F. v. OKOLCSANYI,
"Die Spiegelschraube, ein neuer Bildzeleger"
Fernsehen, 1, 10/1930, Oktober 1930, S. 448-452
Traduction en français en dessous du document
L'HELICE À MIROIRS, UN NOUVEL ANALYSEUR D'IMAGES
Par F. v. Okolicsányi
(Communication du Laboratoire de Telehor AG.)
Tout processus de télévision comporte deux transformations fondamentales : la conversion des coordonnées spatiales en coordonnées temporelles et la conversion de ces valeurs temporelles de luminosité en oscillations électriques ; et, inversement, la transformation des courants en valeurs lumineuses et coordonnées spatiales.
Les limitations actuelles de la télévision ne sont pas seulement dues aux difficultés de transmission des hautes fréquences, qui surviennent lors de la conversion des valeurs lumineuses d'images finement tramées, mais aussi au manque de dispositifs de dissection d'images mécano-optiques adaptés, capables de découper et de réassembler l'image comportant un grand nombre de points d'images.
Le disque de Nipkow et la roue à miroirs de Weiller sont difficiles à utiliser pour des résolutions supérieures à 60 lignes et totalement inadaptés aux images parfaitement tramées de 120 à 180 lignes. Ils présentent l'inconvénient de devenir beaucoup trop grands pour les résolutions élevées. Dans le cas du disque de Nipkow, les dimensions des trous deviennent si petites qu'il n'est plus possible de les fabriquer avec une précision suffisante.
Il apparaît donc pertinent de présenter un nouveal analyseur et assembleur d'images, qui a fait ses preuves lors d'expérimentations et présente des avantages significatifs par rapport aux dispositifs connus.
Ce dispositif optique, appelé « hélice à miroirs », avait déjà été envisagé par l'auteur de cet article en 1927 et développé ultérieurement en laboratoire.
L'appareil est représenté schématiquement sur la figure 1. Six miroirs sont disposés le long d'un axe de rotation. Les plans des miroirs sont tous parallèles à cet axe et décalés les uns par rapport aux autres d'un angle de 60 degrés. Le plan du premier miroir forme ainsi un angle de 60 degrés avec celui du deuxième, de 120 degrés avec celui du suivant, et ainsi de suite. Lors de la rotation, le mode de fonctionnement habituel de la roue à miroirs se produit, mais le rendement lumineux est moins bon car toute la section transversale de l'hélice à miroirs doit être éclairée, alors qu'une seule surface du miroir réfléchit efficacement la lumière à un instant donné. Cependant, dans certaines applications, l'hélice à miroirs présente des avantages, tels qu'un faible encombrement, la possibilité d'une fabrication de formes précises et un faible coût de production. L'une des applications où ces caractéristiques sont déterminantes est son utilisation comme découpeur d'images pour la télévision. Le modèle illustré sur la figure 1 peut également servir de compositeur d'images ; dans ce cas, le nombre de surfaces de miroirs nécessaires est égal au nombre de lignes utilisées. Pour un récepteur de télévision destiné à la réception des émissions de télévision allemandes, 30 surfaces de miroirs sont donc nécessaires. Un tel récepteur est représenté sur les figures 2 et 3.
Du fait du grand nombre de surfaces de miroirs, la forme de l'hélice est déjà clairement reconnaissable.
Les points suivants seront brièvement abordés :
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I. Construction et fabrication de l'hélice à miroirs.
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II. Mode de fonctionnement de l'hélice à miroirs, notamment comme dispositif de composition d'images pour téléviseurs.
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III. Encombrement de l'hélice à miroirs.
L'hélice à miroirs est composée de 30 éléments constitutifs, qui sont glissés sur l'axe du moteur du téléviseur (par exemple, la roue téléphonique) et positionnés angulairement. Les miroirs individuels (a) peuvent être collés sur 30 plaques métalliques de la forme illustrée à la Fig. 4, ou bien 30 disques de verre de forme (b) peuvent être fabriqués (Fig. 5).
Dans ce dernier cas, tous les disques de verre sont glissés sur un axe et rectifiés en une seule pièce, puis recouverts d'un revêtement miroir externe (G. W. Walton). Si ce corps en verre composé de trente parties est placé sur l'axe du moteur du téléviseur, les différentes parties sont orientées de telle sorte que, si la position angulaire du premier miroir est de 0 degré, le deuxième soit à 12 degrés, le troisième à 24 degrés, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le dernier atteigne une position de 348 degrés. Une autre méthode de fabrication simple consiste à coller les miroirs sur une tige cylindrique en position décalée.(Fig. 6.)
