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BREVET D'INVENTION " Prooédé et dispositif pour la produotion d'ima ges donnant l'impression du relief ".
La présente invention est relative à un procédé et un dispositif optique oonvenant en oinématographie pour provoquer l'impression du relief et est utilisable autant pour l'enregistrement d'images que pour leur projeotion ou reproduotion. Le dispositif, destiné à être adj oint à un objeotif, peut être constitué par une lentille simple ou composée, par une ou plusieurs plaques ou écrans.
Il existe un dispositif oonstituant un écran respectivement lentille, à placer devant un objeotif et comportant trois zones concentriques à l'axe optique, dont la zone oentrale est divergente, la médiane afooale et la zone périphérique convergente. On obtient ainsi un faisoeau' réfraoté à trois focales différentes qui agissent sur le modelé de l'image en lui enlevant sa sécheresse exoessi- ve et en augmentant la profondeur. Dans ces écrans ou lentilles d'un genre connu, les cavités ou protubérances sont disposées et façonnées de manière à ce que, pour un faisceau entrant formé de rayons parallèles à l'axe optique de l'objeotif, les foyers des faisoeaux secondaires-, sont situés
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sur l'axe optique de l'objeotif.
Dans un objectif auquel a été adjoint un éoran respeotivement une lentille de oe genre nous appelons faisceaux seoondaires, les faisoeaux qui) ayant
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olM e4t, -,/ traversé es cavités de oonvergenoe,. ou divergenoe propre donnée ont, après réfraction, une oonvergenoe différente de oelle du fais- oeau traversant un objectif normal non
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<!ft- 10 Wuu< u..I / nMaf3eosvitës, oe dernier faisceau réfraotâ normalement étant appelé faisceau prjmaire.
Dans le cas d'un écran respeotivement d'une lentille à trois zones, zone oentrale divergente, zone médiane afooale et zone périphérique convergente, on obtient donc deux faisceaux secondaires de convergence différente de oelle de la zone afooale dans laquelle la convergence du faisceau primaire reste inohangée. Ces deux faisoeaux secondaires, pour un faisceau entrant parallèle à l'axe optique, ont leurs deux foyers sur l'axe optique, en avant et en arrière du foyer oorrespondant à la zone afooale,zone du faisceau primaire restant, ou faisceau de oonvergenoe inchangée.
Suivant la présente invention,on prévoit de transformer une partie ou la totalité du faisceau primaire en un ou plusieurs faisoeaux seoondaires dont le ou les foyers sont en dehors de l'axe optique pour un faisceau entrant de rayons parallèles à l'axe optique.
A cet effet.,. le dispositif (lentille simple ou compo- sée, éoran, plaque ou analogue) suivant l'invention est muni de oavités ou protubérances que nous appelerons " oellules " et dont le centre de symétrie de chaque oellule est situé en dehors de l'axe optique. par centre de symétrie d'une cellule nous entendons le centre de gravité de la surface délimitée par la proje otion d'une cellule sur un plan perpendioulaire à l'axe optique.
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Ces cellules peuvent toutefois posséder un centre de symétrie en dehors de l'axe optique.
De préférence.* l'influence des cellules est telle que les faisceaux lumineux réfractés par elles et que nous appelons faisoeaux seoondaires, soient moins oonvergents que le faisceau lumineux qui traverse les parties des lentilles ne présentant pas de cellules, faisceau appelé ci-après faisceau primaire " restant " ,le faisoeau primaire étant le faisceau réfracté total obtenu par un objeotif normal, non muni de cellules.
En général.,.... la oonvergenoe des faisoeaux seoondaires sera telle que pour la mise au point à l'infini du faisceau primaire le ou les foyers des faisoeaux seoondaires se forment dans l'intervalle compris entre le foyer principal du faisceau primaire et le foyer que forme le faisceau primaire d'un point lumineux situé à la plus courte distance pour laquelle l'objectif est normalement utilisable, s'est-à-dire la plus courte distanoe indiquée sur l'échelle de mise au point de l'objeotif.
Le dispositif suivant l'invention peut être inclus dans les lentilles oonstitutives d'un objeotif ou être amovible et placé devant ou derrière celui-ci. Dans ce dernier oas, il peut avantageusement être inclus dans les lentilles additionnelles oonnues qui donnent aux objectifs l'universalité d'une trousse d'objeotifs.
