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"Procédé et appareil pour la transmission de rayons lumineux directs ou réfléchis pour la perception par une personne aveugle."
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D'après une théorie publiée dans les dernières années et* qui concerne le phénomène de la vue, la perception optique d'un objet repose sur le fait que l'objet produit d'abord, par le rayonnement caractéristique, c'est-à-dire par l'en- voi de photons sur la rétine, une image très déformée qui, consi- dérée objectivement, est à peine identifiable. Dans la rétine,se trouvent des récepteurs, c'est-à-dire une sorte de cellules photo- électriques, qui transforment certains photons en impulsions élec- triques qui parviennent ensuite par le nerf optique à l'écorce du cerveau.
L'écorce du cerveau coordonne les impulsions enregistrées, de sorte qu'il se produit des représenta- tions visuelles conformes aux expériences précédentes.
Cette analyse du phénomène visuel réalisé par l'oeil humain ne donne aucune explication de la possi- bilité de produire des images optiques sans intervention de l'ceil humain, à l'aide d'un procédé indépendant de ce dernier.
L'invention a pour but de réaliser un procédé de transmission de rayons lumineux directs ou réfléchie en vue de la perception par un aveugle, et elle s'étend à un appareil pour la réalisation de ce procédé, par transmission de rayons lumineux directs ou réfléchis, sous la forme d'impressions d'images, sur l'écorce du cerveau d'une personne aveugle.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que les rayons lumineux partant de l'objet sont dirigés sur un disque de mémoire polarisé négativement, de telle façon que l'objet est reproduit réellement sur ce dernier, ce disque de mémoire étant exploré par lignes par un rayon ionique positif, qui est modulé par les valeurs de noir et blanc et les valeurs de cou- leur de l'image, et cette modulation est reçue par un flux électronique s'écoulant de la source du rayon ionique, la fréquence porteuse du signal d'image produit de cette façon étant transformée en une fréquence porteuse pouvant être transportée par le parcours visuel humain,, le signal neuronal ainsi obtenu, étant amené à deux électrodes disposées sur les tempes de l'aveugle.
Pour produire une image réelle sur le disque de mémoire, on peut monter avantageusement un système optique convenable entre l'objet à percevoir et le disque de mémoire.
La polarisation négative du disque de mémoire, de même que le rayon ionique utilisé pour son exploration, peuvent être prélevés, par
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exemple, sur une batterie, par l'intermédiaire d'un transformateur de tension, le rayon ionique explorant le disque de mémoire étant produit ava geusement par le chauffage d'une cathode, en étant concentré aide d'un champ magnétique.
L'exploration du disque de mémoire par le @ionique mentionné précédemment s'effectue, par exemple, à l'aide d'un appareil à bascule dans une gamme supérieure à 1.000 Hertz, avantageusement d'environ 2.000 Hertz. La répétition de l'o- pération d'exploration du disque de mémoire s'effectue alors par le rayon ionique avec une fréquence d'au moins 100 Hertz? et? de pré- férence, avec environ 250 à 300 Hertz.
On a constaté que; dans une transmis- sion électronique d'impulsion optique directement sur l'écorce du cerveau, il est possible, avec un seul disque de mémoire à large ban- de qui comprend par conséquent tout le spectre de couleurs, de trans- mettre tout ce spectre, y compris les contours noir et blanc, et les caractéristiques de l'image, en reproduction plastique sur l'écorce du cerveau. Il se produit, par conséquent, en utilisant un seul dis- que de mémoire du genre indiqué? une image spatiale avec tous les reliefs, creux et contours, ainsi que les couleurs, correspondant à la perception de l'objet dans le phénomène visuel habituel.
Tandis que, dans la télévision, les impulsions explorées sur le disque de mémoire retransmettent tout le mélange de couleurs jusqu'à l'organe d'absorption et ne portent à partir de cet organe d'absorption? que la couleur sélective jusqu'au modulateur, il est possible,, dans le problème traité dans cette invention, d'effectuer cette transmission directement sur l'écorce du cerveau, à 1 aide d'une seule plaque de mémoire en supprimant les organes d'absorption utilisés dans la té- lévision, ainsi que le modulateur.
