FR2660447A1 - Optical device for the nonlinear processing of radiation and of images - Google Patents
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- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
Abstract
Description
DISPOSITIF DE TRANSFORMATION D'UNE IMAGE INITIALE EN
UNE IMAGE FINALE DONT LES INTENSITES LUMINEUSES
PONCTUELLES SONT AMPLIFIEES DE FACON NON LINEAIRE
t
La présente invention concerne un dispositif automatique de transformation d'une image initiale en une image finale dont les intensités lumineuses ponctuelles sont amplifiées de manière non linéaire.DEVICE FOR TRANSFORMING AN INITIAL IMAGE INTO
A FINAL IMAGE INCLUDING THE BRIGHTNESS
PUNCTUALS ARE AMPLIFIED NON-LINEARLY
t
The present invention relates to an automatic device for transforming an initial image into a final image, the point light intensities of which are amplified in a non-linear manner.
En particulier, le dispositif objet de la présente invention réalise une modulation de rayonnements formant une image et permet de contrôler l'intensification et les contrastes d'une image. In particular, the device which is the subject of the present invention realizes a modulation of radiation forming an image and makes it possible to control the intensification and the contrasts of an image.
Les dispositifs optiques connus à ce jour ont une réponse linéaire en intensité lumineuse. Les capteurs d'images ayant une tolérance limitée aux écarts d'intensités lumineuses ne peuvent donc capter, avec de tels dispositifs optiques, des images de scènes naturelles ou contrastées. The optical devices known to date have a linear response in light intensity. Image sensors having a tolerance limited to variations in light intensities cannot therefore, with such optical devices, capture images of natural or contrasted scenes.
Les projecteurs d'images à écrans plats ne restituent pas des contrastes suffisants. Flat screen image projectors do not provide sufficient contrast.
Les écrans d'affichage possèdent un faible contraste ou sont de réalisation très onéreuse. The display screens have a low contrast or are very expensive to make.
Les intensificateurs de lumières fonctionnent de manière monochrome, avec une qualité d'image et un rapport signal/bruit très faibles. Light intensifiers operate in a monochrome manner, with very low image quality and signal to noise ratio.
La présente invention propose de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif comportant un composant optique présentant en chaque point une transparence variable en fonction de l'intensité lumineuse atteignant ce point, de telle manière que les contrastes des intensités lumineuses des rayons formant une image finale soient différents de ceux des rayons formant une image initiale. The present invention proposes to remedy these drawbacks by proposing a device comprising an optical component having at each point a variable transparency as a function of the light intensity reaching this point, so that the contrasts of the light intensities of the rays forming a final image are different from those of the rays forming an initial image.
La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de transformation d'image comportant un moyen optique ou électrooptique de formation d'une image initiale, ce dispositif se caractérisant assentiellement en ce qu'il comporte un composant optique présentant en chaque point, par un effet photo-induit, une transparence variable en fonction de l'intensité lumineuse atteignant ce point; un circuit de commande commandant le fonctionnement du composant optique uniformément sur toute sa surface, l'image étant formée sur ou à proximité de ce composant optique et les rayons formant cette image traversant le composant optique, de telle manière que les intensités lumineuses de chaque point formant l'image initiale soient amplifiées de manière non linéaire et forment une image finale dont les contrastes des intensités lumineuses soient différents de ceux des rayons formant l'image initiale. The present invention thus relates to an image transformation device comprising an optical or electrooptic means for forming an initial image, this device being characterized essentially in that it comprises an optical component having at each point, by an effect photo-induced, a variable transparency depending on the light intensity reaching this point; a control circuit controlling the operation of the optical component uniformly over its entire surface, the image being formed on or near this optical component and the rays forming this image passing through the optical component, so that the light intensities of each point forming the initial image are amplified in a non-linear manner and form a final image whose contrasts of the light intensities are different from those of the rays forming the initial image.
Le dispositif selon l'invention peut comporter différents moyens de formation d'une image, différents moyens de réalisation de composants optiques, différents arrangements optiques et ainsi que différents circuits de commande du fonctionnement du composant optique. The device according to the invention may comprise different means for forming an image, different means for producing optical components, different optical arrangements and as well as different circuits for controlling the operation of the optical component.
La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé dans un but explicatif et nullement limitatif, permettra de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de la présente invention. The description which follows, made with reference to the appended drawing for explanatory purposes and in no way limiting, will allow a better understanding of the advantages, aims and characteristics of the present invention.
Dans toute cette description r le composant optique sera défini par les termes composant "photo-transparent", étant entendu que ce terme désigne un composant dont la transparence en chaque point est fonction de l'intensité de la lumière incidente sur ce point. Throughout this description, the optical component will be defined by the terms “photo-transparent” component, it being understood that this term designates a component whose transparency at each point is a function of the intensity of the light incident on this point.
Le contraste entre deux points est par ailleurs défini comme le rapport des intensités lumineuses traversant ces points. The contrast between two points is also defined as the ratio of the light intensities crossing these points.
Dans toute la description, le terme "image initiale" est mis au singulier. Cependant, ce terme comprend aussi les images animées. Throughout the description, the term "initial image" is put in the singular. However, this term also includes moving pictures.
Les écrans plats présentés dans cette description sont principalement des écrans plats à cristaux liquide, pour des raisons de clarté. Cependant, d'autres composants peuvent être utilisés, comme par exemple les céramiques PLZT, les cristaux liquides ferro-électriques, les écrans magnéto-optiques et plus généralement tous les composants d'écrans plats. The flat screens presented in this description are mainly flat liquid crystal screens, for reasons of clarity. However, other components can be used, such as for example PLZT ceramics, ferroelectric liquid crystals, magneto-optical screens and more generally all components of flat screens.
Dans le dessin annexé :
- la figure 1 représente une vue en coupe schématique du dispositif selon l'invention.In the attached drawing:
- Figure 1 shows a schematic sectional view of the device according to the invention.
- la figure la représente une vue de face d'une image initiale avant transformation par le dispositif selon l'invention. - Figure la shows a front view of an initial image before transformation by the device according to the invention.
- la figure lb représente une vue de face de l'image finaleaprès transformation par le dispositif selon l'invention. - Figure lb shows a front view of the final image after transformation by the device according to the invention.
- la figure 2 représente une vue en coupe schématique d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, comportant un objectif. - Figure 2 shows a schematic sectional view of a first embodiment of the device according to the invention, comprising a lens.
- la figure 3 représente une vue en coupe schématique d'un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, comportant un écran plat. - Figure 3 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the device according to the invention, comprising a flat screen.
- la figure 4 représente une vue en coupe schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention, à objectif et source de lumière interne. - Figure 4 shows a schematic sectional view of a third embodiment of the invention, with objective and internal light source.
- la figure 5 représente un premier mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-conducteur longitudinal. - Figure 5 shows a first embodiment of the photo-transparent component, with longitudinal photo-conductive effect.
- la figure 6 représente un deuxième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-diode longitudinal. - Figure 6 shows a second embodiment of the photo-transparent component, with longitudinal photo-diode effect.
- la figure 7 représente un troisième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-conducteur transversal. - Figure 7 shows a third embodiment of the photo-transparent component, with transverse photo-conductive effect.
- la figure 8 représente un quatrième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-diode transversal. - Figure 8 shows a fourth embodiment of the photo-transparent component, with transverse photo-diode effect.
- la figure 9 représente un cinquième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-conducteur matriciel. - Figure 9 shows a fifth embodiment of the photo-transparent component, with a matrix photo-conductive effect.
- la figure 10 représente un sixième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-diode matriciel. - Figure 10 shows a sixth embodiment of the photo-transparent component, with a photo-diode matrix effect.
- la figure 11 représente un septième mode de réalisation du composant photo-transparent, à effet photo-électro-optique ou photo-chimico-optique. - Figure 11 shows a seventh embodiment of the photo-transparent component, photo-electro-optical or photo-chemico-optical effect.
- les figures 12a, 12b, 12c et 12d représentent quatre circuits électroniques de commande du dispositif selon l'invention. - Figures 12a, 12b, 12c and 12d show four electronic circuits for controlling the device according to the invention.
