FR2721723A1 - Installation d'entraînement et de positionnement d'un film, en particulier en cours de gravure par faisceau laser. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une installation d'entraînement et d'asservissement positionnel d'un film 7, comprenant un dispositif de gravure du film par un faisceau LASER F dont les déplacements sont commandés par un système S de déviation optique X-Y, ce système étant lui-même sous le contrôle d'un ordinateur comportant des sous-titres en mémoire. Cette installation comporte: un moteur M asservi par ledit ordinateur et propre à mettre le film 7 en défilement continu mais avec éventuellement des interruptions pour la gravure desdits sous-titres; un débiteur 1 à dents accouplé au moteur M pour l'entraînement dudit film; un dispositif T de mise en mémoire des défauts de concentricité dudit débiteur 1; et un système de compensation V entre ledit dispositif T et ledit système S de déviation optique, pour la correction, en fonction desdits défauts, de la position du faisceau LASER F de gravure, de sorte que chaque sous-titre ait exactement la position voulue par rapport à l'image concernée du film, nonobstant lesdits défauts, inhérents à chaque débiteur.

Description

INSTALLATION D'ENTRAINEMENT ET DE POSITIONNEMENT D'UN

FILM, EN PARTICULIER EN COURS DE GRAVURE PAR FAISCEAU LASER

La présente invention concerne une installation d'entraînement et d'asservissement positionnel d'un film, en

particulier un film cinématographique. Il s'agit de soumet-

tre le film alternativement à des phases d'entraînement et à des phases de positionnement précis ou même d'arrêt, soit

pour visualiser l'image, soit lors desquelles un sous-

titrage pourra être gravé sur le film, en des emplacements

bien précis de l'image correspondante.

Dans les installations actuellement les plus connues, le mécanisme d'entraînement et de positionnement du film est du type dit "à griffes et à contre-griffes". Un moteur électrique à couple élevé et à faible inertie, commandé par un ordinateur, entraîne en rotation des griffes par l'intermédiaire d'un bloc central rotatif dans lequel

elles peuvent coulisser radialement, ces griffes, lorsqu'el-

les sont en position extraite, venant en prise avec les perforations du film pour l'entraîner. L'entraînement du film s'effectue sur un demicycle, soit un demi-tour. Sur la deuxième moitié du cycle, les griffes rentrent dans le bloc central, et les contre-griffes en sortent pour "piéter" le film, c'est-à-dire pour le maintenir dans une position précise, à la fois latéralement et dans la direction de défilement du film. La procédure est la même quel que soit le format du film (16, 35 ou 70 mm), et elle se reproduit pour chaque image, que ce soit en avance rapide ou en gravure. Bien entendu, ce principe d'entraînement ne permet qu'un défilement saccadé du film, et la précision de mise en position du film est directement liée à la précision mécanique des griffes et des contre-griffes ainsi qu'au

réglage du cycle.

Le but de la présente invention est de permettre un défilement beaucoup plus rapide du film tout en augmentant de façon très notable la précision de son positionnement, que le film soit à l'arrêt ou en défilement, en particulier dans le cas o, lors de ce positionnement, on procède, sur

les images correspondantes du film, à une gravure de sous-

titres par balayage d'un faisceau LASER.

Un procédé et une installation de gravure de sous- titres sur des films, en particulier cinématographiques, sont déjà décrits dans le brevet français n 85 05937 du 19 avril 1985 au nom de la demanderesse. L'installation met en oeuvre un dispositif d'orientation du faisceau LASER dans deux plans perpendiculaires l'un à l'autre par un système déflecteur, par exemple par une réflexion du faisceau LASER sur deux miroirs X-Y dont les déplacements sont commandés par des systèmes galvanométriques ou analogues, eux-mêmes sous le contrôle d'un ordinateur, lequel comporte en mémoire

les sous-titres de chaque image.

Ceci étant, une installation d'asservissement posi-

tionnel d'un film conforme à la présente invention comprend un dispositif de gravure du film par un faisceau LASER dont les déplacements sont commandés par un système de déviation optique X-Y, ce système étant lui-même sous le contrôle d'un

ordinateur comportant des sous-titres en mémoire, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte: un moteur asservi par ledit ordinateur et propre à mettre le film en défilement continu mais avec éventuellement des interruptions pour la gravure desdits sous-titres; un débiteur à dents accouplé au moteur pour l'entraînement dudit film; un dispositif de mise en mémoire des défauts de concentricité dudit débiteur; et un système de compensation entre ledit dispositif et ledit système de déviation optique, pour la correction, en fonction desdits défauts, de la position du faisceau LASER de gravure, de sorte que chaque sous- titre ait exactement la position voulue par rapport à l'image concernée du film,

nonobstant lesdits défauts, inhérents à chaque débiteur.