Grâce à l'utilisation d'un seul disque de mémoire, on réduit considérablement, aussi bien en poids que dans ses dimensions dans l'espace, l'appareil de transmission électrcnique que doit utiliser le récepteur des impulsions.
Dans la transmission électronique, expliquée ci-dessus, d'impulsions optiques sur l'écorce du cerveau, la modulation du rayon ionique d'exploration s'effectue dans une gamme de fréquence de 3 x 1014 Hertz, correspondant environ àune longueur d'onde de 380-750 nm (nanomètres). Il s'est confirmé dans la pratique que la transmission électronique d'image,,avec fidélité de contour et de couleur est possible sur le parcours visuel humain
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, ou sur l'écorce du cerveau.,en utilisant un seul disque de mémoire.
La plasticité des images perçues est particulièrement favorisée lors- qu'on utilise deux disques de mémoire qui sont disposés avec une distance latérale entre elles correspondant, de préférence, à peu' près à la distance entre les deux yeux.
La transformation du signal d'image en un signal neuronal, c'est-à-dire en un signal qui peut être re- transmis par les cellules du parcours visuel de l'écorce cervicale humaine, s'effectue par la modulation d tune fréquence d'impulsions (fréquence porteuse) entre 0,3 à environ 1.000 Hertz sur le signal d'image, suivant la capacité de perception Individuelle de la per- sonne aveugle qui reçoit le signal neuronal.
Le signal d'image peut être amplifié par une chaîne d'amplification, de préférence de telle façon qu'on reçoit,dans un étage suivant d'amplification, les harmoniques à partir de l'amplificateur précédent,et qu'on les utilise pour l'am- plification successive du signal,,
Le procédé décrit en grandes lignes ci-dessus peut transmettre, non seulement les dimensions et les con- tours correspondant à l'objet, mais aussi les couleurs de l'objet.
Cette dernière possibilité de la transmission de la couleur est fa- vorisée par une forme particulière de la plaque de mémoire concernant sa réalisation au point de vue matière. On a constaté que,par exemple, des sulfures, en particulier du sulfure de plomb, peuvent influencer favorablement le but de la transmission de couleurs spéci- fiques. Les impressions optiques reçues sur l'écorce visuelle ne sont tout d'abord pas encore coordonnées lorsqu'on utilise le procédé avec des personnes aveugles. Il convient de tenir compte, dans ce cas, que de telles personnes étaient déjà souvent aveugles depuis des années.
Dans de tels cas, il faut un temps de transition plus longjusqu'à ce que les perceptions reçues sur l'écorce visuelle soient associées avec les images de mémoire correspondantes du"centre de mémoire.
L'invention s'étend, en outre, 11 un appareil pour la réalisation du procédé mentionné ci-dessus,
Cet appareil est constitué essen- tiellement par un @tube de perception", qui reçoit les rayons lumineux partant de l'objet. Le tube de perception est composé d'une ampoule de verre sous vide, qui est fermée à l'extrémité avant du tube par un disque de mémoire. Sur le fond, est prévue une spirale
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de chauffage avec cathode à laquelle est reliée une alimentation de courant. Au socle du tube de chauffage, à son extrémité arrière, sont prevues, en être, de façon connue, plusieurs lignes, par exemple pour la @ @@@@ion horizontale et la déviation verticale du rayon ca- dique.
En outre, on relie à ce socle une ligne qui conduit à une chaîne d'amplification, à partir de laquelle les signaux neuronaux, produits dans cette chaîne d'amplification, sont conduits aux électrodes des tempes.
Des tubes de perception, du mode de construction proposé pour le but en question sont fournis dans le commerce.
' Le montage de principe des tubes de perception utilisés dans la présente invention ressemble à celui con- nu actuellement et utilisé dans les tubes de perception pour une ca- méra de télévision. Une différence essentielle consiste cependant dans le fait que, pour la télévision actuelle, pour la transmission d'images de couleur, il faut utiliser trois tubes de perception pour les trois couleurs fondamentales (rayons rouge, bleu et vert), de même qu'un tube de perception supplémentaire pour la transmission d'un service en noir et blanc déterminant les contours de l'image.
