CH623141A5 - Cine projector with continuous running of the film - Google Patents

Description

La présente invention concerne un projecteur cinématographique à défilement continu du film comme défini dans le préambule de la revendication 1. Il est reconnu que dans un projecteur à défilement continu, le film est moins sollicité que dans un projecteur à entraînement intermittent. En effet, les tractions intermittentes exercées par les griffes du dispositif d'entraînement ont tendance à détériorer les perforations du film et il n'est pas rare que des fragments du film détachés viennent coincer le mécanisme du projecteur, ou même que le film se déchire.

Un projecteur à défilement continu du film nécessite cependant l'emploi d'un compensateur optique destiné à corriger le mouvement des images dans la fenêtre de projection. En fait, le principal inconvénient du défilement continu est la difficulté pratique de réaliser un compensateur optique efficace. Un type de compensateur utilise un miroir oscillant synchronisé avec le défilement du film.

Dans le projecteur connu à défilement continu à miroir oscillant de la fig. 1, le film 11 est entraîné en continu dans le sens de la flèche 12. Le film est guidé de façon à décrire un arc de cercle 13 centré en 14. L'arc 13 couvre une fenêtre de projection incurvée 15 qui délimite la longueur observable du film à un instant quelconque. En pratique, la fenêtre 15 s'étend sur la longueur de deux images successives du film. Le film est éclairé par un faisceau de lumière 16 passant à travers la fenêtre 15.

Un miroir oscillant 17 est monté de façon que son axe de pivotement passe par le centre de courbure 14 de l'arc 13. Un mécanisme (non représenté) anime le miroir d'un mouvement cyclique comprenant un balayage normal relativement lent de sa position initiale 17a à sa position finale 17b. Pendant ce balayage, la vitesse angulaire du miroir est constante et adaptée à la vitesse de défilement du film de façon à suivre une image qui se déplace devant la fenêtre de projection entre les points A et B. Si l'angle au centre de l'arc AB est 0, le mouvement angulaire du miroir entre ses positions 17a et 17b est 0/2. Si cette condition est respectée, l'image optique est réfléchie dans une direction invariable 18. Ainsi, le mouvement du miroir de compensation produit une immobilité apparente des images du film. Le miroir fait partie d'un système optique 19 qui comprend un objectif de projection sur un écran 20.

A la fin de son balayage normal, le miroir doit être ramené le plus vite possible à sa position initiale 17a pour commencer le balayage suivant en synchronisme avec le mouvement de l'image suivante. En pratique, c'est ce mouvement de retour rapide qui est le plus difficile à obtenir dans un projecteur à défilement continu du film.

Malgré l'intérêt considérable suscité par les projecteurs à défilement continu du film, les problèmes techniques qu'ils posent n'ont reçu que peu de solutions viables. L'un des projecteurs les plus satisfaisants est décrit dans un article intitulé «Continuous Motion Picture Projector for Use in Television Film Scanning» de A. G. Jensen, R.E. Graham et C.F. Mattke paru dans la revue «Journal of the Society of Motion Picture and Television Engi-neers» de janvier 1952, page 1. Pour la commodité des explications, l'article et le projecteur en question seront simplement attribués à Mattke.

Ainsi, Mattke illustre un projecteur à un seul miroir oscillant et déclare que «de toute évidence, cette solution n'est pas viable pour réaliser pratiquement un dispositif compensateur». Donc, pour résoudre le problème du retour rapide du miroir à la position initiale du balayage suivant, Mattke utilise plusieurs miroirs

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montés sur un tambour. A la fin d'un premier balayage, le miroir suivant se présente dans la position angulaire voulue pour entamer le balayage suivant en synchronisme avec le mouvement de l'image suivante du film.

D'autres solutions ont été proposées pour éviter l'inconvénient du mouvement de retour rapide d'un miroir oscillant unique. Le brevet des E.U.A N° 2770163 décrit par exemple un projecteur à deux miroirs oscillants vers lesquels le faisceau lumineux de projection est tour à tour dirigé de façon que l'un des miroirs assure le balayage normal pendant que l'autre revient lentement à sa position de départ, après quoi les rôles des miroirs sont échangés. Tous ces projecteurs de l'art antérieur, qu'ils utilisent des miroirs multiples montés sur un tambour ou un dispositif de déviation alternée du faisceau sont complexes, ce qui les rend plus coûteux et peu fiables.

La fig. 2 illustre un projecteur connu utilisant un seul miroir oscillant et dont le miroir oscillant est commandé par une came en spirale. Comme dans le cas de la fig. 1, le film 11 est guidé devant la fenêtre de projection 15 sur un arc de cercle 13 qui est centré sur le point 14. La longueur AB d'une image du film sous-tend un angle au centre 0 sur l'arc de cercle 13. Le miroir 17 est solidaire d'un levier de commande 22 de longueur r dont l'extrémité libre suit le profil d'une came 23 qui tourne autour d'un axe 24 en synchronisme avec le mouvement du film. Le profil 25 de la came est calculé pour assurer une poursuite précise des images du film par le miroir 17. Le retour rapide du miroir 17 est obtenu par la chute de l'extrémité du levier 22 le long d'un décrochement radial 26 de hauteur s de la came 23. Le levier 22 est rappelé par un ressort de torsion représenté schématiquement en 27.

