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"Dispositif de traitement d'image pour le
contrôle de la fonction de transfert d'un
système optique"
La présente invention concerne un dispositif de
traitement d'image pour le contrôle de la fonction de
transfert d'un système optique et plus particulièrement
le controle de l'exposition lumineuse d'une surface ou
d'un capteur.
La notion de système optique englobe tout
appare.il de prise, de traitement, de transfert, de
restitution d'images.
On connaît actuellement des moyens nombreux et
variés pour agir sur la fonction de transfert précitée,
on peut citer en premier lieu les obturateurs
constitués d'éléments mécaniques, à rideaux ou à
lamelles, qui, par déplacement devant la surface à
éclairer, laissent passer la lumiere pendant une durée
déterminée, les paramètres d'exposition, durée,
diaphragme et distance de mise au point étant uniformes
sur toute la surface de l'image.
Les appareils électroniques de prises de vues, à
capteurs optiques matr.iciels, qui n'ont pas d'obturateur
n'effectuent, eux aussi, que des expositions aux
paramètres uniformes, sauf, parfois, la vitesse de
balayage, pour prendre l'image d'objets cylindriques
notamment.
Les obturateurs à écran plat, tel que celui
présenté dans le brevet U.S. No. 4,297,018 avec une
unité à circuit imprimé pour appareil photographique,
n'effectuent, eux aussi, que des expositions aux
paramètres uniformes.
Le dispositif d'addition de lumière présenté dans
le brevet U.S. 4,541,704, ne fait qu'ajouter après le
transfert de l'image, un éclairement sur des régions
d'une surface photosensible qui ont été peu exposées,
mais ne gère aucun autre paramètre d'exposition.
Les filtres chromatiques connus à ce jour, de
- 1263~6~ ~
type gélatine ou lame partiellement transparente sont
immuables et ne permettent pas une adaptation fine du
filtrage à l'image.
Plusieurs manipulations de masques, immuables eux
aussi, sont nécessaires pour effectuer une incrustation
d'image.
Toute surface photosensible et tout capteur
optique possèdent une limite dans le rapport des
éclairements maximaux et minimaux qu'elle peut traduire
sans les confondre avec le noir et le blanc. Cette
valeur se lit sur la courbe sensitométrique
caractéristique de cette surface. Or l'éclairement des
scènes naturelles ou éclairées ponctuellement varie
spacialement dans un rapport de valeurs beaucoup plus
grand que ce rapport sensitométrique. Une exposition
uniforme ne permet donc pas de restituer la scène
initiale.
On connaît des intensifieurs de contrastes, tels
que celui présenté dans le brevet U.S. N- 3,724,349,
mais qui ne permettent pas une gestion de tous les
paramètres de prises de vues et ne font que réagir,
automatiquement, avec des coefficients de multiplication
variables, aux contrastes de l'image initiale.
Certaines surfaces photosensibles, dont l'oeil,
peuvent être détériorées par un excès de lumière, même
ponctuel. La sécurité de certaines professions et/ou
d'appareils onéreux dé~end donc de la faculté
actuellement inexistante d'abaisser sélectivement les
éclairements incidents d'une valeur supérieure à un
seuil.
I.es diaphragmes connus à ce jour, de type
mécaniques à iris réalisant une ouverture variable, ne
permettent pas les multiples fonctions de masques
géométrie variable dans le plan du diaphragme.
Tous les dispositifs optiques ont une profondeur
de champs finie. Une exposition uniforme en distance de
mise au point, provoque donc une limitation de distance
~Z63~7gi1
-- 3
entre les points les plus proches et les points les plus
éloignés qui peuvent être perçus comme nets. Cette li-
mitation est d'autant plus forte que le diaphragme de
l'objectif du dispositif est ouvert.
Les images animees ou projetées souffrent des
mêmes défauts.
Des traitements d'images permettent de corri-
ger certains des défauts précités, mais leur maniement
est délicat et lent. De plus, certains traitements d'i-
mages ne sont pas possibles sur des images chimiques.
Il n'existe pas de compresseur-expanseur (com-
pandeur) agissant sur les éclairements d'une image.
L'objet de la présente invention est de créer
un dispositif remédiant à ces défauts.
La présente inven-tion vise un dispositif de
traitement d'une image issue d'un objet comportant au
moins un capteur d'image , au moins un ecran plat de
transfert d'image recevant l'image de l'objet,et un moyen
de calcul, dispositif dans lequel ledit au moins un cap-
teur d'image comporte un premier réseau de points d'image
constituant des pixels, ledit au moins un capteur d'i-
mage étant adapté à établir pour chacun des pixels du
premier réseau un signal représentatif d'au moins un pa-
ramètre optique de l'image et ledit au moins un écran
plat étant constitué selon un second réseau de points
d'image constituant des pixels, indépendant du premier
réseau, ledit moyen de calcul étant associé audit second
réseau pour générer un signal de commande d'état pour
chacun des pixels dudit second réseau, ledit signal de
commande d'état étant fonction de signaux représentatifs
délivrés par ledit au moins un capteur d'image, de sorte
que ledit au moins un écran plat module l'image qui lui
est transférée.
La présente invention vise aussi un disposi-
12~i37~i~
- - 3a -
tif de traitement d'une image issue d'un objet, compor-
tant au moins un capteur d'image , un écran plat
de transfert d'image recevant l'image de l'objet, ledit
au moins un capteur d'image étant placé derrière ledit
écran plat, et un moyen de calcul, ledit au moins un cap-
teur d'image comportant un premier réseau de points d'i-
mage constituant des pixels, ledit au moins un capteur
d'image étant adapté à établir pour chacun des pixels
du premier réseau un signal représen-tatif d'au moins un
paramètre optique de l'image et ledit écran plat étant
constitué selon un second réseau de points d'image cons-
tituant des pixels, indépendant du premier réseau, le-
dit moyen de calcul étant associé audit second réseau
pour générer un signal de commande d'état pour chacun
des pixels dudit second réseau, ledit signal de commande
d'état étant fonction de signaux représentatifs délivrés
par ledit au moins un capteur d'image, de sorte que le-
dit écran plat module l'image qui lui est trans-
férée.
La présente invention vise aussi un disposi-
tif de traitement d'une image issue d'un objet, compor-
tant au moins un capteur d'image , un écran plat de
transfert d'image recevant l'image de l'objet, et un moyen
de calcul, ledit au moins un capteur d'image comportant
un premier réseau de points d'image constituant
des pixels, ledit au moins un capteur d'image étant adap-
té à établir pour chacun des pixels du premier réseau
un signal représentatif d'au moins un paramètre de l'i-
mage et ledit écran plat étant constitué selon un second
réseau de points d'image constituant des pixels, indé-
pendant du premier réseau, ledit moyen de calcul étant
associé audit second réseau pour générer un signal de
commande d'état pour chacun des pixels dudit second ré-
seau, ledit signal de commande d'état étant fonction de
~26376~
- 3b -
signaux représentatifs délivrés par ledit au moins un
capteur d'image, de sorte que ledit écran plat module
en temps réel l'image qui lui est transférée.
Ainsi, la richesse de ce dispositif tient en
ce que tous les paramètres spatiaux temporels et opti-
ques de la fonction de transfert du système optique sont
contr81és et plus particulièrement en ce que chaque élé-
ment ou chaque région d'une image peut etre exposé sé-
parément et indépendamment des autres éléments ou régions,
avec des paramètres d'exposition qui lui sont particu-
liers.
De préférence, dans ce dispositif, un ou plu-
sieurs écran plats
~ _
placés sur le chemin optique des rayons lumineux formant
l'image sont asservis à un ou des capteurs
photosensibles et/ou aux ordres donnés par un
utilisateur et/ou à un calculateur analogique et/ou
numérique. Le dispositif controle les paramètres et les
instants d'exposition de chaque point (pixel) ou de
chaque région de l'image indépendamment ou non des
autres pixels ou régions.
De préférence, il convient de souligner que
ce dispositif peut fonctionner en temps réel au cours
du transfert d'une image.
Ainsi, les principales fonctions du dispositif sont
d'augmenter ou de réduire les contrastes lumineux, de
modifier l'éclairement et la couleur d'éléments de
l'image, de les rendre nets ou flous, de restaurer une
image et d'insérer d'autres imaqes ou du texte dans
l'image initiale.
De préférence, les parametres d'exposition instantanée
locale ou ponctuelle contrôles par le dispositif peuvent comporter
notamment l'instant de début d'exposition, la durée
d'exposition, la distance de mise au point, le
diaphrag~e, la focale, l'éclairement d'exposition
transmis et la couleur.
De préférence, les paramètres d'exposition globale ou
uniformes contrôlés par le dispositif peuvent comprendre
notamment, le flou de mouvement, le flou de
focalisation, la polarisation, les zones de netteté, le
contraste, le filtrage, la profondeur de ~hamp,
l'incrustation et/ou la superposition d'autres images
et/ou de textes, l'éclairement moyen et les régions plus
sombres ou plus claires, la couleur dominante et les
couleurs plus estompées ou plus vives, le grossissement,
le rapport de compression-expansion, le masquage et
l'homogénéité du diaphragme.
Ainsi, les utilisations de la présente invention sont
donc nombreuses dans tous les domaines où les conditions
d'éclairement doivent être maitrisées.
126376~
L'imagerie médicale et certains professionnels,
comme les soudeurs, bénéficient, grâce à la présente
invention d'une sécurité accrue. Les images spatiales ou
de réactions explosives sont plus fines. Certaines
scènes actuellement insaisissables peuvent être perSues
et restituées, les effets du viellissement d'images
corrigés, etc.
Dans le domaine artistiquel le créateur peut
atténuer ou augmenter localement ou globalement la
plupart des contraintes techniques précitées dans le but
d'obtenir des effets graphiques ou picturaux en
résultant, aussi bien en matière de luminance qu'en
matière de chrominance.
Le dispositif objet de l'invention peut s'ins~rer
dans un système de prise, de transfert, de traitement ou
de restitution d'images, et plus généralement dans tous
les systèmes comportant des éléments d'optiques formant
des images comme par exemple les appareils
photographiques, les télescopes, les projecteursl les
objectifs, etc ...
