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" Dispositif d'exploration d'images poar télévision, transmission télégraphique d'images et applications similaires ".- %'invention oonoerne un dispositif d'exploration d'images: c'est-à-dire un dispositif de décomposition et de recomposition d'imagea utiliser en particulier pour la télévision la trans mission télégraphique d'images (bélinographie) etx.. et conte*- nant des systèmes optiques oscillants*
L'invention a pour but de permettre l'utilisation d'un miroir oscillant ou dispositif analogue de grandeur suffissante. ne nécessitant qu'une force motrioe réduite et qui est misé en mouvement de façon telle que l'amplitude de l'oscillation ait toujours la même grandeur, quelle que soit la force motrice.
au-dessus d'un minimum déterminé*
Les dispositifs d'exploration d'images à miroir oscillant des types connus jusqu'ici, sont faits sous forme d'oscillogra- phes. Un oscillographe ordinaire a de nombreux inoonvénients @
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lorsqu'il sert de dispositif de décomposition ou de recomposa tion d'images, paroe que le miroir n'a qu'une très petite sur- face et que le système mobile est accorde sur une très haute fréquence des vibrations propres; pour qu'il puisse suivre exac- tement les variations des courants d'entraînement.
Un autre inoonvénient des dispositifs connus, 0' est que ltamplitude d'osoillation n'est pas constante' et qu'elle dé- pend de l'énergie appliquée,, comme cette énergie peut varier dans de très grandes limites dans la télévision, la variation de l'amplitude d'oscillation du miroir cause une déformation de l'image, ce qui fait que l'image reçue diffère sensiblement de l'image transmise* Ceci a pour effet que les oscillographes ordinaires sont totalement impropres à la décomposition et à la recomposition d'images à une dimension comme celles qui sont décrites dans le brevet français N 694.020 du 16 Avril 1930,
Suivant la présente invention on supprime ces inconvénients au moyen d'un miroir,
' ou dispositif optique analogue; monté oscillant autour d'un arbre fixe et animé continuellement d'un mouvement osoillant d'amplitude constante au moyen d'organes rotatifs.
L'accouplement mécanique entre le miroir; ou organe ana- logue, et les organes rotatifs d'entraînement est,' de préfé- ronce' tel qu'une rotation uniforme des organes d'entraînement produise un mouvement harmonique simple du miroir ou de l'or- gane analogue. L'accouplement se distingue donc essentiellement des accouplements connus qui comportent une simple manivelle et une bielle qui' à cause de l'inclinaison de la bielle; n'im- priment pas un mouvement harmonique simple du miroir.
Le système optique oscillante par exemple le miroir; fait de préférence partie d'un système oscillant accordé dont la fréquence propre est égale à la fréquence 'du mouvement
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oscillant du miroir. Les oonstantes du système oscillant peu., vent 'être telles que la rotation de la partie tournante diffère d'une rotatio uniforme; lorsqu'on utilise un courant alterne.,. tif sinusoïdale de façon que l'onde du mouvement du miroir ou 'de l'organe analogue ait sensiblement une forma en dents de soie.
L'invention est représenté à titre d'exemple dans le des. sin annexé.
La fige 1 est une vue de o8té d'un mode de réalisation de l'objet de l'invention; quelques parties étant supprimées.
La fig. 2 est une vue en perspective du dispositif complet représenté dans la fige 1.
La fige 3 est une vue de coté d'un détail des fig 1 et 2. partie en coupe*
La fig. 4 est une variante de la fige 3,
Dans le dessin, 1 est un cadre de miroir monté oscillant autour d'un axe A-A dans un bâti 2. Le miroir (non représenté) fixé au cadre 1 est de préférence un miroir oonoave ou bien' ce qui revient au mme il est remplacé par une lentille convexe dont une surface est argentée. On peut utiliser par exemple une lentille plan-opnvexe dont la surfaoe plane porte la garniture réfléchissante*
Une crosse 3 est montée dans le cadre 1 du miroir de facon à pouvoir osoiller librement autour d'un axe B-B.