Dans un dispositif de télévision de ce genre, il faut utiliser, par conséquent, quatre tubes de réception du mode de construction de principe décrit également dans la présente. Les trois tubes utilisés .pour la transmission de couleurs de la télévision sont disponibles dans le commerce sous les noms, par exemple, de "plunbicons" et de "vidicons".
Dans le cadre de la présente invention, on utilise un tube de perception qui est construit, en principe, de la même façon qu'un tube de perception utilisable pour la télévision. Une différence essentielle par rapport à la télévision consiste cependant dans la disposition et la fonction de la chaîne. d'amplification reliée au socle (base) du tube de perception.
Cette chaîne d'amplification est conçue de telle aorte (formée au point de vue montage) qu'il se produit, lors de l'exploration du disque de mémoire, non pas des "signaux de télévision-, mais des signaux d'un genre nouveau (que l'inventeur a désigné sous le nom de signaux ne- ronaux). Dans ces signaux neuronaux, sont contenues toutes les va- leura de couleur et les éléments de contour de l'image de l'objet,. de taie sorte que la transmission de l'image s'effectue avec seule-
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ment un tube de perception d'un mode de construction connu en soi..
La nouvelle action de la chaîne d'- amplification ne repose pas non plus sur une -exploration- spéciale du disque de mémoire ou du signal d'image. L'exploration peut, en principe, également dans la transmission suivant l'invention, 8'et'- fectuer suivant le genre d'une exploration de télévision, mais, ce- pendant, dans une gamme de fréquence bien différente, qui n'est pas utilisée ni utilisable dans les transmissions de télévision.
Les tubes,,dans un support formé en genre de lunettes disposées devant le visage de la personne recevant les impressions visuelles,sont représentés dans les dessins annexés, et décrits sur la base de ces dessins.
La description ci-après, et les des- sins annexés, se rapportent à des exemples de réalisation.
- la figure 1 , montre un appareil de perception réalisé suivant l'invention, vu en coupe avec une chaîne d'amplification, - la figure 2 montre schématiquement un appareil d'alimentation de tension utilisable suivant la figure
1, et qui appartient à l'amplificateur 10 de la figure 1, - la figure 3 montre le montage possible de l'amplificateur 10, - la figure 4 montre le montage de l'amplificateur 11, - la figure 5 montre le montage de l'amplificateur 12.
- la figure 6 montre un montage pour la déviation verticale et horizontale du rayon ionique explorant la plaque de mémoire. Cette déviation est commandée à l'aide d'un montage à bascule.
- la figure 7 montre un appareil de perception suivant l'invention sous la forme d'un cadre de lunettes recevant les installations électroniques, vu de dessus, - la figure 8 montre le même support vu de devant.
Dans la figure 1, le numéro de référence 1 désigne une enveloppe ,composée d'un métal capable de réale- tance,à l'intérieur de laquelle est disposée une ampoule 2,composée de verre de haute résistance et dans laquelle le vide est très poussé, Sur l'ouverture avant de cette ampoule de verre,est placé un
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disque de mémoire 3 comme fermeture de l'ampoule de verre.
Le disque de mémoire 3 peut être constitué par une matière transparente isolante au point de vue élec- trique, par exemple du verre, du quartz ou une matière plastique.
Sur- le côté intérieur du disque de mémoire 3, est vaporisée une cou- che mince d'une substance d'une durée de phosphorescence aussi fai- ble que possible, avantageusement une pellicule composée de sulfure de plomb, de sulfure de magnésium ou de sulfure de gallium arsinique.
Devant la plaque de verre 3, se trou- ve une enveloppe métallique 5, avec un filet intérieur dans lequel est disposé un système de lentilles achromatiques, de préférence un objectif biconvexe combiné avec une lentille biconcave.