De cette façon, les coordonnées d'impact du faisceau LASER sont ajustées en fonction de n'importe quelle position de l'image. Cela signifie aussi que deux modes de gravure sont envisageables avec un tel mécanisme: une gravure image par image et une gravure continue, c'est-à- dire sans arrêt du film, le déplacement du faisceau LASER possédant alors une composante de vitesse égale et de même sens que la vitesse de défilement du film. De préférence, une telle installation comporte en outre un codeur numérique calé sur l'arbre du moteur, ce codeur étant par suite propre à fournir audit système de

compensation un signal représentatif de la position angu-

laire réelle du moteur, c'est-à-dire de son erreur de posi-

tionnement angulaire, cette erreur s'ajoutant à ou se retranchant de l'erreur de positionnement du film due aux défauts d'excentricité du débiteur, pour l'obtention d'une erreur globale de positionnement envoyée audit système de

commande des déflecteurs.

Le fait d'asservir le moteur d'entraînement du débiteur permet de supprimer tout système mécanique déjà connu tel que celui de la "croix de malte" et d'assurer la continuité du défilement du film. Le débiteur correspond à une roue dentée dont le nombre de dents équivaut à un nombre entier d'images. Ce nombre entier N est fonction du format du film; par exemple pour du 16 mm N = 8, pour du 35 mm N = 4, etc. L'asservissement du moteur en position permet de caler chacune des images qui doit recevoir une gravure, par exemple un sous-titre, par rapport à la position normale du faisceau LASER, c'est-à-dire la position qui est la sienne avant toute déviation correctrice. L'asservissement du moteur en vitesse permet d'adapter cette vitesse au nombre d'images dépourvues de gravure, de sorte à augmenter par exemple la vitesse du moteur si deux images sous-titrées sont séparées par un grand nombre d'images non sous-titrées, et au contraire à diminuer cette vitesse s'il n'y a qu'un

petit nombre d'images consécutives dépourvues de sous-titre.

Les erreurs de positionnement du film sont les résultantes de deux phénomènes provenant des défauts de géométrie du débiteur et des erreurs de position propre à la trajectoire. Ces phénomènes sont traités simultanément par le système de compensation susmentionné, qui communique au système de déviation optique X-Y les corrections à apporter aux coordonnées de référence.

Les défauts de géométrie du débiteur sont essentiel-

lement des défauts de concentricité, d'o un décentrage de sa périphérie, empêchant qu'il existe une relation univoque entre l'angle de rotation de ce débiteur et la position

linéaire de l'image. Ces défauts géométriques sont facile-

ment quantifiables, et les corrections nécessaires peuvent être facilement introduites sous forme de paramètres de compensation dans le système de déviation du faisceau LASER, comme cela sera vu plus en détail plus bas, ceci par mise en

oeuvre d'une mire de réglage.

Quant aux erreurs de position propres à la trajec-

toire, elles sont dues principalement à la structure du film, notamment à son caractère plus ou moins "collant", ainsi qu'à l'inertie de son mécanisme d'entraînement, même si celle-ci est faible. Cependant ces erreurs sont faciles à compenser grâce au codeur du moteur, qui fournit en temps

réel, au système de compensation, une indication représenta-

tive de la position du film. Là encore, cela sera mieux vu

par la suite.

Enfin l'invention comporte encore des dispositions d'ordre mécanique, en relation avec le fait que le film en cours de gravure pourra avoir une vitesse de défilement beaucoup plus importante que lorsqu'il est entraîné par les

mécanismes classiques.

Pour que la gravure ait une définition constante sur toute la longueur d'un sous-titre, il faut que le film soit parfaitement linéaire dans la zone de gravure. Avec les mécanismes classiques à griffes et à contregriffes, la planéité du film est assurée par un canal plan muni d'un presseur. Toutefois l'utilisation d'un presseur est une source de problèmes, car la pression qu'il exerce sur le film n'est pas constante et elle est même aléatoire en fonction de la nature des films, d'o une instabilité à grande vitesse. De toute façon, les possibilités qu'offre le nouveau mécanisme de la présente invention, notamment en matière de transport rapide du film, rendent le système à

canal plan et presseur obsolète.

