FR2461272A1 - Dispositif de projection, notamment pour copieurs - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE PROJECTION COMPORTANT UN RESEAU D'OBJECTIFS ELEMENTAIRES. CHAQUE OBJECTIF COMPORTE DEUX LENTILLES 11, 12 EN FORME DE BARREAU. PLUSIEURS DE CES OBJECTIFS SONT DISPOSES DANS DES RAINURES FORMEES PAR DES BLOCS 16A, 16B, ET CES OBJECTIFS FORMENT DEUX RANGEES DE MANIERE A ETRE DISPOSEES EN QUINCONCE. UN ELASTOMERE OPAQUE 17 OBTURE LES ESPACES COMPRIS ENTRE LES OBJECTIFS AFIN D'EMPECHER LE PASSAGE DE LA LUMIERE. DOMAINE D'APPLICATION: COPIEURS, APPAREILS DE PHOTOCOPIE, ETC.

Description

1. L'invention concerne un dispositif de projection comportant plusieurs

lentilles en forme de barreau, destinées

à projeter l'image d'un objet à une très courte distance.

Les systèmes à objectifs composés sont utilisés, par exemple, pour réduire la dimension des copieurs etc., et l'utilisation de lentilles en forme de barreau est décrite, par exemple, dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 889 404. Dans un système composé à lentilles en forme de barreau, deux de ces lentilles alignées axialement constituent un objectif élémentaire destiné à former une partie de l'image projetée correspondant à une partie de l'objet. Dans l'application du système composé à lentilles en forme de barreau à un copieur, l'espace compris entre les objectifs élémentaires doit être convenablement protégé contre tout passage de la lumière car, dans le cas contraire,

la lumière passant dans cet espace affecte de manière indési-

rable la formation de l'image latente électrostatique sur le tambour photosensible, ce qui conduit à la formation d'une

tache sur l'image développée.

Le dispositif destiné à empêcher la lumière de passer dans l'espace compris entre les objectifs élémentaires

peut être du type décrit dans la demande de brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 06/105 789, à savoir un masque qui présente des trous d'un pas égal à l'entraxe des objectifs élémentaires et qui est placé à l'extrémité d'incidence des objectifs élémentaires. Cependant, la réalisation de trous à un pas égal à celui des objectifs élémentaires tend à élever le coût de production du masque. L'invention permet d'obtenir

le même résultat par la mise en oeuvre de moyens peu coûteux.

L'invention concerne un dispositif compact de projection assurant une protection complète des espaces compris entre les objectifs élémentaires sans affecter le

diamètre utile de ces objectifs. Selon l'invention, l'objec-

tif précité peut être atteint par disposition des objectifs élémentaires suivant une rangée constituant un bloc qui

présente des rainures en U ou en V orientées dans des direc-

tions déterminées et par remplissage des espaces compris

entre les objectifs élémentaires avec un élastomère opaque.

2. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels

- la figure 1 est une vue schématique en perspec-

tive d'un système composé à lentilles en forme de barreau selon l'invention;

- les figures 2A, 2B et 2C sont des vues schéma-

tiques expliquant le comportement optique d'un objectif élé-

mentaire du système selon l'invention; - les figures 3A et 3B sont des vues schématiques

illustrant le comportement optique d'un autre objectif élé-

mentaire; - la figure 4 est une vue schématique de la structure d'une lentille en forme de barreau; - la figure 5 est une vue de face d'un masque constituant un exemple de dispositif de protection contre la lumière; - les figures 6 à 8 sont respectivement des vues en bout et une vue en perspective éclatée d'autres formes de réalisation de l'invention; et - la figure 9 est une élévation schématique partielle d'un copieur dans lequel le dispositif selon

l'invention est utilisé.

La figure 1 représente schématiquement un système composé à lentilles en forme de barreau comportant des premières lentilles 1 en forme de barreau, à structure sensiblement télécentrique sur le côté du champ de l'image, et des secondes lentilles 2 en forme de barreau à structure

sensiblement télécentrique sur le côté du champ de l'objet.

L'expression "lentille sensiblement télécentrique" désigne une lentille présentant un rayon principal de sortie ou

d'entrée parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe opti-

que. La face côté image de la première lentille 1 en forme de barreau et la face côté objet de la seconde lentille 2 en forme de barreau sont conçues de manière à former un objectif à interstice d'air afin de maximiser l'effet de lentille de champ produit par le système télécentrique. La première lentille 1 et la seconde lentille 2 constituent un objectif 3. élémentaire axial 3. Chaque objectif élémentaire 3 forme l'image redressée, à dimensions égalisées, d'une zone partielle d'un plan original 4 sur une zone correspondante

d'un plan photosensible 5 constituant le plan de projection.

Dans le cas d'un copieur utilisant le système de balayage à exposition par fente, les objectifs élémentaires sont de préférence disposés dans la direction longitudinale de la fente. Le montage comporte de préférence plusieurs rangées de ces éléments, suivant une disposition en quinconce dans laquelle chaque rangée est décalée d'une distance égale à la moitié du pas par rapport aux rangées adjacentes afin de réaliser une répartition uniforme, sur toute la longueur de la fente, de l'exposition par rapport au temps, dans la direction du balayage. La figure 1 montre un montage en quinconce de deux rangées. Le plan 4 de l'original et le plan photosensible 5 sont déplacés à une vitesse déterminée dans

les sens indiqués par les flèches.

Les figures 2A à 2C et 3A et 3B montrent deux

types différents d'objectifs élémentaires 3.