Cette méthode de fabrication simple montre qu'il est possible de réaliser un système d'hélice à miroirs pour des résolutions très élevées, par exemple pour l'assemblage de 300 lignes. (120 000 points d'images !) Des plaques de verre de 1/2 mm sont disponibles dans le commerce, la mise en miroir des faces avant est possible et la hauteur de l'hélice du miroir n’est que de 15 cm.
II.
Imaginez que, dans le récepteur de télévision, les flux d’images reçus commandent une lampe au néon avec un point lumineux (par exemple, le « discours lumineux »). Si le point lumineux de cette lampe est projeté sur un écran en verre dépoli à l’aide d’une lentille, et que l'hélice à miroirs est placée sur le trajet de son faisceau, alors, lorsque l'hélice est tournée, le point lumineux se déplace dans le plan de rotation du miroir. Si, lors du collage et du réglage, les lames du miroir sont positionnées angulairement différemment par rapport à l’axe de rotation, les trajets lumineux décrits sont alignés (Fig. 7).
Cependant, si une lentille cylindrique est utilisée avec la même source lumineuse, dont l'axe est parallèle à l'axe de la vis à miroir, tous les segments du miroir peuvent être disposés parallèlement à l'axe de rotation (G. Wikkenhauser). La position de chaque ligne de l'image est alors déterminée par la hauteur des différents segments du miroir. Des expériences ont montré que, bien qu'aucune image optique ne soit formée par la lentille cylindrique, le contour de l'image du point lumineux sur l'écran en verre dépoli est très net. Ce dispositif, illustré à la figure 8, réduit les coûts de fabrication de la vis à miroir. Enfin, au laboratoire de Telehor AG, un récepteur de télévision avec une vis à miroir pour la vision subjective a été construit et testé en fonctionnement. (Okolicsányi.)
Pour la réception des émissions de la R.-P.-Z., la hauteur de la vis du miroir et la largeur des lamelles individuelles doivent être dans le rapport 3:4. Une source lumineuse à filament (lampe à incandescence avec électrodes en fil) a été utilisée, sans optique. L'image apparaît lumineuse et donne une impression intéressante de la voir « dans l'air » derrière la vis du miroir. La lampe doit être positionnée à une distance à laquelle les lignes reliant les bords extérieurs des lamelles du miroir forment un angle de 12 degrés. Les lamelles ont été mesurées à 80 × 2 mm, donc la hauteur de la vis du miroir était de 30 × 2 = 60 mm. L'image apparaissait également à la taille de 60 × 80 mm. (Fig. 9.)
III.
L'espace requis par l'hélice de miroirs est indépendant du nombre de lignes, déterminé par la taille de l'image. (Fig. 10 et 11). L'explication, d'après la figure 12, est la suivante : Dans la plupart des analyseurs d'images, y compris le disque de Nipkow, les éléments optiques ligne par ligne sont décalés et disposés séquentiellement, c'est-à-dire les lignes 1, 2 et 3 de l'image a (figure 12).
Ils sont décalés parallèlement les uns par rapport aux autres, dans le sens des lignes, de 0, 1 et 2 longueurs de ligne respectivement, courbés sur un cercle, et la position de l'ouverture correspondante est déterminée par le centre d'une ligne. Cependant, il est possible de disposer les éléments optiques dans leur position naturelle et originale, c'est-à-dire en colonnes, les uns en dessous des autres, dans le même ordre et la même distribution que les lignes de l'image elle-même.
Une étude systématique révèle l'exigence opto-géométrique pour l'utilisation de miroirs, en particulier sous la forme d'une vis à miroirs. On constate que si les segments de miroirs individuels de la vis sont ramenés à la même position angulaire (d), on obtient une disposition géométrique des miroirs qui correspond parfaitement aux lignes de l'image (e).
(Reçu le 19 août 1930.)
Fig. 1. Représentation schématique de l'hélice à miroirs
Fig. 2. Hélice à miroirs avec (?).
Fig. 3. Roue phonique avec poignée de réglage de phase et hélice à miroirs
Fig. 4. Éléments constitutifs de l'hélice à miroirs.
Fig. 5. Montage des miroirs sur l'axe.
Fig. 6. Cylindre avec miroirs collés.
Fig. 7. Trajet du faisceau avec lames de miroir inclinées
Fig. 8. Trajet du faisceau avec miroirs parallèles à l’axe
Fig. 9. Récepteur de télévision pour la visualisation directe
Fig. 10. Récepteur de télévision avec hélice à miroirs (à gauche) et avec disque de Nipkow (à droite).
Fig. 11. Comparaison de l'appareil avec la taille de l'image en vision subjective sans optique.
Fig. 12. Séquence et disposition des éléments de démontage.