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'Objectif de reproduction photographique à deux diaphrag mes conjugués et ses applications notamment au tirage des copies positives pour cinématographie en noir, en couleur ou en relief
Dans tous les objectifs de reproduction pho- tographique employés actuellement l'image du diaphragme donnée par l'objectif lui-même est virtuelle et matériel- lement inaccessible.
Le dispositif optique qui fait l'objet de la présente invention consiste en un objectif photographi-
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que combiné spécialement'pour que l'image du diaphragme soit réelle et nettement distincte du diaphragme lui- même, ce qui rend possibles certaines applications irré- alisables jusqu'ici.
Sur le dessin annexé, on a représenté schématiquement, et à titre d'exemples seulement, des modes de réalisation de l'invention.
Cet objectif est constitué essentielle- ment par trois systèmes optiques positifs (convergents) séparés, désignés sur les figures respectivement par les lettres 0, d et 0', dans l'ordre où on les rencontre en procédant dans le sens de la propagation de la lu- mière, et disposés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que l'image du diaphragme D du premier système 0 ait à son tour pour image à travers le système intermé- diaire C, l'image antérieure du diaphragme D' du troi sième système O. Les diaphragmes D et D' des systèmes
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extrêmes se trouvent ains &of 05mtèmee eêes se tyouvont optiquement conjugués.
Suivant les cas d'application spécifiés plus loin, le système O, dit collimateur, sera, par lui-même., uni u comme on l'a représenté sur les figures 1 et 2, ou bien multiple (comma sur la figure 3), c'est- à-dire constitué par plusieurs systères convergents sem- blables placé& côte à côte, de manière que leurs axes optiques soient tous parallèles à celui du système inter- médiaire C, duquel axe ils seront rapprochés le plus possible dans leur ensemble*
Le système C, dit collecteur, devra re- cevoir un diamètre suffisant pour recueillir toute la lumière utile qui émerge de O.
Il y a donc avantage à le placer au voisinage du plan conjugué du cliché à reproA duire (x) par rapport au système antérieur O, ce qui permettra le plus souvent de le constituer par une len- tille simple dont la perfection optique n'aura pas besoin
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d'être très grande,.
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Enfin, le système postérieur 0".
(objet- tif proprement dit) est un système convergent dont l'axe coïncide avec celui de C, Il fournit, du cliché à reproduire placé en (X), une image définitive (X'), qui est droite. une disposition exceptionnellement avan- tageuse pour les applications pratiques est obte- nue en constituant le système C par un miroir concave (M, figure 2) ou encore 4 ce qui est pré- férable au point de vue de la préservation de l'argenture - par une lentille (ce figure 3), de même diamètre, argentée sur la face postérieure, et dont les courbures sont calculées de manière à donner au système catadioptrique ainsi obtenu la même puissance optique que celle du miroir.
Comme il est placé auvoisinage de l'i- mage intermédiaire, il n'intervient, au point de vue des aberrations, que par la courbure de
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Zetzvai, B, qu'il y introduit. Si (P désigne la puissance que ce système doit avoir, Y 1 la puis- sance de la lentille simple dont il est formé, en verre d'indice n, on a, pour déterminera 1
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8: + cf ... 2:
n .... l (/J n
Les courbures @ et @, des deux faces seront données ensuite par les formules
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2 s (f) (f) P " I 1 ' 2 n 1 P = 11' 2
Par l'utilisation de ce miroir, la surface sensible qui doit recevoir l'image est ramenée au voisinage du cliché à reproduireComme les images sont droites - à l'inverse de ce qui a lieu dans les procédés ordinaires - si, en ou,,*
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tre, le grandissement est unitaire, l'objet et l'i- mage se déplacent dans le même sens, perpendiculai rement au plan de la figure, avec la même vitesse.
On peut donc entraîner le cliché et la couche sen- sible dun même mouvement au moyen du même arbre.
(comme on l'a représenté en A A , sur la figure 2), c'est-à-dire sans aucun jeu relatif, ce qui rend possible le @ tirage rapide, d'un mouvement continu, des copies cinématographiques, par exemple
Dans le cas d'un système collecteur C à réflexion., il convient d'interposer au voisinage des systèmes 0 et 0' une lentille, simple ou com- posée, L L' (figures 2 et 3) dont la longueur foca- le est égale à sa distance au miroir, afin de pou- voir disposer les axes de 0 et O' parallèlement en- tre eux.
