CH617516A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un mécanisme de commande d'un miroir mobile utilisé dans un projecteur cinématographique à défilement continu du film.

Il est reconnu que dans un projecteur à défilement continu, le film est moins sollicité que dans un projecteur à entraînement intermittent. Cependant, le défilement continu du film nécessite l'emploi d'un compensateur optique destiné à corriger le mouvement des images lorsqu'elles traversent la fenêtre de projection. En fait, le principal inconvénient des systèmes à

défilement continu est la difficulté pratique de réaliser un compensateur optique efficace. Jusqu'ici, aucune solution simple et économique n'a été proposée.

L'une des formes les plus simples de compensateur optique utilise un miroir mobile qui oscille en synchronisme avec le mouvement des images du film. Ce miroir peut être commandé mécaniquement ou électriquement par des systèmes liés au mécanisme d'entraînement du film. Un système mécanique est décrit dans le brevet britannique no. 1 395 622 et un système électrique est décrit dans le brevet britannique no. 1 204 994. Quel que soit le système de commande utilisé, il faut s'assurer que chaque balayage du miroir débute à l'instant voulu par rapport au mouvement de l'image dans la fenêtre de projection. Du fait que le film peut s'étirer, il est indispensable d'assurer une synchronisation efficace entre le mouvement de balayage du miroir et le défilement des images du film. Les deux brevets britanniques mentionnés ci-dessus utilisent une détection photoélectrique de la position de l'image et un coupleur électromagnétique qui est débrayé pendant le mouvement de retour du miroir et embrayé pendant son mouvement de balayage normal. L'inconvénient de ces systèmes est la quasi-impossibilité de réaliser un coupleur électromagnétique peu coûteux, suffisamment puissant, à faible inertie et suffisamment robuste pour fonctionner au moins seize fois par seconde pendant de longues périodes.

La présente invention a donc pour objet un mécanisme perfectionné de commande du miroir oscillant d'un projecteur cinématographique à défilement continu du film.

L'invention a donc pour objet le mécanisme de commande défini dans la revendication 1.

Les pièces mobiles peuvent avoir des masses très faibles permettant une accélération quasi instantanée. La précision du mouvement de balayage du miroir dépend du profil de la came et l'électroaimant de synchronisation ne sert qu'à retarder plus ou moins le départ de chaque balayage, ce qui permet d'employer un électroaimant peu coûteux.

La came est de préférence un disque à faces parallèles monté sur un axe perpendiculaire auxdites faces avec un profil périphérique en spirale. L'une des faces de la came porte un petit ergot qui vient buter sur l'élément de blocage en position avancée pour arrêter momentanément la rotation de la came. Lorsque l'élément de blocage est rétracté, il dégage la trajectoire de l'ergot de la came.

L'extrémité libre du levier de commande du miroir peut être munie d'un galet roulant sur le profil de la came qui comporte un ou plusieurs décrochements pour assurer un retour rapide du miroir à sa position initiale de balayage. Le ou les décrochements sont de préférence associés à une gorge desmodro-mique pour éviter le décollement et les rebonds du galet suiveur.

Bien que la présente invention soit en principe applicable à un projecteur de film cinématographique de n'importe quel format, elle est particulièrement avantageuse dans le cas d'un projecteur de film miniature comme celui qui est décrit dans la demande de brevet britannique no. 48 442/76. Ce projecteur utilise un miroir oscillant commandé par came qui est disposé entre le film et l'objectif de projection, très près des deux, ce qui permet de réduire le pas des images sur le film à moins de 3 mm. Dans ces conditions, on peut employer un miroir de très petites dimensions dont la faible inertie permet un retour ultrarapide entre les balayages. Cependant, la miniaturisation du miroir et de son mécanisme pose en elle-même des problèmes du fait que l'extrême petitesse des pièces interdit pratiquement toute intervention d'un réparateur qualifié pour les projecteurs classiques.

Pour pallier cet inconvénient, le miroir et son mécanisme de commande sont de préférence réalisés sous la forme d'un module amovible muni d'un accouplement automatique avec s

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l'arbre d'entraînement du projecteur. Ce module peut être enfiché ou vissé dans le corps du projecteur et, en cas d'incident, il suffit de le remplacer par un autre module identique. L'alignement précis des éléments du mécanisme du miroir est donc automatiquement assuré.