- la figure 13 représente le troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention représenté en figure 4 associé à un capteur d'image. - Figure 13 shows the third embodiment of the device according to the invention shown in Figure 4 associated with an image sensor.
Si l'on s réfère d'abord aux figures 1, la et lb, cn voit sur ces figures, sur un axe optique A, un système optique ou électro-optique 20 formant une image initiale 1 composée d'un point de forte intensité lumineuse 2 traversé par des rayons de forte intensité 3 et un point de faible intensité lumineuse 4 traversé par des rayons de faible intensité 5, un composant photo-transparent 6 dont la transparence en chaque point dépend de l'intensité lumineuse le traversant, un circuit de commande 7 percevant une intensité lumineuse moyenne de 1' image initiale et commandant optiquement ou électroniqement le fonctionnement du composant photo-transparent 6, et ceci uniformément sur toute la surface du composant 6, et une image finale 8 composée d'un point de forte intensité lumineuse 9 traversé par des rayons de forte intensité 10 et un point de faible intensité lumineuse 11 traversé par des rayons de faible intensité lumineuse 12. If we refer first to Figures 1, la and lb, cn sees in these figures, on an optical axis A, an optical or electro-optical system 20 forming an initial image 1 composed of a point of high intensity light 2 crossed by rays of high intensity 3 and a point of low light intensity 4 crossed by rays of low intensity 5, a photo-transparent component 6 whose transparency at each point depends on the light intensity passing through it, a circuit control 7 perceiving an average light intensity of the initial image and optically or electronically controlling the operation of the photo-transparent component 6, and this uniformly over the entire surface of the component 6, and a final image 8 composed of a strong point light intensity 9 crossed by rays of high intensity 10 and a point of low light intensity 11 crossed by rays of low light intensity 12.
Pour des raisons de clarté, l'image 1 est représentée dans la figure 1 de manière éloignée du composant photo-transparent 6, mais selon l'invention, l'imago 1 est a proximité de ou sur la surface du composant photo-transparent 6. De même pour chaque image, initiale 1 ou finale 8, ne sont représentes que deux points et l'épaisseur des rayons lumineux représentés correspond à leur intensité lumineuse, toujours dans un but explicatif. For reasons of clarity, image 1 is shown in FIG. 1 far from the photo-transparent component 6, but according to the invention, the imago 1 is close to or on the surface of the photo-transparent component 6 Similarly, for each image, initial 1 or final 8, only two points are represented and the thickness of the light rays represented corresponds to their light intensity, always for explanatory purposes.
Les points 2 et 9 sont placés aux mêmes lieux de l'image initiale et de l'image finale ainsi que les points 4 et 11, les forme représentées par les images initiales et finales étant identiques. Points 2 and 9 are placed in the same places of the initial image and the final image as well as points 4 and 11, the shape represented by the initial and final images being identical.
Le système 20 est constitué soit d'un objectif, et forme alors une image 1 à partir d'une scène placée dans son champ optique, objectif tel que présenté en regard des figures 2 et 4, soit par d'un écran plat affichant une image, tel que présenté on regard de la figure 3. The system 20 consists either of an objective, and then forms an image 1 from a scene placed in its optical field, objective as presented with reference to FIGS. 2 and 4, or by a flat screen displaying a image, as shown in Figure 3.
Selon que les rayons formant l'image initiale convergent optiquement en avant ou en arrière de la surface du composant photo-transparent 6, l'image initiale est respectivement réelle ou virtuelle. L'image finale est alors respectivement virtuelle ou réelle. Depending on whether the rays forming the initial image converge optically in front of or behind the surface of the photo-transparent component 6, the initial image is respectively real or virtual. The final image is then respectively virtual or real.
En effet, le composant photo-transparent 6 est afocal. Les directions de propagation des rayons 3 et 10 sont identiques, ainsi que celles des rayons 5 et 12. Par contre les rapports des intensités lumineuses des rayons 10 et 12 sortants du composant 6, sur les intensités lumineuses des rayons 3 et 5 entrant dans le composant 6 sont différents. Indeed, the photo-transparent component 6 is afocal. The directions of propagation of rays 3 and 10 are identical, as are those of rays 5 and 12. On the other hand, the ratios of the light intensities of rays 10 and 12 exiting component 6, on the light intensities of rays 3 and 5 entering the component 6 are different.
L'image finale possède donc un contraste différent de l'image initiale. The final image therefore has a different contrast from the initial image.
La transparence en chaque point du composant phototransparent 6 dépend directement, d'une part de la commande transmise uniformément sur sa surface, optiquement ou électroniquement, par le circuit de commande 7 et, d'autre part de l'intensité lumineuse ponctuelle le traversant. The transparency at each point of the phototransparent component 6 depends directly, on the one hand on the command transmitted uniformly over its surface, optically or electronically, by the control circuit 7 and, on the other hand on the punctual light intensity passing through it.
En particulier, le composant photo-transparent 6 peut être composé d'un écran plat passif transmissif à polariseurs dans lequel est inséré, entre les électrodes de commande, au moins une couche photo-conductrice ou un assemblage de couches électroniques dopées dont le contact fonctionne de la même manière qu'une photo-diode, de telle manière que le champ électro-magnétique en chaque pont de l'écran plat dépend de l'intensité lumineuse incidente des rayons formant l'image initiale. In particular, the photo-transparent component 6 can be composed of a passive transmissive flat screen with polarizers in which is inserted, between the control electrodes, at least one photoconductive layer or an assembly of doped electronic layers whose contact operates in the same way as a photo-diode, so that the electromagnetic field in each bridge of the flat screen depends on the incident light intensity of the rays forming the initial image.
Le composant photo-transparent 6 peut aussi être constitué d'un écran plat à polariseurs fonctionnant selon un champ électro-magnétique dont l'orientation, transversale ou longitudinale, et l'intensité dépendent de l'intensité des rayons formant l'image initiale, les dits rayons arrivant sur au moins une couche photo-conductrice ou sur un contact à effet de photo-diode disposé entre des électrodes parallèles. The photo-transparent component 6 can also consist of a flat screen with polarizers operating according to an electromagnetic field whose orientation, transverse or longitudinal, and the intensity depend on the intensity of the rays forming the initial image, said rays arriving on at least one photoconductive layer or on a photo-diode effect contact disposed between parallel electrodes.
Dans tous les cas, l'effet faisant varier la transparence ponctuelle du composant photo-transparent 6 est photo-induit, c'est à dire commandé par la lumière incidente et non électroniquement. In all cases, the effect varying the point transparency of the photo-transparent component 6 is photo-induced, that is to say controlled by the incident light and not electronically.
Ces différents modes de réalisation sont présentés en regard des figures 5 à '0. These different embodiments are presented with reference to FIGS. 5 to 0.
La position de polariseurs faisant partie du composant photo-transparent 6 détermine alors la croissance ou la décroissance de la courbe de transparence du composant 6 en fonction de l'intensité lumineuse, courbe identique en chaque point de cet écran plat. Des positions de ces polariseurs sont présentés plus loin. The position of polarizers forming part of the photo-transparent component 6 then determines the growth or the decrease of the transparency curve of the component 6 as a function of the light intensity, curve identical at each point of this flat screen. Positions of these polarizers are presented below.
Enfin, le composant photo-transparent 6 peut être composé d'une couche de matériau photo-électro-optique ou photo chimico-optiue, avec ou sans source d'alimentation. Finally, the photo-transparent component 6 can be composed of a layer of photo-electro-optical or photo-chemical-optic material, with or without a power source.
Ces derniers modes de réalisation sont présentés en regard de la figure 11. These latter embodiments are presented with reference to FIG. 11.
Pour effectuer une mesure d'une moyenne des intensités lumineuses des points constituant l'image initiale 1, le circuit 7 peut comporter une cellule photo-sensible, par exemple photo-électrique, percevant l'image initiale 1. To make a measurement of an average of the light intensities of the points constituting the initial image 1, the circuit 7 may include a photo-sensitive cell, for example photoelectric, perceiving the initial image 1.
Le circuit 7 peut aussi recevoir un signal émis par un capteur d'image électronique et en extraire une valeur caractéristique. Circuit 7 can also receive a signal emitted by an electronic image sensor and extract a characteristic value therefrom.