La figure 2A est un schéma montrant les paramè-

tres des lentilles en forme de barreau. Une image intermé-

diaire inversée 6 est formée entre la première lentille 1 et la seconde lentille 2. Si l'on suit le trajet de la lumière

comme montré sur la figure 2B, le rayon principal 7 de forma-

tion d'image, après sa sortie de la seconde face de la

première lentille 1, devient parallèle à l'axe optique.

Ainsi, l'objet 4' forme finalement une image 5'. La réparti-

tion de l'intensité de la lumière sur le plan image est uniforme à l'intérieur d'une zone déterminée 041 comme montré sur la figure 2C, et l'intensité de la lumière diminue progressivement dans la zone périphérique pour atteindre une valeur nulle dans la zone 041. L'abscisse e de la figure 2C indique l'angle de l'image. De cette manière, il est possible d'obtenir sur le plan image une répartition-déterminée de

l'intensité de la lumière en disposant les objectifs élémen-

taires à intervalles prédéterminés. Une explication détail-

lée portant sur les paramètres des lentilles en forme de

barreau sera donnée par la suite.

4. Sur les figures 2A et 2B, on suppose que la première lentille 1 en forme de barreau présente une première face située sur le côté du champ de l'objet et ayant une courbure r1, une seconde face située sur le côté du champ de l'image et ayant une courbure r2 (négative dans le cas représenté), une épaisseur axiale d1, comprise entre les première et seconde faces, le long de l'axe optique, et un indice de réfraction principal n1, pour une longueur d'onde nominale représentative. Le diamètre utile de la lentille est indiqué en 01, alors que la dimension de l'objet 4' est indiquée en 00 et que la dimension de l'image intermédiaire 6 formée par la lentille est indiquée en 02. De plus, la distance comprise

entre la première face de la lentille et l'objet 4' est indi-

quée en S1 (négative dans le cas représenté) et la distance comprise entre la seconde face de la lentille et l'image

intermédiaire 6 est indiquée en S2'. En outre, le grossis-

sement latéral de l'image intermédiaire 6 par rapport à l'objet 4' est représenté par a1 = (5 - 1 02/00 l)- Fe désigne le nombre d'ouverture F effectif de l'objectif sur le

côté objet.

Le nombre F effectif est déterminé d'après les conditions d'éclairage, c'est-à-dire

F1 (1)

Le grossissement latéral ( I| < 1) à déterminer pour

éviter la perte périphérique de l'image partielle, l'écarte-

ment S1 de l'objet et l'écartement S2, de la face arrière de

l'objet par rapport à l'image intermédiaire sont des paramè-

tres qui peuvent être déterminés à l'avance. De plus, l'indice principal n1, de réfraction peut être déterminé

suivant la matière choisie pour la lentille. Ces cinq paramè-

tres Fe, ' Sy S2, et n1, sont utilisés de la manière suivante dans la théorie de formation de l'image idéale pour déterminer la courbure r1 de la première face de la première 5. lentille, la courbure r2 de la seconde face de cette même lentille, l'épaisseur axiale dl,, le diamètre utile 01 de la

lentille et le diamètre partiel utile 00 de l'objet.

Tout d'abord, la relation entre le grossissement B1 eet les paramètres de l'objectif est donnée par l'équation suivante: (2) + 2 - t1el' 02 Si + { 1 - e1' 2 dans laquelle: nI' - 1 S 1 r1 1 - n 1' 9' 2 ' r2 (pouvoir de réfraction de la première face) (pouvoir de réfraction de la seconde face) d! e1 nit Ensuite, la condition selon laquelle le rayon principal 7, arrivant de l'objet au centre de la première face, sort de la seconde face parallèlement à l'axe optique est représentée par l'équation suivante compte tenu du fait que cette condition équivaut à celle selon laquelle la seconde distance focale (1/01) est égale à e1,: = e! (3)- Ensuite, la condition selon laquelle le faisceau pénétrant dans la première lentille en provenance de l'extrémité de l'objet de diamètre utile 02 n'est pas bloqué

81 = Fï,

6. est représentée par l'équation suivante, compte tenu du fait que le rayon le plus bas du faisceau lumineux suit, après avoir traversé la première face, le bord de la première lentille en forme de barreau, ce bord étant parallèle à l'axe optique: = - s1+ (4) Enfin, la relation suivante est nécessaire pour maintenir une distance appropriée S2, entre la seconde face

de la première lentille et la position de l'image intermé-

diaire: S2' = x (1 - 1el') S1 - e1' (5) Les équations précédentes (1) à (5) sont résolues en combinaison de manière à donner les résultats suivants:

- 'S

r1 = (ns' - 1) x il ((1 -Bl) -ASs r2 = (i - nit) x 1s d ' = n1' x 1S1 = S/ Fe

41 =(-S1

x]1 2Fe (-;7-) -ss o l lSl x (o10)' L'explication portera à présent sur la seconde

24 612 72

7. lentille 2 en forme de barreau à l'aide des symboles montrés

sur la figure 2A.