Par conséquent, et ceci conformément à encore une autre disposition de l'invention, on utilisera, pour l'obtention d'une parfaite planéité du film en cours de défilement, notamment au niveau de la gravure par rayon

LASER, un canal courbe simplement muni de galets de contact.

L'invention va maintenant être illustrée par la

description, donnée à titre d'exemple nullement limitatif,

d'une installation d'entraînement et d'asservissement positionnel de film incorporant les dispositions dont il

vient d'être question, description faite avec référence aux

figures du dessin ci-annexé dans lequel: - la figure 1 est un graphique représentant une

excentricité possible d'un débiteur théoriquement cylindri-

que, celle-ci étant schématisée à la figure 2;

- la figure 3 montre la position de repères trans-

versaux tracés sur les mires d'un film de référence après des rotations équiangulaires dudit débiteur; - les figures 4 et 5 sont des synoptiques du système de compensation, respectivement en mode de gravure "image par image" et en mode de gravure "continu"; et - la figure 6 est la coupe verticale d'un support de

gravure à canal courbe et galets de contact.

A la figure 1 on a représenté à titre d'exemple, sur un graphique x, y, un défaut de concentricité possible du débiteur - théoriquement cylindrique de film, tel que référencé en 1 à la figure 2. On a supposé qu'il s'agissait d'un débiteur "4 images", par exemple pour film de 35 mm et, pour faciliter les explications, on a exagéré très fortement l'excentricité de la surface du débiteur par rapport à son axe de rotation, référencé 2, lequel est fortement décalé par rapport à l'axe géométrique 3. Le sens de rotation du

débiteur est représenté par la flèche 4.

Ceci étant, on conçoit que si l'on peut parfaitement caler une image de référence du film par rapport à un repère fixe, chacune des trois images suivantes sera différemment décalée par rapport à ce repère, ce décalage dépendant de l'excentricité de la surface du débiteur dans chacun des

quatre quarts Ni, N2, N3 et N4 qui le constituent.

Pour connaître, visualiser, et pouvoir utiliser ce décalage de sorte à effectuer, sur la position du faisceau LASER au moment de la gravure, la compensation voulue, on peut procéder comme suit, dans le mode de gravure "image par image". En utilisant par exemple la mire de réglage de la figure 3 (morceau de film 6 de 35 mm présentant au moins quatre images de la mire), on trace le repère horizontal Ro sur l'image correspondant au quart No du débiteur, ce repère Ro ayant par convention un décalage nul; on fait ensuite tourner le débiteur d'un quart de tour, et on trace de la même manière le repère R1 sur l'image suivante de la mire de réglage, correspondant au quart N1 du débiteur (le sens de défilement du film a été indiqué par la flèche 5 sur la figure 3). On procède de même pour les repères R2 et R3, correspondant aux quarts N2 et N3. On voit sur la figure 3 que chaque repère Ri, R2 et R3 est décalé différemment par rapport à la position de "décalage 0" qu'il aurait si le débiteur 1 avait une géométrie parfaite. Ces décalages, mesurés par un codeur C associé au moteur d'entraînement M du débiteur (voir figures 4 et 5), peuvent alors être utilisés pour corriger en conséquence la position du faisceau LASER lors de la gravure d'un sous-titre (action sur le système S de commande des déflecteurs), et assurer ainsi la compensation voulue pour que chaque sous-titre soit exactement et précisément positionné par rapport à l'image correspondante. En mode de gravure continu, c'est-à-dire sans arrêt du film, il convient par contre de mettre en mémoire un maximum de mesures de décalage des repères. Avec référence à la figure 1, on a montré, à titre d'exemple et pour simplifier, la mise en oeuvre de seulement trois repères par image, correspondant à trois points d'ordonnées par image, c'est-à-dire douze points par tour de débiteur, alors que quatre points suffisent en mode de gravure "image par

image". Sur la figure 1, ces points d'ordonnée, représenta-

tifs du décalage _ du repère R de la mire (tracé tous les de rotation de débiteur) par rapport à sa position théorique en cas d'absence d'excentricité, sont référencés no, n'G, n"0 pour la première image, n1, n'l, n"1 pour la

seconde image, etc; la mesure de ces ordonnées est effec-

tuée à l'aide d'un système métrologique standard. Les abscisses O représentent l'angle de rotation du débiteur pour chaque point: 30 , 60 , 90 etc, lequel angle est contrôlé par l'asservissement du moteur d'entraînement du débiteur. On voit que le graphique de la figure 1 permet d'obtenir une parfaite et instantanée visualisation du défaut de concentricité du débiteur. Le paramétrage du système de compensation découle directement de l'étude de

cette courbe.