Les touril- Ions de la crosse sont disposés de façon que 1+axe B-B soit perpendiculaire à. l'axe A-A et coupece dernier. Une armature 4 est montée à rotation dans le bâti 2. La partie magnétique de l'armature est en -forme de disque aplati de deux oôtés, Les parties non aplaties constituent deux pôles symétriques 3 et 6. L'armature tourne antre les deux pôles d'un électro-aiamant 7 fixé sur une plaque 8.
La plaque 8 est montée de façon qu'on
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puisse la faire tourner autour de l'axe de rotation 0-0 de 1' armature en vue du réglage de sa position,, L'armature elle- même peut 'être en fer doux ou constituéepar un aiment parme nent. Les portées des axes A-A et B-B, ainsi que les paliers dans lesquels tourne l'armature sont de préférence en pierre (par exemple en agate).
L'accouplement entre la orosse 3 et l'armature 4 est re- présenté en détail dans la fig, 3. Dans l'armature est vissée une tige excentrique 9 dont l'axe B-B est incliné sur 1*axe C-C (et fait par exemple un angle de 15 ), Cette tige est mon- tée dans une pierre 10 de la orosse 3, L'ensemble comporte de préférence une deuxième pierre 11;
comme le montre la fige 4. pour assurer la maintien fixe de la position de l'axe de rota- tion de la tige 9 par rapport à la orosse 3, Le point d'inter- section des axes 0-0 et D-D coïncide avec le point d'intersec- tion des axes A-A et B-B et l'axe D-D est perpendiculaire à 1' axe B-B. Pour qu'on puisse régler la position de ces pointa d' intersection,!' le cadre du miroir et la orosse sont montés de préférence de façon qu'on puisse les déplacer le long de leurs axes A-A et B-B En outre on peut faire varier la hauteur de l'armature 4, c'est-à-dire déplacer celle-ci le long de son axe C-C.
Quant à la tige 9. on peut également la visser plus ou moins dans l'armature 4 ,
Un ressort en spirale 12 est fixé par son extrémité inté- rieure au cadre 1 du miroir et par son extrémité extérieure à une tige 13 portée par un levier 14. Le levier 14 est monté à rotation autour de l'axe A-A dansle bâti 2, pour qu'on puisse régler la position de repos du miroir ou del'organe analogue et la position de tension nulle du ressort par rapport à la position de l'armature 4; autour de son axe. Une tige 15 fixée au levier tournant 16 est en prise à glissement avec le res- sort 12 et sert à régler la longueur libre du ressort et par
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conséquent la rigidité de oelui-oi comme oela est connu pour les ressorts d'horlogerie.
Le fonotionnement du dispositif est le suivant !
On règle la position du levier 14 de façon que l'armature 4 ne soit pas au repos dans la position oorrespondant au point mort; avec ses pales 5 et 6 en face des pôles de l':lectro-si mant* Lorsqu'un courant alternatif est appliqué à l'enroulement de l'électro-aimant, l'armature commence à osoiller autour de l'axe C-C. Lorsque la fréquence du oourant alternatif est égale à le fréquenoe d'oscillation propre du système métallique os- cillant, fréquenoe qui est déterminée par la masse active du miroir et des parties reliées à ce dernier, ainsi que par la souplesse du ressort; il s'établit une oscillation et lorsqu'un amplitude de 1800 est atteinte, l'armature dommenoe à tourner synchroniquement par rapport au oourant alternatif appliqué.
De petites erreurs d'aooord peuvent être corrigées par le déplace- ment du levi er 16.
Comme l'angle que la tige 9 fait aveo l'axe de l'armature 4 est constante l'amplitude d'osoillation du cadre du miroir est également constante tant que l'armature tourner même si les oourants électriques alternatifs appliqués varient considéra0 blement. La limite de l'amplitude d'oscillation constante du miroir est donnée par le point où 1*énergie appliquée est égale aux pertes du dispositif; pertes qui sont naturellement les unes électriques' les autres magnétiques et d'autres mécaniques.
Si l'énergie électrique appliquée tombe au-dessous de cette valeur,' l'armature oesse de tourner et effectue simple- ment une oscillation d'une amplitude correspondant à l'énergie appliquée. Toutefois les énergies supérieures à cette limite ne produisent aucune variation de l'amplitude doscillation du miroir' mme lorsqu'elles sont un multiple de la valeur néoes saire pour entraîner le dispositif et la vitesse de mouvement
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du miroir ne varie pas non plus autrement que d'une façon sim- plement sinusoldale.
