FR2509556A1 - Dispositif de balayage et d'enregistrement d'image - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE BALAYAGE ET D'ENREGISTREMENT D'IMAGE, COMPRENANT UNE UNITE D'ENREGISTREMENT POUR LA REPRODUCTION ET L'ENREGISTREMENT DE CLICHE SUR UNE MATIERE PHOTO-SENSIBLE. L'UNITE D'ENREGISTREMENT COMPREND: UNE SOURCE DE LUMIERE 26; UN ELEMENT OPTO-ACOUSTIQUE 30 DE MODULATION DE LUMIERE COMPORTANT UNE PLURALITE DE PARTIES D'EXCITATION D'ONDES ULTRASONORES, DISPOSEES COTE-A-COTE SUR UN MILIEU OPTO-ACOUSTIQUE UNIQUE, CES PARTIES D'EXCITATION MODULANT CHACUNE INDEPENDAMMENT LA LUMIERE INCIDENTE EN FAISCEAUX RESPECTIFS DE LUMIERE MODULEE, EN REPONSE A DES SIGNAUX D'IMAGE VENANT DES MOYENS DE BALAYAGE PHOTO-ELECTRIQUES; DES MOYENS D'ORIENTATION OPTIQUE 29 POUR DIRIGER LA LUMIERE DE LA SOURCE 26 SUR L'ELEMENT OPTO-ACOUSTIQUE DE MODULATION DE LUMIERE, ET DES MOYENS 31 POUR FORMER DES RANGEES DE PETITES TACHES LUMINEUSES CORRESPONDANT AUX FAISCEAUX DE LUMIERE MODULEE, SUR UNE MATIERE D'ENREGISTREMENT 25.
Description
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DISPOSITIF DE BALAYAGE ET D'ENREGISTREMENT D'IMAGE
La présente invention se rapporte à un dispositif de balayage et d'enregistrement d'image, permettant de reproduire et d'enregistrer des images en fac-similé sur une matière photosensible par commande de moyens d'exposition, du côté enregistrement, par des signaux d'image obtenus par balayage photo-électrique
d'un original.
Le demande de brevet japonais NO 33 523/1977
décrit un procédé d'enregistrement d'image en fac-
similé, qui consiste à décomposer un faisceau lumineux provenant d'une source de lumière en une pluralité de faisceaux lumineux, par une combinaison de lames réfléchissantes et semi-réfléchissantes, et à commander indépendamment les faisceaux lumineux individuels, en réponse à des signaux d'image provenant d'un original, par un élément électrooptique de modulation de lumière disposé en correspondance avec les faisceaux lumineux individuels Les demandes de brevets Japonais NO 118 302/1977 et 12 370/1977 décrivent des procédés d'enregistrement d'images en fac-similé, qui consistent à décomposer un faisceau lumineux provenant d'une source de lumière en une pluralité de faisceaux lumineux, par un séparateur de faisceau lumineux comportant des surfaces planes parallèles revêtues d'un film spécial, et à commander indépendamment, comme dans la demande de brevet japonais NO 33 523/1977, les faisceaux lumineux individuels en réponse à des signaux d'image provenant d'un original, par un élément
électro-optique de modulation de lumière.
Toutefois, les éléments électro-optiques de modulation de lumière utilisés dans ces procédés connus, lorsqu'ils sont effectivement employés, nécessitent un dispositif de réglage de température puisqu'ils sont très influencés par les variations de
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température ambiante, comme décrit dans la demande de brevet japonais N O 33 523/1977, ce qui présente l'inconvénient d'augmenter la dimension de l'ensemble du dispositif En outre, pour effectuer une modulation parfaite, c'est-à-dire une commande par tout ou rien des faisceaux lumineux individuels, il est nécessaire d'appliquer une tension de polarisation à l'élément électro-optique de modulation, ce qui présente des inconvénients en ce -qui concerne l'arrangement des
circuits.