Ce paramétrage est décrit ci-dessous dans le mode de

gravure "image par image".

Comme énoncé précédemment, quatre points d'ordonnées suffisent, en mode image par image, pour procéder au paramétrage du système de compensation. Dans ce cas, il n'y a pas de courbe à étudier, mais uniquement les ordonnées des points no, nj, n2 et n3. no étant le point de décalage d = O, on mémorise dans le système de compensation V le fait que ce point a une valeur de correction de décalage nulle. Pour le

point nj, on constate qu'il est en avance par rapport au 0.

Le paramétrage du système de compensation V pour ce point n1 se fait par la mémorisation dans une "table d'erreurs géométriques" T (cf figure 4), de la valeur mesurée avec une affectation de signe de façon à ce que le réglage du

décalage du système de déviation se fasse dans le bon sens.

Pour cet exemple, on considère que le signe est négatif.

La procédure est la même pour les points n2 et n3; on mémorise donc pour: n2, une valeur de décalage positive n3, une valeur de décalage positive supérieure à

celle de n2.

Ces compensations seraient suffisantes si le mécanisme (débiteur - moteur - codeur) était exempt de toute inertie et si le film n'exerçait aucune résistance lors de son défilement. Or, ce sont ces facteurs mécaniques qui entraînent, en plus du défaut de géométrie du débiteur 1, une erreur de position. Cette erreur de position, référencée A, est directement fournie par le codeur C du moteur M. Ce codeur C informe le système de compensation V (bloc de calcul de Vro sur la figure 4) sur la position réelle du moteur. Le système de compensation V compare la position obtenue par rapport à la position théorique, et ainsi le système "sait" de quelle valeur il est en avance ou en retard. Cette valeur est directement affectée aux valeurs mémorisées dans la "table des erreurs" pour les positions

no, n:, n2, n3.

On peut supposer par exemple: - que le mécanisme M-C doit entraîner un film sur un certain nombre d'images; - que la première image à graver correspond au quart N1, pour lequel le débiteur 1, entraîné par le moteur M, possède une erreur de concentricité définie par nô;

- que le codeur C possède quatre fronts d'incrémen-

tation de 4096 points d'incrémentation chacun, soit un front de 4096 points par image; et - que le front d'incrémentation de l'image du quart N1 est nommé F1, et le point d'incrémentation correspondant

à la position théorique de l'image N1 est fthl=0000.

Une fois le défilement effectué, le mécanisme stoppe

pour effectuer la première gravure.

Avant de commencer la gravure, le système de compensation V (calcul de Vro) analyse les informations qu'il reçoit. image à graver Nl erreur due aux défauts géométriques du débiteur 1 de valeur: -n1 position réelle du moteur: frl=0004 soit une

erreur IAI=4/4096 d'image.

Par exemple, si frl=0004, cela signifie que l'image

est en avance de quatre incréments sur sa position théori-

que, donc que A est négatif.

Dans ces deux informations, le système de compensa-

tion en déduit la valeur du décalage (Vro): Vro=-n1 - (- A) Cette formule peut ainsi se généraliser de la façon suivante: soit n l'erreur de géométrie du débiteur 1 possédant une valeur pour chaque zone d'image; soit A la différence entre la position réelle du

moteur M et sa position théorique.

Si on définit par F0, Fl, F2, F3 le nom des quatre fronts d'incrémentation du codeur C, par fth la position théorique du moteur M et par fr la position réelle du moteur, on constate que l'on a fth positif si fr dépasse la position théorique, et que fth négatif si fr n'atteint pas la position théorique. On a donc Vro = n - |AI avec A positif pour fr E [fth-,fth] A négatif pour fr E [fth,fth+]

Il est évident que cette compensation par l'inter-

vention de la variable d'erreur A n'est valable que si la valeur de A est faible, puisque autrement, l'erreur de

concentricité interviendrait à nouveau.

Une fois que Vro est déterminée, le système de com-

pensation V fournit cette valeur Vro au système S de commande des déflecteurs (figure 4), et la gravure de la première image commence. Au passage de la seconde image à graver, la

valeur de Vro change et le système de compensation V recom-

mence l'analyse des informations qu'il reçoit; cette analyse recommence pour chaque image à graver. Lorsque le mécanisme est en avance rapide, le système de compensation

V est inopérant.