Pour la réalisation pratique d'un compensateur optique, le problème crucial est le retour rapide du miroir en position initiale. Si le retour est trop lent, l'œil humain a le temps d'enregistrer le recul de l'image sur l'écran, ce qui crée une impression de flou d'autant plus accentuée que le mouvement est lent.

Pour accélérer le mouvement de retour du miroir, on peut augmenter la force de rappel, c'est-à-dire la force du ressort 27. On est cependant limité dans cette voie par le fait que le miroir doit être brusquement arrêté à la fin de sa course de retour. Pour des forces de rappel importantes, le choc mécanique causé par l'arrêt du mouvement de retour devient vite intolérable, d'autant plus que ces impacts se répètent au moins seize fois par seconde. En conséquence, la seule solution viable pour accélérer le mouvement de retour du miroir est de diminuer sa masse et celle des mécanismes associés.

Toujours sur la fig. 2, on voit que la vitesse de retour dépend du moment d'inertie autour de l'axe 14 de l'ensemble constitué par le miroir 17 et le levier 22. Le moment d'inertie du levier 22 augmente avec le carré de sa longueur r et également avec sa masse propre. En outre, si le levier 22 est plus long, il doit être plus massif pour conserver une rigidité adéquate, de sorte que le moment d'inertie de l'ensemble croît très rapidement avec la longueur r. La conclusion est évidente: pour diminuer l'inertie, il faut réduire autant que possible la longueur r.

Pour cela, il faut rapprocher la came du miroir et diminuer la hauteur s du décrochement 26 pour une valeur donnée de l'angle de balayage 0/2. Cependant, on rencontre rapidement des limitations pratiques, en particulier pour la réalisation de la came dont les petites irrégularités de surface et le jeu éventuel de l'axe 24 compromettent la précision du mouvement de balayage.

Pour un décrochement 26 de la plus petite hauteur s réalisable en pratique, on peut encore réduire la longueur r en rapprochant la came de l'axe d'oscillation 14. La contrepartie est une augmentation de l'angle de balayage © et par conséquent de l'angle du mouvement de retour. On notera cependant que l'augmentation de l'angle de balayage n'a qu'un effet du premier ordre sur le temps de retour, alors que l'effet sur le moment d'inertie est supérieur au second ordre.

Pour réduire l'inertie de la masse mobile, il est encore plus important de diminuer les dimensions et la masse du miroir que de réduire la longueur r. En effet, un petit miroir a non seulement une faible inertie propre, mais en plus la rigidité et la masse de la structure associée peuvent être diminuées, ce qui est particulièrement important pour l'inertie du levier de commande.

La fig. 3 est un schéma optique illustrant le principe d'un projecteur qui utilise un miroir. Pour la clarté de l'illustration, les rayons lumineux réels sont représentés en trait plein et les rayons virtuels associés à la réflexion sont représentés en trait interrompu. L'objet au sens optique du terme est une image f du film dont une image est formée sur l'écran 20 par l'objectif de projection L et le miroir plan 17. Le schéma de la fig. 3 montre clairement que, pour un objet de taille donnée, on peut réduire les dimensions du miroir 17 en le rapprochant le plus possible de l'objectif L. Apparemment, le fait de réduire la taille de l'objet et de le rapprocher du miroir 17 (fl sur la fig. 3) n'a pas d'influence sur les dimensions minimales du miroir. Cependant, cette conclusion est fausse et l'on va démontrer qu'avec un film dont les images ont un pas d'espacement réduit, il est possible de diminuer sensiblement la dimension du miroir qui est perpendiculaire à l'axe d'oscillation 14, c'est-à-dire en fait l'inertie du miroir, en rapprochant le film du miroir comme sur la fig. 4.

Dans le schéma de la fig. 4, l'objet f sous-tend un angle 0 par rapport à l'axe d'oscillation 14 du miroir. 0 n'est pas nécessairement petit, mais sa valeur maximale est limitée par des considérations pratiques. Ainsi, la valeur maximale de 0 étant déterminée, on essaie de rapprocher le film du miroir. On voit immédiatement sur la fig. 4 que l'objet f nécessite une dimension de miroir M, alors que l'objet fl, à la fois plus petit et plus proche du miroir que f, nécessite une dimension de miroir Ml inférieure à M. En général, on cherche à conserver un rapport d'aspect (longueur/largeur) constant des images et la réduction de la longueur (dimension transversale) du miroir s'accompagne d'une réduction correspondante (mais pas nécessairement proportionnelle) de sa largeur (dimension axiale). En pratique, cela signifie que la masse du miroir sera réduite proportionnellement au carré de la dimension M. On a vu qu'un miroir plus léger a non seulement un moment d'inertie propre plus faible, mais nécessite un levier de commande moins lourd, ce qui va également dans le sens de la réduction de l'inertie. L'inertie du miroir autour de son axe est proportionnelle au produit de sa masse par le carré de M. En définitive, l'inertie de la masse mobile est influencée par M à une puissance supérieure à la quatrième. Il est donc possible d'obtenir un temps de retour court en rapprochant le miroir du film. Cette conclusion est à première vue surprenante, car on pourrait penser que le retour le plus rapide est obtenu pour un petit angle de balayage 0 et un film relativement éloigné. Cependant, le développement précédent a permis de démontrer le contraire.

