites coupes de l'objet, de manière que des parties choisies de l'image à trois dimensions soient rendues plus lumineuses que d'autres.

   2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on déplace des photographies de coupes successives de l'objet sur ledit trajet optique prédéterminé et on projette les images desdites photo- graphies sur un écran dont la surface recevant la projection coupe ledit tra@ optique et est déplacée sur 00 dernier, la transmission de lumière étant réglée par réfraction de celle-ci pour des positions prédéterminées de parties successives des photographies. <Desc/Clms Page number 16>

   3 . Un procédé aelon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite transission de la lumière est complètement supprimée dans des zones choisies.

   4. Un procédé aelon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on réduit la quantité de lumière transmise sur certaines parties dudit trajet optique.

   5. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on agit aur la transmission de la lumière dans des parties choisies desdites coupes au cours de l'examen de l'image.

   6. Un appareil pour la miae en oeuvre du procédé selon l'une quelconque dea revendicationa précédentes,, dans lequel une image en trois dimensions d'un objet à trois dimensions est présentée par projection des couches successives de l'objet sur un trajet optique vers un écran d'examen mobile, de manière qu'une série d'imagea à deux dimensions de l'objet apparaisse dans l'espace sous forme d'objet à trois dimensionns, caracté- risé ce qu'un manque optique (340 ou 346) est inter- calé sur ledit trajet optique, en amont desdites couches successives, ledit manque comportant des zones de trans- parenee différentes à la lumière, un premier dispositif (310,312,302)

   étant agencé pour faire tourner ledit masque autour de l'axe optique et un second dispositif (334,336,338) <Desc/Clms Page number 17> pour déplacer transversalement le masque par rapport à l'axe optique, de manière que des zones de transpa- ronce variable soient intercalera successivement et sélectivement sur ledit chemin optique.

   7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit )Maque optique est constitué par une première sone (348) transparente à la lumière, une sono (350) opaque & la lumière, une tricisième zone (352) de transparence réduite à la lumière et une fente transparente (354) délimitée par ladite sone opaque et ladite zone de faible transparence.

   8. Appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit masque optique comporte une première et une seconde zones (360) opaques et une troisièmew zone (362) transparente délimitée par lesdites première et seconde zones opaques- 9. Un appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit masque optique comporte plusieurs zones (370) transparentes délimitées par plusieurs zones (372) opaques.

   10. Un appareil selon la revendication 6, dans lequel ledit masque optique comporte une lentille 1380) cylindrique intercalée entre une première et une seconde zoner (382) transparentes. <Desc/Clms Page number 18>

   11. Un appareil Ion la revendication 6 dans lequel ledit masque optique comporte une lentille cylindrique intercalée entre les première et seconde sone. de transparence réduite.

   12. Un appareil selon l'une quelconque des revendication@ 6 à 11, dans lequel le dispositif assurant la rotation dudit moque comporte une premièreenveloppe EMI18.1 (306,300) de forme eenaiblement circuiaire, un dispositif (342, 344) pour relier ledit masque à ladite enveloppe et des paliers (302, 304) supportant ladite enveloppe.

   13. Un appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, dons lequel ledit dispositif pour déplacer ledit masque transversalement par rapport audit trajet optique comporte une seconde enveloppe (312) de forme sensiblement circulaire, un secteur denté (314) relié à ladite seconde enveloppe, un cadre (342) contenant ledit masque, une crémaillère (334) reliée audit cadre, et un EMI18.2 train d'engrenages 3i6,3z3,3zb,3aej intermédiaire entre ledit secteur denté de ladite seconde enveloppe et la cré- maillère dudit cadre supportant le masque.