D'autre part, les séparateurs de faisceau lumineux utilisés dans ces procédés connus ont chacun leurs inconvénients Plus particulièrement, avec le séparateur de faisceau lumineux décrit dans la demande de brevet japonais No 33 523/1977, qui est constitué par
une combinaison de lames réfléchissantes et semi-
réfléchissantes, la décomposition du faisceau lumineux est obtenue par passage du faisceau lumineux
successivement à travers les lames semi-
réfléchissantes, ce qui a pour inconvénient que les faisceaux lumineux deviennent non uniformes en intensité Par contre, le séparateur de faisceaux lumineux utilisé dans la demande de brevet japonais NO 118 302/1977 doit être augmenté en dimension lorsque le nombre de faisceaux lumineux obtenus par la décomposition du faisceau lumineux s'accroit Lorsque la dimension du séparateur augmente, le parallélisme entre les surfaces de réception et d'émission de faisceau lumineux devient plus difficile à obtenir, ce qui a pour inconvénient
d'augmenter le coût de production.
La présente invention évite, d'une manière nouvelle, les divers inconvénients ci-dessus; Elle a pour objet un dispositif de balayage et d'enregistrement d'image comprenant une unité d'enregistrement pour reproduire et enregistrer des images en fac-similé sur
une matière photo-sensible.
-3- Suivant la présente invention, cette unité d'enregistrement comprend: une source de lumière; un élément opto-acoustique de modulation de lumière comportant une pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores, ces parties étant disposées côte-à- côte sur une support opto-acoustique unique, lesdites parties d'excitation d'ondes ultrasonores modulant chacune indépendamment la lumière incidente en faisceaux lumineux modulés respectifs en réponse à des
signaux d'image provenant des moyens de balayage photo-
électriques; des moyens d'orientation optique pour
diriger la lumière de la source sur l'élément opto-
acoustique de modulation de lumière; et des moyens de formation de rangées de petits points lumineux correspondant aux faisceaux lumineux modulés, sur une
matière d'enregistrement.
Suivant la présente invention, les moyens d'orientation de la lumière comprennent de préférence un aplatisseur de faisceau lumineux qui aplatit le faisceau lumineux venant de la source de lumière et répartit le faisceau aplati le long de l'ensemble des parties d'excitation d'ondes ultrasonores En variante, les moyens de direction de la lumière comprennent un répartiteur de faisceau, pour décomposer un faisceau lumineux venant de la source de lumière en une pluralité de faisceaux qui rencontrent la pluralité de parties
d'excitation d'ondes ultrasonores.
En outre, suivant la présente invention, les moyens de formation de rangées de petits points lumineux comprennent un dispositif de lentilles de focalisation qui reçoit les faisceaux de lumière modulée venant de l'élément opto-acoustique et provoque l'exposition de la matière d'enregistrement aux rangées de petits points lumineux Des moyens sont prévus pour transférer individuellement les faisceaux de lumière modulée vers
le dispositif de lentilles de focalisation.
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-4- L'invention sera mieux comprise à la lumière de
la description de ses formes de réalisation, non
limitatives, représentées sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un dispositif de balayage et d'enregistrement d'image utilisé dans de présente invention; la figure 2 est un schéma de principe de l'unité d'enregistrement du dispositif de balayage et d'enregistrement d'image, suivant une première forme de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue en perspective de l'unité d'enregistrement de la présente invention, comportant un aplatisseur de faisceau; la figure 4 est une vue, semblable à la figure 2, illustrant un distributeur de faisceau, suivant une autre forme de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue, semblable à la figure 2, qui illustre des moyens pour transférer des faisceaux lumineux d'un élément opto-acoustique de modulation de lumière à un dispositif de lentilles de focalisation; la figure 6 est une vue, semblable à la figure , illustrant les moyens de transfert de lumière suivant une autre forme de réalisation de la présente invention la figure 7 est une coupe, à plus grande échelle, d'une forme d'arrangement d'un ensemble de fibres optiques, utilisé dans les dispositifs des figures et 6; la figure 8 est une vue, semblable à la figure 7, illustrant une autre forme d'arrangement des ensembles
de fibres optiques.