Le dispositif optique qui vient d'être décrit, et qui constitue une caractéristique essen-
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tielle de linvention, peut recevoir de multiples applications qui sont, elles aussi, expressément visées par l'invention.
On indiquera maintenant, à titre d'exem- ples seulement, deux de ces applications.
I.- Le dispositif décrit est particu- lièrement bien adapté au tirage des copies posi- tives des films cinématographiques,
Par son utilisation, on élimine les gra-
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ves inconvénients des tiranes 12ar contact. inconvéw niente qui sont @ le) le manque de finesse de l'image imprimée, manque de finesse dû à la diffusion de la lumière par les grains d'argent du cliché en con- tact avec la couche sensible;
2 l'exagération intolérable de ce phé-
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nomène par les moindres écarts accidentels des deux couches, qui doivent être fortement pressées l'une contre l'autre, d'où :
3 ) une altération rapide de l'original par ses frottements réitérés contre les copies successives, avec interposition de poussières, etc.,
4 ) l'altération rapide des perforations d'entraînement de l'original, par suite du mouve" ment saccadé du film}
5 ) la lenteur de tirage, tenant à la nécessité d'immobiliser les surfaces au contact.
II.- L'indépendance matérielle complète des deux diaphragmes D et D' procure une solution pratique du problème des photographies composites à restitution unique, par exemple, celui de la synthèse de monochromes obtenus en vue de la pho- tographie en couleurs, en un cliché unique à élé- ments chromogènes optiques, ou encore la synthè- se de deux clichés stéréoscopiques qui doivent être observés par le procédé des anaglyphes.
Pour cette application, il faut,. conformément à l'invention a) utiliser comme système collimateur 0 un objectif multiple, disposé comme il a été expliqué précédemment et formé d'autant d'objec- tifs élémentaires qu'il y a de clichés (négatifs ou positifs) à fusionner en un seul deux, dans le eas de la stéréoscopie, trois, dans le cas de la trichromie, etc,. L'ouverture du diaphragme du système 0' doit être alors suffisante pour conte- nir les images de tous les diaphragmes élémentai- res placés en D.
b) utiliser, pour enregistrer les ima- ges fusionnées en (X') une pellicule dont le côté
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non sensibilisé- qui sera tourne vers l'avant - porte un gaufrage de lentilles cylindriques, paral- lèles entre elles et dont le foyer principal, pour les rayons lumineux qui se réfractent dans la sec- tion droite tombe dans l'épaisseur de la couche sensible. L'équidistance . à donner aux lentilles cylindriques gaufrées sur la pellicule est déter- minée par la condition de réduire au minimum la surfaoe inutilisée entre les régions photographiques consécutives. Si : n désigne l'indice de réfraction du supporta e son épaisseur, Û l'ouverture relative de l'objectif O', on devra faire c = Û e/n et, par Euite, le nombre des lentilles par unité de largeur sera :
N1 = n/Û e.
Par exemple, avec n = 1,5; e = 0,15 mm et .0= lE/3,, on trouve :
N1 = 30 lignes par millimètre.
Au lieu de disposer la pellicule selon le plan (X'), il y a avantage à la disposer selon un cylindre circulaire dont l'axe est parallèle aux génératrices des lentilles et dont le rayon r est calculé par la formule r = p - p1 où 2 représente la distance de la pupille d'émer- genbe du système 0' au foyer (X') et p1 la distance analogue pour l'objectif qui servira finalement à la projection.
Le film étant ainsi obtenu en vue de sa projection avec un objectif de distance pupillai- re p1, si on désire ensuite le projeter avec un ob-
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jectif de distance pupillaire p2, il/suffira d'inter- pober dans la lanterne, tout près du film, et du côté de l'objectif, une lentille de longueur foca- le,f, telle que :
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1 , 1 G 1 = 1 , 1¯ ,y. 1 f p2 p1 p2 p r
On a déjà proposé (brevet français Gaumont n 572.746 du 8 janvier 1923) pour réaliser la synthèse de trois monochromes en un cliché uni- que à éléments chromogènes optiques, de les super- poser par projection, de manière à obtenir un néga- tif aux couleurs complémentaires de celles du sujet réel,puis à reprendre ce négatif par le procédé
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Xëller-Dorian-Berthon.