La came de commande a de préférence un profil en spirale géométrique à un seul décrochement radial de retour du miroir, le rayon augmentant régulièrement sur le reste du profil pour réaliser un balayage linéaire. La came effectue donc un tour complet pour chaque cycle de balayage du miroir. En variante, on peut réaliser des cames à plusieurs décrochements tournant d'une fraction de tour pour chaque cycle de balayage.

La transmission du mouvement entre l'arbre d'entraînement et la came peut se faire par un accouplement mécanique comportant un ergot à ressort qui s'engage dans un trou lorsque les deux éléments sont convenablement positionnés l'un par rapport à l'autre. En variante, .on pourrait utiliser un entraînement magnétique.

Dans le mode de réalisation préféré, l'accouplement à friction utilise deux disques coaxiaux en contact mutuel, l'un étant solidaire de la came, l'autre de l'arbre d'entraînement.

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

La fig. 1 est un schéma de principe du mceanisme de l'invention pour la commande du miroir oscillant de compensation dans un projecteur cinématographique à défilement continu.

La fig. 2 est une vue latérale en coupe partielle d'un module contenant le miroir et son mécanisme de commande.

La fig. 3 est une vue frontale en coupe partielle du module de la fig. 2.

La fig. 4 est une coupe gragmentaire dans le plan IV-IV de la fig. 3.

La fig. 5 est une coupe dans le plan V-V de la fig. 2.

La fig. 6 est une vue en plan d'une autre forme de la came du mécanisme des fig. 2 à 5 .

La fig. 7 est une coupe dans le plan VII-VII de la fig. 6.

La fig. 8 illustre schématiquement une variante du dispositif d'entraînement de la came.

La fig. 9 illustre une autre variante du dispositif d'entraînement de la came.

La fig. 1 représente schématiquement les organes essentiels d'un projecteur cinématographique à défilement continu utilisant des cassettes de film. La cassette 310 contient un film 311 qui défile en continu dans le sens de la flèche devant une fenêtre de projection 312 découpée dans le boîtier de la cassette. Lorsque la cassette est mise en place dans le projecteur, un prisme 314 s'engage derrière la fenêtre 312 pour diriger la lumière d'une lampe à haute intensité sur la partie du film 311 qui défile devant la fenêtre. La lumière qui a traversé le film est renvoyée par un miroir oscillant 315 dans un objectif de projection 316. L'objectif 316 forme une image sur écran 317 après réflexion du faisceau sur un miroir de renvoi 318.

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

Les mouvements du miroir sont commandés par un levier 320 qui est rigidement fixé à sa face arrière et qui porte sur le profil d'une came rotative 321. La came 321 est entraînée par une transmission de mouvement 322 reliée à un cabestan 52 qui assure le transport du film. La transmission 322 comprend un galet de caoutchouc 323 roulant sur une partie conique 324 d'un arbre dont la position axiale est réglable manuellement pour faire varier le rapport de transmission. La came 321 tourne à raison d'un tour pour chaque image du film qui défile dans la fenêtre 312. Une lame de ressort 325 fixée en 326 applique le levier 320 contre le profil de la came 321. Le profil de la came est calculé de façon que le balayage du miroir 315 compense exactement le défilement de chaque image. A la fin de chaque balayage, le levier 320 tombe brusquement de la hauteur d'un décrochement radial 327 pour provoquer le retour rapide du miroir 315.

La came 321 doit être entraînée en synchronisme exact avec le défilement du film 311, mais il faut en outre que chaque balayage du miroir 315 débute en un point précis de chaque image du film. Cette «synchronisation de phase» est assurée par un mécanisme à échappement. La lumière de la lampe de projection (non représentée) dirigée sur le film par le prisme 314 est détectée par une cellule photoélectrique 329. Les signaux de la cellule 329 sont amplifiés et mis en forme par un circuit 330 dont la sortie sert à commander un électroaimant 331. L'électroaimant 331 actionne un doigt de blocage 332 qui est normalement avancé en position d'arrêt d'un ergot 333 porté par la came 321. Ainsi, tant que l'électroaimant 331 est au repos, le doigt 332 immobilise la came 321. Un accouplement à friction (non représenté sur la fig. 1) permet l'immobilisation de la came 321 pendant que la transmission de mouvement 332 continue à tourner d'une manière continue.