L'expérience a montré qu'en satisfaisant la condition ci-dessus, on pouvait obtenir un mouvement de retour suffisamment rapide pour ne créer aucun flou visible sur l'écran, même sans obturateur. Pour cela, il faut réduire au maximum les dimensions et la masse de l'ensemble mobile et en outre, contrairement à ce qui semblerait logique, réduire la distance du film au miroir et la taille des images au lieu de les augmenter. En pratique, on a constaté qu'il fallait de préférence utiliser un film miniature nettement plus petit que le 8 mm classique.

La présente invention a pour objet un projecteur à défilement continu du film mettant en œuvre les découvertes et les principes énoncés ci-dessus.

Selon l'invention, la longueur balayée par le miroir sur le trajet du film ne dépasse pas 5 mm.

En pratique, la longueur balayée par le miroir sur le trajet du film est en général inférieure à 3 mm, mais peut aller jusqu'à 4 ou 5 mm. Ce balayage très court permet de disposer le miroir à proximité immédiate du film sans que l'angle correspondant soit trop faible. On a vu précédemment que plus le miroir est près du

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film, plus il peut être petit. De plus, plus l'angle de balayage est grand, plus le levier de commande peut être court. Ainsi, en ne balayant qu'une petite longueur du trajet du film, on peut réduire l'inertie du miroir et de son levier de commande de façon à obtenir un retour ultrarapide avec un mécanisme réalisable dans la pratique. Avec un temps de retour très court, le projecteur fournit une image de qualité satisfaisante sans obturateur, ce qui simplifie l'appareil et améliore la transmission lumineuse.

On verra plus loin que le projecteur utilise un film dont le pas d'espacement des images est inférieur à 5 mm, et de préférence à 3 mm. Dans un mode de réalisation pratique, on a utilisé un film , dont le pas d'espacement était 2,1 mm. La distance du pivot du miroir au trajet du film peut ne pas dépasser 15 mm, et de préférence 7 mm ou moins. Dans le prototype réalisé, cette distance était 6,5 mm. De même, la distance préférée du miroir à l'optique de projection est également 6,5 mm.

La très petite taille des images du film a d'autres avantages. On peut évidemment loger un plus grand nombre d'images sur une longueur donnée de film, ce qui permet de réduire la vitesse de défilement et les problèmes d'usure qui en découlent. On peut également augmenter la durée de projection pour une longueur de film donnée, ce qui permet de présenter les films sous une forme beaucoup plus compacte qu'auparavant. En fait, pour la première fois dans l'histoire des techniques cinématographiques, on peut réaliser pratiquement des cartouches ou des cassettes de film faciles à charger dans une visionneuse et ayant une durée de projection acceptable. Par exemple, une cassette d'environ 12 cm sur 7 peut contenir environ 30 mn de film ou le double si le film est à deux pistes.

L'obligation de monter le miroir de compensation entre le film et l'optique de projection, à proximité des deux, permet d'employer un objectif de courte focale. Cette caractéristique est avantageuse, car on peut réaliser un objectif de haute qualité à grande ouverture, ayant donc une excellente transmission de la lumière, à un coût raisonnable.

Le mécanisme d'entraînement de la came rotative doit assurer la synchronisation avec le défilement du film. Cette synchronisation peut être obtenue en imprimant des repères magnétiques ou optiques sur le film et en les détectant pour commander par exemple un moteur électrique d'entraînement de la came qui est ainsi rigoureusement synchronisée avec la vitesse du film. Il est encore plus simple d'utiliser une liaison mécanique directe avec le mécanisme d'entraînement du film, par exemple au moyen de galets de friction ou d'une roue à griffes. Cette dernière présente beaucoup moins d'inconvénients- dans le cas d'un mouvement continu que dans le cas d'un mouvement intermittent.

Par ailleurs, il faut que chaque balayage du miroir débute au moment voulu du cycle de rotation de la came. La nécessité d'une telle synchronisation de phase avec les images du film résulte du fait que le film peut s'allonger ou se raccourcir et que son mécanisme d'entraînement peut glisser s'il est à friction. On peut résoudre ces problèmes en employant une roue à griffes qui coopère avec des perforations du film. On peut cependant utiliser des repères de synchronisation magnétiques ou optiques formés à intervalles réguliers sur le film dans des positions précises par rapport aux images. Un détecteur optique ou magnétique sensible à ces repères fournit des signaux de correction de la phase angulaire de la came pour maintenir le synchronisme désiré.

Dans un mode de réalisation préféré, la synchronisation de phase peut être assurée par un mécanisme à échappement comprenant un accouplement à friction intercalé dans le mécanisme d'entraînement de la came rotative, et un élément de blocage sélectif de la came. Quand l'élément de blocage est engagé, la came est immobilisée et l'accouplement à friction glisse. A la réception d'une impulsion électrique correspondant à un repère du film, la came est libérée dans une position angulaire rigoureusement constante par rapport à chaque image. Ce mécanisme d'échappement est décrit dans la demande de brevet britannique N° 48447/76.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 5 est une vue en perspective d'une visionneuse de film à cassette réalisée selon les principes de l'invention.