Les cellules du dispositif suivant l'invention peuvent être ménagées dans une ou dans plusieurs faoes des lentilles ou des plaques qui constituent ce dispositif. Les cellules susdites sont avantageusement ménagées soit sur les surfaces accolées des éléments constitutifs de lentilles composées, soit dans le corps d'une lentille sur les surfaces accolées de deux éléments de même indice constituai!: une lentille originairement simple', soit encoresur les surfaces accolées ou rapprochées de deux plaques ou écrans.,
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De préférence-, on remplit alors ces cellules un oorps autre que l'air, présentant un indice de réfraction peu différent de l'indice des milieux précédons ou suivant= les cellules dans la direotion de la marche des rayons,ce @ oorps étant avantageusement oonstitué par du baume de Ca- nada, par un liquide ou un corps organique.
D'autres détails et particularités de l'invention ap- paraîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une figure explicative montrant la coupe axiale d'un objeotif réduit à une lentille simple.
La figure 2 est une coupe axiale d'un objectif égale- ment réduit à une lentille simple, pourvu d'un dispositif suivant l'invention et consistant en des oavités que nous appelons cellules.
Figure 3 est une coupe axiale d'un objeotif connu sous le nom de Planar Zeiss et dans lequel on a inolus un dis- positif suivant l'invention.
Figure 4 est une coupe axiale d'un objeotif connu sous le nom de Tessar Zeiss et dans lequel on a inclus un dispo- sitif suivant l'invention.
Figures 5, 6 et 7 sont des coupes axial es à travers des variantes d'un dispositif suivant!'invention en forme de plaques simples ou oomposées destinées à être adjointes à un objeotif.
Figure 8 est une vue de faoe du dispositif représenté à la figure 5.
A la figure 1 on a représenté un objeotif réduit pour plus de simplicité à une lentille simple ¯2 . Un faisceau lumineux entrant formé de rayons parallèles à l'axe opti- que sera réfracté dans le foyer prinoipal.5 de l'objectif.
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Le faisceau réfracté .6 est appelé faisceau primaire total ou faisceau primaire. D'une manière générale tout faisceau réfracta par un objectif normal,, exempt de cellule, sera appelé faisceau primaire.
La figure 2 représente un objeotif suivant l'inven- tion réduit pour plus de simplicité à une seule lentille oonvexe-oonoave 2 dans la face oonoave de laquelle sont ménagées des cavités 3 que nous dénomnons " cellules " .
L'effet obtenu par les oavités 3 de la figure 2 peut être obtenu également, dans un cas particulier/en aplanissant des parties d'une surface de lentille bombées comme représenté en 3a figure 2a.
La dénomination " cellules " s'applique également aux parties aplaties 3a qui oonstituent des cavités relatives.
Pour la figure 2 et dans les mêmes oonditions que pour la figure 1,les rayons lumineux ¯4 parallèles à l'axe optique de l'objectif ? et passant dans les parties de oelui-oi ne présentant pas de cellules, se rencontrent en .5 au foyer principal de 1 'objectif. en formant un faisceau que nous appelons faisceau primaire restant 6a. Les rayons da même genre qui passent par les cellules 3 forment des faisoeaux que nous appelons faisoeaux secondaires 7 dont les foyers 8 sont, à oause de la f orme des cellules 3, plus éloignés de l'objectif respeotivement de la lentille 2 que le foyer principal 5. Les foyers 8 sont situés en dehors de l'axe optique pour un faisceau entrant de rayons parallèles à l'axe optique.
Les faisoeaux secondaires 7 sont donomoins convergents que la faisceau primaire 6, respectivement que les parties restantes 6a du faisceau primaire. Les foyers 8 des faisoeaux seoondaires se forment de préférenoe dans l'intervalle oompris entre le foyer prinoipal 5 du faisoeau primaire et le foyer que forme le
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faisceau primaire d'un point lumineux situé à la plus courte distanoe pour laquelle l'objectif est normalement utilisa- ble, o'est-à-dire, la plus courte distanoe indiquée sur l'échelle de mise au point de l'objectif.
La différenoe de convergence entre lefaisoeau primaire et le ou les fais- oeaux secondaires est de préférence de l'ordre de 3 à 4 % de la oonvergenoe du faisceau primaire, et en général infé- rieur à 10 % de cette dernière oonvergenoe.