Le circu.t électronique 7 peut utiliser la réponse du composant 6 à ses signaux de commande pour mesurer une transparence moyenne de ce composant 6, ladite transparence étant, comme erpliqués plus haut fonction des intensités lumineuses ponctuelles de l'image initiale 1. The electronic circuit 7 can use the response of component 6 to its control signals to measure an average transparency of this component 6, said transparency being, as explained above, a function of the point light intensities of the initial image 1.
Le circuit électronique 7 peut enfin, mais uniquemeent dans le cas où l'image initiale 1 est formée par un écran plat, comme p;.r exemple dans le mode de réalisation du dispositif selon l'invention présenté en figure 3, être connecté à cet écran plat, apercevoir ses signaux de commande et en extraire une valeur caractéristique. The electronic circuit 7 can finally, but only in the case where the initial image 1 is formed by a flat screen, as for example in the embodiment of the device according to the invention presented in FIG. 3, be connected to this flat screen, see its control signals and extract a characteristic value.
Ces différents circuits sont de réalisation aisée et ne sont pas tous décrits ici. These different circuits are easy to make and are not all described here.
Pour commander la sensibilité et le fonctionnement du composant photo-transparent 6, plusieurs principe peuvent être utilisés. To control the sensitivity and the functioning of the photo-transparent component 6, several principles can be used.
D'une part, la photo-conductivité ou l'effet de photodiode dépendent souvent de la température des couches photosensibles. Le circuit 7 peut donc Ztre relié à une électrode chauffante transparente, par exemple en ITO, ou oxyde d'étain et d'indium, insérée dans le composant 6. I1 est à noter que les électrodes présentées en regard des figures 5 à 11 peuvent aussi être utilisées à cet effet, moyennant, pour chacune d'elles d'être reliées à deux bornes électriques du circuit 7 et moyennant de maintenir sur toute la surface du composant 6, une tension de commande uniforme. On the one hand, the photo-conductivity or the photodiode effect often depend on the temperature of the photosensitive layers. The circuit 7 can therefore be connected to a transparent heating electrode, for example made of ITO, or tin and indium oxide, inserted in the component 6. It should be noted that the electrodes presented opposite Figures 5 to 11 can also be used for this purpose, by means of, for each of them being connected to two electrical terminals of the circuit 7 and by means of maintaining over the entire surface of the component 6, a uniform control voltage.
D'autre part, l'émission per un composant électro-optique ou opto-électronique, tel qu'une diode électro-luminescente, d'un rayonnement atteignant toute la surface du composant 6, permet d'activer le fonctionnement de ce composant. On the other hand, the emission by an electro-optical or opto-electronic component, such as an electroluminescent diode, of radiation reaching the entire surface of the component 6, makes it possible to activate the operation of this component.
Les signaux de commande du composant 6, signaux généralement alternatifs carrés, peuvent être contrôlés selon leur trois paramètres, tension, intensité et fréquence par le circuit électronique 7. The control signals of component 6, generally square alternating signals, can be controlled according to their three parameters, voltage, current and frequency by the electronic circuit 7.
Enfin, le circuit 7 peut contrôler un diapragme placé dans un objectif formant l'image initiale 1 ou la transparence d'un filtre optique, par exemple à cristaux liquides de telle manière que l'intensité moyenne de l'image 1 entre dans la plage d'intensités lumineuses dans laquelle fonctionne le composant 6. Finally, circuit 7 can control a diapragm placed in a lens forming the initial image 1 or the transparency of an optical filter, for example with liquid crystals so that the average intensity of image 1 enters the range of light intensities in which the component operates 6.
La réalisation de ces différents modes de commande du fonctionement du composant photo-transparent 6 ne présente aucune difficulté et n'est donc présenté dans la figure 12 que brièvement. The realization of these different modes of controlling the operation of the photo-transparent component 6 presents no difficulty and is therefore only presented in FIG. 12 briefly.
Le circuit de commande 7 perçoit une intensité lumineuse caractéristique moyenne ou extrémale de l'image initiale, soit par une cellule de mesure recevant des rayons formant l'image initiale 1, soit par un signal électronique provenant d'un capteur d'image électronique, en particulier dans le cas où le dispositif est combiné à une caméra électronique, soit par une mesure d'un paramètre électrique, de résistance ou de courant à travers le composant 6, soit par un signal de commande électronique d'un écran formant une image, dans le cas où l'image initiale est formée sur un écran. The control circuit 7 perceives an average or extreme characteristic light intensity of the initial image, either by a measurement cell receiving rays forming the initial image 1, or by an electronic signal coming from an electronic image sensor, in particular in the case where the device is combined with an electronic camera, either by a measurement of an electrical, resistance or current parameter through the component 6, or by an electronic control signal from a screen forming an image , in the case where the initial image is formed on a screen.
I1 est à noter que la moyenne d'intensité lumineuse perçue par le circuit de commande 7 est une moyenne pondérée. It should be noted that the average light intensity perceived by the control circuit 7 is a weighted average.
Le circuit de commande 7 contrôle uniformément sur toute la surface du composant photo-transparent 6 un des paramètres de la photo-transparence, c'est à dire la tension, l'intensité totale, la fréquence, du courant d'alimentation du composant 6, la température du composant 6 ou un rayonnement supplémentaire aux rayons formant l'image initiale 1, le dit rayonnement supplémentaire atteignant ce composant 6. Enfin, le circuit de commande 7 peut commander une valeur de l'intensité lumineuse moyenne de l'image initiale par la commande du système 20 formant l'image initiale 1. The control circuit 7 controls uniformly over the entire surface of the photo-transparent component 6 one of the parameters of the photo-transparency, that is to say the voltage, the total intensity, the frequency, of the supply current of the component 6 , the temperature of component 6 or additional radiation to the rays forming the initial image 1, said additional radiation reaching this component 6. Finally, the control circuit 7 can control a value of the average light intensity of the initial image by controlling the system 20 forming the initial image 1.
Il est notable que pour des raisons d'efficacité, plusieurs composants photo-transparents 6 peuvent être utilisés dans le dispositif selon l'invention. It is notable that for reasons of efficiency, several photo-transparent components 6 can be used in the device according to the invention.
Dans la figure 2 on retrouve les éléments de la figure 1, le système optique ou électro-optique 20 étant ici un objectif 13. In FIG. 2 we find the elements of FIG. 1, the optical or electro-optical system 20 here being a lens 13.
L'image finale peut être captée par un capteur d'image électronique, tel que ceux utilisés dans les caméras vidéo ou par un capteur d'image chimique, tel que les pellicules chimiques utilisées dans les appareils photographiques. The final image can be captured by an electronic image sensor, such as those used in video cameras or by a chemical image sensor, such as chemical film used in cameras.
L'objectif 13 forme dans cette application l'image 1 optiquement derrière le composant photo-transparent 6 et le capteur d'image est positionné dans le plan focal de l'objectif 13, lieu ou se forme l'image finale 8.The objective 13 in this application forms the image 1 optically behind the photo-transparent component 6 and the image sensor is positioned in the focal plane of the objective 13, where the final image 8 is formed.
L'image finale peut aussi être captée par l'oeil humain, moyennant l'utilisation d'une optique complémentaire de type connu dans les viseur d'appareil photographiques, notamment. The final image can also be captured by the human eye, by means of the use of complementary optics of a type known in viewfinders for photographic cameras, in particular.
Les applications du dispositif selon ce premier mode de réalisation sont principalement la réduction de contrastes d'images, en particulier pour les images faîtes en extérieur ou avec des sources de lumière dans le champ optique de l'objectif 13. The applications of the device according to this first embodiment are mainly the reduction of image contrasts, in particular for images made outdoors or with light sources in the optical field of objective 13.
Dans la figure 3, on retrouve les éléments de la figure 1, le système 20 étant ici un écran plat 14 formant une image 1, à partir d'un signal électronique, et une source de lumière 15. Le circuIt de commande 7 est alors relié soit au composant 6 dont il mesure une des caractéristiques électriques, intensité le traversant ou résistance totale, soit au signal électronique commandant l'affichage de l'image 1 sur l'écran plat 14. In Figure 3, we find the elements of Figure 1, the system 20 here being a flat screen 14 forming an image 1, from an electronic signal, and a light source 15. The control circuit 7 is then connected either to component 6 of which it measures one of the electrical characteristics, intensity passing through it or total resistance, or to the electronic signal controlling the display of image 1 on the flat screen 14.