La fig. 6 est une vue en perspective montrant le mécanisme intérieur de la visionneuse de la fig. 5.

La fig. 7 est une vue en perspective d'une cassette de film et de son réceptacle dans la visionneuse.

La fig. 8 est une vue en élévation latérale du mécanisme d'entraînement du film de la cassette.

La fig. 9 représente un morceau du film de la cassette de la fig. 7.

La fig. 10 est un schéma de principe du mécanisme de commande du miroir oscillant de compensation.

La fig. 11 est une vue latérale en coupe partielle d'un bloc contenant le miroir et son mécanisme de commande.

La fig. 12 est une vue frontale en coupe partielle du bloc de la fig. 11.

La fig. 13 est une coupe verticale fragmentaire dans le plan XIII-XIII de la fig. 12.

La fig. 14 est une coupe dans le plan XIV-XIV de la fig. 11.

La fig. 15 représente un autre type de film utilisable dans la cassette de la fig. 7.

La fig. 16 représente un autre type de film utilisable dans la cassette de la fig. 7.

La fig. 17 est un schéma illustrant un système optique adapté à la projection des films des fig. 15 et 16.

La fig. 5 représente une visionneuse de cassettes de film qui comprend un boîtier 30, dont la face avant forme un écran dépoli 317, et une fente 32 pour l'introduction d'une cassette de film. Lorsque la visionneuse est mise en marche avec une cassette en place dans la fente 32, le film de cette dernière est entraîné en continu. De la lumière traversant le film est projetée par une optique sur la face arrière de l'écran dépoli 317 pour former une image animée. Pour compenser le défilement continu des images devant le système de projection, on emploie un compensateur à miroir oscillant qui sera décrit en détail dans la suite.

Le panneau avant 33 de la visionneuse porte diverses commandes 34 permettant d'effectuer les réglages nécessaires. Si le film comporte une piste sonore, la visionneuse possède des boutons de réglage du volume et de la tonalité. Il y a évidemment d'autres réglages pour la luminosité et la mise au point de l'image sur l'écran.

La fig. 6 permet de voir le mécanisme intérieur de la visionneuse de la fig. 5. La cassette de film, également visible sur la fig. 7, comprend une bobine débitrice et une bobine réceptrice montées dans un boîtier parallélépipédique en matière plastique. Le film est enroulé sur les deux bobines et passe autour de galets libres établissant une portion de trajet rectiligne devant une ouverture du boîtier. Lorsque la cassette est en place dans la visionneuse, un prisme 314 pénètre dans le boîtier derrière le film pour l'éclairer par transparence.

L'entraînement du film est assuré par un cabestan 52 et un moteur 51. Le cabestan 52 s'engage dans une échancrure du boîtier de la cassette et un galet presseur 52a vient s'appliquer contre le film pour le presser contre le cabestan. Le galet presseur est libre et le .cabestan est monté sur un arbre 55 qui porte un volant régulateur 55a accouplé à l'arbre du moteur 51.

Un moyeu à ergots 56 s'engageant au centre de la bobine réceptrice est entraîné par un dispositif à friction 57 par l'intermédiaire d'une courroie 58 entraînée par un moteur de rebobinage 59. La bobine réceptrice exerce ainsi une traction continue pour enrouler au fur et à mesure le film débité par le cabestan 52.

Pendant la projection, de la lumière fournie par une lampe à haute intensité équipée d'un filtre thermique (non représentés) est projetée sur le film par le prisme 314. La lumière qui a traversé le

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film est reçue par un miroir de compensation qui fait partie du bloc 800 dont le rôle est de supprimer le mouvement apparent des images du film en mouvement continu. Après avoir été réfléchie par le miroir de compensation, la lumière est dirigée dans un objectif de projection 316 qui forme une image sur l'écran 317 après réflexion sur un miroir de renvoi 318.

La fig. 7 représente l'engagement d'une cassette de film 310 dans le réceptacle de la visionneuse. L'une des bobines de la cassette est visible en 213 et le film 311 suit un trajet rectiligne sur le dessus de la cassette.

L'opérateur tenant la cassette verticale comme sur la fig. 7 l'engage dans la fente 32 de la visionneuse (fig. 5) puis appuie sur l'un des boutons 34 pour engager les moyeux 56 et 60 dans les bobines respectives de la cassette. En même temps, le prisme 314 pénètre dans l'encoche 312 du boîtier pour diriger un faisceau de lumière collimatée derrière le film. Dans la partie découpée 312 de la cassette, le film est guidé par une fourchette 317 qui le tire vers le haut pour l'appliquer contre la fenêtre de projection. Eventuellement, une tête de lecture 48 vient en contact avec la piste sonore du film pour reproduire un son enregistré magnétiquement.