Dans la partie opposée de l'ampoule de verre 2,est disposé un élément chauffant bifilaire 6, par exemple sous la forme d'une spirale de filament, avec la cathode 6a entou- rant cet élément. Les rayons ioniques partant de cette cathode ex- plorent la couche 3a du disque de mémoire 3. L'exploration,par ce rayon ionique partant de la cathode 6a, s'effectue à l'aide d'un montage à bascule suivant la figure 6, avantageusement dans une gamme d'une fréquence de ligne supérieure à 1.000 Hertz, avantageusement d'environ 2.000Hertz. La répétition de l'opération d'exploration sur la couche du disque de mémoire par le rayon ionique peut s'effectuer avec une fréquence d'au moins 100 Hertz, de préférence d'environ 250-360 Hertz.
Dans l'espace entre l'ampoule de verre 2 et l'enveloppe métallique 1, sont disposés une bobine de déviation 7 et un anreau magnétique 8,dans le champ duquel sont concentrés les rayons d'exploration. On peut, également. utiliser, à la place d'une déviation magnétique, une déviation électrostatique.
Les impulsions provenant de l'élément chauffant bifilaire (spirale de filment 6) et de la cathode 6a,sont transmisespar la ligne 9 par l'intermédiaire d'un groupe d'.- amplification 10, 11, 12, aux extrémités d'électrodes 13 qui sont disposées sur les tempes de la personne qui reçoit les impressions optiques.
La tension d'alimentation de la spirale de fila-sent 6 peut, dans ce cas, être assurée par exemple par une pile sèche 14 qui, en dehors du chauffage de l'élément chauffant bifilaire, sert, également,au service de tout l'appareil. la ligne de retour 10a de l'amplificateur 10 passe par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation d'intensité 15,fonctionnant avantageusement automatiquement à
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la lumière, en utilisant une ligne 15a isolée par rapport à l'enve- ' loppe 1, pour parvenir à la couche 3a du disque de mémoire 3. Le dis- positif 15 comprend le montage à bascule de la figure 6 servant au réglage de l'exploration de la couche du disque de mémoire 3a.
Dans les figures 2 à 6, sont re- présentés les montages des amplificateurs 10, 11, 12, ainsi que la partie à bascule 6, où ont été indiquées,pour les différents éléments: résistance, condensateur, transistors, diode, potentiomètre, circuit oscillant, etc...,des valeurs qui correspondent à un exemple de réa- lisation pratique. Ces valeurs ne sont indiquées qu'à titre d'exem- ple et doivent être obtenues expérimentalement pour chaque support d'appareil, en étant déterminées de telle façon que le support don- ne la meilleure impression d'image, c'est-à-dire l'image la plus nette.
Les liaisons des groupes d'amplifi- cation (10, 11), avec le montage à bascule et l'amplificateur 12, ressortent des schémas de montage correspondants indiqués dans les figures 3, 6 et 5. L'amplificateur 10 de la figure 3 est relié avec son extrémité de conducteur SP à la couche de la plaque de mémoire 3a. Cn désigne par LAU le système lumineux automatique, par FOC le foyer. Les points du montage des figuras 2 à 6 à relier entre eux sont indiqués à chaque fois avec les marnes lettres, par exemple conformément au point FOC dans la figure 3 qui est désigné par X,, on désigne également par X le point correspondant dans la figure 6. Un chiffre entouré d'un cercle 3 désigne à chaque fois des liaisons à la masse.
Tous les points désignés par "v" dans les figures 3, 6 et 5 sont des raccordements de tension. Le chiffre enfermé dans un cercle 2 dans la figure 3, désigne un pjint de découplage qui est à relier avec le chiffre correspondant dans la figure 5. De la même façon, l'impulsion partant de 1 continue vers 1 dans la figure 6. De même, 4 de la figure 5 est relié avec 4 de la figure 6.
Les points A et B, ainsi que C et D= de la figure 6, sont les points de raccordement des bobines de déviation qui ne sont pas représentées elles-mêmes. D'autre part, on désigne par E,dans la figure 5, les raccordements ou les électrodes des tempes* des te2pes. La transmission d'une image de l'objet 16 s'effectue suivant la trajectoire des rayons dessinés dans
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la figure 1 ,;avec production d'une image concentrée sur la couche 3a du disque de mémoire.