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On peut, si on le désire, oouvir l'ouverture entière de l'objectif à l'aide de cellules. Dans ce cas, le faisceau que nous avons appelé faisceau primaire est entièrement trans- formé en faisoeaux secondaires.
De préférence la surface utile totale du ou des fais- oeaux seoondaires est prise égale à la moitié de la surfa- ce de l'ouverture utile du faisceau primaire.
On^peut voir à la figure 2 qu'un dispositif suivant l'invention peut donner d'un point lumineux objet, d'une part, un point lumineux image provenant de la partie res- tante du faisceau primaire, partie qui servira à la défini- tion de l'image du pine et, d'autre part, une aire lumi- neuse provenant des faisceaux secondaires 1 et qui est destinée à donner à l'image du point la douceur du contour avec les caractéristiques du naturel. Cette aire lunineuse 9 aura un diamètre assez réduit pour ne pas brouiller l'image et doit être vue, de préférence, sous un angle, inférieur ou égal à 6 minutes.
Pour un objeotif déterminé, on calculera donc les cellules d'après la distanoe normale à laquelle l'image donnée par cet objeotif doit être obser- vée soit direotement soit en projeotion aveo agrandisse- ment. En dehors du plan de'mise au point passant par le foyer du faisceau primaire, les faisoeaux secondaires oon- tribuent à augmenter la définition des images.... surtout, si)
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oomne il le sera envisagé plus loin, la répartition des cellules présente une concentration à un endroit de l'ouverture de l'objectif respeotivement à un endroit de l'image du diaphragme, ou si les cellules d'un endroit de l'ouverture de l'objectif sont plus lumineuses que les cellules des autres endroits.
On a également trouvé qu'on obtenait des effets de relief particulier, en enregistrant ou en projetant un " point image " à l'aide du faisceau primaire, et " une aire lumineuse image " particulière, correspondant à l'aire lumineuse 9 (figure 2) mais obtenue aveo des faisoeaux seoondaires formés de rayons parallèles.
On peut arriver à ce résultat en donnant aux cellu- les un pouvoir de réfraotion.,, pouvant être déterminé par la oaloul, et tel que pour un point lumineux objet situé à une distance déterminée, plus grande que la distance focale principale de l'objectif,on obtienned'une part, un faisceau primaire donnant un point image dans un plan de mise au point déterminé en fonction de la distance susdite et/d'autre part,un ou plusieurs faisceaux seoon daires formés de rayons parallèles.
Ces derniers donneront donc une aire lumineuse image du point objet, aire dont les dimensions seront égales aux dimensions des cellules. Le diamètre (ou la plus grande dimension) de ces cellules sera de préférenoe égal ou inférieur à 10 m/m.
Comme il a été envisagé plus haut on peut/dans oer- tains cas, couvrir l'ouverture
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utile e 1'objeotif à l'ai- de de cellule. Dans ce cas encore, le faisceau primaire est entièrement transformé en fai soeaux secondaires.
D'au tres éléments tels que les aberrations des cellu- les respectivement des faisoeaux secondaires, ainsi que les oontours multiples des images d'objets situés en dehors du
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plan de mise au point, oontours conditionnés par la luminosité ,le pouvoir de réfraction, la forme et la distributim des cellules , onntribueront à, l'impression de profondeur, surtout en projection animée.
Il est évident qu'il n'est pas nécessaire que la distribution des cellules autour de l'axe optique de l'objectif soit faite de façon régulière ou symétrique. On peut éventuellement oonoentrer les cellules sur une partie de l'ouverture utile de l'objectif comme représenté à la figure 8, afin d'obtenir une plus grande concentration de lumière en un point quelconque de l'image du diaphragme. par image du diaphragme, on entend la tache olaire que donne sur le verre dépoli le faisceau primaire d'un point lumineux objet quand le verre dépoli se trouve en dehors du plan de mise au point du faisceau primaire oorrespondant au point lumineux.
Les ouvertures relatives des cellules peuvent différer entr'elles (voir figure 8), ainsi que leurs convergences respectives. En supposant des cellules sphériques, celles-ci peuvent donc être constituées par des dioptres de diamtres et de rayons de oourbure différents sans sortir du oadre de la présente invention.