Cette méthode possède, par rapport à la présente invention, l'inconvénient très grave de nécessiter l'emploi de couches sensibles pan- chromatiques pour obtenir les copies positives définitives; d'un autre côté, la vitesse de tirage est très réduite par suite de la perte considéra- ble de lumière qui est la conséquence de la dif- fusion de la lumière dans toutes les directions,. à partir de l'écran de projection* Il faut, en outre, introduire dans l'objectif de reproduction les filtres convenablement colorés du procédé Berthon, ce qui réduit encore notablement (au 1/6e environ) la lumière utilisable.
D'autre part, l'emploi du film Keller- Dorian-Berthon, formé par une multitude de petites lentilles régulières obtenues par gravure,, présente de son côté plusieurs inconvénients, entre autres : la très grande difficulté de production des petites lentilles sphériques d'une perfection suffisante; le manque de luminosité dudit film à la projection,
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tenante d'une part, à l'insuffisance de l'ouvertu- re angulaire des objectifs de projection (qui ne parviennent pas à utiliser toute la surface des images microscopiques situées au foyer des petites lentilles) et, d'autre part, à la quantité énorme de lumière qui, diffusée et diffractée par le film, ne passe pas par l'objectif de projection.
La présente invention est exempte de tous ces inconvénients.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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'' Conjugate two diaphragm photographic reproduction objective and its applications, in particular to the printing of positive copies for cinematography in black, color or relief
In all photographic reproduction objectives currently in use, the image of the diaphragm given by the objective itself is virtual and materially inaccessible.
The optical device which is the object of the present invention consists of a photographic lens.
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This is specially combined so that the image of the diaphragm is real and clearly distinct from the diaphragm itself, which makes possible certain applications heretofore impracticable.
In the accompanying drawing, there is shown schematically, and by way of example only, embodiments of the invention.
This objective consists essentially of three separate positive (converging) optical systems, designated in the figures respectively by the letters 0, d and 0 ', in the order in which they are encountered by proceeding in the direction of the propagation of the light, and arranged with respect to each other so that the image of diaphragm D of the first system 0 in turn has for image through the intermediate system C the anterior image of the diaphragm D 'of the third system O. The diaphragms D and D' of the systems
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extremes are thus found and are often optically conjugated.
According to the cases of application specified below, the system O, called collimator, will be, by itself., Uni u as shown in Figures 1 and 2, or else multiple (as in Figure 3) , that is to say constituted by several similar converging systems placed & side by side, so that their optical axes are all parallel to that of the intermediate system C, of which axis they will be as close as possible as a whole *
The system C, known as the collector, must receive a diameter sufficient to collect all the useful light which emerges from O.
There is therefore an advantage in placing it in the vicinity of the conjugate plane of the image to be reproduced (x) with respect to the previous system O, which will most often allow it to be constituted by a simple lens whose optical perfection will not have no need
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to be very tall ,.
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Finally, the posterior 0 "system.
(actual object) is a convergent system whose axis coincides with that of C. It provides, from the cliché to be reproduced placed in (X), a final image (X '), which is straight. an exceptionally advantageous arrangement for practical applications is obtained by constituting the system C by a concave mirror (M, figure 2) or else 4 which is preferable from the point of view of the preservation of the silver plating - by a lens (this figure 3), of the same diameter, silver on the rear face, and whose curvatures are calculated so as to give the catadioptric system thus obtained the same optical power as that of the mirror.
As it is placed in the vicinity of the intermediate image, it intervenes, from the point of view of aberrations, only by the curvature of
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Zetzvai, B, which he introduced there. If (P denotes the power that this system must have, Y 1 the power of the simple lens of which it is formed, in glass of index n, we have, to determine 1
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8: + cf ... 2:
n .... l (/ J n
The @ and @ curvatures of the two faces will then be given by the formulas
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2 s (f) (f) P "I 1 '2 n 1 P = 11' 2
By using this mirror, the sensitive surface which must receive the image is brought back to the vicinity of the cliché to be reproduced As the images are straight - unlike what takes place in ordinary processes - if, in or ,, *
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However, the magnification is unitary, the object and the image move in the same direction, perpendicular to the plane of the figure, with the same speed.
We can therefore train the image and the sensitive layer in the same movement by means of the same shaft.
(as represented in A A, in figure 2), that is to say without any relative play, which makes possible the rapid printing, of a continuous movement, of cinematographic copies, for example
In the case of a reflective collector system C, it is advisable to interpose in the vicinity of the systems 0 and 0 'a lens, simple or composite, LL' (figures 2 and 3) whose focal length is equal to its distance from the mirror, in order to be able to arrange the axes of 0 and O 'parallel to each other.