Selon l'utilisation, le dispositif peut donc être
considéré comme un obturateur, un filtre, un masque, un
contretype automatique, un amplificateur de contrastes,
un éditeur, un compandeur, ou comme un système de
traitement optique, spatial et numérique non
stationnaire d'images.
Le dispositif selon l'invention permet notamment
de traiter aussi bien une image que la transformée de
Fourrier de cette image ou que la fonction de transfert
du dispositif.
Le masquage peut être adaptatif ou non.
En reproduisant sur écran plat en négatif ou en
positif l'image initiale, le dispositif en réduit ou en
augmente les contrastes, respectivement.
Fonctionnant en temps réel, le dispositif peut
s'adapter aux images animées.
La gestion par le dispositif de plusieurs images
126376~
permet la création de fondus enchainés, et d'effets
d'animation traditionnels ou nouveaux, et la
segmentation de régions par leurs formes, couleurs,
mouvements, et plus généralement par leurs
caractéristiques lumineuses.
L'édition, la superposition et l'incrustation de
scènes et de textes, peuvent aussi être contrôlées.
En variante, l'utilisateur peut être remplacé par
un système expert.
Le dispositif permet aussi de cumuler les
qualités de finesse et de définition de l'image
analogique, comme par exemple l'image sur support
chimique et celles de souplesse, de dynamique et de
malléabilité de l'image numérique.
Le dispositif permet d'éliminer avantageusement
des composants mécaniques des systèmes optiques
actuellement connus.
D'autres objets, avantages et caractéristiques de
l'invention ressortiront d'ailleurs de la description
qui va suivre, donnée à titre d'exemple, en regard des
dessins annexés et donnant à titre explicatif et
nullement limitatif plusieurs formes de réalisation et
d'application conformes à l'esprit de l'invention.
La figure 1 représente le schéma symbolique d'un
système optique.
La figure 2 est une vue schématique représentant
l'ensemble des éléments qui en combinaison avec un écran
plat, constituent un dispositif selon l'invention.
La figure 3 est une vue schématique d'un mode de
réalisation de l'invention appliquée à un appareil
photographique.
La figure 4 est une vue schématique montrant les
différentes connexions des composants du dispositif
selon la figure 3.
La figure 5 est une vue d'un clavier du
dispositif selon la figure 3.
Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques
~Z63q~
montrant la position relative de l'écran plat par
rapport à une surface photosensible confondue avec un
capteur.
La figure 8 représente schématiquement un mode de
réalisation de l'invention appliqué à des lunettes
protectrices.
La figure 9 est une vue schématique d'une
application de l'invention à une optique d'objectif.
La figure 10 est une vue schématique d'une
application de l'invention à un projecteur de
diapositives.
La figure 11 représente une application de
l'invention à un dispositif optique à focale variable.
Avant d'aborder la description détaillée des
formes de réalisation illustrées à titre d'exemples, il
convient de préciser un certain nombre de notions.
On appelle lumière toute onde de type
électromagnéti~ue et plus particulièrement les ondes
dont la longueur est dans le domaine visible ou en est
proche.
On appelle écran plat tout dispositif comportant
un ensemble de points dont un facteur optique, par
exemple, d'émission, de réflexion, de polarisation,
d'absorption, de transmission, de cohérence, local
et/ou spatial et/ou temporel, dépend directement ou
indirectement, de facteurs extérieurs ou d'apports
d'énergie extérieure comme des champs
électromagnétiques, des ondes acoustiques ou lumineuses,
des courants électriques, des facteurs thermiques,
chimiques, mécaniques ou biologiques.
Par exemple, un écran plat peut être un
téléviseur à tube cathodique, un écran à cristaux
liquides, un composant électronique moléculaire
comportant de la rhodopsine, un système
électrophorétique, une céramique notamment
ferroélectrique ou de type PLZT, c'est-à-dire à base de
Plomb, Lanthane, Zirconate, Titanate, un ~cran plat à
1263761
base de polymères conducteurs, une association de fibres
optiques, un dispositif acousto-optiquel certains
hologrammes.
Il convient de noter que l'expression "écran
plat" englobe en réalité tout dispositif du genre
ci-dessus défini, sans que l'ensemble de points qui le
constitue se situe nécessairement sur un plan ; cet
ensemble de points peut se situer sur une surface
courbe, voire occuper un volume.
On appelle capteur photosensible tout dispositif
comportant un ou des composants fixes ou mobiles dont
une des caractéristiques physiques varie en fonction de
la lumière qu'il recoit, ou qui émet un signal ou une
énergie dépendant de la lumière incidente.
Par exemple sont des capteurs photosensibles les
caméras vidéo, les capteurs optiques à transfert de
charges, à sommation ou non, plus connus sous le nom de
CCD ou Charge Coupled Device, les photorésistances, les
phototransistors, les photodiodes, les transistors
amorphes, et généralement les composants présentant un
effet opto-physique.
On appelle image un champ à support fini de
scalaires, au sens mathématique du terme, et plus
particulièrement toute représentation d'une fonction
d'ondes. On appelle région de l'image tout sous-ensemble
de l'image.
On appelle contraste d'une région d'une image le
rapport des valeurs maximales et minimales des
scalaires, et plus particulièrement des éclairements,
luminances et chrominances, de la région de l'image.
Il convient de préciser que le terme "objectif"
englobe les lentilles, loupes, lentilles relais,
lentilles de champ, condenseurs, et plus généralement
tout système optique, destiné à former ou à transférer
une image.
On appelle calculateur tout dispositif qui
effectue une application (au sens mathématique) d'un
1263761
champ de scalaires dans un autre ; les scalaires étant
couramment représentés par des signaux électriques, il
s'agira en général de dispositifs à amplificateurs
opérationnels, et à microprocesseurs.
Les marques et réf~rences citées dans cette
description ne sont données que dans le but d'assurer
une meilleure compréhension de l'invention, mais ne
sauraient préjuger du choix finalement effectué
d'éléments ou de circuits analogues capables d'assurer
les mêmes fonctions.
Dans toutes les figures, sauf indication
contraire, les rayons lumineux, non représentésl se
déplacent de gauche à droite et, après réflexionl de bas
en haut.
La figure 1 évoque les éléments essentiels d'un
système optique. Une source lumineuse S éclaire un objet
O ; un diaphragme 25 et une optique 24 forment une image
I de l'objet O ceci selon un axe optique A.
Les éléments caractéristiques d'un système
optique sont ainsi la source lumineusel l'objet, les
éléments optiques et l'image. Selon les versions du
dispositif que l'on va décrire, l'écran plat pourra
constituer un quelconque de ces éléments ou un capteur
photosensible, ou encore s'intercaler entre deux
quelconques de ces éléments.
Dans la figure 2, on trouvel outre les éléments
précédents, un capteur photosensible 3l un écran plat
18l en association avec un calculateur 9, un clavier 11
et une surface 19 sur laquelle se forme l'image I de
l'objet 0. Les positions respectives du diaphragme 25,
de l'opti~ue 24, du capteur 3 et de l'écran plat 18 sur
le chemin optique des rayons lumineux pourront varier
selon les applications comme il ressortira des exemples
décrits ci-après.
Le capteur 3 et l'écran plat 18 sont placés de
telle manière qu'ils reçoivent sur leur surface une
image de l'objet 0.
- ' ~ 263~1
Le capteur 3 est organisé en un premier réseau
d'éléments percevant des éléments d'image ou pixels.
L'écran plat 18 est organisé en un second réseau
d'éléments à transmittance OLI à réflectance variables
en fonction du signal qui leur est transmis.
La réalisation de telles organisations relève de
technique connues.
Il convient de préciser que le terme pixel
englobe aussi bien les éléments d'images transmises par
le système optique que les éléments du capteur 3 et que
les éléments de l'écran plat 18.
Le calculateur 9 est adapté à traiter des signaux
représentatifs d'au moins un paramètre des éléments
d'images perSus par chaque pixel du capteur 3 et à
fournir un signal de commande de l'état de chaque pixel
de l'écran plat 18.
Cependant les réseaux et leur nombre d'éléments
peuvent ne pas être en correspondance optique, et en
particulier ne pas être conjugués avec l'objet 0. En
effet, les réseaux et les positions de ces composants
varient selon les paramètres optiques à saisir par le
capteur 3 et selon les paramètres optiques à traiter par
l'écran plat 18.
Dans les figures 3 à 5, on a représent~ les
principaux composants électroniques de ce premier mode
de realisation, à l'exception des circuits analogiques
d'amplificatiGn des signaux, qui sont prévus de manière
connue en soi partout où c'est nécessaire.
La figure 3 présente un dispositif selon
l'invention intégré à un appareil photographique à visée
reflex de type connu.
Un bo~tier ~ étanche à la lumière (représenté en
pointill~ figure 3) comporte à son intérieur un objectif
24 de genre connu, muni d'une bague 40 de mise au point,
d'une bague 60 de variation de la distance focale, un
diaphragme 25 constitué par un écran plat passif
transmissif, un miroir biface semi-réfléchissant 28, un
~263761
1 1
miroir amovible 1 comportant un dispcsitif de
déplacement lF3, une surface à impressionner 19, un verre
dépoli 10, un système de diopt:res 90, un viseur 22.
En général, le verre dépoli 10 est confondu avec
le premier dioptre 90 du système optique de visée reflex
dont la face avant est dépolie.
De part et d'autre du miroir biface 28 sont
disposées deux lentilles 2 respectivement associées à
deux capteurs photosensibles 3.
Le boîtier B comporte en outre les écrans plats
passifs transmissifs suivants : un écran plat 18 placé
devant la surface à impressionner 19, un écran plat 20
placé devant le verre dépoli 10.
Une source lumineuse 21 est adaptée ~ éclairer
les écrans plats 18 et 20.
Un moteur 30 de déplacement selon l'axe optique
de l'écran plat 18, deux moteurs 42 et 44 de rotations
des bagues 60 et 40 respectivement, ainsi qu'un moteur
51 de déplacement longitudinal et latéral et de rotation
de la surface photosensible 19 sont également intégrés
au boitier B.
Sur une face C supérieure du bo~tier 20 sont
d.isposés un déclencheur 12, un clavier 11, une manette
46, un interrupteur général 31, un écran plat réflectif
17, un écran tactile 15, le sabot 52 du flash, et la
prise 53 de synchronisation de flash (figure 5)
accessible par l'utilisateur.