La fig. 8 représente en détail les dispositifs de manipulation du film de la cassette. La courroie 58 est entraînée par l'intermédiaire d'un galet de renvoi 801 et d'une autre courroie 802 à partir de l'arbre 803 du moteur 59 (fig. 6). La courroie 58 passe autour de roues 804, 805 et 806. La roue 806 a un moyeu de petit diamètre qui est normalement en contact avec un bandage de caoutchouc 807 de la bobine réceptrice, l'ensemble constituant le dispositif d'enroulement 57.

Les roues 804 et 805 sont montées sur une plaque mobile 808 qui se déplace vers la droite pour la fonction d'avance rapide commandée par l'un des boutons 34 de la fig. 5. Ce mouvement a pour effet de décoller la roue 806 et d'appliquer la roue 805 contre le bandage de caoutchouc 807 de la bobine réceptrice. Inversement, pour la fonction de rembobinage, la plaque 808 se déplace vers la gauche et la roue 804 vient en contact avec un bandage de caoutchouc 809 de la bobine débitrice.

Lorsque l'une ou l'autre des fonctions rapides (avance rapide ou rembobinage) est sélectionnée, une plaque 810 est tirée vers le haut pour écarter le galet presseur 52a et la tête de son 48 du film. La plaque 810 porte également une came qui commande la fourchette 717 pour libérer le film pendant les fonctions rapides.

La fig. 9 représente une partie du film 311 qui est contenu dans la cassette.

Le support du film peut être un ruban de chlorure de polyvi-nyle de 8 mm de large ayant de chaque côté des pistes magnétiques 411,412 qui peuvent enregistrer chacune un son stéréophonique. La piste magnétique 411 est associée à une piste cinématographique 413 et la piste magnétique 412 est associée à une seconde piste cinématographique 414.

Lorsque la cassette est introduite dans un sens dans la visionneuse, l'une de ses pistes image et la piste son correspondante sont lues et il suffit de retirer la cassette et de la réintroduire dans l'autre sens pour lire la seconde piste image et la piste son correspondante. Chacune des images des pistes 413 et 414 a une largeur de 2,25 mm et un pas d'espacement de 2,1 mm. Entre les deux pistes 413 et 414 se trouve une piste de synchronisation 221 large de 0,5 mm. La piste 221 est constituée d'une succession de zones alternativement transparentes et opaques 416 et 417 qui correspondent rigoureusement aux images des deux pistes.

La fig. 10 illustre schématiquement le projecteur. La cassette 310 contient un film 311 qui défile en continu dans le sens de la flèche devant une fenêtre 312 découpée dans le boîtier de la cassette. Lorsque la cassette est mise en place dans le projecteur, un prisme 314 s'engage derrière la fenêtre 312 pour diriger la lumière d'une lampe à haute intensité sur la partie du film 311 qui défile devant la fenêtre. La lumière qui a traversé le film est renvoyée par un miroir oscillant 315 dans un objectif de projection 316. L'objectif 316 forme ensuite une image sur l'écran dépoli 317 après une réflexion du faisceau sur un miroir 318.

Le miroir 315 oscille en synchronisme avec le mouvement des images du film pour qu'elles apparaissent fixes au niveau de l'objectif 316. Plus précisément, le mouvement cyclique du miroir 315 autour de son axe 319 se décompose en un balayage linéaire synchronisé avec le mouvement de-chaque image du film et en un retour ultrarapide à la position de départ du balayage suivant.

Les mouvements du miroir 315 sont commandés par un levier 320 qui'est rigidement fixé à sa face arrière et qui suit le profil d'une came rotative 321. La came 321 est entraînée en rotation par une transmission mécanique 322 à partir du dispositif d'entraînement du film. La transmission 322 comprend un galet de caoutchouc 323 roulant sur une partie conique 324 d'un arbre dont la position axiale est réglable manuellement pour changer le rapport de transmission.

La came 321 effectue un tour pour chaque image qui défile devant la fenêtre 312 de la cassette. Une lame de ressort 325 fixée en 326 appuie sur le levier 320 pour le maintenir en contact avec le profil de la came. Le profil de la came est calculé de façon que le mouvement angulaire du miroir 315 suive exactement le défilement de chaque image du film. A la fin de chaque balayage, le levier 320 tombe brusquement de la hauteur d'un décrochement radial 327 pour provoquer le retour rapide du miroir 315.

La came 321 doit évidemment tourner en synchronisme exact avec le défilement du film 311, mais il faut en outre que chaque balayage du miroir 315 débute en un point précis de chaque image du film. Cette synchronisation de phase est assurée par un mécanisme à échappement. La lumière de la lampe de projection (non représentée) dirigée sur le film par le prisme 314 est détectée par une cellule photoélectrique 329 qui est disposée en face de la piste de synchronisation 261 (fig. 9). Les signaux de la cellule 329 sont amplifiés et mis en forme par un circuit 330 dont la sortie est utilisée pour commander un électro-aimant d'échappement 331. L'électro-aimant 331 actionne un doigt de blocage 332 qui est normalement avancé en position d'arrêt d'un ergot 333 porté par la came 321 (fig. 10). Ainsi, tant que l'électro-aimant 331 est au repos, le doigt 332 immobilise la came 321. Un accouplement à friction (non visible sur la fig. 10) permet l'immobilisation de la came 321 pendant que la transmission 332 continue à tourner d'ime manière continue.