Sur cette dernière, sont explorés les photons et les particules de couleur par le rayon ionique d'incidence, les impulsion correspondantes parvenant par la ligne 9 après amplifica- :ion par la chaîne 10, 11, 12,aux électrodes 13.
L'intensité des photons,prélevés sur a couche 3a sous la forme de fréquence modulée, est commandée par le dispositif de régulation d'intensité 15 par le système lumineux automatique de telle sorte que les impressions de lumière sont adaptées.au point de vue intensité,à la sensibilité de la personne qui les reçoit.
Le transformateur de tension de la figure 2 est alimenté à ses bornes 30 par une batterie non représentée de 12 Volts, et fournit aux bornes 31 une tension de 175 Volts dans les différents groupes d'amplification. La tension peut être modifiée par le changement de l'enroulement secondaire 32.
Dans les amplificateurs, on désigne les éléments de transistors par le numéro de référence 33, les condensateurs par 34 et les résistances par 35. Il convient d'ajouter, comme éléments, également des diodes 36, des condensateurs tour- nants 37, ainsi que des bobines d'induction 38.
L'amplificateur 10 de la figure 3 sert de préamplificateur, tandis que l'amplificateur 11,contenu dans le montage de la figure 6, sert à l'amplification du signal d'image, et l'amplificateur 12 de la figure 5,d'amplificateur terminal.
Dans le montage suivant la figure 5, on se sert des harmoniques qui sont prélevées du préamplificateur le la figure 3. D'âpres ce principe, on peut monter le troisième amplificateur avec une réduction sensible des dimensions dans l'espace Le la partie de commande, ce qui entraîne une économie correspondanlante dans le prix de construction.
La longueur d'onde produite par lea ; électrodes 13 est située autour de 700 nm. Une .fréquence aussi éle- rée ne peut être transportée par le nerf visuel. Le nerf visuel ne @eut transporter que des fréquences entre 0,3 et 1.000 Hertz. On obtient un résultat surprenantet qui n'a pas pu être prévu, consis- ;ant en ce que, lors de la production d'une fréquence élevée de 1'- @rdre de 3 x 1014, on produit des impressions d'image adéquates dans ,'écorce visuelle.
Il en résulte que la structure de cellule du nerf: 'tique est capable de transformer les fréquences élevées qui lui sont
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amenées, c'est-à-dire de les démultipliera
Les impressions visuelles reçues dans lcorce visuelle sont également différenciées au point de vue couleur en correspondance avec l'objet, d'ou il convient de con- clure, également, que la transformation mentionnée ci-dessus est spécifiquement échelonnée suivant les différentes fréquences des qualités de couleur transmises. Il n'était pas possible, non plus, de prévoir cet effet.
Dans les figures 7 et 8, le numéro de référence 39 désigne le cadre d'un dispositif en forme de lunet- tes, constitué par exemple de celluloïd , de résine artificielle ou d'un matériau analogue, dont les ouvertures 40 et 41 peuvent é- ventuellement être remplies de verres de couleur ou de disques de matière plastique. Le dispositif est placé comme des lunettes par la personne à laquelle il faut transmettre les impulsions optiques, de telle sorte que la partie centrale 42 passe par l'arête centrale du nex.
Aux extrémités latérales du cadre 39, sont reliée l'aide de charnières 43 et 44 d'une réalisation habituelle, les crochets latéraux 45 et 46 servant à maintenir la monture des lunettes de façon connue. Les extrémités recourbées de ces crochets 47 et 48 sont placées comme d'habitude sur les pavillons des oreilles. Dans la direction des crocheta 45 et 46, reliés avantageusement de façon fixe avec ces crochets, on prévoit deux bottiers 49, 50 constituée de celluloïd, de matière plastique ou analogue. Les crochets 45 et 46 peuvent passer utilement dans les surfaces intérieures de ces bottiers, de telle sorte qu'ils renfor- cent ces surfaces intérieures et, par conséquent, les boîtiers. La surface intérieure des bottiers a, avantageusement, une forme plate.
