Procédé de formation d'une représentation à trois dimensions d'un objet à trois dimensions et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé L'invention concerne un procédé et un appareil permettant de reproduire photographiquement ou autrement des séries .de coupes ou de couches d'un objet, en une ou plusieurs opérations, et les présenter dans leur ordre naturel et avec leur orientation respec tive sous forme d'image complexe à trois dimensions.
L'expression photographique englobe dans le cas particulier tous les systèmes sensibles à la lumière, par exemple les systèmes magnétiques et électroniques d'enregistrement d'images fixes et animées, etc.... et par photographie on entend le produit d'un tel enre gistrement. Le mot coupe est appliqué en général à des échantillons géométriquement plans (obtenus par exemple avec un microtome) ou à des reproductions de ceux-ci, ainsi qu'à des enregistrements photomicrogra- phiques, radiographiques, ultrasoniques, etc.. . de cou ches minces obtenues par mise au point à l'intérieur d'échantillons non coupés.
(Dans la microscopie à fort grossissement, en particulier la microscopie optique, on ne peut observer à la fois que des couches très minces à l'intérieur d'un échantillon, du fait de la profondeur de champ extrêmement faible existant aux forts gros sissements; de même, en radiographie, le procédé connu dénommé tomographie fournit des reproduc tions de couches successives intérieures d'un organisme vivant dont la structure est tout à fait comparable à celle des photomicrographies de couches).
Le terme coupe est appliqué également à des dessins ou d'autres représentations graphiques de couches trans versales d'objets réels ou imaginaires, à des éléments de séries se succèdent dans le temps (cinématographie, images d'écran de tube cathodiques etc<B>...</B> ) à des éléments de fonctions à trois variables telles que celles qu'on peut .obtenir à l'aide de calculatrices et, en général, à des composants à deux variables d'objets tri dimensionnels. Pour simplifier, l'invention sera décrite par rapport à des objets solides réels.
On sait qu'après avoir .obtenu une coupe d'un échantillon par exemple dans les études biologiques ou anatomiques, les chercheurs se heurtent souvent à des difficultés, lorsqu'ils examinent les coupes séparément, pour faire apparaitre en trois dimensiosn la relation spatiale entre les détails de structure. Dans ce cas, le chercheur est amené à replacer d'une certaine manière les coupes dans leur ordre naturel dans l'espace. On peut obtenir ce résultat de manière abstraite par le calcul, ou concrète par superposition ou empilement géométrique ou physique de ces coupes elles-mêmes ou de leurs images ou reproductions.
Un certain nombre de procédés ont été mis au point pour la superposition physique d'agrandissements photographiques ou de dessins de coupes sur des pla ques de matière plastique, de verre ou de cire, etc.. . Ces procédés sont fastidieux, longs (durent des semaines ou des mois) et les résultats sont en général décevants: les coupes sont trop ou trop peu nom breuses; lorsqu'elles sont trop peu nombreuses, l'inter polation est difficile et incertaine; si l'on augmente leur nombre, l'accumulation de nombreuses coupes gêne l'observation des ensembles directe, en raison de la densité de l'empilement ou de la réfraction au sein de la matière, la visibilité en étant réduite et les détails intérieurs de structure étant déformés.
La superposition optique ne présente pas les mêmes inconvénients et l'on a proposé des appareils de superposition optique en microscopie. Dans ces der niers appareils, on fait vibrer l'objectif à une fréquence et une amplitude telles que la succession obtenue d'images aériennes des couches successivement mises au point est projetée sur un petit écran qui vibre égale ment. Les phases des vibrations respectives de l'ob jectif et de l'écran sont réglées de manière que l'écran se déplace en synchronisme avec l'objectif, mais à plus grande amplitude. On forme ainsi une image volu mique aux contours brouillés de l'échantillon dans l'es pace balayé par l'écran mobile.
Ce procédé offre de sérieuses difficultés, telles que- contraste insuffisant et tâches lumineuses résultant de l'agrandissement et de la brillance du fond, ainsi qu'une diffusion considé rable de lumière provoquée par l'épaisseur relative ment importante de l'échantillon, tous ces facteurs réduisant considérablement la qualité de l'image com plexe.