Les éléments électroniques représentés à
l'extérieur du boîtier B et de la face C sont en fait
incorporés dans un boitier d'accessoires non représenté,
relié électriquement par un connecteur électrique et
mécaniquement par des conne~ions mécaniques (non
représentées).
Le boitier d'accessoire est accolé sur une face
inférieure du boîtier B et comporte un processeur de
commande 9, un processeur 5 spécialisé en traitement
d'images, des mémoires vives 13A, 13B et mortes 14, un
'' ~. 26376~
générateur de relais 41, des moyens d'analyse et de
commandes constitués par les interfaces suivantes.
L'interface d'entr~e des images est constituée
d'interfaces de contrôles 6 respectivement reliées aux
capteurs photosensibles 3, de convertisseurs
analogiques-numériques 4 et d'un contrôleur 7 d'accès
direct à la mémoire, lui-même connecté au processeur 5.
L'interface d'entr~e des ordres de l'utilisateur
est constituée d'un circuit 8 d'interfaces parallèles
connecté d'une part au clavier ll et au déclencheur 12
et, d'autre part, au processeur de commande g, et d'un
contrôleur d'écran graphique 16 relié d'une part ~
l'écran tactile 15 et à la manette 46, et, d'autre part,
au processeur 5.
L'interface de sortie des images est constituée
du contrôleur d'écran graphique 16, connectée, d'une
part, au processeur 5 et, d'autre part, à des circuits
de commande et de contrôle des écrans plats 17, 18,
20 et 25.
L'interface de sortie des commandes est
constituée de circuits 8 et 23 d'interfaces parallèles
connectées au processeur de commande 9.
Le circuit 8 d'interfaces parallèles est aussi
connecté, au dispositif de déplacement 1B du miroir
amovible l, à la source lumineuse 21, à un sabot de
flash 52 et à une prise de synchronisation du flash 53.
Le circuit 23 d'interfaces parallèles est
connecté, par ailleurs, ~ des circuits de pilotage 43 de
moteurs pas à pas 30, 42, 44, 51.
nans ce premier mode de réalisation du dispositif
(figure 3) l'écran plat 18 est proche de la surface l9,
ici photosensible, sur laquelle se forme une image I en
cours d'exposition.
Les capteurs photosensibles 3 sont des capteurs
optiques matriciels de type à transfert de charges, par
exemple de la marque "FAIRCHILD".
Les écrans plats 18, 20, 25 sont de type :
~26376~L
- passifs : c'est à dire qu'ils n'émettent pas de
lumière
- transmissifs
- à matrices actives : c'est à dire que chaque
point de l'écran plat conserve son état pendant toute la
durée du balayage,
- et fonctionnant en couleur
tels que les écrans graphiques à cristaux liquides ~full
dot matrix LCD) ceux de la marque "SEIKOSHA", utilisés
notamment dans les t~léviseurs de poche.
L'écran plat 17 est passif, réflexif, à matrice
active et fonctionne en couleur.
Lorsque le miroir l est en position basse (figure
3), il réfléchit les rayons issus de l'objectif vers le
viseur 22. Sur le verre dépoli lO du viseur se forme
alors une image qui est analogue à l'image formée au
déclenchement sur la surface photosensible l9, et les
dioptres 90 renvoient l'image I vers l'oeil d'un
utilisateur. En position haute (non représentée), ce
miroir l, est écarté du chemin optique des rayons
lumineux qui forment alors l'image sur la surface
photosensible l9.
La partie électronique est architecturée autour
du bus du microprocesseur de commande 9 appellé bus
ordinateur. Ce bus est relié à des mémoires vives 13A et
mortes 14, à un g~nérateur de délai 41, au processeur 5
spécialisé en traitement d'image, ainsi qu'à deux
périphériques respectivement d'entrée et de sortie des
commandes.
Le périphérique d'entrée des commandes est
constitué d'un clavier 11, d'un déclencheur 12, d'un
interrupteur général 31, d'une manette 46 et de type
pour dispositif à télécommande et d'un écran tactile 15
transparent recouvrant un écran plat 17 (figure 5). Ces
éléments sont accessibles de l'extérieur du bo~tier de
l'appareil de prise de vues, de telle manière que
l'utilisateur puisse commander le fonctionnement du
~Z6376~L
14
dispositif manuellement. Un contrôleur d'écran graphique
16 transfère les informations qu'il lit sur l'écran
tactile 15 et sur la manette 46 vers le bus image 5 du
dispositif. Le clavier ll et le déclencheur 12 sont lus
par un circuit d'interfaces parallèles 8 qui est relié
au bus ordinateur 9. Un interrupteur gén~ral 31 est
placé sur des conducteurs électriques reliant une
alimentation électrique 26 au dispositif, et commande la
mise en marche et l'arr~t du dispositif.
Le périphérique de sortie de commandes est
constitué de plusieurs mécanismes d'asservissement. Les
déplacements d'optiques de mise au point 40 et de
variation de la distance focale 60, le moteur de
déplacement longitudinal 30 de l'écran plat 18, le
moteur de déplacement 51 de la surface photosensible 19,
sont asservis grâce à un circuit d'interfaces parallèles
23 et à des circuits de pilotage 43.
Des dispositifs d'asservissement 44 de la bague
de mise au point 40, 42 de la bague de distance focale
60 et 30 de la distance de l'écran plat 18 à la surface
photosensible l9 sont des moteurs électriques pas à pas
contrôlés par les circuits 43 de pilotage de moteurs pas
à pas.
Les mises en marche du capteur optique matriciel
3 et de son interface de commande et de sortie 4,
l'allumage d'une source lumineuse 21, les courants
électriques véhiculés par les contacts de la griffe de
flash 52 et de la prise de synchronisation de flash 53,
et le déplacement du miroir l sont asservis au
processeur de commande 9 par le circuit d'interfaces
parallèles 8.
Un périphérique, d'entrée des informations, est
destiné ~ recueil~ir une image initiale et à
l'introduire dans la mémoire vive 13B du disposif.
Le miroir biface semiréfléchissant 28 est placé
entre l'objectif et le miroir 1, et est centré sur l'axe
optique A de l'appareil, et réfléchit une partie de la
- 1263~6~
lumière qu'il reçoit vers des lentilles optiques 2 qui
forment sur des capteurs optiques matriciels 3 des
images homothétiques à celle que recevra, au
déclenchement, la surface photosensible 19. La lumière
transmise par ce miroir 28 poursuit son parcours
rectiligne vers le miroir 1.
Les éclairements ponctuels reçus par le capteur 3
sont transformés en charges électriques qui sont
réparties en signaux rouges, verts et bleus par des
.interfaces de contrôle 6, numérisés ensuite par des
convertisseurs analogiques-numériques 4. Un port de
sortie des convertisseurs 4 est relié à un contrôleur
d'acc~s direct à la mémoire 7 qui place ces informations
numériques dans la mémoire vive 13B du dispositif, par
l'intermédiaire du bus du processeur d'image 5 confondu
sur la figure 3 avec le bus du processeur de commande 9.
Un périphérique de calcul et d'affichage est
architecturé autour du bus du processeur spécialisé en
traitement d'images 5. Ce bus, dit bus image fonctionne
en temps réel et véhicule, entre autres, les images
issues du périphérique d'entrée des informations et des
images stockées dans la mémoire vive 13B. Après
traitement par le processeur spécialisé 5, le
périphérique effectue la transmission des données aux
écrans plats 17, 18, 20, 25 à partir du bus du
microprocesseur 5, par l'intermédiaire du contr~leur
d'écran graphique vidéo 16 qui contrôle les circuits 45
de commande des écrans plats, lesdits circuits de
commande 45 comportant des convertisseurs numériques
analogiques. Ce contrôleur 16 assure, entre autres, des
fonctions de démultiplexage, de génération de caractères
et de registre à décalage. L'écran plat négatif 18
(opaque au repos) se trouve devant la surface à
impressionner 19. L'écran plat positif 20 (transparent
au repos) éclairé par transparence par la source de
lumière 21, est placé dans le viseur réflex 22, au
contact du verre dépoli 10, entre celui-ci et le miroir
~26376~
16
de visée réflex 1. L'écran plat 17 est placé sur le
dessus de l'appareil photograpllique, juste au-dessus du
viseur. L'écran plat 25 sert de diaphragme et de masque
étant placé dans un plan diaphragme de l'objectif 24.
I,'alimentation électrique 26 fournit à chaque
composant électronique l'énergie nécessaire à son
fonctionnement. Des horloges 27 rythment l'activité
synchronisée du processeur, des interfaces et des
périphériques. Cependant, pour sauvegarder la lisibilité
des figures 3 à 5, les liens relationnels unissant
l'alimentation 26, les horloges 27, d'une part, et les
divers composants du système, d'autre part, n'ont pas
été symbolisés, étant connus en soi.
Le processeur 5 connecté au bus du processeur de
commande 9 effectue diverses opérations comme des
convolutions spatiales, des inversions, des sommes,
multiplications, des traitements d'images et des
transformations de type Fourrier sur les matrices
d'informations représentant les images contenues dans la
mémoire vive 13B du dispositif.
Le processeur 9 commande le fonctionnement de
toutes les interfaces du dispositif selon le programme
placé dans la mémoire morte 14 et selon les ordres
donnés par l'utilisateur. Ces fonctions sont présentées
plus loin avec l'étude des divers modes de
fonctionnement du dispositif.
Le processeur 9 comporte un programme dit système
expert avec un moteur d'interf~rence qui traite les
bases de données placées dans les mémoires vives 13A et
13B avec une base de connaissance placée dans la mémoire
morte 14.
Le générateur de délais 41, effectue des
temporisations qui servent pour la génération des durées
d'états stationnaires des pixels des écrans plats.
La mémoire vive 13B contient au moins neuf
images, les images codées en rouge, vert et bleu
provenant de chacun des capteurs 3, une image de
126376~
contrastes, une de distance et au moins une d'ordres
donnés par l'utilisateur sur l'écran tactile 15.