Les bottiers 49 et 50 ont une forme ouverte sur le côté arrière, de telle sorte qu'on peut faire glisser,par ces ouvertures postérieures, dans le bottier les dispositifs électroniques 51 et 52 de forme à peu près cylindriques, à savoir des tubes de perception formés' suivant la figure 1,, Sur le c8té avant, les bottiers 49 et 50 sont munis d'ouvertures 53, 54, d'environ 22 mm de diamètre par exemple, par lesquelles rentrent les rayons lumineux partant des objets à percevoir,afin d'être reçus par le dispositif optique des installa- tions de transformation électroniques 51, 52.
Les installations électroniques 51, 52 sont reliées par des câbles conducteurs 55, 56,contenant les fila
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nécessaires, avec une installation d'amplification 10, 11, 12. Les lignes.55 et 56 peuvent .passer, éventuellement:, par un crochet de l'instruisent, par exemple par le crochet 46. Elles sont en liaison avec l'installation électronique 52 par l'intermédiaire d'un contact élastique. les lignes sont ensuite conduites sous la dénomination
57, 58, éventuellement en utilisant une charnière métallique comme transition, à travers le cadre 39,et ensuite, par l'intermédiaire de la charnière métallique 43, elles sont reliées avec le deuxième tube de perception 51 disposé dans le boîtier 49.
En outre, sont re- liés aux conducteurs des lignes 55, 56, les contacts des tempes 59,
60, qui sont disposée dans des raccords 61, 62. des boîtiers 49, 50, en étant suspendus sur des ressorts 63, 64.
L'installation décrite peut être modifiée et réalisée de façon multiple dans le cadre des caractéris- tiques essentielles.
D'autre part, un câble à plusieurs conducteurs 65, partant de la source de courant non représentée ain- si que des parties de commande suivant les figures 2 à 6, conduit au tube de perception.
Les différents conducteurs du câble
65 servent à la commande du tube 52 et sont amenés aux électrodes nécessaires. En particulier, quatre conducteurs vont à la déviation horizontale et verticale, deux conducteurs à. la spirale de filament, un conducteur à la cathode, un conducteur au disque de mémoire.
Au cas oh le tube de perception 51 doit également entrer en service, ce tube doit recevoir un câble identique,avec les mêmes conducteurs.
Le contrôle d'image,, pratique pour l'appareil de perception utilisé par exemple par une personne aveugle,peut être réalisé le plus simplement (par exemple par une personne servant de conseiller, d'instructeur de l'aveugle) à l'aide, d'un appareil connu sous le nom de moniteur, par exemple dans la technique de télévision. Un tel moniteur,dans le sens industriel, est un simple appareil de reproduction d'image, c'est-à-dire un appareil de télévision sans parties haute fréquence et moyenne fréquence et sans la partie sonore. On forme, par conséquent, un simple appareil de vision.
Dans le contrôle de l'appareil de perception, suivant la présente invention, on forme le moniteur de telle-façon qu'il contient dans une disposition inverse les parties
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de l'appareil de perception. L'entrée dans l'appareil du moniteur est dérivée, avantageusement,directement derrière la partie de com- mande 10 (voir figure 1). A partir de là, il se produit l'opération Inverse de celle décrite pour l'appareil de perception solvant l'in- ventions
EMI12.1
L'utilisation du moniteur pour na tube de perception, suivant l'invention, ressort de la figure 1.
Au cas où la fréquence amenée au moniteur serait dévide des électrodes des tempes 13, il faudrait effectuer une démultiplication désagréa- ble de cette fréquence, jusqu'à six mégahertz. A la place, on dérive la fréquence amenée au monitsur M directement de l'amplificateur 10 avec découplage galvanique de ce dernier. Le moniteur doit alors travailler avec la même fréquence de ligne que le disque de mémoire et doit être réglable en outre, de façon continue, de 100 à 360 Herts dans la fréquence d'image.
On obtient un mode de réalisation utilisable pratiquement¯,et en même temps bon marché et simplifiéede l'appareil en munissant ce dernier uniquement d'un seul tube de perception par lequel on fait passer l'information d'image. On obtient alors une image qui, il est vrai, n'est pas en relief mais dans laquelle s'effectue, cependant, la transmission de contour et de cou- leur de façon adéquate.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.