Le film porte des repères optiques de synchronisation associés à chaque image. Le passage de chaque repère devant la cellule photoélectrique 329 produit une impulsion électrique qui est amplifiée et mise en forme pour actionner l'électroaimant 331. En réponse à cette impulsion, l'électroaimant rétracte le doigt de blocage 332 qui libère la came 321 en synchronisme de phase avec le mouvement de chaque image du film.

On voit sur la fig. 1 qu'un circuit électronique de retard 501 est intercalé entre la cellule 329 et l'électroaimant 331. Le retard introduit par le circuit 501 permet de compenser le décalage fixe qui existe entre le bord avant de l'image et le repère de synchronisation correspondant. Cette méthode assure normalement une synchronisation exacte, mais le circuit de retard 501, qui peut être un temporisateur en circuit intégré, comporte une entrée de réglage 502 reliée à une commande manuelle du projecteur. L'opérateur peut ainsi corriger à volonté la synchronisation verticale de l'image avec une plage de réglage légèrement plus longue que la durée du défilement d'une image du film.

Le mécanisme de la fig. 1 peut avoir des dimensions extrêmement réduites si l'on utilise un film à très faible pas d'espacement des images et un miroir très proche du film. Dans ces conditions, le miroir 315 a une inertie minime permettant un retour ultrarapide après chaque balayage. Dans un prototype effectivement réalisé, la distance de l'axe 319 du miroir au film était 6,5 mm et la longueur de la fenêtre de projection 312 était 4,2 mm pour un film de 2,1 mm de pas. En ce qui concerne le mécanisme, le levier 320 avait une longueur de 14 mm et la came 321 avait un rayon maximal de 5,5 mm avec un décrochement 327 de 2,2 mm. La focale de l'objectif 316 était 13 mm. L'ensemble constitué par le miroir et son mécanisme de commande était logé dans un module amovible du type représenté sur les fig. 2 à 5.

Dans la description des fig. 2 à 5, les références utilisées sur la fig. 1 ont été conservées. Ainsi, le module contient un miroir oscillant 315 dont l'axe de pivotement tourne dans des paliers alignés 701 (fig. 2). Un ressort hélicoïdal 702 maintient une pression régulière des paliers 701. Le miroir est une lame de verre de 0,25 mm d'épaisseur métallisée extérieurement sur sa surface réfléchissante.

Le levier de commande 320 est fixé à l'arrière du miroir 315 et son extrémité libre suit le profil de la came 321. Au-delà du miroir, le levier 320 forme une patte repliée 320a (fig. 3) sur s

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laquelle appuie l'une des branches d'un ressort 325 en épingle à cheveu. L'autre branche du ressort 325 est fixée au boîtier du module.

La came 321 est montée sur un arbre 341 (fig. 2) qui est relié par l'intermédiaire d'un accouplement à friction à l'arbre d'entraînement 347 qui fait partie du corps du projecteur. L'accouplement à friction se compose de deux éléments circulaires 342 et 348 dont le premier est monté sur l'arbre 341 de la came et dont le second est retenu dans un logement du boîtier par un circlip 703. Les éléments 342 et 348 ont des surfaces coniques complémentaires qui sont appliquées l'une contre l'autre par une pression exercée par une lame élastique 704. La lame 704 porte une butée de matière plastique 705 qui appuie sur l'extrémité conique de l'arbre 341. Le second élément 348 de l'accouplement à friction comporte une rainure diamétrale 706 dans laquelle s'engage une lame 707 formée à l'extrémité de l'arbre 347. L'ensemble réalise un entraînement «à tournevis». On peut ainsi enlever et replacer le module sans se préoccuper de la transmission du mouvement. Le module est maintenu en place dans le projecteur par une vis de blocage 708.