Les axes de polarisation des polariseurs des
écrans plats 18, 20, et 25 se correspondent de manière à
laisser passer un maximum de lumière vers le viseur et
vers la surface photosensible 19. Pour ne pas influencer
le coefficient de transmission de l'éclairement de la
lumière polarisée venant notamment du ciel ou d'une
réflexion, l'axe de polarisation du polariseur avant de
l'écran diaphragme 25 est incliné par rapport au plan
défini par l'axe optique brisé A. Les polariseurs avant
des écrans plats 18 et 20, recevant la lumière issue du
diaphragme 25, ont le même axe de polarisation que le
polariseur arrière de ce diaphragme 25 de manière à
assurer une absorption minimale.
La figure 4 représente un schéma de connexion des
composants électroniques ou électromécaniques. Les bus
des processeurs 5, bus image, et du processeur 9, bus
ordinateur, sont représentés ainsi que les
p~riphériques, et les interfaces.
Le port d'entrée de chaque composant des
périphériques est relié au port de sortie du composant
qui le précède dans le cheminement ci-dessus décrit des
données dans les périphériques.
La figure 5 représente la face supérieure C du
boitier B comportant la prise de synchronisation 53 du
flash, le sabot 52 du flash, le déclencheur 12,
l'interrupteur général 31, la manette 46, l'écran
tactile 15 superposé à l'écran plat 17 et le clavier 11
possèdant cinq touches. Trois touches 47, 48 et 49 du
clavier 11 sont situées en regard de l'écran tactile 15
transparent supexposé ~ l'écran plat 17 et servent à
sélectionner les messages apparaissant sur l'écran plat
17.
Sur la figure 5, les messages inscrits sur
l'écran plat 17 sont, pour donner un exemple "priorité
vitesse", "priorité diaphragme", et "mode programme" et
~26376~
18
correspondent au choix du mode automatique ou semi
automatique de fonctionnement du dispositif et de
l'appareil de prise de vues (les messages peuvent aussi
~tre écrits dans le viseur 22 sur l'écran plat 20).
Les deux autres touches du clavier ll, V et E,
ont respectivement les fonctions de validation et
annulation de la s~lection effectuée précédemment entre
les trois autres touches 47, 48 et 49.
L'écran tactile 15 sert à sélectionner du doigt
la ou les régions de l'image ~non représentée) affichée
par l'écran 17, analogue a l'image perSue par les
capteurs 3t sur lesquelles on désire effectuer une
opération ou un traitement.
Ce clavier ll possède de plus une manette 46 du
type utilisé en télécommande avec deux axes de rotation
perpendiculaires qui permettent de sélectionner une
couleur sur le cercle (figure 5) de représentation des
couleurs réalisé à partir des trois couleurs
fondamentales. Un axe d'inclinaison de la manette
désigne une couleur, mélange de trois couleurs
fondamentales. Un angle d'inclinaison de la manette
indique une intensité de la dite couleur.
La manette 46 permet, en outre, de faire
augmenter ou diminuer la valeur d'un coefficient ~non
représenté) affiché sur l'écran plat 17 par inclinaison
d'angle plus ou moins important vers des signes "+" et
"-" respectivement inscrits sur la face C.
Nous allons maintenant décrire des modes de
fonctionnement du dispositif.
Un programme mis en mémoire morte 14 du
dispositif est tel qu'il permet un fonctionnement
conforme à la description qui va suivre. Tous les ordres
donnés par l'utilisteur sont transmis par la face C
représentée figure 5.
Il convient de préciser que l'utilisateur peut
être un autre dispositif ou un sys~ème expert tel que
celui placé en mémoire morte 14 du dispositif comportant
~26376~
19
un moteur d'inférence et une base de connaissance.
En actionnant l'interrupteur général,
l'utilisateur met l'ensemble des composants
électroniques sous tension, et initialise le programme.
Le processeur 9 attend une instruction, même une
instruction de déclenchement immédiat, avant de
commander une mémorisation continuelle de l'image captée
par le capteur 3 et de l'image traitée par le processeur
spécialisé 5.
L'utilisateur compose alors son image et choisit
un mode d'exposition. Il peut imposer une vitesse, un
diaphragme et une distance de mise au point uniforme sur
toute la surface photosensible à exposer, en mode
manuel, le dispositif ne servant alors que d'obturateur
classique.
L'utilisateur peut aussi souhaiter une aide au
réglage de ces paramètres uniformes. Le dispositif
effectue alors des mesures des éclairements reçus par le
capteur 3 sur toute la scène ou séparément sur chacune
de ses parties. Il affiche une vitesse et un diaphragme
recommandés sur l'écran plat 20 placé dans le viseur 22.
Des modes semi-automatiques à priorité vitesse ou
à priorité diaphragme ou un mode automatique, parfois
nommé mode programme fonctionnent de la même manière
mais le dispositif effectue de plus un réglage de
paramètres d'exposition au moment du déclenchement.
Pour les modes de fonctionnement ci-dessus
décrits, on peut valablement se reporter à ceux de
nombreux appareils photographiques connus tels que le
"NIKON FM" ou le "MINOLTA 7000"
Si l'utilisateur désire éclaircir ou assombrir
une région de l'image, il sélectionne manuellement sur
l'écran tactile 15 cette région située en regard de la
région de l'image affichée alors sur l'écran plat 17.
L'utilisateur donne ensuite un coefficient
d'éclaircissement positif ou négatif. Une inclinaison de
la manette 46 vers les signes "+" et "-" fait augmenter
lZ~3'7~;~
ou diminuer respectivement la valeur d'un coe~ficient
affichée sur l'~cran plat 17. Le processeur 9 donne
l'ordre au contrôleur d'écran graphique 16 d'exposer
cette région plus ou moins intensément par augmentation
ou diminution respectivement du coefficient de
transmission des pixels de la région correspondante de
l'écran plat 18 (filtrage monochromatique).
De même, si l'utilisateur désire modifier les
couleurs d'une région de l'image, il sélectionne cette
région et l'affecte d'un coefficient positif ou négatif
ou d'une couleur par l'emploi de l'écran tactile 15 et
de la manette 46, de la même manière que décrit
ci-dessus.
Un coefficient négatif correspondant au
coefficient opposé affectant la couleur opposée sur le
cercle de représentation des couleurs, le processeur 9
donne alors au processeur 5 l'ordre de multiplier par le
coefficient les couleurs initiales ou d'additionner la
couleur sélectionnée en mémoire vive 13B puis
d'afficher, au déclenchement, ces couleurs sur la région
de l'écran plat 18 correspondant à la région
sélectionnée, de telle manière que chaque pixel de cet
écran plat devient un filtre chromatique.
Cependant l'utilisateur peut souhaiter, dans le
cas de contre-jour, par exemple, diminuer les contrastes
lumineux ou les augmenter.
Une diminution de contrastes de luminance est
obtenue par la variation des durées d'exposition ou des
valeurs de diaphragmes d'exposition pour chaque point en
fonction décroissante ou croissante respectivement des
éclairements de chaque point. L'augmentation de
contrastes est obtenue par des fonctions de monotonie
opposée. Une partie fortement éclairée de l'image subit
une exposition d'une durée plus courte ou d'une valeur
de diaphragme plus élevée ou d'un filtrage monochrome
plus opaque qu'une partie faiblement éclairée. En
utilisant la matrice des luminances ou la matrice des
.26376
21
inverses des luminances calculée par le processeur 5, le
processeur 9 pourra commander ces différences locales en
cours d'exposition. Les fonctions croissantes du
diaphragme par rapport à l'intensité lumineuse incidente
ou décroissante de la durée d'exposition par rapport à
cette intensité ne seront pas obligatoirement linéaires,
mais pourront dépendre de la courbe sensitométrique de
la surface à exposer et de l'histogramme des luminances.
Une fonction analogue d'augmentation ou de
diminution des contrastes de chrominance est obtenue en
analysant l'histogramme de chrominance de faSon analogue
et en faisant varier les filtrages polychromes des
pixels de l'écran plat 1~.
Toute la souplesse du dispositif tient, nous
l'avons dit, en ce que chaque élément de la surface 19
peut être exposé individuellement. Ses performances sont
donc étroitement liées aux dimensions des matrices
d'écran plat utilisées et à leur mode d'entrée dans la
mémoire 13 du dispositif et à leur mode de sortie de
cette mémoire.
Dans le cas du premier mode de réalisation
(figures 3 et 4), l'entrée des images issues du
périphérique d'entrée de données dans la mémoire vive 13
se fait point par point pendant que défilent des
adresses de ces points. Par contre, leur sortie vers le
registre à décalage contenu dans le contrôleur 1~ se
fait soit de même manière que précédemment, soit dans
l'ordre décroissant du poids des informations binaires,
ou bits, puisque ce poids correspond à des paramètres
d'intensité d'exposition, durée, filtrage ou diaphragme,
uniformes sur la surface. Le processeur 5 sort donc les
bits de poids le plus fort de tous les points de l'écran
plat 18 en premier. Puis, au cours des balayages
suivants de l'écran plat 18, les bits de poids moindre,
dans l'ordre décroissant de ceux-ci. En effet, chacun
des ensembles de bits de même poids, correspond à une
intensité d'exposition uniforme et c'est l'addition de
126376~
22
ces expos.itions successives qui différencie les
intensités d'expositions ponctuelles. Si, par exemple,
seule la durée d'exposition varie, et que le bit de
poids fort à l'état l correspond à une durée
d'exposition d'un trentième de seconde, le bit de poids
moitié correspondra à une durée d'exposition d'un
soixantième de seconde et ainsi, de moitié en moitié
jusqu'au bit de poids le plus faible.
Le temporisateur 41 permet de générer ces durées.
On peut obtenir le même effet de variation de la
lumination des points de la surface photosensible l9 au
cours de l'exposition en diminuant progressivement le
diaphragme ou le coefficient de transmission des pixels
de l'écran plat d'une demi-valeur, la vitesse de chacune
des expositions étant fixe ainsi que le filtrage, c'est
à dire le coefficient de transmission de l'écran plat,
entre les différentes sous-expositions.
Après le mode d'exposition, l'utilisateur choisit
un mode de mise au point de l'image.
Il peut effectuer manuellement la mise au point
en agissant sur la bague de mise au point 40 de
l'objectif 24.
Il peut suivre la variation de l'action de cette
bague sur la netteté dans le viseur mais souhaiter une
accentuation de cette information visuelle.