Ce mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention est particulièrement adapté aux projecteurs d'images et aux écrans d'affichage. Il accentue alors le contraste lumineux de l'image formée sur l'écran plat 14. This embodiment of the device which is the subject of the present invention is particularly suitable for image projectors and display screens. It then accentuates the light contrast of the image formed on the flat screen 14.
Dans la figure 4, on retrouve les éléments de la figure 1, le système optique ou électro-optique 20 étant ici un objectif 13, une source de lumière 15 et un moyen de combinaison 16 des rayons formant l'image initiale et des rayons lumineux provenant de cette source lumineuse 15. Ledit moyen de combinaison 16 est ici une lame partiellement réfléchissante 16 et la source de lumière est constituée d'une ampoule incandescente 15a et d'un dépoli 15b. D'autres sources de lumière et d'autres moyens optiques connus sont conformes à l'esprit de l'invention. In FIG. 4, we find the elements of FIG. 1, the optical or electro-optical system 20 here being a lens 13, a light source 15 and a means 16 for combining the rays forming the initial image and the light rays. coming from this light source 15. Said combining means 16 is here a partially reflecting plate 16 and the light source consists of an incandescent bulb 15a and a frosted 15b. Other light sources and other known optical means are in accordance with the spirit of the invention.
Selon ce troisième mode de réalisation, le signal de commande du fonctionnement du composant photo-transparent 6 et le signal de commande du fonctionnement de la source lumineuse 15 sont temporellement alternés l'un par rapport à l'autre. De cette manière l'effet de photo-transparence photo-induit ne dépend que des rayons lumineux provenant de l'objectif 13, le composant 6 étant au repos pendant les phases d'émission lumineuse de la source 15. According to this third embodiment, the signal for controlling the operation of the photo-transparent component 6 and the signal for controlling the operation of the light source 15 are temporally alternated with respect to each other. In this way the photo-induced photo-transparency effect depends only on the light rays coming from the objective 13, the component 6 being at rest during the light emission phases of the source 15.
Les rayons lumineux venant de la source lumineuse 15 et traversant le composant photo-transparent 6 sont modulés par les transparences ponctuelles de ce composant 6 et l'image finale est alternativement celle décrite en regard des figures 1 et 2 et celle réalisée de cette manière. The light rays coming from the light source 15 and passing through the photo-transparent component 6 are modulated by the point transparencies of this component 6 and the final image is alternately that described with reference to FIGS. 1 and 2 and that produced in this way.
Ce troisième mode de réalisation permet une amplification des intensités lumineuses des rayons formant l'image initiale 1 provenant de l'objectif 13. This third embodiment allows amplification of the light intensities of the rays forming the initial image 1 coming from the objective 13.
I1 permet à l'oeil et aux capteurs d'images peu sensibles de percevoir des images de faible luminosité. I1 allows the eye and insensitive image sensors to perceive low light images.
Les modes de réalisation du dispositif présentés en regard des figures 2 et 4 peuvent être accolés à un capteur d'images sur la face arrière du composant 6. L'objectif 13 focalise alors l'image 1 sur ce capteur d'image à travers le composant photo-transparent 6. On réalise ainsi des caméras de haute sensibilité et/ou résistantes aux éblouissements. The embodiments of the device presented with reference to FIGS. 2 and 4 can be attached to an image sensor on the rear face of the component 6. The lens 13 then focuses image 1 on this image sensor through the photo-transparent component 6. High-sensitivity and / or glare-resistant cameras are thus produced.
Dans la figure 5 sont représentés les éléments d'un écran à cristal liquide de type obturateur, c'est à dire possédant deux électrodes et une zone active, et une couche uniforme de photo-conducteur disposée entre une de ces électrodes et le cristal liquide. Ce assemblage constitue un premier mode de réalisation du composant photo-transparent 6. In FIG. 5 are shown the elements of a liquid crystal screen of the shutter type, that is to say having two electrodes and an active area, and a uniform layer of photo-conductor disposed between one of these electrodes and the liquid crystal. . This assembly constitutes a first embodiment of the photo-transparent component 6.
Dans la figure 5 sont représentés, sur un axe optique A, un polariseur 21, un substrat de verre 22, une électrode uniforme 23, une couche photo-conductrice 24, une couche d'orientation 25, un cristal liquide 26, des espaceurs 27, une couche d'orientation 28, une électrode uniforme 29, un substrat de verre 30 et un polariseur 31. In FIG. 5 are represented, on an optical axis A, a polarizer 21, a glass substrate 22, a uniform electrode 23, a photoconductive layer 24, an orientation layer 25, a liquid crystal 26, spacers 27 , an orientation layer 28, a uniform electrode 29, a glass substrate 30 and a polarizer 31.
En dehors de l'axe optique A, un circuit de commande 7 est relié aux électrodes 23 et 29. Outside the optical axis A, a control circuit 7 is connected to the electrodes 23 and 29.
Les rayons lumineux sont représentés par des flèches parallèles à l'axe A et les axes de polarisation des polariseurs 21 et 31 sont représentés par des flèches perpendiculaires à cet axe optique A. The light rays are represented by arrows parallel to the axis A and the axes of polarization of the polarizers 21 and 31 are represented by arrows perpendicular to this optical axis A.
Les éléments composant un écran plat sont de type connu et ne sont pas présentés ici. The elements making up a flat screen are of known type and are not presented here.
La couche photo-conductrice 24 possède une épaisseur très faible, de l'ordre du micron et sa conduction électrique en chaque point est variable et décroissante en fonction de l'intensité lumineuse incidente sur ce point. The photoconductive layer 24 has a very small thickness, of the order of a micron and its electrical conduction at each point is variable and decreasing as a function of the light intensity incident on this point.
La différence de potentiel autour d'un point du cristal liquide 26 est donc variable en fonction de l'intensité lumineuse le traversant et atteignant le point correspondant de la couche photo-conductrice 24. Cette différence de potentiel influençant l'effet du cristal liquide, la transparence du composant 6 dépend point par point de l'intensité lumineuse incidente sur ce point. The potential difference around a point of the liquid crystal 26 is therefore variable as a function of the light intensity passing through it and reaching the corresponding point of the photoconductive layer 24. This potential difference influencing the effect of the liquid crystal, the transparency of the component 6 depends point by point on the light intensity incident on this point.
Cependant les positions des polariseurs 21 et 31 définissent si la transparence du composant 6 est une fonction croissante ou décroissante de l'intensité lumineuse incidente. However, the positions of the polarizers 21 and 31 define whether the transparency of the component 6 is an increasing or decreasing function of the incident light intensity.
Pour le cas représenté dans la figure 5, le cristal liquide fait, en l'absence de différence de potentiel entre les électrodes 23 et 29, tourner la polarisation de la lumière le traversant d'un quart de tour. Il est, par exemple, de type connu sous le nom de "Twisted Nematic" ou "TN". En présence d'une différence de potentiel suffisante entre les surfaces du cristal liquide, celui-ci perd son activité optique et ne fait plus tourner l'axe de polarisation de la lumière qui le traverse. For the case represented in FIG. 5, the liquid crystal causes, in the absence of a potential difference between the electrodes 23 and 29, to rotate the polarization of the light passing through it by a quarter of a turn. It is, for example, of the type known under the name of "Twisted Nematic" or "TN". In the presence of a sufficient potential difference between the surfaces of the liquid crystal, the latter loses its optical activity and no longer rotates the axis of polarization of the light passing through it.
Les polariseurs 21 et 31 ayant des axes de polarisation parallèles dans la figure 5, la transparence ponctuelle est ici une fonction croissante de l'intensité lumineuse incidente. The polarizers 21 and 31 having parallel polarization axes in FIG. 5, the point transparency is here an increasing function of the incident light intensity.