La fig. 4 montre clairement l'électroaimant 331 et le doigt de blocage 332. Le montage est un peu différent de celui de la fig. 1 car le doigt de blocage 332 n'est plus mobile radiale-ment, mais pivote autour de son extrémité 709 qui est maintenue en contact avec l'une des pièces polaires 710 de l'électroaimant au moyen de cavaliers élastiques 711 ayant intérieurement des bossages de contact 712. La seconde pièce polaire 713 de l'électroaimant s'étend au-dessus de l'autre extrémité du doigt 332 de façon que ce dernier soit attiré vers le haut lorsque l'électroaimant est excité par une impulsion de synchronisation. Lorsque l'électroaimant n'est plus escité, le doigt 332 retombe par gravité en position de blocage. L'extrémité libre du doigt 332 porte un ergot de blocage 714 qui vient arrêter l'ergot 333 de la came lorsque le doigt est en position de blocage. Lorsque le doigt 332 est attiré par l'électroaimant, son ergot 714 libère l'ergot 333 de la came.

Les circuits 330 et 501 (fig. 1) sont incorporés à l'électroaimant 331 et ne sont pas représentés séparément sur les fig. 2 à 5. La cellule photoélectrique 329 de la fig. 1 est remplacée par une photodiode (non représentée) qui reçoit la lumière de la piste de synchronisation du film par un faisceau de fibres optiques se terminant en 715 (fig. 3). Pour régler le retard du circuit d'excitation de l'électroaimant, on peut agir au moyen d'un tournevis sur un potentiomètre de trim qui n'est représenté, mais qui correspond à 502 sur la fig. 1. La fig. 2 montre la position du film 311 qui est chargé dans le projecteur sous la forme d'une cassette. Le boîtier du module forme une fenêtre de projection 716 devant laquelle s'étend une fourchette de guidage du film 717. La fourchette 717 est montée sur une plaque 718 (fig. 5) qui est mobile dans le module et qui est normalement sollicitée vers le bas par un ressort 719. Un levier coudé 720 monté sur un pivot 721 vient en contact avec la plaque 718 pour la soulever de façon à appliquer le film contre la fenêtre de projection 716. La rotation du levier coudé 720 est obtenue en agissant sur l'extrémité renflée 722 de son second bras au moyen d'une came linéaire 723 qui est abaissée dans le sens de la flèche lorsque l'opérateur appuie sur un bouton-poussoir (non représenté) commandant le défilement du film.

Devant la fenêtre de projection, le film est guidé sur une trajectoire incurvée et non rectiligne comme dans le cas de la fig. 1. Plus particulièrement, le film décrit un arc de cercle centré sur l'axe d'oscillation 319 du miroir. On notera que cette trajectoire curviligne demande un profil de came légèrement différent de celui qui correspond à une trajectoire rectiligne. La trajectoire curviligne a l'avantage de maintenir la distance du film à l'objectif constante pendant toute la durée du balayage. Par contre, il y a quelques inconvénients. En premier lieu, le fait que le film soit incuvé dans une direction et plan dans la direction orthogonale introduit une certaine distorsion différentielle. En second lieu, l'usure du film est plus grande que sur une trajectoire rectiligne. En pratique, on est conduit à utiliser plutôt une trajectoire rectiligne ou moins incurvée que la trajectoire curviligne centrée sur l'axe du miroir. L'objectif doit être étudié en fonction de la configuration donnée au film. Pour les caractéristiques de balayage différentes demandées par le miroir, il suffit de corriger le profil de la came.

Les fig. 6 et 7 représentent une modification de la came 321 et du levier de commande 320 qui permet d'éliminer un inconvénient du mécanisme précédemment décrit. Cet inconvénient est dû au fait qu'après être tombé le long du décrochement de la came, le levier 320 a tendance à rebondir sous l'effet du choc. Cela se traduit par une vibration intempestive du miroir qui affecte la netteté de l'image. Pour résoudre ce problème, on peut réaliser une commande desmodromique au voisinage du bas du décrochement de la came en formant une gorge 724 délimitée par le profil de la came et par un guide auxiliaire 725. Dans ce cas, le levier de commande est muni d'un galet 726 qui roule sur le profil de la came. Comme illustré sur la fig. 6, le guide auxiliaire 725 peut s'étendre sur toute la hauteur du décrochement pour former une gorge desmodromique à courbure sensiblement sinusoïdale.