On peut par exemple établir tout d'abord des pho tographies à deux dimensions de coupes successives d'un objet tridimensionnel, ces photographies étant ensuite placées dans un appareil destiné à les présenter de manière coordonnée. On peut utiliser un certain nombre de formes de réalisation de l'appareil, chacune ayant cependant les éléments ci-après en commun: un système optique constitué par des lentilles prismes miroirs, etc... et définissant un trajet optique, plu sieurs photographies à deux dimensions placées en tra vers du trajet optique et une source lumineuse destinée à éclairer chaque photographie centrée sur le trajet optique.
Les photographies éclairées peuvent être mon tées sur un support d'examen direct convenable, mais il est préférable de projeter leurs images sur un écran. L'écran de projection peut être transparent ou diffu sant, à condition qu'il permette à la lumière de tra verser pour éclairer la photographie qui peut elle- même être diffusante ou transparente. De préférence, la surface de l'écran doit être déplacée suivant des directions prédéterminées le long du trajet optique, par exemple vers l'avant et l'arrière. Certaines des formes de réalisation diffèrent des autres par les dispositifs produisant ce mouvement.
Dans une forme d'exécution préférées des projec tions des images à examiner, par exemple, des coupes photographiques à examiner, sont animées d'un mou vement synchrone de celui de l'écran, si bien que la photographie d'une section extrême est présentée sur la surface de l'écran à une extrémité de sa course et la photographie de l'autre coupe extrême est présentée sur l'écran à l'autre extrémité de sa course, les photo graphies des coupes intermédiaires étant présentées sur l'écran à des emplacements de celui-ci compris entre les deux extrémités de sa course.
Les photographies utilisées peuvent être constituées par das images fixes séparées à deux dimensions d'un objet à trois dimen sions, par exemple un échantillon biologique, et sont prises lorsqu'il est dissecté couche par couche. Chaque photographie isolée est la reproduction d'une coupe distincte, de préférence plane, de l'objet. On expliquera plus en détail ci-après que les photographies sont montées de préférence sur un support, de manière que les photographies successives soient des reproduc tions des couches successives de l'objet.
Il est bien entendu qu'une bande de pellicule cinématographique peut être substituée à des photographies isolées fixées sur le support et qu'on peut utiliser un appareil de pro jection pour les projeter successivement sur l'écran. Le frottement mécanique et autres fatigues qui peuvent exister lorsqu'on utilise une bande de film sont prati quement éliminés par exemple en fixant rigidement la pellicule sur la surface intérieure ou extérieure d'un tambour tournant transparent.
De même, si la pellicule est longue, elle peut être maintenue sur une bande souple transparente comportant des trous pour roue dentée ou des arêtes destinées à engrener avec des roues dentées.
On peut utiliser un tube à éclairs électroniques multiples pour réaliser la projection à haute fréquence par exemple dans certaines réalisations atteignant environ 1200 (ou plus) éclairs lumineux par seconde. Pour obtenir des plus résultats optimaux, la durée des impulsions lumineuses doit être suffisamment courte pour immobiliser optiquement en pratique chaque image successive, par exemple une microseconde. La série de trous de la pellicule pour roues dentées, ou des repères sur cette pellicule, peuvent être employés .pour déclencher en synchronisme le tube à éclairs.
Dans une forme d'exécution particulière de l'appa reil selon l'invention, les images sont présentées ou pro jetées dans l'ordre sur un écran ayant une surface suffi- samment diffusante pour permettre l'observation même sous des incidences rasantes sans perte de luminosité excessive. L'écran comporte une surface qui est animée d'un mouvement
périodique alternatif le long du trajet optique. Ce mouvement d'exploration ou de balayage de la surface de l'écran est synchronisé avec les projec tions successives et l'amplitude du balayage, c'est-à- dire du déplacement périodique de l'écran, est telle que les images photographiques successives apparaissent sur la surface de l'écran en des positions successives de celui-ci, les images photographiques étant par consé quent placées régulièrement dans l'espace sur ladite surface dans l'ordre suivant lequel les coupes photo graphiques ont été photographiées.