On suppose que la seconde lentille 2 en forme de barreau présente une première face située sur le côté du champ de l'objet et ayant une courbure r 3, une seconde face située sur le côté du champ de l'image et ayant une courbure r4 <négative dans le cas représenté), une épaisseur axiale a., comprise entre les première et seconde faces, le lon deé l'axe optique, et un indice principal de réfraction n2, pour une longueur d'onde nominale représentative. Le diamètre

utile de la lentille est indiqué en 03t, alors que la dimen-

sion de l'image projetée sur le plan image par rapport à la seconde lentille est indiquée en 04. De plus, la distance comprise entre la première face de la lentille et l'image intermédiaire 6 est indiquée en S3 (négative dans le cas représenté), alors que la distance comprise entre la seconde face de cette même lentille et l'image projetée est indiquée en S4,, le grossissement latéral de l'image projetée 5' par rapport à l'image intermédiaire 6 étant représenté par

02< - 0/2).DplsFe désigne le nombre d'ouver-

ture effectif de la lentille sur le côté du champ de l'image.

Le nombre F effectif est déterminé d'après les

conditions d'éclairage, c'est-à-dire-

2 0 32

Fe' (l Le grossissement latéral 12 e2I > 1) à déterminer pour éviter la perte périphérique de l'image partielle, la distance S3 de l'image intermédiaire et la distance 54- de la face arrière de la lentille au plan de projection sont des paramètres qui peuvent être déterminés à l'avance. De plus, l'indice principal de réfraction n2, peut être déterm'iné en fonction de la matière choisie pour la lentille. Ces cinq paramètres Fegf 20' S3J' SOP et n2., sont utilisés deé la manière suivante dans la théorie de la formation de l'image 8. idéale pour déterminer la courbure r3 de la première face de la seconde lentille 2, la courbure r4 de la seconde face de cette lentille, l'épaisseur axiale d21" le diamètre utile 03

et le diamètre partiel utile 04 de l'image projetée.

Tout d'abord, la relation entre le grossissement latéral 2 et les paramètres de la lentille est donnée par l'équation suivante

1. 1. (12)

if2 = P3 + '4 _ 3e9P41 (-Si') + - e2 3.3 -

dans laquelle n0 f 2 (puissance de réfraction de la première face)

3 3

-n çb4 2 (puissance de réfraction de la seconde face) r4 e2 n Ensuite, pour que le faisceau incident, dont le

rayon principal est parallèle à l'axe optique, puisse traver-

ser effectivement la seconde lentille par rapport au diamètre utile 03 de celle-ci, la pupille de sortie est présente de préférence sur la seconde face de la seconde lentille en forme de barreau. Etant donné que cette exigence équivaut à ce que la distance focale (1/03) soit égale à e21, on peut obtenir l'équation suivante 03 e2' (13) Ensuite, la condition suivant laquelle le 9. faisceau pénétrant dans la seconde lentille 2 en provenance

de la périphérie du diamètre utile 02 de l'image intermé-

diaire n'est pas bloqué, est représentée par l'équation suivante, compte tenu du fait que le rayon le plus bas du faisceau lumineux suit, après avoir traversé la première face, le bord de la seconde lentille 2, parallèlement à l'axe optique: 4 +4t 0.} (14) Enfin, la relation suivante est nécessaire pour maintenir une distance appropriée S3 entre la première face de la seconde lentille 2 et l'image intermédiaire: S3 = 1/&2 x 1(1 94e2') S4' + e2'} (15)

Les équations précédentes (11) à (15) sont résolues en combi-

naison pour donner les résultats suivants:

S'

r3 = (1 n2) 2 (16) r = (n - 4) (17) dû 2 xS4' x S 2/ B(18) S4' / Fe (19)

3 = (19)

V 1 _(2Fe 2 34 =L513x2S4 çt4x 3 (20) = s' /2 x 3 De cette manière, dans l'objectif élémentaire composé de la

première lentille 1 en forme de barreau et de la seconde len-

tille 2 en forme de barreau, la première lentille forme l'image intermédiaire 6 (diamètre 02) de l'objet 4' (diamètre 00), et cette image intermédiaire 6 est relayée par la 10. seconde lentille 2 vers le plan image 5' pour former une image redressée de diamètre 04 sans perte de l'uniformité de l'intensité lumineuse. Il convient cependant de noter que la relation 61 x S2 = +1, indiquant que le grossissement de l'image est égal à 1, doit être satisfaite pour que l'image de la totalité du plan objet soit correctement formée sur le plan de projection au moyen d'un montage constitué de plusieurs objectifs élémentaires comprenant chacun les

première et seconde lentilles en forme de barreau. Par consé-

quent, les première et seconde lentilles doivent être disposées de manière à satisfaire l'équation suivante

A2 (21)

Dans un tel montage, il est évident que Fe' devient automati-

quement égal à Fe.

En résumé, dans l'objectif élémentaire composé de la première lentille 1 et de la seconde lentille 2 en forme de barreau et pouvant former une image redressée avec un grossissement égal à l'unité, les paramètres e2 et Fe' de la seconde lentille 2 sont automatiquement déterminés si les

paramètres e, et Fe de la première lentille i sont convena-

blement choisis. Il convient cependant de noter que d'autres paramètres S17 S2, et n1, de la première lentille 1, et S3,

S4, et n2, de la seconde lentille 2 peuvent être convenable-

ment choisis d'une manière interdépendante.

En général, il n'est pas souhaitable, du point de vue de la fabrication, d'adopter des structures différentes pour les première et seconde lentilles, car ceci exigerait la

préparation de deux lentilles différentes.

Pour cette raison, on peut considérer que l'objectif élémentaire précité, constitué des première et seconde lentilles en forme de barreau, forme un système optique coaxial symétrique par rapport au plan de l'image intermédiaire. Dans un tel montage, la seconde lentille peut être identique à la première lentille. Par conséquent, les paramètres de la seconde lentille sont en relation avec ceux de la première lentille de la manière suivante: 11. r3 '- r2 r = r1, d2, = d1 ', n2' - n 1 = 0 4' 0' Y2 = 1//f1 S3 = -S2', S= 1, Fe' = Fe,

ce qui permet de simplifier le système de projection.