Un circuit électronique de retard 501 est intercalé entre la cellule 329 et l'électro-aimant 331. Le retard introduit par le circuit 501 permet de compenser le décalage fixe qui existe entre le bord de l'image et le repère de synchronisation correspondant. Cette méthode assure normalement une synchronisation exacte, mais le circuit de retard 501 peut être un temporisateur en circuit intégré comportant une entrée de réglage 502 relié à une commande manuelle du projecteur. L'opérateur peut ainsi corriger à volonté la synchronisation verticale de l'image avec une plage de réglage légèrement plus longue que le temps de défilement d'une image du film.

Les fig. 11 à 14 illustrent un bloc contenant un mécanisme du type de celui de la fig. 10. Les mêmes références ont donc été conservées. Ainsi, le bloc contient un miroir oscillant 315 dont l'axe de pivotement tourne dans des paliers alignés 701 (fig. 11). Un ressort hélicoïdal 702 maintient une pression régulière des paliers sur les pointes du pivot. Le miroir est une lame de verre de 0,25 mm d'épaisseur métallisée extérieurement sur sa face réfléchissante.

Le levier de commande 320 est fixé derrière le miroir 315 et son extrémité libre suit le profil de la came 321. Au-delà du miroir, le levier 320 forme une patte repliée 320a (fig. 12) sur laquelle appuie l'une des branches d'un ressort 325 en épingle à cheveu. L'autre branche du ressort 325 est fixée au boîtier du bloc.

La came 321 est montée sur un arbre 341 (fig. 11) qui est relié par l'intermédiaire d'un accouplement à friction à un arbre rota5

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tif 347 faisant partie du mécanisme du projecteur. En pratique, l'arbre 347 peut être l'arbre de sortie du moteur de cabestan 51. L'accouplement à friction est constitué de deux éléments circulaires 342 et 348 dont le premier est solidaire de l'arbre 341 de la came, et dont le second est retenu dans un logement du boîtier par une bague élastique 703. Les éléments 342 et 348 ont des surfaces coniques complémentaires qui sont appliquées l'une contre l'autre par une pression axiale exercée par une lame élastique 704. La lame 704 porte une butée de matière plastique 705 qui appuie sur l'extrémité conique de l'arbre 341 (fig. 11). Le second élément 348 de l'accouplement à friction comporte une rainure diamétrale 706 dans laquelle s'engage une lame 707 formée transversalement à l'extrémité de l'arbre 347. L'ensemble réalise un entraînement à tournevis qui permet d'enlever et de replacer le bloc sans avoir à se préoccuper de la transmission du mouvement. Le bloc est maintenu en place dans le projecteur au moyen d'une vis de blocage 708.

La fig. 13 illustre le mécanisme d'échappement comprenant l'électro-aimant 331 et le doigt de blocage 332. Le montage est un peu différent de celui de la fig. 10, car le doigt de blocage 332 n'est pas mobile radialement mais pivote autour de son extrémité 709. On voit que l'extrémité 709 est maintenue en contact avec l'une des pièces polaires 710 de l'électro-aimant au moyen de cavaliers élastiques 711 ayant intérieurement des bossages de contact 712. La seconde pièce polaire 713 de l'électro-aimant s'étend au-dessus de l'autre extrémité du doigt 332 qui constitue l'armature de l'électro-aimant. Ainsi, lorsque l'électro-aimant est excité par une impulsion de synchronisation, le doigt 332 est attiré vers une position horizontale. Lorsque l'électro-aimant n'est plus excité, le doigt 332 retombe par gravité en position de blocage. L'extrémité libre du doigt 332 porte un ergot de blocage 714 qui vient arrêter l'ergot 333 de la came lorsque le doigt descend en position de blocage. Par contre, lorsque le doigt 332 est en position horizontale, son ergot 714 n'intervient pas avec l'ergot 333 de la came.

Les circuits 330 et 501 (fig. 10) sont incorporés à l'électro-aimant 331 et ne sont pas représentés séparément sur les fig. 11 à 14. La cellule photoélectrique 329 de la fig. 10 est remplacée par une photodiode (non représentée) qui reçoit la lumière de la piste de synchronisation du film (fig. 9) par l'intermédiaire d'un faisceau de fibres optiques se terminant en 715 (fig. 12). Pour régler le retard du circuit d'excitation de l'électro-aimant, on peut agir au moyen d'un tournevis sur un potentiomètre de trim qui n'est pas représenté, mais qui correspond à 502 sur la fig. 10.

La fig. 11 illustre la position du film 311 qui est chargé dans le projecteur sous la forme d'une cassette. Le boîtier 800 forme une fenêtre de projection 716 sous laquelle s'étend une fourchette 717 de guidage du film. La fourchette 717 est montée sur une plaque 718 (fig. 14) qui coulisse dans le boîtier et qui est sollicitée vers le bas par un ressort 719. Un levier coudé 720 monté sur un pivot 721 vient en contact avec la plaque 718 pour la soulever de façon à presser le film contre la fenêtre de projection 716. La rotation du levier coudé 720 est obtenue en agissant sur l'extrémité renflée 722 de son second bras au moyen d'une came 723 qui est abaissée dans le sens de la flèche lorsque l'opérateur appuie sur un bouton de commande du défilement du film. La came 723 est montée sur la plaque mobile 808 (voir fig. 8).