Le dispositif calcule et affiche alors l'image
des contrastes et des distances des objets se trouvant
dans le champ. Une convolution spatiale détermine des
contrastes locaux. On démontre mathématiquement que la
distance de mise au point optimale pour un objet placé
dans le champ correspond à un extremum de contraste
local : maximum pour ses contours et minimum pour sa
surface. Or cette distance de mise au point optimale
n'est autre que la distance de l'objet au centre de
l'objectif de prise de vues. Pour chaque point de
]'image la détermination du maximum de contrastes en
fonction de la distance de mise au point du système
1262376~
optique fournit la distance du point objet auquel il est
conjugué. Pour certains points placés sur une surface
uniforme la variation du contraste n'est pas
significative. Dans ce cas la comparaison angulaire des
deux images re~ues par les capteurs 3, fournies par
l'objectif 24 qui se décomposent, grâce au miroir biface
28, en deux demi objectifs, d'axe optique parallèle,
donne la distance de ces points.
L'opération de convolution fournit donc la
distance des contours des objets, et l'opération de
comparaison angulaire fournit la distance des surfaces
des objets.
L'utilisateur peut demander une mise au point
automatique en indiquant, ou non, sur l'écran tactile
15, la région qu'il souhaite voir nette. Dans ce cas, le
dispositif effectue automatiquement la fonction
précédente, en faisant varier la distance de mise au
point grâce à l'asservissement 44 et mémorise les
distances calculées. En les comparant aux ordres donnés
par l'utilisateur ou par un programme d'optimisation, le
dispositif choisit une distance.
L'utilisateur peut également souhaiter une
augmentation ou une réduction de la profondeur de champ
sur certaines régions de l'image. Le dispositif effectue
alors la même opération que celle décrite dans le
paragraphe précédent mais, au cours de l'exposition, il
fait varier la distance de mise au point, et ouvre les
éléments de l'écran plat 18 au moment, point souhaité
net, ou en décalage contrôlé, point souhaité plus ou
moins flou, de la mise au point optimale. En parcourant
ainsi toute la plage de variation de distances
possibles, on peut obtenir une profondeur de champ
allant de la distance minimale de mise au point de
l'objectif à l'infini.
L'utilisateur peut souhaiter une variation de la
focale au cours de la prise de vue. S'il donne cet ordre
et les paramètres de cette variation de focale et des
~26376~
24
régions de l'image correspondant aux diverses focale, le
processeur 9 ordonne au cours de la prise de vue la
transmission des pixels de l'~cran plat 18 en fonction
de la distance focale de l'objectiE qui lui est a~servi
par la commande du moteur pas à pas 42.
L'utilisateur peut souhaiter jouer indépendamment
d'un part, sur l'ouverture du diaphragme 25 et, d'autre
part, sur la profondeur de champ et sur le contraste de
l'image. L'ouverture correspond à la transmittance
moyenne de l'objectif, tandis que la profondeur de champ
et le contraste correspondent à la répartition spatiale
des transmittances sur l'écran-diaphragme 25. Pour faire
varier l'ouverture du diaphragme sans modifier les
autres paramètres ci-dessus mentionnés, le processeur 9
commande une multiplication de coefficient spatialement
uniforme de la transmittance de chaque pixel de l'écran
plat-diaphragme 25. Pour faire augmenter la profondeur
de champ uniquement, le processeur 9 commande, sans
variation de la transmittance moyenne de l'écran plat 25
une uniformisation de la transmittance des pixels en
fonction de leur transmittance initiale. La diminution
de la profondeur de champ se fait inversement, par une
accentuation des différences des transmittances des
pixels en fonction de leur transmittance initiale. Pour
faire augmenter le contraste uniquement, le processeur
commande, sans variation de la moyenne des
transmittances,le déplacement centrifuge des valeurs
des transmittances des pixels et la réduction des
transmittances des points les plus proches de l'axe
optique. Pour faire diminuer le contraste, inversement,
les valeurs transmittances des pixels varieront par
décroissance des distances de ces valeurs à l'axe
optique.
Pour sélectionner sur ordre de l'utilisateur les
fré~uences spatiales transmises par l'objectif 24,
l'écran plat-diaphragme 25 prend les formes de filtre
passe haut (onde opaque ou centre de l'écran plat
~ 26376~
transparent) passe bas (cercle transparent au centre de
l'écran plat opaque) ou passe bande (combinaison des
deux formes précédentes, c'est-à-dire une couronne
transparente centrée sur l'axe optique, le reste de
l'écran plat 25 ~tant opaque).
La distance entre l'écran plat 18 et la surface à
exposer 19 varie grâce au moteur pas à pas 30. La
gestion de cette distance conjointement à l'ouverture du
diaphragme 25, en fonction des ordres donnés par
l'utilisateur, permet de régler le flou de projection de
l'écran plat sur la pellicule.
Les matrices de représentation des images
captées, notamment codées en valeur, de luminance et de
chrominance ainsi que les matrices obtenues par calcul
permettent une segmentation de l'image en régions selon
des caractéristiques ainsi mise en évidence.
Après une telle segmentation, l'utilisateur peut
sélectionner au moins une région ainsi définie grâce à
l'affichage de la segmentation sur l'écran plat 17.
L'inscription d'un texte ou d'une légende. en
superposition sur l'image enregistrée par la surface
photosensible 19 est réalisée grâce à la fonction de
génération de caractères du contrôleur d'écran graphique
16. Pour cette inscription ou incrustation il est
nécessaire d'éclairer l'écran plat sur lequel sont
inscrits des messages en transparence, par la source
lumineuse 21.
~ ien évidemment, le présent dispositif permet
également de superposer ou d'incruster des images, par
mise en transparence, au cours d'expositions successives
de régions de l'écran plat 18 déterminées par
l'utilisateur, et plus généralement de réaliser les
fonctions d'un éditeur, en ajoutant, par exemple, des
textes, des graphismes ou des messages aux images par
incrustation ou superposition.
Le moteur de déplacement et de rotation 51 de la
surface photosensible 19 permet de générer des effets de
1:26376~
26
filé de mouvement en cours de prise de vues. De plus, il
donne au dispositif le moyen de changer la surface 19
entre deux prises de vues, ou de rembobiner la surface
19 si celle-ci est rembobinable. Le moteur 51 permet le
déplacement aussi bien longitudinal, que latéral de la
pellicule par rapport à son plan.
I,a visée électronique, de type vid~o, c'est à
dire une visée dans laquelle l'image vue par
l'utilisateur est celle captée par le capteur 3 et
affichée avec des paramètres d'exposition sur l'écran
plat 20 placé dans le viseur, est offerte à
l'utilisateur. En cas de faible éclairement la source
lumineuse 21 éclaire l'écran plat 20.
En cas d'utilisation d'un flash, on pourra
utiliser la matrice des distances pour réaliser une
exposition uniforme. En effet, l'éclairement reçu par un
objet est inversement proportionnel au carré de la
distance de la source lumineuse à l'objet où a lieu une
réflexion. En filtrant plus (c'est-à-dire en
transmettant moins) les rayons provenant des objets
situés à faible distance que ceux provenant d'une
réflexion plus lointaine, on uniformise l'effet du
flash. Il est à noter qu'une fonction telle que la
réduction de contrastes ci-dessus e~posée adaptée ~ une
exposition comportant plusieurs éclairs de flash
successifs peut remplacer l'utilisation de la matrice
des distances faite dans le paragraphe précédent.
Le diaphragme constitué par l'écran plat 25
remplace à la fois un diaphragme classique à une seule
ouverture circulaire de diamètre variable, et des
masques connus comportant plusieurs ouvertures
semi-transparentes ou transparentes. L'utilisateur peut
ainsi commander un masquage quelconque de l'image.
Le dispositif selon l'invention permet de
sélectionner et d'inscrire manuellement sur l'écran
tactile 15 des formes de masques.
Le dispositif selon l'invention permet
~26376~
d'effectuer une solar.isation par traitement des
histogrammes des luminances et chrominances.
En outre, il permet également par traitement
d'images successivement captées, la détection des
vitesses de tous les points de l'image. Le déplacement
latéral et longitudinal de la pellicule 19 selon la
vitesse moyenne mesurée permet de suivre le déplacement
de l'appareil de prise de vues ou de l'objet.
De plus, le dispositif permet par la gestion de
l'écran plat 25, certains des traitements d'images
exposés figure 9 pour l'écran plat 73.
Le dispositif traite en fait les images, mais
aussi les paramètres de la fonction de transfert du
système optique et corrige les défauts inhérents au
système optique. Cette fonction de transfert peut être
non stationnaire, spatialement et temporellement.
Les figures 6 à 8 présentent des variantes dans
lesquelles en particulier sont mises en oeuvre des
associations ou des fusions d'éléments précités, en
réference notamment a la figure 2.
Dans la figure 6 le capteur optique 3 est
confondu avec la surface à exposer 19. Cette variante
est utilisable dans les appareils de prise de vues dont
la surface à exposer 19 genère un signal représentatif
de l'image.
Dans la figure 7, le capteur 3 est confondu avec
la surface 19 et influence l'écran plat 18. On peut se
référer au brevet U.S. 3,724,349 pour la description du
fonctionnement d'un tel agencement résumé ci-après.
Le transfert photo-électro-optique du capteur 3 à
l'écran plat 18 s'effectue directement, point par point,
par influence ou par contact électrique. Les photons
incidents créent des charges électriques fixées à la
surface de séparation de l'écran plat 18 et du capteur
19 et 3. Le champ électromagnétique généré par ces
charges ou par les différences de potentiel influence
directement l'état de l'écran plat, point par point, qui
126376~L
28
lui est le plus proche et par conséquent sa
transparence.
Selon l'invention l'alimentation électrique sert
alors à polariser la jonction point par point et, ainsi,
à déclencher le fonctionnement automatique de chaque
point. Le dispositif effectue donc un balayage des
points de l'écran plat. Ceci permet ainsi une gestion
temporelle plu5 fine de chaque point de la surface l9
adaptée aux modes de fonctionnement ci-dessus décrits.
C'est ainsi à une échelle microscopique, à
l'intérieur de chaque point de l'écran 18, que la
régulation de l'intensité lumineuse s'effectue. Pour
éviter une uniformisation par saturation de l'état de
l'écran, un courant de fuite pourra être sauvegardé sur
la surface supportant les charges électriques.