De plus, l'invention a confirmé expérimenta-

lement que les paramètres des première et seconde lentilles en forme de barreau peuvent présenter certains écarts de l'ordre de 10 % par rapport aux conditions définies par les équations précédentes (6) à (10) et (16) à (20), ces écarts étant représentés par les relations suivantes: K1 x (ni' - 1) x (n1' - 1) X 8S 1 2Y -< r1 = K2 x (1 1l) aSis t(1 - '1) - s2 K1 x (1 - nl') x, 6S1 - r2 > K2 x (1 - n1') x'a1S1 K1 x n1 x 1S1 - d1' _ K2 x n1' x/8lS (-S1 / Fe) K1 x 2F e) K2; (-S1 / Fe) çS 12 x r 1 2

-1-(-)

2F S t S2 t X X 'K1x- x î0 < g5 0SK. x ai x 0 1 i: )2 i - n S4' s'r <K (

x (i - n ') x - r ( - n '-

K1 2 r3 g ç2X (l - n2' 16 2 la -2 12. K 1x (n 1 x -n ' - x r K22

L( 4 4

Si' /e' C82. '/ (n- 1) x 1 -) s 3 3__

2 2 2)S44

-= 2' x s4, /62 x E1 I- d2' K2 x (-n2') x S' 4 B2 S, /S Fe' S Fe' [si544 ' F Xx K1 f 4 x3 2 = Y62 s' / x K 2- x 3 x2

dans lesquelles K1 = 0,9 et K2 = 1,1.

Sur les figures, la référence 6' indique un

anneau intermédiaire décrit ci-après.

De plus, il est possible d'obtenir une intensité lumineuse uniforme, dont les variations ne dépassent pas quelques centièmes, en choisissant le pas P1 du montage des objectifs élémentaires de manière à satisfaire la relation suivante: K x-<01 PiEK2 x K 9 K1 x 2 - 1- 2 (K1 = 09, K2 1 1)

dans laquelle 001 est le champ utile de l'objet.

La figure 3A représente une variante de l'objec-

tif élémentaire selon l'invention.

Dans cette forme de réalisation, les systèmes optiques élémentaires, qui réalisent chacun une répartition

gaussienne de l'intensité lumineuse sur le plan de projec-

tion, sont disposés à intervalles déterminés et en plusieurs

rangées, de manière que les champs objet utiles de ces systè-

mes se chevauchent les uns les autres pour produire une intensité lumineuse sensiblement plane et intégrée sur toute 13. l'étendue du réseau. L'objectif élémentaire comporte des lentilles à faible grossissement latéral afin d'accroître le champ objet utile, et il est conçu de manière à réaliser une répartition gaussienne de l'intensité lumineuse sur le plan image pour produire une intensité lumineuse uniforme sur les images projetées qui se chevauchent partiellement, comme montré sur la figure 3B. Les paramètres des lentilles en forme de barreau, constituant un tel système, seront à

présent expliqués.

Dans cette forme de réalisation de l'invention, le rayon principal est défini comme étant un rayon sortant de la seconde face de la première lentille 1' en forme de

barreau à une certaine hauteur, et se dirigeant parallèle-

ment à l'axe optique vers la seconde lentille 2' en forme de

barreau, ladite hauteur correspondant à la moyenne d'émer-

gence de la seconde face d'un rayon arrivant à l'extrémité supérieure de la première face de la première lentille 1', en provenance de l'extrémité du champ objet utile, et la hauteur d'émergence de la seconde face d'un rayon passant par l'extrémité inférieure de la seconde face et provenant de

l'extrémité du champ objet utile.

Les calculs suivants permettent de déterminer les paramètres r1, r2, d1l, 01 et 00. Tout d'abord, à partir de la définition du nombre F, on peut obtenir Fe 2+ 12 (22) De plus, à partir de l'approximation paraxiale, on peut obtenir

91 = 1 (23)

l 2 1 1 02 1 + l'pl2)) dans laquelle î l-pr (pouvoir de réfraction de la première face) 14. 1-n' e = v n1 Ensuite, les équations suivantes sont obtenues à partir de la condition selon laquelle le rayon principal du

faisceau incident utile, provenant de l'objet, devient paral-

lèle à l'axe optique après sa sortie par la seconde face

2 = (24)

e'

S1 (25)

De plus, la relation suivante est nécessaire à partir de la condition selon laquelle l'efficacité de l'ouverture devient nulle à l'angle d'image maximal -2 x Sx x26 p l l. (26) e' Enfin, la relation suivante est nécessaire pour maintenir une distance appropriée S, entre la seconde face de la première lentille 1' et la position de l'image intermédiaire

S2 (27)

Les équations précédentes (22) à (27) sont résolues pour donner les résultats suivants: 15. r1 = - (n1' - 1)S1 (28) r2 = S x /81 x (1 - nil) (29) 2 X r x S P (30) dl' = 2 x nl' x S1 x 1 1 -S1/Fe

"= 1 - (31)

La description portera à présent sur la seconde

lentille 2' en forme de barreau, cette description utilisant

les symboles montrés s ur la figure 2A.

i 12() les symbconditions de l'intensitsur lumineuse de l'ima figuge 2Aprojet.e, Le nombre F efficace peut être déterminé à partir des conditions de l'intensité lumineuse de l'image projetée, de la manière suivante:

7S4,22+( 3)2

Fe' 4 (33) Le grossissement latéral B2 ( l21 > 1) de l'image projetée, la distance S3 entre l'image intermédiaire et la face de la lentille située sur le côté du champ de l'objet et la distance S4, mesurée en arrière de la lentille jusqu'au plan de projection sont des paramètres qui peuvent être déterminés à l'avance. De plus, l'indice principal de réfraction n2, est

déterminé en fonction de la matière choisie pour la lentille.