Devant la fenêtre de projection 716, le film est guidé sur un trajet incurvé et non rectiligne comme dans le cas de la fig. 10. En particulier, le film peut décrire un arc de cercle centré sur l'axe 319 du miroir oscillant. On notera que cette trajectoire curviligne demande un profil de came légèrement différent de celui qui correspond à une trajectoire rectiligne. La trajectoire curviligne a l'avantage de maintenir la distance du film à l'objectif constante pendant toute la durée du balayage. Par contre, elle présente certains inconvénients. D'une part le film est incurvé dans une direction et plan dans la direction orthogonale, ce qui introduit une distorsion différentielle. D'autre part, l'usure du film est plus grande que sur une trajectoire rectiligne. En pratique,

on est conduit à utiliser plutôt une trajectoire rectiligne ou moins incurvée que la trajectoire circulaire centrée sur l'axe du miroir. L'objectif doit être étudié en fonction de la configuration donnée au film. Pour les caractéristiques de balayage différentes nécessitées par le miroir, il suffit de corriger le profil de la came.

Dans la pratique, on peut supprimer le dispositif de réglage de vitesse 323, 324 (fig. 10) en calculant l'entraînement de la came de façon qu'elle tourne un peu au-dessus de la vitesse de synchronisme exacte, par exemple un excès de l'ordre de 1 % ou moins. Ainsi, la rotation de la came est interrompue à chaque tour pendant un court instant par l'action du mécanisme d'échappement. Si pour une raison quelconque le film rétrécit, il existe une petite marge de rattrapage de l'espacement réduit des repères de synchronisation. Inversement, si le film s'allonge, c'est la durée de la pause de la came qui augmente légèrement.

En pratique, le mécanisme des fig. 10 à 14 peut avoir des dimensions extrêmement réduites si l'on utilise un film à très faible pas d'espacement et un miroir très proche du film. Comme on l'a vu, cela permet de minimiser l'inertie du miroir pour réaliser un retour ultrarapide après chaque balayage. Dans un prototype effectivement réalisé, la distance de l'axe d'oscillation 319 au film était de 6,5 mm et la longueur de la fenêtre de projection 312 était de 4,2 mm pour un film de 2,1 mm de pas. En ce qui concerne le mécanisme, le levier 320 avait une longueur de 14 mm et la came 321 avait un rayon maximal de 5,5 mm avec un décrochement 327 de 2,2 mm de haut. L'objectif 316 avait une focale de 13 mm. La distance de l'axe 319 à la première lentille de l'objectif 316 était de 6,5 mm. Le miroir 315 était une lame de verre de 0,25 mm d'épaisseur découpée selon une forme en plan particulière (fig. 11). Comme on peut le voir, le miroir est plus large du côté de l'objectif que du côté du film. Cette forme particulière correspond à l'aire minimale qui est couverte par le faisceau lumineux pendant le mouvement de balayage du miroir. En pratique, on a éliminé toutes les parties inutiles du miroir de façon à obtenir une masse minimale.

Avec des dimensions hors tout de 12 mm x 7 mm, le miroir a une surface de 69,1 mm2 et une masse propre de 100 mg. Avec ses pivots et son levier de commande, le miroir ne pèse que 300 mg. La force de rappel exercée par le ressort est de 3 g/mm et la précharge du levier est de 5,6 g, ce qui donne une pression de contact de 1 g sur le profil de la came.

Le film et le projecteur décrits permettent aussi bien la projection en noir et blanc que la projection en couleurs. La fig. 15 illustre un format particulier de film noir et blanc permettant d'effectuer une projection en couleurs par synthèse chromatique. Le format du film est le même que celui de la fig. 9, mais chaque piste optique 413 ou 414 porte des séries de trois images 451R, 451B et 451G. Pour réaliser un tel film, il suffit d'exposer chaque image élémentaire à travers un filtre rouge, bleu ou vert. La superposition des trois images élémentaires donne une image en couleurs par synthèse additive. A la projection, les trois faisceaux lumineux sont combinés pour reconstituer une image composite en couleurs. Pour obtenir une bonne définition avec un tel film, il est souhaitable d'augmenter le pas d'espacement total des triades d'images à 4,5 ou 5 mm.

La fig. 16 illustre un autre format de film dans lequel les trois images de couleur sont juxtaposées transversalement sur la largeur du film. On comprend que pour la photographie des images élémentaires du film de la fig. 15 et de la fig. 16, un objectif déformant est utilisé pour modifier le rapport d'aspect (longueur/largeur) et qu'un compensateur de distorsion est utilisé à la projection.