Si l'on répète ce cycle à une fréquence suffisante, chaque image est perçue de manière continue et les projections succes sives apparaissent comme un ensemble continu tridi mensionnel, dont les couches constitutives (les coupes séparées) apparaissent simultanément dans leur ordre et leur espacement naturel. Pour obtenir des résultats optimaux, chaque image est projetée au moins 12 fois par seconde (de préférence au moins 30 fois par seconde). On observe au-dessous de ces fréquences un scintillement plus ou moins notable, fonction de l'éclai rement et de la nature des images et pouvant empêcher l'observation satisfaisante de l'image.
Le déplacement alternatif de l'écran sur un trajet optique peut être réalisé de diverses manières. Dans une forme de réalisation, on obtient ce résultat en don nant par exemple à l'écran la forme d'une roue en spi rale constituée par un cylindre modifié tournant autour d'un axe situé à l'intérieur de celui-ci.
La distance entre l'axe de rotation et la périphérie de la roue aug mente uniformément d'un minimum à un maximum et produit effectivement le mouvement voulu alternatif; la partie de la surface latérale de l'écran à distance maxi male de l'axe est, dans cette forme de réalisation, voi sine de la partie à distance minimale et décalée d'en viron 360 dans le sens de la rotation, Il existe une discontinuité marquée entre la partie à distance maxi male et celle à distance minimale dans le sens de la rotation, la dimension dans le sens radial de cette dis continuité étant au moins égale à la hauteur ou troi sième dimension (ou coordonnée Z) de l'image à former.
Dans diverses réalisations avantageuses, la sur face de la roue est en matière plastique ou en verre dépoli et constitue un écran de projection.
Si l'on utilise comme écran une roue de projection en spirale les images des photographies successives à la surface de cet écran sont formées sur des surfaces incurvées en chevauchement mutuel et placées respec tivement de plus en plus loin de l'axe de rotation (ou de plus en plus près, suivant le sens de la rotation), chaque élément de surface orienté dans le sens axial de l'écran étant à une distance de l'axe de rotation qui est différente des distances de tous les autres éléments de surface de l'écran orientés dans le même sens. Ceci a pour conséquence une illusion optique suivant laquelle les images à deux dimensions des photographies sont situées dans l'espace, les unes au-dessus des autres dans leur relation originelle et naturelle.
La courbure de la roue servant d'écran est en général peu gênante, à condition que le rapport du rayon vecteur moyen à la largeur de l'image soit maintenu suffisamment grand.
Dans d'autres formes de réalisation, la surface de l'écran peut en variante avoir la form d'une spirale multiple au lieu de celle d'une spirale simple. De toute manière, le critère est la réalisation d'un écran destiné à réaliser un mouvement uniforme alternatif le long du trajet optique et il peut par conséquent avoir une forme d'hélice, d'un écran plat animé d'un mouvement alternatif, ou toute autre forme permettant son dépla cement alternatif.
On remarque qu'on peut par exemple employer pour chaque rotation ou cycle complets de l'écran deux spirales orientées en sens inverses sur une même roue; on projette alors deux séries complètes de photo graphies et celles-ci doivent être placées sur le tambour de la pellicule de manière qu'elles coïncident de façon précise avec le solide créé dans le temps et l'espace, c'est-à-dire que les photographies d'une bande doivent être disposées dans l'ordre inverse de celles de l'autre bande, bien qu'on n'utilise dans la même orientation qu'une alternance de l'écran, c'est-à-dire une seule de ces spirales.
Lorsque l'écran de projection est en forme d'hé lice, il peut être placé autour d'un axe de rotation de manière que chaque élément de sa surface orienté radialement soit sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation. Le trajet optique, tout au moins la partie de celui-ci coupant l'écran, peut être sensiblement parallèle à l'axe de rotation. L'hélice s'étend de préférence sur environ 360 autour de l'axe, ses deux extrémités étant situées le long de l'axe à une distance sensiblement égale à la hauteur de l'image à obtenir. En conséquence, la projection de coupes photographi ques successives sur des portions appropriées et en chevauchement de l'hélice fournit l'illusion d'une image en relief dans l'espace, selon les principes appli qués dans le cas de l'écran en spirale.