On se reporte maintenant aux dessins, et en particulier à la figure 1 qui illustre un dispositif de balayage et d'enregistrement d'image Ce dispositif comprend un cylindre d'original 11 et un cylindre d'enregistrement 12 qui porte une matière
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-5- d'enregistrement 25, les deux cylindres étant accouplés concentriquement à un arbre commun 17, pour tourner en synchronisme En même temps que le cylindre d'original 11, accouplé à l'arbre 17 du cylindre d'enregistrement 12, est mis en rotation à une vitesse appropriée, simultanément au cylindre d'enregistrement 12, une vis d'avance 20 est mise en rotation par un moteur 18, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 19, de manière qu'une tête d'enregistrement 14 et une tête de balayage 13 soient déplacées à une vitesse appropriée
le long de l'axe des cylindres.
La tête de balayage 13 balaie photoélectriquement un original monté sur le cylindre d'original 11, ce qui fournit des signaux d'image Les signaux d'image sont traités dans un circuit arithmétique de couleur 21, pour la compensation de couleur et la compensation de gradation, comme dans le dispositif usuel de balayage de couleur, pour la reproduction et l'enregistrement en vue d'obtenir un tirage correct, les signaux d'image compensés étant ensuite transférés à un circuit 22 de formation de points Le circuit 22 de formation de points élabore des signaux de formation de cliché, en réponse aux signaux d'image et à des signaux d'impulsions qui sont produits dans un générateur d'impulsions 24 en réponse aux signaux venant d'un dispositif de codage rotatif 16 Les signaux de formation de cliché sont transférés à la tête d'enregistrement 14, à travers un circuit de commande 33 commandant les faisceaux lumineux individuels venant de la tête d'enregistrement, de façon à enregistrer des images en fac-similé ou cliché sur un film 25 placé sur le cylindre d'enregistrement 12 De plus, l'arrangement du dispositif de balayage de couleur, schématisé sur la figure 1, a été considérablement
simplifié pour la facilité de la description, mais le
dispositif suivant la présente invention n'est pas
limité, dans son application, à un tel arrangement.
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-6- La figure 2 représente l'unité d'enregistrement d'un dispositif de balayage et d'enregistrement d'image suivant une forme de réalisation de l'invention Cette unité comprend une source de lumière 26, par exemple un laser; des moyens 29 d'orientation de la lumière qui sont constitués dans ce cas par un aplatisseur de faisceau lumineux composé de
deux lentilles cylindriques 27 et 28; un élément opto-
acoustique 30 de modulation de lumière comportant une pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores, disposées côte-à-côte sur un milieu opto-acoustique unique; et un dispositif 31 de lentilles de focalisation pour projeter, dans un rapport prédéterminé de réduction d'échelle, les faisceaux de lumière incidente venant de l'élément opto- acoustique 30 de modulation de lumière sur un film 25 placé sur le
cylindre d'enregistrement 12.
Une telle unité d'enregistrement d'image est
contenue dans la tête d'enregistrement 14 de la figure 1.
Ainsi, les signaux de formation de cliché, produits dans le circuit 22 de formation de points, sont appliqués sur les parties respectives d'excitation d'ondes ultrasonores de l'élément opto-acoustique 30 de modulation de
lumière, par l'intermédiaire du circuit de commande 23.
Les parties de faisceau de lumière incidente, qui rencontrent les parties respectives d'excitation d'ondes ultrasonores, sont commandées indépendamment en tout ou
rien en réponse aux signaux d'image venant du balayage.
Dans la disposition décrite, le faisceau lumineux de section transversale sensiblement circulaire venant de la source de lumière 26 tombe sur l'aplatisseur 29 de faisceau lumineux, qui est constitué de deux lentilles cylindriques 27 et 28 prévues pour avoir un axe focal commun et un point focal commun Il est transformé ainsi en une forme aplatie de faisceaux lumineux ajustée
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-7- à la surface de réception de faisceau lumineux de l'élément optoacoustique suivant 30 de modulation de lumière, de façon que les faisceaux lumineux plats
tombent sur l'élément 30 de modulation de lumière.