En variante, le verre dépoli 10 fait partie
intégrante de l'écran plat 20.
En variante, au moins un capteur 3 est placé
derrière une surface sensible à impressionner
partiellement transparente.
Les écrans plats 25, 18, 20, 17 peuvent en
variante être organisés selon un réseau possèdant une
symétrie de rotations pour s'adapter avantageusement à
la symétrie de rotations de l'objectif 24.
En variante, l'objectif 24 peut ~tre
interchangeable et, dans ce cas, ne pas être asservi au
dispositif. Une lentille est alors rajoutée dans le
boitier de sorte à permettre les réglages de focale et
de distance de mise a~ point nécessaires au dispositif.
Cette lentille est présentée figure ll. Elle est
dans cette variante placée derrière l'objectif et devant
le miroir biface 28 et son déplacement selon l'axe
optique est asservi par le moteur pas à pas 44 qui sert
au réglage de la mise au point. Le diaphragme 25, de
type à iris reste en général asservi au boîtier par une
balonnette de connexion entre le bo~tier B et l'objectif
24. Le moteur 42 n'existe plus alors.
~6376$
.,
29
En variante, le dispositif peut fonctionner en
lumière cohérente par emploi d'un dispositif de type
connu dit à effet Pockels.
En variante, l'emploi d'un déviateur à dioptre
tel que décrit plus loin (figure 9) dont la déviation
est asservie au dispositif peut remplacer les fonctions
du moteur 51 ~ l'exception de la fonction de rotation de
la surface 19.
En variante, le miroir 28 peut être amovible, le
traitement d'image s'effectuant sur la dernière image
captée.
En variante, la visée vidéo peut s'effectuer sur
l'écran plat 17.
En variante le capteur 3 perSoit une image ayant
une erreur de parallaxe. Cette erreur est corrigée par
l'utilisation de la matrice des distances.
En variante, deux capteurs perçoivent des images
de part et d'autre de l'objectif et une segmentation
selon les caractéristiques lumineuses des objets permet
de restituer l'image initiale.
En variante, une source lumineuse asservie au
dispositif et un moyen de combinaison de son
rayonnement avec celui des objets permet en cours de
prise de vue une augmentation des éclairements. Un écran
plat servant de filtre polychrome reproduisant l'image
captée permet ainsi une multiplication des éclairements
sans modification des formes des histogrammes de
luminance et de chrominance.
En variante, l'exposition lumineuse peut se faire
par fente, les composants du dispositif étant adaptés à
cette application particulière.
En variante, la mesure des distances peut se
faire par émission/réception d'un signal ou par
comparaison angulaire des objets dont le rayonnement
présente une raie spectrale particulière analysée par
diffraction.
nans la figure 8, l'objectif 2 qui fait partie
~.26376~
intégrante du dispositif, forme sur le capteur optique
matriciel 3, une image. Deux ~crans plats 18 sont placés
devant les yeux 19 d'un utilisateur.
Le dispositif obscurcit uniquement les zones où
l'intensité lumineuse se dirigeant vers la pupille de
l'utilisateur risquerait de l'éblouir et laisse les
autres zones parfaitement transparentes.
Cette variante qui est en fait une paire de
lunettes protectrices, sert à assurer la sécurité des
yeux de certains professionnels comme les soudeurs et à
éviter l'éblouissement de nuit, par exemple.
Comme mode de fonctionnement, le dispositif
mesure la distance des objets éblouissants et effectue
la correction de de l'erreur de parallaxe nécessaire à
une bonne position des régions opaques sur la droite
allant de l'objet éblouissant à la pupille.
En variante, un détecteur de la position de la
pupille peut lui être ajouté pour un positionnement
exact des régions de l'écran plat 180 dont la
transmission est moindre, sur le trajet optique des
rayons éblouissants.
D'autres modes de fonctionnement et variantes
apparaîtront dans les modes de réalisation ci-après
décrits.
La figure 9 représente une autre application de
l'invention à un dispositif adaptable à un système
optique tel qu'un objectif, par exemple d'appareil
photographique, télescope, microscope, etc..
Ce mode de réalisation peut donc faire partie
intégrante d'un appareil de prise de vue, d'un objectif
ou en être indépendant mais connectable, au moyen de
bagues adaptatrices par exemple. C'est une telle
association qui est présentée figure 9 a titre d'exemple
non limitatif. La figure 9 ne représente aucun composant
électronique et électromécanique, ceci dans un but de
simplification Ces composants sont d'ailleurs analogues
à ceux déjà décrits dans le mode de réalisation des
1263761
31
~igures 3, 4 et 5.
Un objectif 24 ici repxésenté est connu sous le
nom de premier "BIOTAR" de Monsieur Von Rohr, dont les
qualités sont connues et qui focalise l'image sur la
face arrière de sa dernière lentille 80, qui est une
lentille dite de type lentille de Smyth.
Le dispositif comporte, en avant de l'objectif
24, sur l'axe optique A des écrans plats successsifs 72,
74 et 54. Sur un axe paralIèle à l'axe optique A se
trouve derrière une partie de l'écran plat 72 un capteur
photosensible 3A. Une bague 33 d'adaptation de type
connu le connecte à l'objectif 24.
En arrière de l'objectif 24 lui est connectée par
une bague 35 d'adaptation de type connu, par exemple à
baionnette, une seconde partie du dispositif comportant
successivement sur l'axe optique un écran plat 18, un
capteur 3B, un déviateur D1, une lentille 34A, un miroir
incliné semi-réfléchissant 29 qui réfléchit une partie
des rayons lumineux vers le capteur 3C, un écran plat
73, une lentille 34B et un déviateur D2. L'écran plat 18
accolé au capteur 3B, les déviateurs D1 et D2 sont
respectivement connectés aux moteurs pas à pas 30, 81,
81 asservis au processeur 9 de commande par un circuit
23 d'interface parallèle et par des circuits de pilotage
43. Enfin une bague d'adaptation 36 connecte la seconde
partie du dispositif à un système optique connu (non
représenté), par exemple un appareil photographique. Les
écrans plats 74, 54, 18, 73 et les capteurs 3A et 3C
sont de même type que ceux décrits figure 3.
L'écran plat 72 est constitué d'un cristal
liquide enfermé entre deux lamelles de verre qui
supportent des électrodes transparentes. Son
originalité, par rapport aux écrans plats à polariseurs
classiques est de n'avoir qu'un seul polariseur arriere.
Le capteur 3~ est de type à structure amorphe
connu tel que décrit dans le brevet U.S. 3,724,349, mais
~,2~i~7~i~
possède de plus un réseau d'~lectrodes transparentes
parallèles de forme connue pour les écrans à cristaux
liquide.
Le groupe de lentilles 34A, 34B est constitué par
deux lentilles de même focale assemblées en montage dit
4F. Le plan focal arrière de la lentille 34A et le plan
focal avant de la lentille 34~ sont confondus.
L'écran plat 54 est situé dans un plan diaphragme
de l'objectif 24.
L'écran plat 18 est, en général, en position
telle que représentée figure 9, dans le plan de
focalisation de l'objectif 24, n'étant déplacé selon
l'axe optique A que pour assurer des fonctions
particulières.
L'écran plat 18 est d'autre part dans le plan
focal avant de la lentille 34A.
L'écran plat 73 est dans le plan focal commun des
lentilles 34A et 34B.
Le capteur 3B est accolé à l'écran plat 18.
La surface à exposer est située dans le plan
focal arrière de la lentille 34B.
Les déviateurs D1, D2 sont de type connu à deux
lentilles sphériques planes sur une face dont les rayons
de courbures sont égaux, les lentilles arrière de D1 et
avant de D2 étant plan convexe et les lentilles arrière
de D2 et avant de D1 étant plan concave, les surfaces
sphériques étant constamment en contact sur une partie
de leur surface.
Les déviateurs D1 et D2 sont symétriques par
rapport au centre de symétrie du montage 4F, ce centre
étant le foyer commun des lentilles 34A et 34B.
Les axes des lentilles avant de D2 et arrière de
D1 sont asservis au processeur 9 par des moyens 81
d'asservissement électro mécanique de type précité
(figure 3).
La partie située en avant de l'objectif 24 du
dispositif selon la figure 9 a pour fonction de traiter
12637~;~
les rayons lumineux avant leux entrée dans le système
optique constitué par cet objectif 24, tandis que la
partie du dispositif située derrière l'objectif est
dédiée au traitement de la fonction de transfert du
système au traitement de l'image et de la transformée
de Fourier spat.iale de l'image.
Dans la première partie du disPositif située
devant l'objectif 24, trois écrans plats numérotés 72,
74 et 54 traitent, tour à tour les rayons lumineux
incidents.
L'écran plat 72 a pour fonction de polariser la
lumière selon un axe choisi. L'activation d'un élément
tpixel) du cristal liquide permet une rotation des axes
de polarisation de la lumière incidente, de telle
manière que l'axe de polarisation sélectionné
corresponde, après cette rotation à l'axe du polariseur
arrière et que la lumière polarisée selon cet axe
sélectionné traverse l'écran plat. En outre l'écran plat
72 est constitué de deux régions homothétiques dont les
états sont également homothétiques, la première région
se trouvant dans le champ de l'objectif 24 et la seconde
dans le champ d'un capteur 3A.
L'écran plat 74 a pour fonction d'effectuer un
filtrage chromatique de l'image, polnt par point, ou
région par région. C'est un écran plat fonctionnant en
couleur.
L'écran plat 54 sert de masque à géométrie
variable. Il est placé sur un plan diaphragme du système
optique. Il peut servir de diaphragme centré, excentré
ou multi-ouverture ou encore de masque de forme
quelconque. Les pixels de l'écran plat 54 ne présentent
aucune action chromatique et n'agissent que sur le
facteur de transmission.
La deuxième partie du dispositif, située derrière
l'objectif 24 utilise le clavier 11 à écran tactile 15
représenté en figure 5.
Les éléments optiques en sont les suivants : un
.263761
34
~cran plat 73, deux déviateurs D1 et D2, un écran plat
18, et un groupe de lentilles 34A, 34B placé derrière
l'écran plat 18.