On peut utiliser des hélices multiples.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'écran de projec tion peut également être plan et être animé d'un mou vement alternatif avec une course ou une fréquence en corrélation avec la cadence de projection des coupes photographiques sur le trajet optique. Dans la présente forme de réalisation, chaque coupe photographique ou image est centrée sur un trajet optique et un faisceau de lumière stroboscopique est projeté à travers la coupe photographique et sur l'écran qui est animé d'un mouvement alternatif perpendiculaire à son plan d'orientation et parallèle au trajet optique. Si la vitesse de déplacement en mouvement alternatif de l'écran est synchronisée avec la vitesse de déplacement des coupes photographiques, on obtient ainsi l'illusion d'une image en relief immobile dans l'espace.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des cription détaillée qui va suivre, donnée à titre d'exemple, de plusieurs formes d'exécution particu lières permettant la mise en oeuvre du procédé reven diqué, en regard du dessin annexé, dans lequel: la fig. 1 est une vue- schématique en perspective d'une partie d'une première forme d'exécution donnant une image tridimensionnelle, reconstituée à partir de coupes d'un échantillon solide; la fig.2 est une vue schématique en perspective d'une forme de réalisation; la fig. 3 est une vue schématique en perspective d'une autre forme de réalisation;
la fig. 4 est une vue en plan d'une partie d'une pel licule perforée utilisable dans une forme d'exécution et donnant une partie d'une série de reproductions de coupes d'un échantillon; la fig.5 est une vue en plan d'une autre forme d'exécution; la fig.6 est une coupe longitudinale de l'appareil de la fig. 5 suivant la ligne 6-6; la fig. 7 est une coupe transversale de l'appareil de la fig. 5 suivant la ligne 7-7; la fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 5, vue de l'emplacement de l'utilisateur de l'appa reil;
la fig. 9 est une coupe de détail suivant la ligne 9-9 de la fig. 5; et, la fig. 10 est une coupe de détail suivant la ligne 10-10 de la fig. 5.
Dans les formes d'exécution décrites ci-après, l'in formation bidimensionnelle est présentée de manière à apparaître avec un caractère tridimensionnel. L'infor mation introduite dans l'appareil est sous forme de fonctions X-Y qui sont ensuite orientées le long d'un axe Z. On entend par fonctions X-Y des éléments d'informations bidimensionnels qui sont définis par leurs coordonnées X et Y dans un plan. Ces fonctions X-Y doivent être considérées comme orientées le long d'un axe des Z commun.
L'ensemble des images conte nant l'information est ensuite présenté de telle sorte que les axes X, Y et Z (et les plans correspondants X-Y, Y-Z et X-Z) apparaissent sensiblement dans leur position initiale relativement les unes aux autres.
La fig. 1 représente schématiquement une image en relief d'un objet à trois dimensions tel que la voit un observateur utilisant une forme d'exécution de l'appa reil selon l'invention. L'appareil 10 est constitué en partie par une fenêtre transparente 12, maintenue dans un cadre 14. Cette figure représente une image en relief 16 constituée par un grand nombre d'images à deux dimensions 18A à 18T reproduisant des coupes d'un échantillon, par exemple un oeuf. Ces images sont alignées et superposées. Chaque image est produite par une photographie transparente d'une couche de l'objet à trois dimensions. L'image 18A est une reproduction de la couche inférieure de l'échantillon, l'image 18B celle de la couche immédiatement au-dessus, etc... l'image 18T étant l'image reproduisant la couche la plus haute de l'échantillon.
La fig. 2 représente schématiquement une forme de réalisation d'un appareil produisant des images en relief dans lequel des photographies sont montées sur la surface d'un écran constitué par une roue en spirale transparente et sont examinées directement. L'appareil 20 comporte une lampe 22 reliée à une source exté rieure de courant électrique non représentée. Un miroir 24 renvoie la lumière à travers des lentilles 26, 28 qui collimatent la lumière sur un trajet optique 30 à tra vers une fenêtre 31.