L'énergie néoessaire pour entraïner ce dispositif est très petite,' car le frottement est réduit au minimum par le support en pierre* Pour que la phase des oscillations du miroir soit dans le rapport voulu par exemple avec les impulsions des cou- rente d'images,; on peut faire varier la position des pôles et du oirouit magnétique en faisant tourner la plaque 8 autour de l'axe C-C.
Si les impulsions de courants d'images sont dans un rapport de phase fixe avec les impulsions de synohronisation; par exemple si ces deux sortes d'impulsions sont mélangées en. tre elles,' ce réglage n'a besoin d'avoir lieu qu'une seule fois et il permet toutes les variations de phases produites'*' dais les courants d'entraïnement. entre le transmetteur de télévi- sion et le récepteur,' par les différents dispositifs agissant par induotion et par oapaoité dans ces deux groupes d'instru- ments.
Dans le mode d'accouplement déorit une rotation uniforme de l'armature 4 produit un mouvement harmonique simple du mi- roir; pour différentes applications ceci est la forme la plus pratique pour le mouvement oscillant du miroir. Toutefois: si le dispositif est destiné par exemple à la reproduction d'une image de télévision de la forme dite à une dimension comme oelle qui est décrite dans le brevet français ? 694.020 déjà cité, on obtient ainsi; sur les bords de l'image; un éolaire- ment plus grand que dans la partie centrale de l'image.
Si l'on ntutilise pas un diaphragme particulier monté entre le miroir et l'écran à l'image pour compenser cette différence' il oon- vient d'utiliser pour le miroir un mouvement qui soit à peu près en forme de dents de soie,' c'est-à-dire qu'il faut dépla- oer le miroir de façon que le point lumineux qu'il réfléchit se déplace sur une surface plane à une vitesse sensiblement uniforme. On peut obtenir oe résultat'en réglant convenablement
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la position de la tige 9 autour de l'axe C-C par rapport à la position des pôles 5 et 6 de l'armature; oe qui fait que l'ar- mature présente des variations de phases ("hunting").
Autrement dit) le mouvement de l'armature est une combinaison titan mouve- ment de rotation et d'un mouvement oscillant d'une fréquence égale à la fréquence d'oscillation du miroir; mais décalé en phase d'environ 90 par rapport à cette fréquence. On peut na- turellement aussi obtenir le mêne effet en faisant tourner la plaque 8 autour de l'axe C-C.
Les axes A-A et B-B sont de préférence agences de façon à passer sensiblement par les centres de gravité des parties cor- respondantes oscillant autour de ces axes*
Au lieu de ne comporter un on plusieurs ressorts qu'à une seule extrémité; comme le montre le dessin; le cadre du miroir peut naturellement aussi comporter des ressorts aux doux extré- mités. Le moteur synohrone 4, 7 peut aussi 'être construit d'une autre façon quelconque et comporter d'autres nombres de ples quelconques.
Lorsque le dispositif est utilisé pour l'exploration dune image à une dimension,' il assure de nombreux avantages partiou- liers. Tout d'abord le miroir n'a besoin que de faire dix os- cillât ions par seconde pour produire vingt images par seconde.
La surface du miroir peut être relativement grande et la quan- tité de lumière réfléchie peut également être proportionnelle- ment gfande. L'énergie nécessaire pour entraîner le dispositif est petite et l'image reçue se met en phase et se synchronise d'elle même sans manipulation particulière*
Au lieu d'un miroir on peut naturellement utiliser aussi d'autres dispositifs optiques tels que des prismes; des len- tilles; ou des combinaisons de prismes et de lentilles* @
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"Device for exploring images for television, telegraphic transmission of images and similar applications". The invention is an image scanning device: that is to say a device for decomposing and recomposing images. 'imagea use in particular for television the telegraphic transmission of images (belinography) etx .. and containing oscillating optical systems *
The object of the invention is to allow the use of an oscillating mirror or similar device of sufficient size. requiring only a reduced motive force and which is set in motion in such a way that the amplitude of the oscillation always has the same magnitude, whatever the motive force.
above a determined minimum *
Oscillating mirror image exploration devices of the types known hitherto are made in the form of oscillographs. An ordinary oscillograph has many drawbacks @
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when it is used as a device for decomposing or recomposing images, say that the mirror has only a very small surface and that the mobile system is tuned to a very high frequency of natural vibrations; so that it can precisely follow the variations of the driving currents.