L'écran plat 18 a pour fonction de balayer les
uns après les autres les point~ de l'ima~e focalisés sur
lui par la lentille de Smyth 80. Il sert donc à séparer
spatialement et temporellement les rayons traversant le
dispositif pour les traiter séparément.
L'écran plat 18 réalise, de plus, toutes les
fonctions présentées figure 3.
L'écran plat 73 est placé dans le plan de la
transformée de Fourier spatiale de l'image focalisée en
18. Le montage 4F dit encore en double diffraction des
lentilles 34A, 34B donne, en effet, la transformée de
Fourier spatiale de l'image focalisée en 18 dans le plan
focal commun de ces lentilles tout en conjuguant les
deux autres plans focaux.
Les ~crans plats 54 et 73 peuvent remplir toutes
les fonctions de l'écran plat 25 ~figure 3). L'objectif
24 ayant une distance de mise au point infiniel
l'affichage sur l'écran plat 54 d'une mire et l'analyse
de son image captée par un capteur 3B ou 3C permet la
mesure des défauts optiques générés par l'objectif 24.
En effet, l'écran plat 54 est alors conjugué au capteur
3C et on trouve sa transformée de Fourier sur le capteur
3BI plan de focalisation de l'objectif.
La lentille 34B sert à former sur une surface 19
l'image résultant de la superposition de l'image
initiale et du filtrage de cette image dû à son passage
à travers les éléments ci-dessus décrits.
Il est à noter que d'autres montages sans
lentille ou à objet ou image situé dans un plan frontal
d'au moins une lentille fournissent aussi la transformée
de Fourier de l'objet.
Le système mécanique 30 sert à déplacer l'écran
plat 1~ et le capteur 3B longitudinalement, sur l'axe
optique du dispositif. Le déplacement longitudinal
126376~
effectué par l'intermédiaire du système mécanique 30
permet de rendre floue l'image formée sur la surface 19
des contours des pixels de l'écran plat 18.
On trouve dans la figure 9, outre les éléments
cités au paragraphe précédent, trois capteurs optiques
matriciels 3A, 3~, 3C. L'image de la transformée de
Fourier spatiale de l'image initiale est formée sur le
capteur matriciel 3C par réflexion sur une lame 28.
La capteur optique 3A reçoit une image transmise
après polarisation par l'écran plat 72. Le capteur
optique 3B est un capteur amorphe et est en contact avec
l'écran plat 18 qu'il influence directement point par
point. Le capteur 3C est de type décrit figure 3.
Le déviateur de rayons lumineux D1 à lentilles
sphériques permet de dévier les rayons vers l'axe
optique du dispositif pour en effectuer un meilleur
traitement. Le deuxième déviateur n2, sym~trique du
premier dans le montage symétrique 4F, permet de balayer
la surface 19 de faSon symétrique par la symétrie
centrale du montage 4F, du balayage de l'écran plat 18
par le déviateur D1. La réalisation de cette fonction
s'effectue grâce aux asservissements du déviateur au
dispositif selon l'invention, par des moyens
électromécaniques 81, de même type que ceux déjà
présentés.
Les bagues d'adaptation 33, 35 et 36 peuvent être
solidaires ou indépendantes du dispositif. Elles
permettent l'accouplement de chacune des parties du
dispositif à l'objectif 24 et éventuellement à un autre
système optique.
Le fonctionnement de la première partie du
dispositif s'effectue selon les ordres entrés par
l'utilisateur sur le clavier (non représenté).
La première partie du dispositif possède tous les
composants nécessaires pour effectuer tous les
filtrages, marquages et polarisations actuellement
réalisés par des filtres de type connu, par exemple de
lZ~376~L
36
la marque "COKIN".
Le mode de fonctionnement correspondant à la
réalisation de ces filtres et masques par la première
partie du dispositif n'est pas détaillée ici, étant
connus en soi.
Le fonctionnement de la première partie en
amplificateur de contraste s'effectue de la même manière
que précédemment décrit par variation du facteur de
transmission de chaque région de l'écran plat 74, en
fonction de l'éclairement reSu par la région
correspondante du capteur 3~.
La détection de l'axe de polarisation de la
lumière incidente véhiculant un éclairement maximal se
fait par mesure de l'éclairement reçu par le capteur 3A
en fonction d'un angle de rotation autour de l'axe
optique A de l'axe de polarisation sélectionné par
l'écran plat 72.
D'une manière générale, la lumière provenant du
ciel est majoritairement polarisée selon un axe, tandis
que celle provenant de réflexions de cette lumière sur
des objets, présente des axes de polarisation majeurs
différents. Cette fonction de la première partie du
dispositif permet de traiter séparément ces axes de
polarisation.
Par exemple, si les écrans plats 72, 74 et 54 et
le capteur 3A ne possèdent que deux régions, la première
partie du dispositif constitue un filtre bichromique
dont chaque moitié est instantanément modifiable en
intensité, en couleur et en polarisation. Cette partie
du dispositf peut être utilisée indépendamment, par
exemple avec des objectifs à miroir qui ne possèdent pas
de diaphragme, ou pour les projecteurs pour corriger
l'effet chromatique de vieillissement des supports
chimiques.
Le fonctionnement de la deuxième partie du
dispositif est décrit ci-après.
Une fonction particulière, appelée fonction
~.263765~
contour est générée par influence du capteur 3B sur
l'écran plat 18. La différence de potentiels entre deux
éléments voisins de la surface du capteur 3B modifie
l'état de l'élément d'écran plat en regard de leur
frontière commune et accentue ou réduit donc les
contours de l'image formée sur l'écran plat 18.
La fonction générale de la deuxième partie du
dispositif est de traiter la transformée de Fourier
spatiale de l'image traversant l'écran plat 18 situé
dans le plan de l'hologramme de Fourier l'écran plat 73
peut par exemple prendre la forme d'un filtre
passe-haut, c'est à dire transparent autour d'un cercle
opaque central, passe-bas, c'est à dire opaque autour
d'un cercle transparent central, ou basse-bande,
combinaison des deux états précités.
Un balayage successif des points de l'écran plat
18t par ouverture successive des points correspondants,
corrélativement à l'état de filtre fréquentiel centré
sur le point correspondant de l'écran plat 73, provoque
un traitement d'image région par région. Ce balayage
s'effectue corrélativement au balayage de l'écran plat
18 effectué par l'axe du déviateur D1 permettant un
meilleur traitement.
Une fonction particuli~re de cette seconde partie
du dispositif est la restauration d'image. En effet, les
images prises souffrent souvent de défauts de flou de
mouvements, de flou de focalisation ou de bruits.
L'analyse et le traitement de la transformée de Fourier
spatiale de l'image ou de ses éléments pris sépar~ment
permet les corrections du bruit, du flou de focalisation
et du flou de mouvement. En effet, pour pallier chacun
de ses défauts une analyse et une correction simple de
la transformée de Fourier suffit.
Les traitements ~'image s'effectuant sur
l'hologramme de Fourier sont connus et constituent par
exemple des filtres adaptés, arêtes de Foucault, filtre
de phase, filtre de Foucault-Hilbert, filtre dérivateur,
A.
~26~76i~
filtre intégrateur, des fonctions de tramage,
amélioration de contrastes, multiplexage, déflouage,
reconnaissance des formes par corrélation optique,
contrôle non destructif, épandage, filtrage, codage,
compression d'image et des convolutions, corrélation et
autocorrélations. On pourra se référer valablement aux
livres "Optical Information Processing" John Wiley &
Sons éditeurs et "Traitement optique du signal et des
images" Cepadues Editions.
L'avantage du traitement d'image par le
dispositif tient en ce que ce traitement peut
s'effectuer automatiquement et s'adapter à l'image
transmise.
En particulier, un signal transmis à l'écran plat
73 peut être calculé à partir de la transformée de
Fourier de l'image, et permettre des autocorrélations,
et des rotations de l'image transmise, le signal
transmis correspondant à une translation de la
transformée de Fourier.
Les positions respectives de l'~cran plat 18 et
du capteur optique matriciel 3B sur le trajet optique
des rayons lumineux peuvent être différentes. En effet,
l'écran plat 18 peut se trouver devant ou derrière le
capteur 3B. Dans le deuxième cas, figure 9, le capteur
reçoit l'image résultant du filtrage dû à l'état de
l'écran plat 18 et l'influence de 3B sur 18 se fait par
boucle d'asservissement. De même les positions
respectives des écrans 73 et 72, 74 et 54 par rapport
aux capteurs 3C, 3~ peuvent être inversées.
L'utilisation d'une rotation effectuée par
corrélation sur l'écran plat 73 et des déviateurs D1,
D2, permet de générer des mouvements de l'i~age de
toutes sortes et en particulier de réaliser les
fonctions du moteur 51 (figure 3)
Les fonctions de l'application du dispositif à un
appareil de prise de vue (figure 3) sont toutes
possibles avec l'application ici décrite, l'écran plat
126376~
18 ayant une position analogue à celle précédemment
décrite (figure 3) et les écrans plats 54 et/ou 73 ayant
des positions analogues à l'écran plat 25 (figure 3).
En variante, les bagues d'adaptation 33, 35 et 36
transmettent des informations codées par exemple sous
forme électrique r mécanique, etc ...
En variante, le capteur 3B est réparti aux noeuds
du réseau de l'écran plat 18 sous forme de
phototransistors, photodiodes ou de transitors dont on
exploite l'effet photoélectrique.
En variante deux capteurs 3B peuvent se succédés
sur l'axe optique A, la comparaison des images
respectivement captées fournissant une matrice de
distance des objets.
En variante les capteurs 3A, B, C peuvent se
trouver en dehors du champ utile du dispositif optique,
par exemple, devant les parties constamment opaques d'un
diaphragme.
En variante l'écran plat 73 est de type actif
pour modifier la transformée de Fourier de l'image en
lui ajoutant des pixels clairs, ou pour augmenter les
luminances sans modifier les chrominances.
En variante, tous les composants placés sux le
trajet optique des rayons lumineux, écrans plats
compris, peuvent être escamotables grâce à des
dispositifs mécaniques ou électromécaniques.
En variante, ces dispositifs ou systèmes
mécaniques ou électromécaniques peuvent asservir
longitudinalement, sur l'axe optique du dispositif, les
positions des différents écrans plats.