Ces paramètres Fe', 2 S3 S41 et n2, sont utilisés pour déterminer la courbure r3 de la première face de la seconde lentille 2', la courbure r4 de la seconde face de cette lentille, l'épaisseur axiale d2, de la seconde lentille 2', son diamètre utile 03 et le diamètre partiel utile 04 de l'image projetée, conformément à la théorie de la formation

de l'image idéale, de la manière suivante.

2461272-

16. - latéral 02 donnée par Tout d'abord, la relation entre le grossissement et les paramètres de la première lentille 1' est l'équation suivante:

1 1

d2 (l3+a4-3e2'P4) (-S4')+(1-e2e3)e dans laquelle: n2' -1

g3 --

r3 1-n2' 4 -_ 2r4 r4 (pouvoir de réfraction de la première face) (pouvoir de réfraction de la seconde face) d2 e2 - h 2. Ensuite, les équations suivantes sont obtenues à partir de la

condition selon laquelle le rayon principal du faisceau inci-

dent utile provenant de l'objet doit être parallèle à l'axe optique lorsqu'il arrive à la première face de la seconde lentille 2': 0$ = e2, (35) 3 e2

95 1 (36)

4 S4'

De plus, il faut satisfaire la relation suivante à partir de la condition selon laquelle l'efficacité de l'ouverture est égale à zéro à l'angle maximal de formation d'image: 2 x S' x 04 e4 3 (37) e2 (34)

17. 2461272

Enfin, il faut satisfaire la relation suivante pour maintenir une distance appropriée S3 entre la première face de la -seconde lentille 2' et la position de l'image intermédiaire s3 = (38)

Les équations précédentes (33) à (38) sont résolues en combi-

naison pour donner les résultats suivants r3 = x 1 x (l n2)39) r4 = (l n2') x S ' (40) d2' = -2 x n2' x S4' x h (41) S4'/Fe' 4<2

03 (_1 (42)

j(2 Fe) 04 182 x 0 3 (43) De cette manière, dans l'objectif élémentaire composé de la première lentille 1' et de la seconde lentille

2', la première lentille 1' forme l'image intermédiaire (dia-

mètre 02) de l'objet (diamètre 00), et cette image intermé-

diaire est relayée par la seconde lentille 2' sur le plan image o elle forme une image redressée de diamètre 04. Dans ce cas, il convient de noter qu'une relation el x e2 = +1 est

nécessaire pour former l'image du plan objet entier correcte-

ment sur le plan de projection au moyen d'un montage constitué de plusieurs objectifs élémentaires comprenant chacun les première et seconde lentilles en forme de barreau, cette relation indiquant la formation d'une image redressée avec un grossissement égal à 1. Par conséquent, la première lentille 1' et la seconde lentille 2' doivent être disposées de manière à satisfaire l'équation suivante: A = l (44) 18. Dans un tel montage, il est évident que Fe' devient égal à Fe. De plus, le système de projection peut être simplifié par

l'adoption des conditions suivantes, comme indiqué précédem-

ment: r3=-r2, r4=-r1, d2 =dl, n2'=n 1 ' 1 4=, =2=1/,lI S3=-S2, S4'=-S1, Fee=Fe En outre, l'invention a permis de confirmer expérimentalement que les première et seconde lentilles en forme de barreau peuvent présenter certains écarts de - 10 %

par rapport aux conditions définies dans les équations précé-

dentes (28) à (32) et (39) à (43), comme déterminé ci-

dessous: -K 1 x S1 x (n'-l)< rl< -K2 x S1 x (nl'-l) K2 x S1 x x (1-nl). r2< K1 x S1 x l(i-n1') \ 2 x K1 x n1' x S1 x l d1'< 2 x K2 x n1' x Si Xel -S1/Fe K _l/_ -S1/Fe K1 x Kg- 1

1-(2F) 2-- -- 21-

1 X S4' x1, K2 4 22 X K -n21)<r3K2 x S4 x x (l-n2) 0 22 K x x x1x (1-n ') 2 S4' x (1-n')< 4 K1 x S4 x (1-n2) -2x K1 x n2' x S4 x <d2 '< -2 x K2 x n2' x S4 xi2 ,81 S4'/Fe' S '/Fe' K x- _ -< 0 K x 13-K2- - x (2-pe) -K1 2 x 03< 04<-K2 x 2 03

o K1 0,9 et K2 = 1,1.

De plus, une intensité lumineuse uniforme, présentant des variations de quelques centièmes, peut être obtenue si le pas P de montage des objectifs élémentaires est choisi de manière à satisfaire la relation suivante: 19. N1 x 01< P<N2 x 01

dans laquelle N1 = 1,18 et N2 = 1,36.