Diverses modifications du mécanisme des fig. 1 à 7 sont possibles et deux sont représentées sur les fig. 8 et 9. Dans le dispositif de la fig. 8, l'accouplement «à tournevis» est remplacé par un accouplement magnétique entre l'arbre moteur

347 et l'élément 348 du coupleur à friction. Plus précisément, l'extrémité de l'arbre 347 porte un aimant 727 qui se colle sur l'élément 348 qui est en une matière magnétique. On peut également combiner l'entraînement magnétique et le coupleur à friction en séparant légèrement l'aimant 727 de l'élément

348 qui est alors directement fixé sur l'arbre 341. L'espacement doit être suffisamment faible pour fournir un fort couplage magnétique. Avec un tel système, la came est normalement entraînée lorsqu'elle est libre et le coupleur magnétique glisse sans difficulté lorsque le doigt de blocage est engagé.

La fig. 9 représente une autre variante qui utilise un coupleur à friction monté dans le corps du projecteur. Dans ce cas, l'arbre 341 est directement entraîné par un accouplement du type tournevis. L'arbre 347 est muni d'un coupleur à friction constitué de deux éléments 342 et 348. L'élément 348 peut être monté sur une partie cannelée de l'arbre 347 et un ressort 728 l'applique contre l'élément 342.

Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de réglage de vitesse 323, 324 (fig. 1) est supprimé et l'entraînement de la came est calculé de façon qu'elle tourne un peu au-dessus de la vitesse de synchronisme avec le film (avec un excès de l'ordre de 1 % ou moins). La came est alors brièvement arrêtée à chaque tour par l'électroaimant de blocage. Ainsi, si le film rétrécit pour une raison ou pour une autre, il existe une petite marge de rattrapage de l'espacement réduit des impulsions de synchronisation. Si le film s'allonge, c'est la durée de la pause de la came qui augmente légèrement.

En conclusion, le mécanisme décrit permet d'obtenir un retour et une réaccélération ultrarapides du miroir, ce qui rend inutile l'emploi d'un obturateur destiné à masquer ces périodes. La transmission lumineuse du projecteur est donc excellente, d'autant plus que l'objectif peut être très proche du film. Le miroir est allégé au maximum et ses dimensions correspondent strictement à celles du format de l'image.

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1. Mécanisme de commande du miroir oscillant d'un projecteur cinématographique à défilement continu du film comportant un dispositif d'entraînement continu du film et un arbre tournant en synchronisme avec le mouvement du film, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir de compensation monté sur un axe d'oscillation, un levier de commande relié au miroir, une came rotative dont le profil est suivi par une partie du levier de commande, un ressort de rappel maintenant ladite partie du levier en contact avec le profil de la came, un accouplement à friction intercalé entre l'arbre moteur du projecteur et la came de façon que cette dernière puisse être immobilisée sans interrompre la rotation de l'arbre d'entraînement, un élément de blocage temporaire de la came ayant une position de blocage et une position de libération de la came, et un électroaimant qui rétracté l'élément de blocage en position de libération de la came en réponse à une impulsion électrique de synchronisation.

2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came est un disque à faces parallèles monté sur un axe perpendiculaire auxdites faces avec un profil périphérique en spirale, l'une des faces parallèles portant un petit ergot et l'élément de blocage portant un autre ergot qui interfère avec celui de la came lorsque l'élément est en position de blocage et qui n'interfère pas avec celui de la came lorsque l'élément est en position de libération.

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REVENDICATIONS

3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre du levier de commande du miroir est munie d'un galet roulant sur le profil de la came qui comporte un ou plusieurs décrochements pour assurer un retour rapide du miroir à sa position initiale de balayage, une gorge desmodro-mique étant associée au ou à chaque décrochement pour éviter les rebonds du galet.

4. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est logé dans un boîtier formant un bloc équipé d'un moyen d'accouplement automatique avec l'arbre d'entraînement du projecteur de façon que le bloc puisse être à volonté monté ou démonté en bloc du projecteur.

5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que son accouplement à friction comprend deux disques en contact mutuel, l'un des disques étant directement relié à la came et l'autre étant relié à l'arbre d'entraînement du projecteur par l'intermédiaire du moyen d'accouplement automatique.

6. Mécanisme selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le boîtier forme une fenêtre de projection devant laquelle défile le film, le bloc ayant une fourchette rétractable qui assure le guidage et le maintien du film en position du film en position devant ladite fenêtre de projection.

7. Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fenêtre de projection et la fourchette assurent le guidage du film sur une surface incurvée autour de l'axe d'oscillation du miroir.

8. Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface de guidage est une surface cylindrique centrée sur l'axe d'oscillation du miroir.