Dans le mode de fonctionnement en gravure continue (figure 5), la précision de la stabilité des sous-titres est uniquement liée à la précision de la réalisation de la courbe de visualisation du défaut de concentricité du

débiteur 1. Cette courbe représente des fonctions mathémati-

ques sur des intervalles plus ou moins grands. Ces fonctions et ces intervalles dépendent des défauts géométriques du débiteur 1, mis en mémoire dans des "tables des fonctions caractéristiques du débiteur" T, comme représenté à la figure 5, et ne seront donc valables que pour un seul débiteur. Pour le système de compensation V qui connaît en permanence la position du débiteur 1, il lui est facile de calculer l'ordonnée en fonction du point d'incrémentation,

donc du degré de rotation du débiteur.

La présente invention permettra d'obtenir que la

vitesse de déplacement du film ne dépende plus des mécanis-

mes de positionnement des images, mais seulement du moteur d'entraînement M, avec d'ailleurs une grande diminution des contraintes subies par le film. Les vitesses de défilement du film, et donc la vitesse de la gravure, pourront donc être beaucoup plus importantes qu'avec les mécanismes classiques; on estime que la vitesse de défilement du film pourrait être multipliée au moins par quatre, soit à 200 images par seconde ou plus. Ce résultat conduit à adopter un support de gravure différent des supports actuels, pour

éviter les frottements d'un presseur sur le film à l'empla-

cement auquel la gravure impose que le film présente une

surface plane ou du moins linéaire.

Pour ce faire, on peut utiliser le support de gravure à canal courbe et galets de contact représenté en coupe à la figure 6. Sur cette figure, on a représenté par la flèche F la direction de laquelle le faisceau LASER arrive sur le support, le film à graver étant référencé en 7 et le corps du canal courbe en 8. Il y a deux paires de galets de pressage du film, référencées 9 et 10. Les fumées provenant de la gravure peuvent être évacuées par une fenêtre d'aspiration 11. Les deux galets de pressage n'ont besoin de porter que sur les bords du film, ce qui suffit au maintien de sa planéité au niveau du sous-titre à graver,

tout en limitant au minimum les frottements et les contrain-

tes auxquelles le film peut être soumis.

Outre les avantages qui ont déjà été mentionnés, il

est à noter que l'invention permettra d'obtenir une diminu-

tion du coût de fabrication en raison de la diminution des tolérances de fabrication mécanique, ainsi qu'une diminution du nombre d'interventions de maintenance en raison de la

quasi disparition des réglages mécaniques.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Installation d'entraînement et d'asservissement positionnel d'un film (7), comprenant un dispositif de

gravure du film par un faisceau LASER (F) dont les déplace-

ments sont commandés par un système (S) de déviation optique X-Y, ce système étant lui-même sous le contrôle d'un

ordinateur comportant des sous-titres en mémoire, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte: un moteur (M) asservi par ledit ordinateur et propre à mettre le film (7) en défilement continu mais avec éventuellement des interruptions pour la gravure desdits sous-titres; un débiteur (1) à dents accouplé au moteur (M) pour l'entraînement dudit film; un

dispositif (T) de mise en mémoire des défauts de concentri-

cité dudit débiteur (1); et un système de compensation (V) entre ledit dispositif (T) et ledit système (S) de déviation optique, pour la correction, en fonction desdits défauts, de la position du faisceau LASER (F) de gravure, de sorte que chaque sous-titre ait exactement la position voulue par rapport à l'image concernée du film, nonobstant lesdits

défauts, inhérents à chaque débiteur.

2. Installation selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte en outre un codeur numérique (C) calé sur l'arbre du moteur (M), ce codeur étant par suite propre à fournir audit système de compensation (V) un signal représentatif de la position angulaire réelle du moteur, c'est-à-dire de son erreur (A) de positionnement angulaire, cette erreur s'ajoutant à ou se retranchant de l'erreur (n) de positionnement du film (7) due aux défauts d'excentricité du débiteur (1), pour l'obtention d'une erreur globale de positionnement (Vro) envoyée audit système (S) de commande

des déflecteurs.

3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un support de gravure à canal courbe (8) et galets de pressage (9, 10) du film (7),

agissant sur les bords de ce dernier.