Bien que l'explication précédente soit unique- ment basée sur le diamètre utile des lentilles en forme de barreau, le diamètre réel g5 de ces lentilles peut être choisi à une valeur supérieure à celle du diamètre utile 021' comme montré sur la figure 4, auquel cas la zone des faces extrêmes

des lentilles se trouvant à l'extérieur de la zone correspon-

dant au diamètre utile 021 peut être formée par une surface grossière, diffusant la lumière, ou par une surface absorbant la lumière et peinte en noir, ce qui empêche efficacement la transmission de la lumière. De plus, la périphérie extérieure des lentilles en forme de barreau est revêtue, par exemple,

d'une peinture noire destinée à absorber la lumière parasite.

De cette manière, le faisceau lumineux transmis par la première lentille 11 en forme de barreau au plan image est limité à celui passant dans la zone intérieure de diamètre utile 021. Par conséquent, les rayons débordant de la zone correspondant au diamètre utile 0211 après avoir traversé la première face de la lentille, sont dissipés à la surface périphérique extérieure et ne sont pas transmis au plan image. Un anneau intermédiaire 13 est placé entre la première lentille 11 et la seconde lentille 12 avec lesquelles il définit des interstices étroits. Le diamètre intérieur de cet anneau intermédiaire 13 est choisi de manière à être égal ou légèrement supérieur au diamètre utile des lentilles, et la

surface intérieure de l'anneau porte, par exemple, un revête-

ment mat. Par ailleurs, le diamètre extérieur est choisi de manière à être à peu près égal au diamètre extérieur des

lentilles. Cet anneau intermédiaire a pour fonction d-empê-

cher le passage de la lumière provenant de la première lentille Il dans laseconde lentille 12 d'autres objectifs élémentaires, ce qui empêche la formation de taches ou d'images secondaires. Cependant, les taches et autres défauts peuvent être ignorés dans une certaine mesure dans certains éléments photosensibles, auquel cas l'anneau intermédiaire

peut être supprimé afin de réduire le coût de production.

20. Un masque 14 est placé sur l'extrémité d'entrée de l'objectif élémentaire afin d'empêcher l'introduction de

la lumière dans l'espace compris entre les objectifs élémen-

taires. Ce masque présente des orifices 15 espacés les uns des autres d'une distance correspondant à l'entraxe des

objectifs élémentaires, comme montré sur la figure 5. Cepen-

dant, l'élément de support des lentilles en forme de barreau a une longueur généralement supérieure à 300 mm et le centre de chaque ouverture du masque peut être décalé de l'axe optique de la lentille, de manière à boucher l'ouverture utile de cette dernière en raison d'une flexion ou autre du support.-Le dispositif nécessaire pour compenser une telle flexion est en général complexe et l'utilisation du masque 14

lui-même entraîne une élévation de coût.

Une forme de réalisation de l'invention sera à

présent décrite en regard des figures 6 à 8.

La figure 6 montre un bloc rainuré 16 présentant des rainures de forme en U dans lesquelles les lentilles en

forme de barreau doivent être disposées.

La figure 7 est une vue de l'extrémité d'entrée de blocs rainurés 16a et 16b présentant des rainures en U et

combinés de manière à maintenir deux rangées d'objectifs élé-

mentaires disposés en quinconce. L'espace compris entre les objectifs est rempli d'un élastomère opaque 17, par exemple une résine aux siliconesdisponible dans le commerce comme matière de bouchage. De plus, il est possible d'utiliser du polyacétate de vinyle ou une résine époxy élastique. Les lentilles en forme de barreau sont fixées avec précision à l'avance au moyen d'un adhésif, le long des rainures des blocs. L'élastomère, qui n'est pas totalement solidifié, mais qui conserve une certaine souplesse, permet d'amortir la transmission des chocs aux lentilles lors du réglage fin des blocs rainurés 16a et 16b. Cette souplesse de l'élastomère

placé entre les objectifs élémentaires est également souhai-

table pour absorber les mouvements de dilatation ou de contraction thermique des blocs rainurés. L'élastomère est étalé en long, le long de la surface périphérique de plusieurs premières lentilles Il sur le côté d'entrée, de 21. manière que le faisceau lumineux utile ne soit pas bloqué lorsque les blocs rainurés 16a et 16b sont combinés l'un avec l'autre. Il est évident que l'élastomère peut être disposé le

long de plusieurs secondes lentilles, sur le côté de sortie.

Après que l'élastomère a été étendu, les blocs rainurés 16a et 16b peuvent être combinés l'un avec l'autre. On a expliqué précédemment l'utilisation de blocs rainurés présentant des rainures en U. Cependant, une protection contre la lumière, acceptable en pratique, est également possible à obtenir avec des blocs présentant des rainures en V. Le fonctionnement d'un copieur utilisant le dispositif selon l'invention sera à présent décrit en regard

de la figure 9.

La figure 9 représente un tambour 18 mis en rota-

tion par un moteur (non représenté) dans le sens indiqué par la flèche, à une vitesse constante. La surface périphérique de ce tambour porte un élément photosensible 19 à structure stratifiée, constitué successivement d'un substrat conducteur, d'une couche photoconductrice et d'une couche

isolante transparente et superficielle. Cet élément photo-

sensible 19 est d'abord chargé en surface, uniformément, par un dispositif 20 de décharge d'effluves, à une polarité

positive ou négative selon respectivement que le photocon-

ducteur est du type N ou du type P. Ensuite, l'élément photo-

sensible 19 est exposé à l'image d'un original 22 placé sur un chariot transparent 21 destiné à porter cet original et se déplaçant dans le sens indiqué par la flèche, en synchronisme avec la rotation du tambour 18 et à une vitesse égale à la vitesse périphérique du tambour 18 multipliée par l'inverse du grossissement de l'image (même vitesse dans le cas o le grossissement de l'image est égal à 1), l'image étant formée de manière nette sur l'élément photosensible 19 au moyen d'un dispositif 23 de projection. La surface de l'original 22 tournée vers le dispositif 23 de projection, c'est-à-dire la

surface o l'image doit être formée sur l'élément photosen-

sible 19, est éclairée par un dispositif 24 d'illumination composé d'une lampe et d'un réflecteur. L'importance de l'exposition à l'élément photosensible 19 peut être réglée, 22.