Dans une variante, les polariseurs sont croisés, c'est à dire que leurs axes de polarisation sont perpendiculaires et la transparence ponctuelle est une fonction décroissante de l'intensité lumineuse incidente. In a variant, the polarizers are crossed, that is to say that their axes of polarization are perpendicular and the point transparency is a decreasing function of the incident light intensity.
Dans d'autres variantes l'angle de rotation dû à l'effet du cristal liquide est différent de 90 degrés et les positions des polariseurs peuvent déterminer des fonctions alternativement croissante et décroissantes. En particulier, pour le mode de réalisation présenté en figure 4, une fonction croissante puis décroissante est adaptée à intensifier les points de l'image 1 dont l'intensité est trop faible pour être captée par un capteur classique puis décroissante pour réduire les fortes intensités lumineuses. In other variants the angle of rotation due to the effect of the liquid crystal is different from 90 degrees and the positions of the polarizers can determine alternately increasing and decreasing functions. In particular, for the embodiment presented in FIG. 4, an increasing then decreasing function is adapted to intensify the points of image 1 whose intensity is too low to be picked up by a conventional sensor then decreasing to reduce the high intensities bright.
Le circuit 7 peut ici percevoir une intensité lumineuse moyenne de 1 image 1 en mesurant la conduction électrique totale du composant 6 entre les électrodes 23 et 29. Un simple circuit de contrôle automatique de gain permet alors d'afficher une tension entre ces électrodes dépendant automatiquement de cette résistance électrique totale. The circuit 7 can here perceive an average light intensity of 1 image 1 by measuring the total electrical conduction of the component 6 between the electrodes 23 and 29. A simple automatic gain control circuit then makes it possible to display a voltage between these electrodes automatically dependent of this total electrical resistance.
Cependant, d'autres modes de mesure de l'intensité lumineuse moyenne de l'image 1 sont présentés en regard de la figure 13 et sont immédiatement connectables au mode de réalisation du composant 6 présenté dans la figure 5. However, other methods of measuring the average light intensity of image 1 are presented with reference to FIG. 13 and can be immediately connected to the embodiment of the component 6 presented in FIG. 5.
Ce premier mode de réalisation du composant phototransparent 6 a pour principal avantage d'être d'une réalisation facile. The main advantage of this first embodiment of the phototransparent component 6 is that it is easy to produce.
Dans la figure 6, on retrouve les éléments représentés dans la figure 5, à l'exception de la couche photo-conductrice 24. Celle-ci est ici remplacé par deux photo-diodes réalisées en couches parallèles 32, 33, 34 et 35. Les couches 32 et 35 sont dopées, par exemple, en charges électriques positives et les couches 33 et 34 sont dopées de manière électriquement opposee. In FIG. 6, we find the elements represented in FIG. 5, with the exception of the photoconductive layer 24. This is here replaced by two photo-diodes produced in parallel layers 32, 33, 34 and 35. The layers 32 and 35 are doped, for example, with positive electrical charges and the layers 33 and 34 are doped in an electrically opposite manner.
Les jonctions entre les couches 33 et 34, dtune part, et 35 et 36, d'autre part, réalisent des photo-diodes qui laissent ponctuellement passer le courant électrique de manière croissante en fonction de l'intensité lumineuse incidente. The junctions between layers 33 and 34, on the one hand, and 35 and 36, on the other hand, produce photo-diodes which punctually allow the electric current to flow in increasing manner as a function of the incident light intensity.
Le cristal liquide est donc ici commandé en intensité, sans variation de la différence de potentiel entre les électrodes 23 et 29. The liquid crystal is therefore here intensity controlled, without variation of the potential difference between the electrodes 23 and 29.
I1 est à noter qu'une seule photo-diode peut suffire à réaliser un composant photo-transparent 6 conforme à l'esprit de l'invention. It should be noted that a single photo-diode may suffice to produce a photo-transparent component 6 in accordance with the spirit of the invention.
Pour une plus grande facilité de réalisation, les couches dopées 32, 33, 34 et 35 pourront être morcellées dans leur surface ainsi que les électrodes 23 et 29. For greater ease of production, the doped layers 32, 33, 34 and 35 may be broken up in their surface as well as the electrodes 23 and 29.
Dans la figure 6, les polariseurs sont représentés avec des axes de polarisation croisés. Si le cristal liquide est de type "twisted nematic" à 90 , la transparence de chaque point du composant 6 est une fonction décroissante de l'intensité lumineuse incidente sur ce point. In Figure 6, the polarizers are shown with crossed axes of polarization. If the liquid crystal is of the “twisted nematic” type at 90, the transparency of each point of the component 6 is a decreasing function of the light intensity incident on this point.
Un des avantages de ce mode de réalisation est sa rapidité de réponse. One of the advantages of this embodiment is its speed of response.
Dans la figure 7, on retrouve les éléments présentés en regard de la figure 5, mais les électrodes 23 et 29 sont disposées alternativement et parallèlement les unes aux autres, du même coté du cristal liquide 26. Les électrodes du composants 6 sont donc reliées alternativement aux bornes du circuit 7. La distance entre les électrodes est préférentiellement supérieure à l'épaisseur du cristal liquide 26. Les électrodes 23 et 29 sont reliées aux bornes du circuit de commande 7. In FIG. 7, we find the elements presented opposite FIG. 5, but the electrodes 23 and 29 are arranged alternately and parallel to each other, on the same side of the liquid crystal 26. The electrodes of the component 6 are therefore connected alternately across the circuit 7. The distance between the electrodes is preferably greater than the thickness of the liquid crystal 26. The electrodes 23 and 29 are connected to the terminals of the control circuit 7.
Selon ce mode de réalisation du composant 6, la conductivité de la couche photo-conductrice entre deux points de deux électrodes parallèles influence l'intensité du champ électrique latéral de la zone du cristal liquide située entre ces deux points. Ce champ électrique détermine l'effet optique du cristal liquide de la même manière que précédament. According to this embodiment of component 6, the conductivity of the photoconductive layer between two points of two parallel electrodes influences the intensity of the lateral electric field of the zone of the liquid crystal situated between these two points. This electric field determines the optical effect of the liquid crystal in the same way as before.
En variante, les électrodes 23 et la couche photoconductrice 24 sont situées de part et d'autre du cristal liquide 26. As a variant, the electrodes 23 and the photoconductive layer 24 are located on either side of the liquid crystal 26.
Ce mode de réalisation possède des applications pour les images dont l'intensité lumineuse moyenne est élevée. This embodiment has applications for images with a high average light intensity.
Dans la figure 8 sont représentés les mêmes éléments que dans la figure 7 mais la couche photo-conductrice 24 est remplacée par deux couches dopées 33 et 34 face aux électrodes 23 et 29. Le fonctionnemnt de ce mode de réalisation est le même que celui présenté en regard de la figure 6, les champs électriques étant ici transversaux et/ou longitudinaux. In Figure 8 are shown the same elements as in Figure 7 but the photoconductive layer 24 is replaced by two doped layers 33 and 34 facing the electrodes 23 and 29. The operation of this embodiment is the same as that presented opposite FIG. 6, the electric fields here being transverse and / or longitudinal.
Dans la figure 9, on retrouve les éléments de la figure 5 mais les électrodes 23 et 29 forment des réseaux d'électrodes parallèles, lesdits réseaux étant croisés. Le fonctionnement est identique à celui présenté en regard de la figure 5 mais les tensions appliquées aux zones de cristal liquides placées entre deux électrodes 23 et 29 peuvent être différentes. En particulier, les signaux de commande de ces zones pourront correspondre à l'affichage d'une image positive ou négative de l'image 1 de manière à amplifier l'efficacité de fonctionnement du dispositif selon l'invention. In FIG. 9, we find the elements of FIG. 5 but the electrodes 23 and 29 form networks of parallel electrodes, said networks being crossed. The operation is identical to that presented with reference to FIG. 5 but the voltages applied to the liquid crystal zones placed between two electrodes 23 and 29 may be different. In particular, the control signals of these zones may correspond to the display of a positive or negative image of image 1 so as to amplify the operating efficiency of the device according to the invention.