En variante, le capteur 3~ peut ~tre
avantageusement muni d'un moyen de détection de
l'horizon réalisé par traitement des histogrammes d'au
moins deux lignes perpendiculaires d'éléments
photosensibles, de sorte à définir deux zones de
traitement séparées, une pour le ciel, une pour le sol,
par exemple. D'autres moyens de détection de type connu
lZ6;l76~
de l'horizon pourront réaliser une fonction analogue.
D'autres modes de fonctionnement et variantes
apparaitront dans les modes de réalisation ci-après
décrits.
La figure 10 représente une application de
l'invention à un système de restitution d'images ou dans
un appareil de projection. Pour une plus grande clarté
de la figure, la plupart des éléments mécaniques,
electromécaniques et électroniques a été omis, étant
d'ailleurs analogues à ceux précédemment décrits. De
même, des composants optiques class.iques des projecteurs
de diapositives comme par exemple un verre dépoli, un
filtre anticalorique, un miroir et un dioptre condenseur
sont englobés dans le terme de source lumineuse.
Cette application comporte les éléments optiques
suivants, placés selon des axes optiques A, A1, A2, A'
conjugués. Une source lumineuse S, un miroir
semi-réfléchissant de séparation polarisant 28A, deux
diapositives 39, deux écrans plats 18, deux miroirs
semi-réfléchissants de réflexion polarisants 28C et 28B,
un miroir semi-réfléchissant de combinaison 28D, un
écran plat 72 de même type que l'écran plat 73
précédemment décrit (figure 9), le polariseur de cet
écran plat étant derrière le cristal liquide, et un
objectif 24. Les miroirs 28A,B,C,D sont inclinés de
telle manière qu'un rayon incident selon l'axe optique A
se refléchissent à angle droit par rapport à cet axe
optique. Les axes optiques A, A1,A2, A' sont conjugués
par les miroirs 28B, A,C,D, respectivement. La focale et
la distance de mise au point de l'objectif sont
respectivement asservis par les moteurs pas à pas 42 et
44. Des capteurs 3A, 3B et 3C sont placés sur l'axe
optique A1, A' et A'2, une lentille 2 formant sur le
capteur 3A une image de l'objet constituée des
diapositives 39 telles que transmises par les écrans
plats 18. Le nombre d'écrans plats 18 n'est pas limité
et correspond au nombre de vues que l'on désire
~ 2637~i~
restituer simultanément. Deux de ces vues ont été
schématisées ici. Dans la suite de la description on
appellera projecteur les appareils de restitution
d'images et les projecteurs.
Un mélangeur d'images a pour fonction de méler
des images de manière à ce qu'elles soient projetées par
le même objectif sur la même région de la surface à
éclairer.
Le mélangeur d'images selon ce mode de
réalisation comporte quatre miroirs 28 A, B, C, D,
plans parallèles semi-réfléchissants polarisants tels
que des miroirs anti-retour, ces miroirs ont la
proprieté d'être traversés par des rayons lumineux selon
un axe de polarisation et de réfléchir des rayons
lumineux polarisés selon un axe de polarisation
perpendiculaire au premier. Les deux images ou vues 39
à projeter conjointement ont des polarisations
perpendiculaires et sont séparées point par point par un
écran plat polariseur 72, placé soit derrière l'objectif
24 ~non représenté), soit devant les yeux d'un
spectateur (non représenté), soit devant l'objectif 24
(figure 11~
Le capteur 3A reSoit l'image des transmittances
39 et des écrans plats 18 avant leur sortie du
projecteur, étant conjugué avec eux par la lentille 2.
Le capteur 3B reSoit l'image en retour de l'écran
19, auquel il est conjugué par l'objectif 24.
Le capteur 3C reçoit l'image en retour de l'écran
19 après un second passage à travers les transmittances
39.
Les axes de polarisation de réflexion des miroirs
28 A, B, C, D sont orientés de telle mani~re que la
majeure partie des rayons issus de la source S arrive
sur l'~cran plat 72, quand les écrans plats 18 sont au
repos.
Cependant les miroirs 28 A, B, C, D ont des axes
de polarisation de réflexion légèrement décales de
~.2637~;~
42
manière à ce qu'une partie des rayons lumineux qui les
traverse soit dirigée vers les capteurs 3A, 3~, 3C.
Les capteurs 3B et 3C permettent une mise au
point automatisée par un programme d'optimisation
approprié. Notamment on démontre mathématiquement que le
maximum d'éclairement global perçu par le capteur 3C
correspond à la conjuguaison optique des objets 39 avec
l'écran de projection.
Un asservissement 44 de la mise au point et 42 de
la distance focale sont connectés au dispositif.
Comme mode de fonctionnement non commun aux
autres modes de réalisation du dispositif, il y a
l'avantage de ne pas devoir éteindre la source lumineuse
S au cours du changement de vues, ni au cours des fondus
enchaînes. En outre de nouveaux fondus enchaînés
spatiaux pourront être générés en obscurcissant des
régions d'un écran plat associé à une image alors que
les régions corrspondantes sont éclaircies sur l'autre
écran plat. La polarisation de la lumière créée par le
mélangeur est utilisée en vision en relief, les
diapositives 39 ayant alors été prises par un dispositif
stéréoscopique.
Comme autre mode de fonctionnement, les écrans
plats 18 peuvent représenter une mire dont une image est
perçue par un capteur 3 r puiS analysée de telle manière
que les défauts optiques du système optique sont
mémorisés par le dispositif. Au cours du transfert d'un
image, les écrans plats 18 prennent un état tel qu'il
corrige une partie de ces défauts, notamment, pour
uniformiser l'éclairement sur la surface 19.
D'autres modes de fonctionnement commun avec ceux
des modes de réalisation précédemment décrits ne sont
pas répétés ici. Il faut cependant noter que les écrans
plats 18 pourront générer les mêmes fonctions que
précédemment et que l'écran plat 72 pourra permettre des
fonctions des écrans plats ~5 (figure 3) 74, 54, 73
(figure 9).
126376~
43
En variante, le clavier 11 contient une entrée de
messages codés sur la bande sonore qui commande
ordinairement les projecteurs de diapositives.
En variante, la source S peut être un laser
associé ou non à une lentille. Dans ce cas l'objectif 24
peut être supprimé.
En variante, le mélangeur d'image peut être
constitué d'un prisme de type connu.
En variante, il est possible de réaliser un écran
plat constitué d'une pluralité de mélangeurs, à miroirs
semi-réfléchissants polarisants permettant la
décomposition selon les axes de polarisation puis le
mélange d'images pixel par pixel.
La figure 11 représente une lentille 71 accolée à
un écran plat 70 et une lame 69 à chemin optique
variable. La lentille 71 est telle que chaque rayon r,
variable entre O et R, définit un cercle sur le disque
convexe de la lentille 71 centré sur l'axe optique, dont
la distance focale dépend de r, à la différence des
lentilles ordinaires.
La lame 69 est, par exemple, à cristaux
piezzoélectriques et constituée d'un composant de type
connu dont l'indice varie en fonction des contraintes
qui lui sont appliquées.
En sélectionnant, grâce à l'écran plat 7~, le
cercle de rayons r, le dispositif sélectionne une
distance focale de la lentille. La lame 69 permet en
modulant le chemin optique des rayons qui la traversent
en fonction de r, de déplacer le point de focalisation
sans modifier la distance focale. Ainsi, il n'est pas
nécessaire de déplacer la lentille 71, pour effectuer la
mise au point.
En variante, la lentille 71 peut être une
lentille de ~resnel. Dans ce cas la lame 69 a un chemin
optique constant en regard de chaque élément de la
lentille de Fresnel d'une valeur telle que les points de
focalisation soient confondus.
~z~;3761
44
En variante, la lentille 71 peut être remplacée
par un miroir ayant les mêmes propriétés de focales
variables en fonction de la distance à l'axe opti~ue, ou
tout dispositif analogue.
~ e même, il est possible en utilisant des lames à
indice globalement variable de même type que la lame 69
constituant des écrans plats de réaliser une association
de lames qui en fonction des indices est soit
réfléchissante (miroir) soit transmissive réalisant des
interférences constructives ou destructrives.
Il est à noter que chacun des écrans plats
décrits dans les modes de réalisation précédents, peut
être remplacé par l'un quelconque des autres écrans
plats et en particulier être de type actif.
Notamment le dispositif représenté à la figure
ll, ou ses variantes, peut être adapté aux trois modes
de réalisation de l'invention. Il en est de m~me pour le
mélangeur d'images (figure lO) et l'écran plat
mélangeur.
Lorsqu'une vue prise grâce au dispositif selon le
premier mode de réalisation et ceci en réduisant ses
contrastes, est projetée par un dispositif tel que celui
décrit en référence à la figure lO, et ceci en
augmentant les contrastes, on obtient une fonction du
type compandeur, fonctionnant sur les contrastes.
Bien entendu, une fonction commune aux trois
modes de réalisation est la coloration d'images
monochromes.
En variante, l'utilisation de dioptres plan
devant l'objectif permet le transfert d'une image d'une
mire selon des modes connus.
Des tests initiaux permettent de mémoriser, pour
les trois modes de réalisation, les défauts propres au
système optique et de les corriger systématiquement.
Bien entendu, les écrans plats peuvent être
positionnés sur tous les plans particuliers du système
optique comme par exemple les plans nodaux, antinodaux,
126376~L
principaux, antiprincipaux, diaphragme de champ et
diaphragme d'ouverture, etc... de sorte à utiliser les
propriétés particulières de ces plans.
En outre, les ~crans plats ci-dessus décrits
peuvent recevoir sur un support (ou codage) non
lumineux, mais physique et notamment électrique, une
image de type vidéo perçue, analysée et modifiée par le
dispositif pour réaliser, par exemple une T.V. à
correction automatique de défauts optiques ou un masque
servant à la génération de circuits intégrés.
Il est à noter que si l'on place un écran plat
transmissif devant le support d'un hologramme, on peut
alors effectuer les mêmes modifications sur cet
hologramme que sur une image quelconque.
Il est à noter que toute combinaison des
composants et/ou des fonctions des applications
présentées sont conformes à l'esprit de l'invention.