Un objectif de projection 32 cons titué par des lentilles 34 et 36, associé à in diaphragme 35 concentre la lumière provenant de la fenêtre 31 de manière que la -lumière. traversant cette: dernière; - après réflexion par un miroir 38, tombe sur une partie prédéterminée d'une roue en spirale 40. La roue 40 peut être entraînée en rotation autour d'un, axe 44 par un dispositif connu non représenté. Plusieurs- photogra phies à deux dimensions 42A à 42T :sont fixées sur -la surface de la roue 40. Le faisceau de. lumière délimité, arrivant sur la surface de la. roue en spirale 40, éclaire sélectivement et tour à tour chaque photographie.
En fonctionnement, la lampe 22 est agencée: de façon à émettre des éclairs à intervalles prédéterminés, de manière qu'une des photographies (42A à 42T soit centrée par rapport au trajet optique à l'instant de l'éclair.
On fait tourner la roue dans le sens de la flèche représentée sur la figure et chacune des photographies successives est éclairée pendant un court instant par les éclairs émis par la lampe. L'axe de rotation 44 de la roue est fixe. La distance entre l'axe de rotation 44 et chaque reproduction successive 42A à 42T augmente légèrement. Ainsi chaque photographie donne une image légèrement au-dessus de la précédente dans le sens de la rotation et une rotation complète de la roue 40 a pour conséquence la production d'une image à trois dimensions 16. Le gradin ou discontinuité 46 de la roue marque le début et la fin d'un cycle.
Les images doivent-être suffisamment grandes pour trans mettre l'information recherchée par examen direct et la surface de la roue ou le support de la pellicule doivent comporter un milieu transparent diffusant.
Cette disposition présente l'avantage d'une réalisa tion simple et de permettre la vision directe des photo graphies, dont tous les détails sont conservés. Dans cette forme de réalisation, les dimensions dei l'image. en relief sont directement liées à celles de ses composants constitués par la série de photographies.
La fig. 3 représente schématiquement une variante de réalisation. Dans. l'appareil 50, la lumière- émise par une lampe 52 est réfléchie par un miroir 54 sur un trajet optique 56 et traverse les lentilles 58 et 60 d'un condensateur optique. La lumière passe par une fenêtre 62 et est renvoyée par un miroir 64 à travers un objectif de projection 66.
La lumière peut être renvoyée par une série de miroirs 70, 72, 74 selon les besoins et suivant la confi guration particulière de l'appareil. La lumière frappe ensuite la surface d'un écran 76 constitué par une roue en spirale en plusieurs tronçons 78, - 80, 82 et 84, chacun de ceux-ci étant recouvert d'une matière trans lucide, étant identique aux autres et étant compris entre un point bas 86 à la base d'un gradin 88 et un point haut 90 à la partie supérieure du gradin suivant.
Un tambour circulaire :92 est- placé sur le chemin optique, par exemple entre la fenêtre 62 et le miroir 64, comme indiqué sur la figure et sa surface supporte plusieurs photographies transparentes 94A à 94T de coupes d'un objet.
Les images des photographies successives 94A à 94T sont projetées et superposées sur l'écran .tournant constitué par la roue en spirale 76. La lampe à éclair 52 est montée de façon à émettre- des .éclairs successifs quand les photographies successives 94A à 94T sont centrées sur le trajet optique 56.
Dans toutes ces formes de réalisation, les mouvements de l'écran et du tambour sont synchronisés de façon que les reproduc tions des parties inférieures de l'objet soient projetées sur la partie de l'écran la-moins éloignée de l'axe, les reproductions-:des-coupes-les plus- hautes. -sur la- partie la -plus éloignée de l'axe, les:
autres sections étant res pectivement - réparties entre celles-ci. - Le - tambour et l'écran tournent à grande vitesse. La lumière-qui tra verse chaque :image est projetée- sur l'écran formant -une série d'images qui apparaissent sous forme-d'un empilement à trois- dimensions'<B>-</B>Lorsque la roue 76 ser vant -d'écran tourne, il- est évident:
que sa surface .en spirales semble- constamment -monter (ou constamment descendre), suivant le sens de la rotation et par consé quent que la série =d'images =projetées est déplacée continuellement -dans le même.sens;
toute-série-com- plète d'images d'un objet à trois -dimensions coïncide avec une-rotation complète du tambour et les images projetées par les éclairs de lumière- sont successivement immobilisées sur la roue écran: à ries niveaux successifs =croissants ou décroissants. On crée .ainsi l'illusion- d'un objet en relief susceptible d'être vu en entier.