The optical device which has just been described, and which constitutes an essential characteristic
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tielle of the invention, can have multiple applications which are also expressly contemplated by the invention.
Two of these applications will now be indicated by way of example only.
I.- The device described is particularly well suited to the printing of positive copies of cinematographic films,
By its use, the gra-
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ves disadvantages of tiranes 12ar contact. drawbacks which are the) lack of fineness of the printed image, lack of fineness due to the diffusion of light by the silver grains of the plate in contact with the sensitive layer;
2 the intolerable exaggeration of this phenomenon
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nomen by the slightest accidental deviations of the two layers, which must be strongly pressed against each other, hence:
3) rapid deterioration of the original by its repeated rubbing against successive copies, with the interposition of dust, etc.,
4) the rapid deterioration of the driving perforations of the original, as a result of the jerky movement of the film}
5) slow drawing, due to the need to immobilize the surfaces in contact.
II.- The complete material independence of the two diaphragms D and D 'provides a practical solution to the problem of single-rendering composite photographs, for example, that of the synthesis of monochromes obtained with a view to color photography, in one. single image with optical chromogenic elements, or the synthesis of two stereoscopic images which must be observed by the process of anaglyphs.
For this application, you need ,. in accordance with the invention a) use as collimator system 0 a multiple objective, arranged as explained previously and formed as many elementary objectives as there are images (negative or positive) to be merged into one only two, in the case of stereoscopy, three, in the case of trichromy, etc ,. The aperture of the diaphragm of the system 0 'must then be sufficient to contain the images of all the elementary diaphragms placed in D.
b) use, to record the images merged into (X ') a film whose side
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non-sensitized - which will be rotated forward - carries an embossing of cylindrical lenses, parallel to each other and whose main focus, for the light rays which refract in the right section fall into the thickness of the layer sensitive. Equidistance. to be given to the cylindrical lenses embossed on the film is determined by the condition of minimizing the unused area between consecutive photographic regions. If: n denotes the refractive index of the supporta e its thickness, Û the relative aperture of the objective O ', we will have to make c = Û e / n and, then, the number of lenses per unit of width will be :
N1 = n / Û e.
For example, with n = 1.5; e = 0.15 mm and .0 = lE / 3 ,, we find:
N1 = 30 lines per millimeter.
Instead of placing the film in the plane (X '), it is advantageous to place it in a circular cylinder whose axis is parallel to the generatrices of the lenses and whose radius r is calculated by the formula r = p - p1 where 2 represents the distance of the emerald pupil of the system 0 'to the focus (X') and p1 the analogous distance for the objective which will ultimately be used for the projection.
The film being thus obtained with a view to its projection with an objective of pupillary distance p1, if it is then desired to project it with an objective.
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jective of pupillary distance p2, it will suffice to intercept in the lantern, very close to the film, and on the objective side, a lens of focal length, f, such that:
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1, 1 G 1 = 1, 1¯, y. 1 f p2 p1 p2 p r
It has already been proposed (French patent Gaumont No. 572,746 of January 8, 1923) to achieve the synthesis of three monochromes in a single image with optical chromogenic elements, to superimpose them by projection, so as to obtain a negative. colors complementary to those of the real subject, then to take up this negative by the process
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Xëller-Dorian-Berthon.
This method has, with respect to the present invention, the very serious drawback of requiring the use of sensitive pan-chromatic layers to obtain the final positive copies; on the other hand, the printing speed is very low owing to the considerable loss of light which is the consequence of the light scattering in all directions. from the projection screen * In addition, suitably colored filters from the Berthon process must be introduced into the reproduction objective, which considerably reduces the usable light (to approximately 1 / 6th).
On the other hand, the use of the Keller-Dorian-Berthon film, formed by a multitude of small regular lenses obtained by engraving, presents for its part several drawbacks, among others: the very great difficulty of producing small spherical lenses of 'sufficient perfection; the lack of brightness of said film at projection,
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on the one hand, due to the insufficient angular aperture of the projection objectives (which do not manage to use the entire surface of the microscopic images located at the focus of the small lenses) and, on the other hand, to the enormous amount of light which, scattered and diffracted by the film, does not pass through the projection lens.
The present invention is free from all these drawbacks.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.