Another disadvantage of the known devices is that the amplitude of oscillation is not constant and that it depends on the energy applied, as this energy can vary within very wide limits in the television, the variation of the oscillation amplitude of the mirror causes distortion of the image, so that the received image differs significantly from the transmitted image * This has the effect that ordinary oscillographs are totally unsuitable for decomposition and the recomposition of one-dimensional images such as those described in French patent N 694.020 of April 16, 1930,
According to the present invention, these drawbacks are eliminated by means of a mirror,
'or the like optical device; mounted oscillating around a fixed shaft and continuously animated by an oscillating movement of constant amplitude by means of rotating members.
The mechanical coupling between the mirror; or the like, and the rotating drive members are 'preferably' such that uniform rotation of the drive members produces simple harmonic motion of the mirror or the like. The coupling is therefore essentially distinguished from known couplings which comprise a simple crank and a connecting rod which 'because of the inclination of the connecting rod; do not imprint a simple harmonic movement of the mirror.
The oscillating optical system, for example the mirror; preferably part of a tuned oscillating system, the natural frequency of which is equal to the frequency of movement
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oscillating from the mirror. The variations of the oscillating system little., May be such that the rotation of the rotating part differs from a uniform rotation; when using an alternating current.,. tif sinusoidal so that the wave of movement of the mirror or the like organ has substantially a tangled shape.
The invention is shown by way of example in des. sin appended.
Fig 1 is an o8té view of an embodiment of the object of the invention; some parts being deleted.
Fig. 2 is a perspective view of the complete device shown in fig 1.
Fig 3 is a side view of a detail of Figs 1 and 2. Part in section *
Fig. 4 is a variant of fig 3,
In the drawing, 1 is a mirror frame mounted to oscillate around an axis AA in a frame 2. The mirror (not shown) fixed to the frame 1 is preferably an oonoave mirror or else 'what amounts to the same it is replaced. by a convex lens with a silver surface. It is possible to use, for example, a plan-opnvex lens whose planar surface bears the reflective trim *
A stick 3 is mounted in the frame 1 of the mirror so as to be able to oscillate freely around an axis B-B.
The stock journals are arranged so that 1 + axis B-B is perpendicular to. axis A-A and cut the latter. An armature 4 is rotatably mounted in the frame 2. The magnetic part of the armature is in the form of a flattened disc with two sides, the non-flattened parts constitute two symmetrical poles 3 and 6. The armature rotates between the two poles an electro-diamond 7 fixed on a plate 8.
Plate 8 is mounted so that
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can rotate it about the 0-0 axis of rotation of the armature in order to adjust its position. The armature itself may be of soft iron or of a like magnet. The bearings of the axes A-A and B-B, as well as the bearings in which the armature rotates, are preferably made of stone (for example agate).
The coupling between the orosse 3 and the frame 4 is shown in detail in fig, 3. In the frame is screwed an eccentric rod 9 whose axis BB is inclined on 1 * axis CC (and made by example an angle of 15), This rod is mounted in a stone 10 of the orosse 3, The assembly preferably comprises a second stone 11;
as shown in fig 4. to ensure that the position of the axis of rotation of the rod 9 is fixed in relation to the orosse 3, the point of intersection of axes 0-0 and DD coincides with the point of intersection of axes AA and BB and axis DD is perpendicular to axis BB. So that we can adjust the position of these intersection points ,! ' the mirror frame and the orosse are preferably mounted in such a way that they can be moved along their axes AA and BB. In addition, the height of the frame 4 can be varied, i.e. here along its CC axis.