Dans la figure 10 on retrouve les éléments présentés en regard de la figure 9, mais le circuit photoconducteur est remplacé par un réseau de photo-transistors réalisés en trois couches dopées 32, 33, 34 et entre les électrodes 23 et 29 se trouvent des zones rectangulaires d'électrode 41 servant à réaliser des capacités avec les surfaces des électrodes 29 et chargées par les photo-transistors. In FIG. 10, we find the elements presented opposite FIG. 9, but the photoconductive circuit is replaced by a network of photo-transistors produced in three doped layers 32, 33, 34 and between the electrodes 23 and 29 are areas rectangular electrodes 41 used to make capacitors with the surfaces of the electrodes 29 and charged by the photo-transistors.
D'autres modes de réalisation à photo-transisors ou à diodes fonctionnant matriciellement peuvent aussi être réalisés en transformant les transistors ou les diodes des écrans à cristaux liquides à matrice active en phototransistors ou photo-diodes. Other embodiments with matrix-operated photo-transistors or diodes can also be produced by transforming the transistors or diodes of active matrix liquid crystal displays into phototransistors or photo-diodes.
Dans la figure 11 sont représentés les mêmes éléments que dans la figure 5, à l'exception de la couche photo-conductrice 24 et du cristal liquide 26. In FIG. 11 are shown the same elements as in FIG. 5, with the exception of the photoconductive layer 24 and the liquid crystal 26.
Le cristal liquide est ici remplacé par une couche uniforme 42 qui possède un effet photo-électro-optique, c'est à dire dont les caractéristiques optiques ponctuelles de transparence dépendent directement de l'intensité de la lumière incidente ponctuellement par deux effets successifs, l'un photo-électrique, l'autre électro-optique. Une telle couche peut être réalisée par mélange ou combinaison chimique d'un cristal liquide et d'un semi-conducteur. The liquid crystal is here replaced by a uniform layer 42 which has a photo-electro-optical effect, that is to say whose point optical characteristics of transparency depend directly on the intensity of the incident light punctually by two successive effects, l 'one photo-electric, the other electro-optical. Such a layer can be produced by mixing or chemical combination of a liquid crystal and a semiconductor.
Selon une variante, des composés chimiques présentant naturellement un effet de non linéarité de transmission de la lumière peuvent servir de composant fondamental du composant photo-transparent 6. According to a variant, chemical compounds naturally exhibiting a non-linearity effect of light transmission can serve as a fundamental component of the photo-transparent component 6.
Dans une variante, le composant photo-transparent 6 est constitué d'un composé chimique placé entre deux lames de verre et utilisant le principe des ondes chimiques pour réaliser des transparences croissantes ou décroissantes en fonction des intensités lumineuses incidentes. Les premier composés chimiques connus présentant ces effets sont: une solution acide d'un bromate en présence d'un catalyseur, un complexe de ruthénium, cette solution se trouvant en couche mince, de l'ordre du millimètre. Placé entre des filtres colorés, sa transparence est variable. In a variant, the photo-transparent component 6 consists of a chemical compound placed between two glass slides and using the principle of chemical waves to produce increasing or decreasing transparencies as a function of the incident light intensities. The first known chemical compounds exhibiting these effects are: an acid solution of a bromate in the presence of a catalyst, a ruthenium complex, this solution being in a thin layer, of the order of a millimeter. Placed between colored filters, its transparency is variable.
Pour les différents modes de réalisation du composant 6 présentés en regard des figures 5 à 11, il peut être utile de combiner plusieurs composants photo-transparents 6 dans le dispositif selon l'invention. For the various embodiments of the component 6 presented with reference to FIGS. 5 to 11, it may be useful to combine several photo-transparent components 6 in the device according to the invention.
Ces composants pourront alors avoir des sensibilités différentes. These components may then have different sensitivities.
Pour les composants 6 comportant un cristal liquide, il sera préférentiel d'associer des cristaux liquides dont les effets rotatoires sur la lumière polarisée se font selon des sens de rotation opposés. For the components 6 comprising a liquid crystal, it will be preferable to combine liquid crystals whose rotary effects on the polarized light take place in opposite directions of rotation.
De même un fonctionnement en couleur du dispositif peut s'obtenir en ajoutant des filtres colorés en triade dans les composants 6 ou en utilisant trois composants 6 placés successivement sur l'axe optique A et fonctionnant chacun selon une couleur fondamentale. Similarly, operation in color of the device can be obtained by adding triad colored filters in the components 6 or by using three components 6 placed successively on the optical axis A and each operating according to a fundamental color.
Pour la combinaison de plusieurs composants phototransparents 6 à polariseurs, tels que ceux présentés aux figures 5 à 11, certaines positions de polariseurs permettent des fonctionnement particuliers. For the combination of several phototransparent components 6 with polarizers, such as those presented in FIGS. 5 to 11, certain positions of polarizers allow specific operations.
Ainsi, l'utilisation d'un cristal liquide ayant un pouvoir rotatoire d'un demi-tour, soit 180 degrés, le positionnemeent de deux polariseurs ayant des axes de polarisation perpendiculaires permet de réaliser une transparence ponctuelle du composant 6 fonction croissante puis décroissante de l'intensité lumineuse incidente. Pour le mode de réalisation présenté en regard de la figure 4, cette fonction permet d'amplifier les faibles intensités lumineuses et de diminuer le contrastes des points de forte intensité lumineuse. Thus, the use of a liquid crystal having a rotary power of half a turn, that is 180 degrees, the positioning of two polarizers having perpendicular polarization axes makes it possible to achieve a point transparency of the component 6 increasing then decreasing function of the incident light intensity. For the embodiment presented with reference to FIG. 4, this function makes it possible to amplify the low light intensities and to decrease the contrasts of the points of high light intensity.
La combinaison de deux composants 6 ayant chacun un pouvoir rotatoire de 90 degrés, soit un quard de tour, mais ayant des sensibilités différentes, c'est à dire réagissant à des valeurs d'intensités lumineuses ponctuelles différentes, peut se faire sans polariseur intermédiaire et avec des polariseurs ayaant des axes de polarisation perpendiculaires. The combination of two components 6 each having a rotational power of 90 degrees, ie a quard of a turn, but having different sensitivities, that is to say reacting to values of different point light intensities, can be done without an intermediate polarizer and with polarizers having perpendicular polarization axes.
Cette combinaison réalise la même fonction que celle présentée au paragraphe précédant mais avec une plus grande efficacité.This combination performs the same function as that presented in the preceding paragraph but with greater efficiency.
Deux composants photo-transparents 6 à pouvoirs rotatoires complémentaires, c'est à dire dont le total fait 90 degrés, et dont les sensibilités sont différentes, avec ou sans polariseur intermédiaire permet de réaliser des fonctions dont la pente est faible. Two photo-transparent components 6 with complementary rotary powers, that is to say whose total is 90 degrees, and whose sensitivities are different, with or without an intermediate polarizer makes it possible to perform functions whose slope is low.
Un cristal liquide "Twisted Nematic" ayant un pouvoir rotatoire de 90 degré placé optiquement derrière un polariseur permet de commander électriquement l'axe de polarisation de la lumière en sortant. A "Twisted Nematic" liquid crystal with a rotational power of 90 degrees placed optically behind a polarizer makes it possible to electrically control the axis of polarization of the light as it leaves.
L'insertion d'un tel cristal liquide TN entre l'un des polariseurs 21 ou 31 et le cristal liquide 26 des composants photo-transparents présentés en figures 5 à 11 permet d'inverser la dérivée de la fonction transparence/intensité lumineuse ponctuelle. The insertion of such a liquid crystal TN between one of the polarizers 21 or 31 and the liquid crystal 26 of the photo-transparent components presented in FIGS. 5 to 11 makes it possible to reverse the derivative of the transparency / point light intensity function.
Ceci permet au dispositif de fonctionner en accentuant ou en réduisant les contrastes selon la commande du circuit 7 ou selon la commande de l'utilisateur faite par l'intermédiaire d'un bouton poussoir ou d'un potentiomètre, par exemple. This allows the device to operate by accentuating or reducing the contrasts according to the command of the circuit 7 or according to the command of the user made via a push button or a potentiometer, for example.
Dans les figures 12a, 12b, 12c et 12d sont représentés quatre circuits de commande 7. In FIGS. 12a, 12b, 12c and 12d are represented four control circuits 7.