La fig. 17 illustre un ensemble optique de projection du film de la fig. 15. Le balayage du film est assuré par un système analogue à celui de la fig. 6 utilisant un miroir oscillant et un objectif de projection. Sans un mélangeur spécial, la visionneuse de la fig. 6 fournirait sur l'écran 317 une image en trois parties correspondant à la juxtaposition verticale ou horizontale des images élémentaires

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de couleur du film (selon qu'il s'agit du format de la fig. 15 ou de celui de la fig. 16). Le système optique de la fig. 17 comprend un prisme diviseur de faisceau 452 qui sépare les composantes rouge, bleue et verte et les dirige sur des trajets différents 453R, 453B et 453G à travers des filtres de couleur respectifs 454R, 454B et s 454G. Des miroirs 455 dirigent les trois faisceaux sur un prisme de recombinaison 456 qui fournit une image composite en couleurs à l'objectif de projection 457.

Pour tenir compte de la distorsion précédemment mentionnée, les faces d'entrée 458 du prisme 456 sont cylindriques pour dilater io la dimension correspondante de l'image de manière à rétablir le rapport d'aspect normal.

Lorsque le système optique de la fig. 17 est utilisé pour projeter le film de la fig. 16, il suffit de faire tourner de 90° les prismes 452 et 456 et les filtres 454. is

En variante, on peut par exemple réduire la courbure du film devant la fenêtre de projection, ou même utiliser un trajet rectiligne. Dans ce cas, la distance du miroir au film est variable au cours du balayage et les valeurs mentionnées précédemment concernent la distance moyenne.

Bien que le dispositif à échappement utilisé pour la synchronisation soit particulièrement simple et efficace, la came peut être entraînée directement à partir du mécanisme de transport du film qui peut lui-même utiliser un cabestan ou une roue à griffes coopérant avec des perforations du film. L'entraînement à griffes présente nettement moins d'inconvénients dans le cas d'un mouvement continu que dans le cas d'un mouvement intermittent classique.

Il est en outre évident que les principes de l'invention s'appliquent également à la conversion d'un film cinématographique en signaux de télévision par un projecteur du genre télécinéma, comme décrit dans l'article de Mattke.

R

11 feuilles dessins

Claims (13)

1. 623141

   2

   REVENDICATIONS

   1. Projecteur cinématographique d'un film entraîné en un mouvement de défilement continu, comprenant un miroir de compensation monté sur un axe d'oscillation, un levier de commande solidaire du miroir, une came rotative dont le profil est suivi par une partie du levier de commande, un mécanisme d'entraînement de la came en synchronisme avec le mouvement du film de façon que le miroir suive chaque image en un mouvement de balayage à vitesse et phase correspondant au défilement de l'image de façon à compenser le mouvement de l'image, le miroir étant ramené à sa position initiale avant le début du balayage associé à l'image suivante du film, et un objectif de projection monté à proximité du miroir, à l'opposé du film, caractérisé en ce que la longueur de film balayée par le miroir à chaque cycle ne dépasse pas 5 mm.
2. 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de film balayée par le miroir à chaque cycle est égale ou inférieure à 3 mm.
3. 3. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de film balayée par le miroir à chaque cycle est de

   2,1 mm.
4. 4. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance de l'axe d'oscillation du miroir au film guidé dans la fenêtre de projection est égale ou inférieure à

   15 mm.
5. 5. Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance de l'axe d'oscillation du miroir au film guidé dans la fenêtre de projection est égale ou inférieure à 7 mm.
6. 6. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur du levier de commande est d'environ 14 mm.
7. 7. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le miroir a une forme trapézoïdale plus large le long de son bord proche de l'objectif que le long de son bord proche du film.
8. 8. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des moyens de guidage associés à la fenêtre de projection sont agencés de façon à faire décrire au film une courbe autour de l'axe d'oscillation du miroir.
9. 9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que des moyens de guidage associés à la fenêtre de projection sont agencés de façon à faire décrire au film une courbe circulaire centrée sur l'axe d'oscillation du miroir.
10. 10. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à

    9, caractérisé en ce que le miroir, la came et le levier de commande sont logés dans un bloc amovible.
11. 11. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à

    10, utilisant des cassettes de film, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage du film associés au dispositif de compensation pour guider le film sur un trajet déterminé par rapport à l'axe d'oscillation du miroir, un cabestan assurant l'entraînement continu du film, une source lumineuse constituée d'une lampe et d'un réflecteur dirigeant un faisceau de lumière à travers le film vers le miroir, et des moyens de synchronisation détectant des repères de synchronisation portés par le film.
12. 12. Projecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent un photodétecteur recevant de la lumière qui passe à travers une piste de synchronisation formée au centre du film, les images à projeter occupant deux pistes optiques de part et d'autre de la piste centrale de synchronisation, le réflecteur et le miroir étant disposés de façon à projeter une seule piste optique à la fois.
13. 13. Projecteur selon les revendications 6 et 10, caractérisé en ce que l'axe d'oscillation du miroir de compensation est situé à environ 6,5 mm du trajet du film, en ce que la came rotative comporte un décrochement de retour rapide du miroir de 2,2 mm de hauteur, en ce que le miroir balaie une longueur de 2,1 mm du trajet du film et en ce que le bloc amovible contient également les moyens de guidage du film sur un trajet en arc de cercle centré sur l'axe de pivotement du miroir.