par exemple par réglage de l'intensité de la lumière d'éclai-

rage. En même temps que l'élément photosensible 19 est exposé de manière à recevoir l'image formée par le dispositif 23 de projection, il est soumis à une suppression de charge

par un dispositif 25 de décharge d'effluves à courant alter-

natif, ayant une polarité opposée à celle du dispositif 20 de décharge d'effluves, de manière qu'une configuration de charge correspondant à l'image de l'original 22 soit formée sur l'élément photosensible 19. La totalité de la surface de ce dernier est ensuite exposée à une lampe 26 afin qu'il s'y

forme une image latente électrostatique de contraste accru.

L'image latente ainsi formée est développée, par virage pour former une image visible, dans un poste 27 de développement

utilisant un procédé en cascade ou un procédé à balai magné-

tique. L'image développée est transférée sur une feuille 30 de report provenant d'un dispositif d'alimentation (non représenté) et avançant à la même vitesse que l'élément photosensible 19 tout en étant maintenue en contact avec ce

dernier par des rouleaux 28 et 29. Pour améliorer l'effica-

* cité du report, une décharge de polarité opposée à celle de l'agent de virage formant l'image développée est produite par un dispositif 30 de décharge d'effluves vers la face arrière

de la feuille 30 de report dans la position de report.

L'image développée, transférée sur la feuille 30 de report, est fixée dans un poste convenable de fixage, par exemple au moyen d'un dispositif de fixage thermique comportant deux rouleaux 32 et 33 maintenus en contact avec la feuille de

report, puis cette dernière est transportée vers un dispo-

sitif d'emmagasinage non représenté.

L'élément photosensible, après le report de l'image, est soumis à une opération de nettoyage qui élimine l'agent de virage restant au moyen d'une lame élastique 34 maintenue en contact avec cet élément photosensible et est ensuite prêt à être de nouveau utilisé suivant -le cycle de formation d'image indiqué ci-dessus. Le dispositif 25 de décharge d'effluves mentionné précédemment est disposé pour

produire une suppression de charge en même temps que l'expo-

sition formant l'image. Cependant, il peut également être placé entre le dispositif 20 de charge et le dispositif de 23. projection afin de réaliser l'élimination de charge avant l'exposition formant l'image. Dans ce cas, la lampe 26 est inutile. De plus, l'élément photosensible 19 peut être du type ne comportant pas de couche isolante de surface. Dans ce cas, le dispositif 25 de décharge d'effluves et la lampe 26

peuvent être supprimés.

Comme indiqué précédemment, l'invention concerne

un dispositif de projection peu volumineux, conçu pour proté-

ger totalement de la lumière l'espace compris entre les

objectifs élémentaires, d'une manière peu coûteuse.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

24.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. - Dispositif de projection, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs objectifs élémentaires composés chacun de lentilles (11, 12) en forme de barreau destinées à former une partie d'une image projetée correspondant à une partie d'un objet, la longueur axiale de ces lentilles étant supérieure à leur diamètre utile, des blocs rainurés (16a, 16b) destinés à disposer les objectifs élémentaires le long de rainures, afin de constituer un réseau s'étendant dans une direction particulière, perpendiculaire aux axes optiques des objectifs, et un élastomère opaque (17) qui remplit les

espaces compris entre les objectifs élémentaires afin d'empê-

cher la lumière de pénétrer dans ces espaces.

-2. - Dispositif de projection selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que les objectifs élémentaires, considérés par leur extrémité d'entrée, sont disposés en deux rangées en quinconce, décalées l'une par rapport à l'autre

d'une distance égale à la moitié du pas des objectifs élémen-

taires.

3. - Dispositif de projection, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs objectifs élémentaires composés

chacun de deux lentilles (11, 12) en forme de barreau, desti-

nées à former une partie d'une image projetée correspondant à une partie d'un objet, chaque lentille ayant une longueur axiale supérieure à son diamètre utile, des blocs rainurés

(16a, 16b) étant destinés à disposer les objectifs élémen-

taires le long des rainures afin de constituer un réseau s'étendant dans une direction particulière, perpendiculaire aux axes optiques des objectifs, un élastomère opaque (17)

remplissant les espaces compris entre les objectifs élémen-

taires afin d'empêcher la lumière de pénétrer dans ces espaces, et un anneau intermédiaire (13) étant placé entre les deux lentilles de chaque objectif afin de guider le

faisceau lumineux utile.

4. - Dispositif de projection selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que les objectifs, considérés par leur extrémité d'entrée, sont disposés en deux rangées en quinconce, décalées l'une par rapport à l'autre d'une

distance égale à la moitié du pas des objectifs élémentaires.

25.