Le circuit présenté en regard de la figure 12a possède trois transistors 36, un connecteur d'entrée 37 et un connecteur de sortie 38. Le connecteur d'entrée 37 peut être relié au signal de début d'image d'une caméra électronique, ou à un déclencheur d'appareil photographique, par exemple. Le connecteur de sortie 38 est relié aux électrodes du composant photo-transparent 6. The circuit presented opposite FIG. 12a has three transistors 36, an input connector 37 and an output connector 38. The input connector 37 can be connected to the start of image signal of an electronic camera, or to a camera trigger, for example. The output connector 38 is connected to the electrodes of the photo-transparent component 6.
Ce circuit 7 réalise des fonctions croissantes en "rampes" après chaque signal de synchronisation. I1 permet donc de commander une sensibilité variable et progressive du composant 6. This circuit 7 performs increasing functions in "ramps" after each synchronization signal. I1 therefore makes it possible to control a variable and progressive sensitivity of the component 6.
Les points de ce composant réagissent donc successivement en fonction de l'intensité lumineuse incidente, dès que ladite intensité dépasse la sensibilité instantanée du composant 6. The points of this component therefore react successively as a function of the incident light intensity, as soon as said intensity exceeds the instantaneous sensitivity of component 6.
Ce circuit est particulièrement adapté aux composants 6 qui ne peuvent présentés que deux états, l'un transparent et l'autre opaque. Les composants 6 à céramique PLZT ou à cristaux liquides ferroélectriques sont des exemples pour lesquels le circuit présenté en figure 12a présente un intérêt. This circuit is particularly suitable for components 6 which can only present two states, one transparent and the other opaque. The components 6 with PLZT ceramic or ferroelectric liquid crystal are examples for which the circuit presented in FIG. 12a is of interest.
La transparence de chaque point du composant 6 est réalisée pendant une durée variable en fonction de l'intensité lumineuse incidente. The transparency of each point of the component 6 is produced for a variable duration as a function of the incident light intensity.
Dans la figure 12b, on retrouve le connecteur de sortie 38, et un circuit électronique comportant deux transistors 36. In FIG. 12b, there is the output connector 38, and an electronic circuit comprising two transistors 36.
Ce circuit, de type connu, qui se connecte en parallèle avec le composant 6 est un régulateur d'intensité électrique.This circuit, of known type, which connects in parallel with the component 6 is an electric intensity regulator.
L'intensité électrique traversant le composant 6 est donc fixée à une valeur prédéterminée qui contrôle une transparence moyenne du composant 6. The electric current passing through the component 6 is therefore fixed at a predetermined value which controls the average transparency of the component 6.
Dans la figure 12c est représenté un circuit amplificateur dont l'amplification dépend de la résistance entre les électrodes du composant 6. Ce circuit est donc plus particulièrement adapté aux modes de réalisation du composant 6 comportant un matériau photo-conducteur. In FIG. 12c is shown an amplifier circuit whose amplification depends on the resistance between the electrodes of the component 6. This circuit is therefore more particularly adapted to the embodiments of the component 6 comprising a photoconductive material.
Ce circuit 7 présente donc un connecteur d'entrée 37 et un connecteur de sortie 38, ainsi qu'un amplificateur opérationel 39 selon un schéma électronique très classique. This circuit 7 therefore has an input connector 37 and an output connector 38, as well as an operational amplifier 39 according to a very conventional electronic diagram.
La tension de commande du composant 6 est donc ici fonction de la résistance de ce composant, cette résistance étant elle-même fonction d'une intensité lumineuse moyenne de l'image initiale 1. The control voltage of component 6 is therefore here a function of the resistance of this component, this resistance being itself a function of an average light intensity of the initial image 1.
Enfin, dans la figure 12d est représenté un circuit électronique 7 adapté aux modes de réalisation du dispositif selon l'invention comportant un capteur d'image. Le connecteur d'entrée 37 est relié au signal émis par ledit capteur d'image. Le connecteur de sortie 38 est relié au électrodes du composant 6. La tension entre ces électrodes est alors fonction du signal émis par le capteur d'image. On reconnait dans le circuit 7 présenté dans la figure 12d deux étages comportant des amplificateurs opérationnels 39, le premier étant un étage de détection de valeur maximale du signal émis par le capteur d'image, le second réalisant la multiplication
du signal issu du premier étage par un signal constant.La valeur crête d'un signal vidéo correspondant généralement à l'intensité lumineuse maximale reçue par ce capteur, le circuit ici présenté réalise une contre-réaction aux éblouissements. Finally, in FIG. 12d is shown an electronic circuit 7 adapted to the embodiments of the device according to the invention comprising an image sensor. The input connector 37 is connected to the signal emitted by said image sensor. The output connector 38 is connected to the electrodes of the component 6. The voltage between these electrodes is then a function of the signal emitted by the image sensor. We recognize in circuit 7 presented in FIG. 12d two stages comprising operational amplifiers 39, the first being a stage for detecting the maximum value of the signal emitted by the image sensor, the second carrying out the multiplication
of the signal from the first stage with a constant signal. The peak value of a video signal generally corresponding to the maximum light intensity received by this sensor, the circuit presented here performs a feedback against glare.
Les circuits présentés ici ne sont donnés qu'à titre indicatif pour présenter la diversité des moyens de contrôle qui peuvent être employés. The circuits presented here are only given as an indication to present the variety of control means that can be used.
De même, les raccordements du connecteur de sortie 38 au composant 6 peuvent être remplacer par des raccordement aux autres moyens de contrôle présentés ci-dessus, comportant une source lumineuse, un diaphragme, une électrode chauffante, ou générant des signaux alternatifs de commande du composant 6, par exemple. Similarly, the connections of the output connector 38 to the component 6 can be replaced by connections to the other control means presented above, comprising a light source, a diaphragm, a heating electrode, or generating alternative control signals for the component. 6, for example.
Dans la figure 13 est représenté le troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, tel que présenté en regard de la figure 4, associé à une caméra électronique. In Figure 13 is shown the third embodiment of the device according to the invention, as presented with reference to Figure 4, associated with an electronic camera.
Dans la figure 13 sont représentés, sur un axe optique A, un objectif 13 formant une image initiale virtuelle non représentée, composée d'un point de forte intensité lumineuse traversé par des rayons de forte intensité 3 et un point de faible intensité lumineuse traversé par des rayons de faible intensité 5, un composant photo-transparent 6 dont la transparence en chaque point dépend de l'intensité lumineuse le traversant, un circuit de commande 7 percevant une intensité lumineuse moyenne de l'image initiale et commandant électroniquement le fonctionnement du composant phototransparent 6 et ceci uniformément sur toute la surface du composant 6, une image finale réelle 8 composée d'un point de forte intensité lumineuse 9 traversé par des rayons de forte intensité 10 et un point de faible intensité lumineuse 11 traversés par des rayons de faible intensité lumineuse 12, une source lumineuse 15, un moyen de combinaison 16 des rayons provenant de l'objectif 13 et de ceux provenant de la source lumineuse 15 et un capteur d'image électronique 40. In FIG. 13 are represented, on an optical axis A, a lens 13 forming a virtual initial image not shown, composed of a point of high light intensity crossed by rays of high intensity 3 and a point of low light intensity crossed by rays of low intensity 5, a photo-transparent component 6 whose transparency at each point depends on the light intensity passing through it, a control circuit 7 perceiving an average light intensity of the initial image and electronically controlling the operation of the component phototransparent 6 and this uniformly over the entire surface of the component 6, a real final image 8 composed of a point of high light intensity 9 crossed by rays of high intensity 10 and a point of low light intensity 11 crossed by rays of weak light intensity 12, a light source 15, a means 16 for combining the rays coming from the objective 13 and from those coming from the light source 15 and an electronic image sensor 40.