Parmi les faisceaux lumineux plats qui tombent sur l'élément 30 de modulation de lumière, ceux qui tombent sur les positions du milieu optoacoustique correspondant aux parties individuelles d'excitation d'ondes ultrasonores sont modulés par les signaux ultrasonores venant des parties individuelles d'excitation d'ondes ultrasonores et en conformité avec les signaux de formation de cliché produits dans le circuit 22 de formation de points de la figure 1, les faisceaux lumineux modulés, en nombre multiple, étant émis comme lumière d'ordre 1 et d'ordre 0 D'autre part, des faisceaux
lumineux qui tombent sur les positions du milieu opto-
acoustique qui ne correspondent pas aux parties individuelles d'excitation d'ondes ultrasonores traversent simplement ce milieu opto- acoustique Ainsi, seule la lumière de premier ordre, sous forme d'une pluralité de faisceaux lumineux modulés en réponse aux signaux de formation de points, est projetée, dans un rapport prédéterminé de réduction d'échelle, sur une film 25 placé sur le cylindre d'enregistrement 12, par le dispositif suivant 31 de lentilles de focalisation, pour former des rangées de petites taches lumineuses, ce qui aboutit à la reproduction et à l'enregstrement d'image
en fac-similé.
Puisque des rangées de taches lumineuses sont formées au moyen d'un répartiteur de faisceau lumineux et d'un élément opto-acoustique de modulation de lumière comprenant une pluralité de parties
d'excitation d'ondes ultrasonores, disposées côte-à-
côte sur une milieu opto-acoustique, il est possible d'obtenir un Dispositir de balayage d'image et d'enregistrement de cliché, de petite dimension et peu coûteux D'autre part, un tel élément opto-acoustique
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-8- de modulation de lumière, contrairement à un élément électro-optique de modulation de lumière, ne nécessite pas de réglage de température et évite le besoin d'une plaque déflectrice, ce qui permet d'obtenir un réglage simple et une dimension réduite. En variante de réalisation de l'aplatisseur 29 de faisceau lumineux, on peut utiliser une lentille cylindrique concave, à la place d'une des lentilles
cylindriques 27 et 28 montées en paire.
Une autre forme de réalisation de l'aplatisseur de faisceau lumineux est représentée sur la figure 3 Ce dispositif comprend un dilatateur de faisceau 33, placé entre la source de lumière 26 et l'aplatisseur de faisceau 29 Cette forme de réalisation est particulièrement intéressante lorsque la source de lumière -26 et l'élément opto-acoustique 30 de modulation de lumière sont placés à distance l'un de
l'autre.
Les formes de réalisation décrites ci-dessus présentent les avantages suivants 1) L'emploi de l'aplatisseur de faisceau lumineux permet d'effectuer la décomposition et la modulation par l'élément de modulation de lumière, sans avoir à utiliser un séparateur de faisceau lumineux En outre, l'aplatisseur de faisceau lumineux comporte des composants plus simples qu'un répartiteur usuel de faisceau lumineux, ce qui permet de réduire la dimension
et le prix du dispositif.
2) Lorsqu'on utilise des faisceaux laser, le parallélisme des faisceaux lumineux, qui -est en général de quelques m rad, est de quelques m rad/ C, CK, étant le coefficient de grossissement, de sorte que l'élément de modulation de lumière et l'aplatisseur de faisceau
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-9- lumineux peuvent être espacés l'un de l'autre, ce qui permet de concevoir une structure dans laquelle seul l'élément de modulation de lumière est contenu dans la tête d'enregistrement 14, contribuant à la réduction de dimension et de poids de la tête d'enregistrement 14, ce
qui augmente encore l'intérêt du dispositif.