Un certain nombre d'espaces 96 -du tambour sont obscurcis de façon à empêcher toute -projection de lumière sur l'écran 76. Les espaces obscurcis 96 sont disposés sur le -tambour 92 -de façon à empêcher toute projection de lumière sur -l'écran en spirale. quand ce dernier passe de son point haut -90-à son point bas 86, étant admis que l'écran tourne dans: la direction indi quée sur la fig. 3.
Si l'on réalise des projections utilisa bles- pendant ce passage, l'image _ 16 en relief résultante est scindée en -deux parties, une partie de chaque coupe étant- projetée sur. l'extrémité- basse -d'une- spirale et l'autre partie sur l'extrémité- haute de la spirale sui vante. Dans une forme préférée de réalisation 75 0/a de la surface- du tambour. peuvent être recouverts de pho tographies utilisables et environ 25 % obscurcis.
Dans les rares cas -où- une certaine ambiguïté peut résulter -de la courbure de l'écran 16, du fait de la structure particulière de certains sujets, l'appareil de _ projection peut être muni d'un - prisme tronqué 68 placé sur le trajet optique. -Ce prisme tronqué 68-pro- voque une rotation . de l'image - à - trois dimensions autour de l'axe de projection, -de façon à modifier effectivement la direction suivant laquelle la courbure -de la roue déforme l'image, afin d'éliminer pratique ment cette - distorsion de certaines sections transver sales.
Cette- rotation :est-également utile- pour l'enregistre ment photographique ou cinématographique ou - pour des démonstrations devant des groupes. De même, elle -facilite l'examen . de - l'image en relief --par l'opérateur sans -qu'il ait. à -se :déplacer.
-Comme l'indique -la- fig.: 3, l'écran - peut être - cons titué par plusieurs spirales, si- bien -que- plusieurs -cycles d'une image en relief -peuvent _. apparaitre sur l'écran -pour chaque rotation- complète de ce .dernier. Dans---une -telle forme de réalisation, présentant l'avantage de réduire le bruit et les vibrations au minimum, la- cour <B>-</B>bure -de la surface:
de l'écran peut de préférence= être la résultante de la- présence -de:deux ou-plusieurs (on en a représenté -quatre - sur -la -figure) tronçons de spirale identiques - et identiquement orientés; la vitesse de l'écran -est, alors synchronisée de façon _à -être un sous multiple de la vitesse -de rotation -du tambour porte- pellicule, vitesse qui est fonction du nombre de tron çons de spirale.
Cette forme conduit-à un tambour bien équilibré naturellement, qui tourne à -une vitesse relati vement réduite, ce- qui entraîne la réduction recherchée -de-bruit, vibrations, usure, etc.Le nombre de tronçons de spirale -.choisi en fin - de compte dépend - du degré admissible de courbure des surfaces utilisées pour la synthèse et de la hauteur de cette synthèse, qui diminue lorsqu'on augmente le nombre de tronçons, nombre qui est lui-même une fonction du degré de courbure.
Une série possible .de paramètres est constituée par une bande de pellicule de 16 mm comportant 60 à 70 photographies, montée sur un tambour transparent de 11,43 cm de rayon. Cet écran est constitué par quatre tronçons de spirale ayant une largeur utile de 12,7 cm et un rayon vecteur compris entre 22,86 et 30,48 cm. L'image projetée mesure environ 76X102 mm et le relief a environ 5 cm de hauteur.
La vitesse de rotation du tambour pour pellicule peut n'être que de 1200 t/mn. Cette vitesse de rotation correspond à 20 séquences/seconde, chaque séquence correspondant à la traversée d'un des tronçons de spi rale par la lumière projetée pendant chaque séquence et correspondant aussi par conséquent à la formation complète de l'image à trois dimensions qui peut com porter, pour le diamètre indiqué du tambour à pellicule environ 60 photographies correspondant à une période spatiale de 12 coupes/cm et une fréquence des éclairs de 1200 hertz (20X.60), chaque durée de la crête de l'éclair étant de l'ordre d'une microseconde.