Le circuit de commande 7 est relié électroniquement d'une part au composant photo-transparent 6 et d'autre part à la source lumineuse 15. Il commande successivement le fonctionnement du composant photo-transparent 6 et de la source de lumière 15 dans la durée de prise d'une image par le capteur 40. Entre deux prises d'images, le composant phototransparent 6 et la source lumineuse 15 sont au repos. The control circuit 7 is electronically connected on the one hand to the photo-transparent component 6 and on the other hand to the light source 15. It successively controls the operation of the photo-transparent component 6 and the light source 15 over time. for taking an image by the sensor 40. Between two images taken, the phototransparent component 6 and the light source 15 are at rest.
Le composant photo-transparent 6 présente ici une transparence ponctuelle fonction croissante puis décroissante de l'intensité lumineuse incidente. Pour présenter une telle fonction, le composant possède un pouvoir rotatoire de 180 degrés et deux polariseurs d'axes de polarisation perpendiculaires. Son effet photo-électronique possède un temps de réponse très faible inférieur à la durée séparant deux prises d'images.par le capteur 40. La source de lumière 15 émet de la lumière pendant une durée inférieure au temps de réponse du cristal liquide 26. The photo-transparent component 6 here has a point transparency increasing and then decreasing function of the incident light intensity. To present such a function, the component has a rotational power of 180 degrees and two polarizers with perpendicular polarization axes. Its photoelectronic effect has a very low response time less than the time separating two images taken by the sensor 40. The light source 15 emits light for a time less than the response time of the liquid crystal 26.
Les rayons de faible intensité lumineuse correspondent donc à des transparences croissantes du composant phototransparent 7. The rays of low light intensity therefore correspond to increasing transparencies of the phototransparent component 7.
Pendant l'émission de la source lumineuse 15, les intensités des rayons transmis au capteur 40, qui sont les produits des transparences ponctuelles du composant 6 par l'intensité des rayons provenant de la source lumineuse 15 et atteignant le composant 6, sont croissantes en fonction des intensités lumineuses de l'image initiale. During the emission of the light source 15, the intensities of the rays transmitted to the sensor 40, which are the products of the point transparencies of the component 6 by the intensity of the rays coming from the light source 15 and reaching the component 6, are increasing in function of the light intensities of the initial image.
Les rayons de faible intensité lumineuse sont alors amplifiés de telle manière qu'ils peuvent être perçus par le capteur d'image 40. The rays of low light intensity are then amplified in such a way that they can be perceived by the image sensor 40.
Au contraire, les rayons de forte intensité lumineuse, qui peuvent être captés par le capteur 40, correspondent à la partie décroissante de la courbe transparence/intensité. Leur contrastes sont donc réduits et le dispositif selon l'invention peut ainsi capter une image très contrastée. On the contrary, the rays of high light intensity, which can be picked up by the sensor 40, correspond to the decreasing part of the transparency / intensity curve. Their contrasts are therefore reduced and the device according to the invention can thus capture a highly contrasted image.
Les rayons émis par la source lumineuse 15 n'influencent pas le fonctionnement du composant 6 puisque celui-ci est au repos pendant l'émission de ces rayons. Même dans le cas de l'utilisation de l'effet photo-conducteur, le temps de réponse de ce photo-conducteur étant inférieur à la durée séparant deux prises d'images par le capteur 40, la conduction induite par les rayons issus de la source 15 a disparu au début de la prise d'image suivante. The rays emitted by the light source 15 do not influence the operation of the component 6 since it is at rest during the emission of these rays. Even in the case of the use of the photo-conductive effect, the response time of this photo-conductor being less than the time separating two shots of images by the sensor 40, the conduction induced by the rays coming from the source 15 disappeared when the next image was taken.
Une application particulièrement interessante du dispositif selon l'invention est la réalisation de lunettes de vision. En particulier, on comprend aisément que le mode de réalisation présentés aux figures 4 et 13 s'adapte à la vision nocturne, le capteur présenté en figure 13 devant alors être supprimé et une optique complémentaire permettant de regarder l'image finale 8 devant être ajoutée. A particularly interesting application of the device according to the invention is the production of vision glasses. In particular, it is easily understood that the embodiment presented in FIGS. 4 and 13 adapts to night vision, the sensor presented in FIG. 13 then having to be removed and a complementary optic making it possible to look at the final image 8 to be added .
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90440028A EP0390714A1 (en) | 1989-03-28 | 1990-03-28 | Device for transforming an initial image into a final image with non-linear amplification of point light intensities |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2660447A1 true FR2660447A1 (en) | 1991-10-04 |
Family
ID=8205809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9012369A Pending FR2660447A1 (en) | 1990-03-28 | 1990-09-27 | Optical device for the nonlinear processing of radiation and of images |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2660447A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102483548A (en) * | 2009-07-15 | 2012-05-30 | 英国国防部 | Optically addressed light valve comprising two photoconducting layers placed on each side of an electro-optical modulator |
| US8525943B2 (en) | 2009-07-15 | 2013-09-03 | The Secretary Of State For Defence In Her Brittanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Optically addressed light valve |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2111293A5 (en) * | 1970-10-19 | 1972-06-02 | Eastman Kodak Co | |
| US3724349A (en) * | 1971-04-29 | 1973-04-03 | Vockenhuber Karl | Viewfinder |
| FR2351550A1 (en) * | 1976-05-15 | 1977-12-09 | Elliott Brothers London Ltd | Optical viewing system preventing light saturation - has differential reduction in path of light to primary sensor via given field of view dependent on illumination intensity |
| FR2365791A1 (en) * | 1976-09-24 | 1978-04-21 | Gossen Gmbh | DEVICE FOR THE VISUAL ASSESSMENT OF PHOTOGRAPHIC PATTERNS AND FOR OBTAINING THE EXPOSURE RATES NECESSARY FOR THEIR PHOTOGRAPHY |
| EP0141012A2 (en) * | 1983-09-08 | 1985-05-15 | National Aeronautics And Space Administration | Wide dynamic range video camera |
| WO1987004530A1 (en) * | 1986-01-20 | 1987-07-30 | Georges Cornuejols | Image processing device for controlling the transfer function of an optical system |
| FR2610735A1 (en) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | Thomson Csf | Self-adapting optical dynamic compensator and its use in an optical radiological-imaging system |
-
1990
- 1990-09-27 FR FR9012369A patent/FR2660447A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2111293A5 (en) * | 1970-10-19 | 1972-06-02 | Eastman Kodak Co | |
| US3724349A (en) * | 1971-04-29 | 1973-04-03 | Vockenhuber Karl | Viewfinder |
| FR2351550A1 (en) * | 1976-05-15 | 1977-12-09 | Elliott Brothers London Ltd | Optical viewing system preventing light saturation - has differential reduction in path of light to primary sensor via given field of view dependent on illumination intensity |
| FR2365791A1 (en) * | 1976-09-24 | 1978-04-21 | Gossen Gmbh | DEVICE FOR THE VISUAL ASSESSMENT OF PHOTOGRAPHIC PATTERNS AND FOR OBTAINING THE EXPOSURE RATES NECESSARY FOR THEIR PHOTOGRAPHY |
| EP0141012A2 (en) * | 1983-09-08 | 1985-05-15 | National Aeronautics And Space Administration | Wide dynamic range video camera |
| WO1987004530A1 (en) * | 1986-01-20 | 1987-07-30 | Georges Cornuejols | Image processing device for controlling the transfer function of an optical system |
| FR2610735A1 (en) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | Thomson Csf | Self-adapting optical dynamic compensator and its use in an optical radiological-imaging system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102483548A (en) * | 2009-07-15 | 2012-05-30 | 英国国防部 | Optically addressed light valve comprising two photoconducting layers placed on each side of an electro-optical modulator |
| US8525943B2 (en) | 2009-07-15 | 2013-09-03 | The Secretary Of State For Defence In Her Brittanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Optically addressed light valve |
| US8736778B2 (en) | 2009-07-15 | 2014-05-27 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Nothern Ireland | Optically addressed light valve comprising two photoconducting layers placed on each side of an electro-optical modulator |
| EP2454630B1 (en) * | 2009-07-15 | 2014-09-17 | The Secretary of State for Defence | Optically addressed light valve comprising two photoconducting layers placed on each side of an electro-optical modulator. |
| CN102483548B (en) * | 2009-07-15 | 2015-12-16 | 英国国防部 | Comprise the optics addressed light valves of two photoconductive layers in every one side of electrooptic modulator |
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