3) Par rapport à un arrangement dans lequel l'élément opto-acoustique de modulation de lumière est précédé d'un séparateur de faisceau lumineux, le présent dispositif n'exige pas de précision particulière dans les positions d'émission et de réception de faisceau lumineux, entre l'élément de modulation de lumière et l'aplatisseur de faisceau lumineux, de sorte qu'au contraire la vitesse d'utilisation des faisceaux lumineux peut être augmentée. Une autre forme de réalisation des moyens
d'orientation de la lumière vers l'élément opto-
acoustique 30 de modulation de lumière est représentée sur la figure 4 Ce dispositif comprend un répartiteur de lumière 29 constitué d'une grille de diffraction 42 permettant de décomposer le faisceau lumineux venant de la source de lumière 26 en une pluralité de faisceaux lumineux, par le phénomène de diffraction, et une lentille convexe 43 placée de façon que sa distance à la grille de diffraction 42 corresponde à sa longueur focale Par conséquent, le faisceau lumineux venant de la source de lumière 26 est d'abord décomposé en une pluralité de faisceaux lumineux par la grille de diffraction 42, puis transformé en faisceaux lumineux parallèles par la lentille convexe 43, la pluralité de ces faisceaux lumineux multiples parallèles tombant sur l'élément 30 de modulation de lumière de la même
façon que dans les formes de réalisation précédentes.
L'emploi d'une grille de diffraction comme
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- répartiteur de faisceau lumineux permet de réaliser un répartiteur de faisceau lumineux de faible poids, de petite Dimension et de forme plate, ce qui convient bien pour la réduction de taille du dispositif Si la longueur focale de la lentille convexe combinée avec la grille de diffraction est modifiée, le pas des faisceaux lumineux
parallèles peut être facilement changé.
Le dispositif suivant la présente invention comprend de préférence, comme représenté sur les figures 5 et 6, des moyens de transfert des faisceaux lumineux modulés, de l'élément opto-acoustique 30 de modulation de lumière au dispositif 31 de lentilles de focalisation. La forme de réalisation de la figure 5 comprend une pluralité de moyens souples 34 de transfert de lumière, par exemple des ensembles de fibres optiques, associés à la pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores de l'élément 30 de modulation de lumière, pour transférer individuellement les faisceaux de lumière modulée au dispositif 31 de lentilles de focalisation. Le dispositif de la figure 6 diffère de celui de la figure 5 en ce que, lorsque les faisceaux lumineux venant de l'élément 30 de modulation de lumière sont introduits dans les moyens individuels 34 de transfert de lumière, ils y sont introduits par un dispositif optique de réduction d'échelle constitué, par exemple, d'une pluralité de petites lentilles 37, en nombre correspondant aux moyens individuels 34 de transfert de faisceau lumineux L'emploi d'un tel dispositif optique de réduction d'échelle, avant les moyens individuels 34 de transfert de faisceau lumineux, comme dans cette forme de réalisation, permet de réduire le diamètre des moyens 34 de transfert de faisceau lumineux, qui transfèrent les faisceaux lumineux sortant de l'élément 30 de modulation
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11 - de lumière, et d'obtenir une réduction de dimension Ce
dispositif est donc pratique.
Lorsque les extrémités de sortie 35 des moyens 34 de transfert de faisceau lumineux sont disposées en une rangée, dans ces formes de réalisation, elles sont disposées obliquement vers le haut, c'est-à-dire un peu décalées dans la direction de coordonnée secondaire de balayage, comme représenté sur la figure 7, afin que la répartition de la quantité de lumière dans une rangée
de petite taches lumineuses à imprimer soit constante.
Lorsqu'elles sont placées en deux niveaux, elles sont disposées l'une près de l'autre en zigzag, comme représenté sur la figure 8, de façon à obtenir une répartition uniforme de la quantité de lumière Comme représenté sur les figures 7 et 8, cela a pour but d'éviter l'influence des revêtements 36, qui recouvrent les fibres optiques constituant les moyens 34 de transfert de faisceau lumineux, sur la répartition de la quantité
de lumière.
La forme de réalisation représentée sur les figures 5 et 6 permet d'obtenir un certain nombre d'avantages importants Puisque la source de lumière et le dispositif de lentilles de focalisation peuvent être séparés, la structure dans laquelle est logé le dispositif de lentilles de focalisation, tel que le dispositif optique d'enregistrement, peut être de dimension réduite et, en outre, les positions relatives de la source de lumière et du dispositif de lentilles de focalisation peuvent être
déterminées optiquement.