On a observé qu'une lampe à éclairs peu encombrante au xénon, par exemple celle fabriquée par la Compagnie Hanovia et portant le no DL-5022-100, assure un éclairage suffisant pour une image à trois dimensions reconstituée de 102 mm de longueur et de 76 mm de largeur susceptible d'être examinée convenablement avec un éclairement voisin de celui de la lumière diurne dans une lumière ambiante atténuée. L'écran en forme de roue à quatre spirales tourne à une vitesse égale au quart de celle du tambour à pellicule, soit 300 t/mn.
Le déclenchement de l'éclair de la lampe 52 peut être réalisé en faisant passer la lumière provenant d'une lampe excitatrice 98 à travers un trou de repé rage 100 de la surface du tambour à pellicule 92 pour aboutir à un récepteur photoélectrique qui transforme l'impulsion de lumière en impulsion électrique trans mise par la ligne 114 à un amplificateur de signal 106 et de là à une source d'alimentation haute tension 108 provoquant l'émission d'un éclair par la lampe.
Des éclairs intenses de lumière blanche peuvent être engendrés par les décharges gazeuses de la lampe stroboscopique 52 qui peut être un tube rempli de xénon.
Pour l'emploi efficace d'un tel dispositif de déclen chement, la surface comprise entre les trous de repé rage doit être de préférence opaque. Si une bande de pellicule cinématographique est utilisée comme série de photographies sur le tambour 92 à pellicule, on peut utiliser les perforations pour roues dentées pour la réa lisation des impulsions lumineuses.
Les photographies 94A à 94T et la fenêtre 62 représentées sont placées à une certaine distance, mais il est entendu qu'elles peuvent être relativement pro ches de façon à obtenir une image nette sur la surface 75 à l'aide de l'objectif 66.
Pour obtenir des résultats otpimaux, l'objectif 66 doit avoir une profondeur de champ et de foyer consi dérable. Dans ce but, cet objectif a de préférence une ouverture relativement faible afin de donner la certi tude que chaque coupe photographique projetée et tombant sur la surface de -l'écran pendant le déplace- ment alternatif effectif de celui-ci soit mise au point de façon à donner une vision relativement nette de l'image en relief.
La fig. 4 représente les positions relatives des pho tographies sur un support. Le support 110 peut être une bande de pellicule comportant les photographies successives à deux dimensions 112A à 112F corres pondant à des coupes successives de l'objet à repro duire sous forme d'image en relief. Le support 110 présente des trous de repérage 114 qui servent, comme indiqué ci-dessus, à déclencher les impulsions de la lampe à éclairs. La surface comprise entre les trous est de préférence exposée à la lumière et développée à une densité élevée de façon à atteindre une opacité et un contraste maximaux relativement aux trous.
Bien que la fig. 4 représente une bande de pellicule, il est bien entendu que le support peut être de verre ou matière plastique transparents sur lesquels on a monté les photographies successives par des procédés connus, par exemple à l'aide de colle ou dispositifs mécani ques. De même, si l'on utilise une bande de pellicule elle peut être montée sur une roue, telle que la roue 92, pour augmenter la rigidité et la solidité du mon tage.
Les fig.5 'a 10 permettront de décrire plus en détail la forme de réalisation de la fig.3. L'appareil 200 est constitué par un bâti 202 et un carter 204 fixé au bâti et enveloppant les éléments fonctionnels de l'appareil afin de les protéger et de réaliser un ensemble esthétique.
Le bâti 202 est constitué par un support 210 pou vant être avantageusement une plaque d'aluminium de 38 mm d'épaisseur. Les composants 208, 210 et 212 sont reliés à la base 206, par exemple à l'aide de bou lons et peuvent être avantageusement constitués par de l'aluminium de 25 mm d'épaisseur. Les éléments 214, 216 et 218 du banc optique peuvent être en aluminium coulé et sont fixés sur le support 206.