As for the rod 9, it can also be screwed more or less into the frame 4,
A spiral spring 12 is fixed by its inner end to the frame 1 of the mirror and by its outer end to a rod 13 carried by a lever 14. The lever 14 is mounted for rotation around the axis AA in the frame 2, so that we can adjust the rest position of the mirror or the like and the zero tension position of the spring relative to the position of the armature 4; around its axis. A rod 15 attached to the rotary lever 16 is slidably engaged with the spring 12 and serves to adjust the free length of the spring and by
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hence the rigidity of oelui-oi as oela is known for clockwork springs.
The function of the device is as follows!
The position of the lever 14 is adjusted so that the frame 4 is not at rest in the position corresponding to neutral; with its blades 5 and 6 facing the poles of the: lectro-si mant * When an alternating current is applied to the winding of the electromagnet, the armature begins to oscillate around the axis C-C. When the frequency of the alternating current is equal to the frequency of oscillation proper to the oscillating metallic system, which frequency is determined by the active mass of the mirror and of the parts connected to the latter, as well as by the flexibility of the spring; an oscillation is established and when an amplitude of 1800 is reached, the armature starts to rotate synchronously with respect to the applied alternating current.
Small first errors can be corrected by moving lever 16.
Since the angle that the rod 9 makes with the axis of the armature 4 is constant the amplitude of oscillation of the mirror frame is also constant as long as the armature rotates even though the applied alternating electric currents vary considerably. The limit of the constant oscillation amplitude of the mirror is given by the point where the applied energy is equal to the losses of the device; losses which are naturally one electrical, the other magnetic and the other mechanical.
If the applied electrical energy falls below this value, the armature rotates and simply oscillates with an amplitude corresponding to the applied energy. However, the energies above this limit do not produce any variation in the amplitude of oscillation of the mirror, even when they are a multiple of the value needed to drive the device and the speed of movement.
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of the mirror does not vary other than in a simple sinusoidal fashion.
The energy required to drive this device is very small, because the friction is reduced to a minimum by the stone support * So that the phase of the oscillations of the mirror is in the desired ratio, for example with the pulses of the currents of images ,; one can vary the position of the poles and the magnetic oirouit by rotating the plate 8 around the axis C-C.
If the image current pulses are in a fixed phase ratio with the synohronization pulses; for example if these two kinds of pulses are mixed in. Being them, this adjustment only needs to take place once and it allows all the phase variations produced '*' in the drive currents. between the television transmitter and the receiver, by the various devices acting by induotion and by oapaoity in these two groups of instruments.
In the deorit coupling mode, a uniform rotation of the frame 4 produces a simple harmonic movement of the mirror; for different applications this is the most practical form for the oscillating movement of the mirror. However: if the device is intended for example for the reproduction of a television image of the so-called one-dimensional form such as that which is described in the French patent? 694.020 already cited, we thus obtain; on the edges of the image; a wind larger than in the central part of the image.
If we do not use a particular diaphragm mounted between the mirror and the screen in the image to compensate for this difference, it is necessary to use for the mirror a movement which is roughly in the form of floss teeth, That is to say, the mirror must be moved so that the point of light which it reflects moves on a flat surface at a substantially uniform speed. This result can be obtained by suitably adjusting
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the position of the rod 9 around the axis C-C relative to the position of the poles 5 and 6 of the armature; oe which causes the frame to exhibit phase variations ("hunting").
In other words) the movement of the armature is a combination titan movement of rotation and an oscillating movement of a frequency equal to the frequency of oscillation of the mirror; but phase shifted by about 90 from this frequency. One can of course also obtain the same effect by rotating the plate 8 around the axis C-C.
The axes A-A and B-B are preferably arranged so as to pass substantially through the centers of gravity of the corresponding parts oscillating around these axes *
Instead of having one or more springs at one end; as the drawing shows; the frame of the mirror can naturally also have springs at the soft ends. The synohrone motor 4, 7 can also be constructed in any other way and have any other number of pins.
When the device is used for scanning a one-dimensional image, it provides many special advantages. First of all, the mirror only needs to make ten oscillations per second to produce twenty images per second.
The surface of the mirror can be relatively large and the amount of reflected light can also be proportionately large. The energy required to drive the device is small and the image received is phased and synchronized by itself without special manipulation *
Instead of a mirror it is of course also possible to use other optical devices such as prisms; lentils; or combinations of prisms and lenses * @