5. - Dispositif de projection selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que la première lentille en forme de barreau satisfait les conditions suivantes: K1x(n11-l)x 11 Klx(nl'-l)x S2 Zrrl K2x(nl'-l) 1x S2 K2x(l-n')x S11 r2- K1 1xni) lS 1 KlXnl'XelSl d, C K2x nl XlS1 1 -1/. -S1l/Fe K1 x l 2- K2 x 1 21 s2

S2' S2'

_S _

K ll 1 <2 xx1 X 1 2 o: r1 est le rayon de courbure de la première face de la première lentille; r2 est le rayon de courbure de la seconde face de cette lentille; d1, est l'épaisseur axiale comprise entre les première et seconde faces de ladite lentille; 01 est son diamètre utile; 00 est la dimension de l'objet;

n1, est l'indice de réfraction de la matière consti-

tuant la première lentille pour une longueur d'onde nominale; 1 est le grossissement latéral de la première lentille; S1 est la distance axiale comprise entre la première face de la première lentille et l'objet; 26. S2 est la distance axiale comprise entre la seconde face de la première lentille et le plan de l'image intermédiaire; Fe est le nombre d'ouverture efficace sur le côté objet; K1 est égal à 0,9; et K2 est égal à 1,1,

la seconde lentille en forme de barreau satisfaisant les con-

ditions suivantes:

S4' S4'

1 (-n2) x 2 < r3 < 2 x (I-n2') x -2 S O' K2 x(n2,-l)x 4 /S2 <r 4Kx(nl)x 152 2 3x3_-4- 2 S3 -K1 X n2' x S4'/2< d2' <-K2 x n2' x S'/ S41 /Fe' S4 '/Fe' Kx < 3< K2 x i 2 2 2 (2--e,) jl(2Fj 13,82-s4' S 32-S4' Kl x 03 x '2s4/2 <04 -< K x s3/x o: r3 est le rayon de courbure de la première face de la seconde lentille; r4 r4 est le rayon de courbure de la seconde face de cette lentille; d2, est l'épaisseur axiale comprise entre les première et seconde faces de cette même lentille; 03 est son diamètre utile; ' 04 est la dimension de l'image projetée;

n2, est l'indice de réfraction de la matière consti-

tuant la seconde lentille, pour la longueur d'onde nominale; 27. B2 s3 s4, Fe' K1 K2 cation 5, est le grossissement latéral de la seconde lentille; est la distance axiale comprise entre la première face de la seconde lentille et le plan de l'image intermédiaire; est la distance axiale comprise entre la seconde

face de la seconde lentille et le plan de projec-

tion; est le nombre d'ouverture effectif sur le côté du champ de l'image; est égal à 0,9; et

est égal à 1,1.

6. - Dispositif de projection selon la revendi-

caractérisé en ce que r3 = -r2, r4 = -r1, d2' = dl, n2' = n1'' 03 = 1

4 = 0' '2 = 1/'' S 3 = S2 ' S 4' = -S1 et Fe' = Fe.

7. - Dispositif de projection selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que la première lentille en forme de barreau satisfait les conditions suivantes: -K x S1 x (n1'-l)< rl -K2 x S1 x (n 1'-l) K2 X S1 x I1 x (1-n 11)< r2< K1 x S1 x f1 x (l-nl') 2 x K x n1' x S1 x el 6 _dl ' 2 x K2 x 11 x S1 xl Kx -S1/Fe -S1/Fe 1 -ô 2,1 - 2f 1F- 1 e2 -x <0 -K2 x o: r1 r2 est le rayon de courbure de la première face de la première lentille; est le rayon de courbure de la seconde face de cette lentille; 28. d1, est l'épaisseur axiale comprise entre les première et seconde faces de ladite lentille; 01 est son diamètre utile; 00 est la dimension de l'objet; n1, est l'indice de réfraction de la matière constituant la première lentille pour une longueur d'onde nominale; e1 est le grossissement latéral de la première lentille; S1 est la distance axiale comprise entre la première face de la première lentille et l'objet; S2, est la distance axiale comprise entre la seconde face de la première lentille et le plan de l'image intermédiaire; Fe est le nombre d'ouverture efficace sur le côté

objet; -

K1 est égal à 0,9; et K2 est égal à 1,1,

la seconde lentille en forme de barreau satisfaisant les con-

ditions suivantes: K,S x1, K x S4' x x (1-n2') r3 K2 x S4 x 2 x (1-n2) K2 x S4 x (l-n2') C r4 K1 x S4' x (1-n2') -2 x K2 2S4'x 4 1 4 3-2 x Klx n2'x S4'x 2 Cd2.- 2 x K2 2x S4 2 S4'/Fe' S4'/Fe' K4 x 4<03K l JK- 1 2xi 2 2Fe') ll (2-')2 x 2 x 03 < 04 -K2 x 2 x 03 29. ou: r3 r4 04 n2, e2 s3 s4, Fe' cation 7, est le rayon de courbure de la première face de la seconde lentille; est le rayon de courbure de la seconde face de cette lentille; est l'épaisseur axiale comprise entre les première et seconde faces de cette même lentille; est son diamètre utile; est la dimension de l'image projetée;

est l'indice de réfraction de la matière consti-

tuant la seconde lentille, pour la longueur d'onde nominale; est le grossissement latéral de la seconde lentille; est la distance axiale comprise entre la première face de la seconde lentille et le plan de l'image intermédiaire; est la distance axiale comprise entre la seconde

face de la seconde lentille et le plan de projec-

tion; et est le nombre d'ouverture efficace sur le côté du champ de l'image;

8. - Dispositif de projection selon la revendi-

caractérisé en ce que r3 = -r2 r4 = -rl, d2 =dl' n2 ' n'' 3 = 01'

4 = 0 ' 2 = 1/1t' S3 = -S2 ' S4' = -Si et Fe' = Fe.

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