Un moteur 220 est fixé sur le support 206. Ce moteur 220 entraîne par l'intermédiaire d'une poulie à entraînement positif 222 d'une courroie de synchroni sation 224, et d'une poulie à entraînement positif 226, un arbre 228 sur lequel est calé un tambour support de pellicule 230 comportant un cylindre transparent 232 réalisé par exemple en matière plastique transparente telle que du métharrylate de méthyle, de préférence de 6,35 mm d'épaisseur. Ce cylindre est fixé à la péri phérie du tambour 230 et est en porte-à-faux sur le côté opposé au moteur. Sur le même arbre 228 est montée une poulie à commande positive 234 qui entraî ne par l'intermédiaire d'une courroie de synchronisa tion 236 et d'une poulie à commande positive 238 un arbre 240 sur lequel est calée une roue servant d'écran 242.
La poulie 238 comporte quatre fois plus d'enco ches d'entraînement que la poulie 234, de manière qu'elle tourne à une vitesse égale au quart de celle de la poulie 234, c'est-à-dire que le rapport d'homothétie des poulies 238 et 234 est 4/1. Les arbres 228 et 240 sont rotatifs par rapport aux composants 208, 210 et 212.
Une fenêtre 244, une série de miroirs 246, 248, 250 et 252 ainsi qu'un objectif 254 et un prisme iso cèle 256 qui définissent ensemble un trajet optique 262 sont montés sur le banc optique constitué par les éléments 214. La lumière d'une lampe à éclairs 258 est renvoyée par le miroir 260 sur le trajet optique 262 par un condensateur 264 constitué par des lentilles 266 et 268. La lumière traverse une des photographies 270 du tambour porte-pellicule 230 et est renvoyée par le miroir 246 à travers la lentille 254 et les miroirs 248, 250 et 252 sur l'écran diffusant 242 où par suite de la rotation et du réglage de ses éléments constitutifs, on obtient une image en relief 274 à l'intérieur d'un dôme 276 en matière plastique fixé sur l'enveloppe 204.
La structure du tambour porte-pellicule 230 est représentée en coupe sur la fig. 9 où l'on voit que les images 270 sont maintenues sous les rebords 278 et 280 de bagues circulaires 282 et 284. Dans une forme de réalisation avantageuse, ces rebords sont minces et sont usinés dans un métal dur tel qu'un acier à res sorts, avec une épaisseur d'environ 1/1o mm; ils sont suffisamment étroits pour conserver une force suffi sante pour maintenir la pellicule. Ces bords sont minces, de manière que la pellicule soit aussi proche que possible de la fenêtre.
Comme l'indiquent les fig. 7, 8 et 10, le disque 288 et la bague 290, qui cons tituent les faces extérieures de la roue servant d'écran 242, sont maintenus en place à l'aide de quatre pla ques planes rectangulaires 292 fixées par des vis 286. Le disque 288 de la roue est calé sur l'arbre 240 par un moyeu.
Avant de mettre en place les plaques 292, des feuilles 296 de matière transparente, par exemple de matière plastique acrylique avantageusement d'une épaisseur d'environ 0,8 mm, sont insérées par groupes de deux dans des rainures 298 (fig. 10). On intercale entre ces feuilles 296 l'une parmi quatre feuilles d'une mince matière diffusante transmettant la lumière, d'environ 1/1o mm d'épaisseur, et qui cons titue la surface d'écran proprement dite.
On peut faire tourner le prisme tronqué 256 à l'aide du bouton de commande 300 (fig. 8). Ce bouton de commande 300 est relié par un arbre et un pignon non représenté au pignon 302 qui est lié au prisme tronqué 256.
Les termes et désignations qui ont été employés ici sont descriptifs et non limitatifs et l'emploi de ces termes et désignations n'est pas destiné à exclure des éléments équivalents ayant les caractéristiques indi quées et décrites, ou des parties de celles-ci; il est clair que diverses modifications sont possibles. Par exemple, la description a été faite en se référant à des repro ductions diapositives et l'appareil a été étudié pour transmission de lumière à travers celles-ci.
Cependant, on peut utiliser et examiner ou projeter des photogra phies opaques en lumière réfléchie. De plus, on peut avoir recours à plusieurs trajets optiques, en particulier dans la réalisation en forme d'hélice ou spire, pour présenter simultanément plusieurs images à trois dimensions.