L'emploi d'une pluralité de moyens de transfert de faisceau lurâi Ceux qui sont flexibles permet à leurs extrémités de sortie d'être placées l'une près de l'autre, ce qui permet de déterminer à volonté
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12 -
l'arrangement des images des taches lumineuses.
Si les moyens flexibles de transfert de faisceau lumineux sont constitués par des fibres optiques, l'arrangement en rangée linéaire de faisceaux lumineux peut être modifié en arrangement en rangées en zigzag de faisceaux lumineux et on peut faire tourner le dispositif de lentilles de focalisation En outre, puisque ce sont des fibres optiques, il est possible d'éviter la perturbation des faisceaux lumineux par les courants d'air
et la poussière atomosphérique.
Puisque les extrémités de sortie de fibres optiques peuvent être librement placées les unes près des autres, la répartition de la quantité de lumière
peut être uniforme.
Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci Par exemple, à la place d'un aplatisseur de faisceau comme représenté sur les figures 2 et 3, ou d'un répartiteur de faisceau comme représenté sur la figure 4, on peut utiliser une combinaison de lames réfléchissantes et semi-réfléchissantes, ou un séparateur de faisceau constitué par des plaques planes parallèles, tel que celui qui est décrit dans les demandes de brevets japonais NO 118 302/1977 ou 123
701/1977.
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Claims (6)
1 Dispositif de balayage et d'enregistrement d'image, comprenant une unité d'enregistrement pour reproduire et enregistrer les images en fac- similé sur une matière photo-sensible, caractérisé en ce que l'unité d'enregistrement comprend: une source de lumière ( 26); un élément optoacoustique ( 30) de modulation de lumière comportant une pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores, disposées côte-à-côte sur un milieu opto-acoustique unique, ces parties d'excitation d'ondes ultrasonores modulant chacune indépendamment la lumière incidente en faisceaux lumineux modulés respectifs, en réponse à des
signaux d'image venant de moyens de balayage photo-
électriques; des moyens d'orientation ( 29) pour diriger
la lumière de la source ( 26) sur l'élément opto-
acoustique ( 30) de modulation de lumière; et des moyens ( 31) de formation de rangées de petites taches lumineuses, correspondant aux faisceaux de lumière
modulée, sur une matière d'enregistrement ( 25).
2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation de la lumière comprennent un aplatisseur de lumière ( 29) qui aplatit le faisceau lumineux venant de la source et répartit le faisceau aplati le long de l'arrangement de la pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores. 3 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'aplatisseur de lumière ( 29) comprend deux lentilles cylindriques ( 27,28) disposées de façon à avoir un axe focal commun et un point focal
commun.
4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un dilatateur de faisceau ( 33) est
B 8818 2509556
CHO/CB
-14 - placé entre la source de lumière ( 26) et l'aplatisseur
de faisceau ( 29).
Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation de la lumière comprennent un répartiteur de faisceau, pour décomposer le faisceau lumineux venant de la source en une pluralité de faisceaux lumineux qui rencontrent la
pluralité de parties d'excitation d'ondes ultrasonores.
6 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le répartiteur de faisceau comprend une grille de diffraction ( 42) et une lentille convexe ( 43) espacée de la grille d'une distance égale
à sa longueur focale.
7 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de formation de rangées de petites taches lumineuses comprennent un dispositif de lentilles de focalisation qui reçoit les faisceaux de lumière modulée sortant de l'élément opto-acoustique et qui provoque l'exposition de la matière d'enregistrement aux rangées de petites taches lumineuses. 8 Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 34) pour transférer individuellement les faisceaux de lumière modulée de l'élément opto-acoustique de modulation de
lumière au dispositif de lentilles de focalisation.
9 Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de transfert de lumière comprennent une pluralité d'ensembles de
fibres optiques.
Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de
B 8818 2509556
CHO/CB
- petites lentilles ( 37) pour introduire individuellement les faisceaux de lumière modulée dans les moyens ( 34) de transfert de lumière, à une échelle réduite prédéterminée.
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