La fig. 8 qui est une vue de faoe d'une lentille selon l'invention montre ce que l'on entend par centre de gravité de la surface délimitée par la projection d'une cellule sur un plan perpendioulaire à l'axe optique. Dans le cas partioulier de la figure 8, ces surfaces sont des circonférences.
Les oentres de gravité g des cellules .1 sont situées en dehors de l'axe optique o,
Le dispositif suivant l'invention peut être indépendant de l'objectif qui doit en être pourvu. Dans ce oas,il peut en être rendu solidaire ou bien être amovible. Dans ce dernier cas, les cellules qu'il comporte peuvent être mé-
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nagées dans les lentilles additionnelles oonnues donnant aux objectifs l'universalité d'une trousse d'objectifs.
Un dispositif suivant l'invention disposé sur le trajet du faisceau d'un objeotif existant peut être constitué, par exemple oomne représenté à la figure 5,au moyen d'une plaque de verre plan-parallèle 2, dono" len- tille " atonale, dans laquelle on a ménagé des cellules Une telle plaque ou écran (voir aussi figures 6 et 7) et la lentille représentée figure 2 sont désignés dans lesrevendioations sous le nom générique de " lentille ".
La figure 2 peut en effet être oonsidérée comme représentant une lentille additionnelle.
Le dispositif suivant l'invention peut également être inoorporé à l'objectif. C'est ce qui esreprésenté à la figure 3 qui montre un objectif Planar Zeiss dans lequel on a ménagé des cellules 3 suivant l'invention, sur l'une des surfaces accolées de deux lentilles simples 2 et ¯2' constitutives d'une lentille composée, Ces cellules sont creusées dans la partie 2. A la figure 4, qui représente un objeotif Tessar Zeiss, les cellules 3 ont été ménagées dans le corps d'une lentille originairement simple sur l'une des surfaces accolées de deux parties 2-2' de même indioe de réfraction et reconstituant cette lentille. Ces cellules sont creusées dans une de ces deux parties, respeotivement dans la partie 2'.
Les rayons de oourbure des dioptres des cellules dans les figures sonttentionnellement exagérés. En pratique la différenoe choisie entre la convergence du faisceau primaire et la oonvergenoe du ou des faisceaux seoondaires étant réduite, les rayons de courbure des dioptres des cellules pour les milieux air-verre atteignent des valeurs peu pratiques. pour cette raison, on a imagi-
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né de constituer les dioptres des cellules entre deux milieux d'indices de réfraotion peu différents, afin de pouvoir donner aux dioptres des cellules une oourbure plus faoilement réalisable.
L'éoran préoonisé dans la figure 5 à dioptres air-verre sera donc réalisé pratiquement par deux plaques de verre plan-parallèles 2 et 2' (voir figure 6), l'une d'elles possédant sur l'une de ses faoes, oelle tournée vers la deuxième plaque, des cellules oonoaves 3, les deux plaques étant aooolées par une matière d'indice de réfraotion peu différent de celui des plaques, et remplissant les cellules, tel que par exemple du baume du Canada. On peut également utiliser un dérivé oellulosique transparent.
A la figure 7 on a représenté deux plaques rapprochées, un liquide 10 d'indice peu différent de celui des plaques remplissant les cellules et l'interstioe entre les plaques.
Le liquide étant interohangeable, on aura en maingun moyen pour obtenir des cellules de divergenoe ou convergence propre plus ou moins grande.
De même, dans un objeotif comprenant une lentille en plusieurs parties aooolées, entre lesquelles des oellules sont ménagées, le remplissage des cellules est fait de préférence par un milieu autre que l'air. L'une des deux parties aooolées (voir figure 4) peut être représentée dans ce cas par une plaque plan-parallèle et être donc afooale.
Il est bien entendu que les cellules ne doivent pas nécessairement être rassemblées sur une surface ou un dioptre unique, mais qu'il est possible de réaliser l'invention en les distribuant sur plusieurs surfaces ou dioptres. De même ,les cellules peuvent être constituées par un milieu d'indice de réfraction supérieur ou inférieur à l'indice de réfraction des milieux précédai ou suivant$ les cellules
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dans le sens de la marche des rayons, pour obtenir des faisceaux secondaires de convergence supérieure ou inférieure à la convergence du faisceau primaire.
En outre, il est à remarquer que les cellules ne doivent pas nécessairement être des dioptres sphériques, mais peuvent être cylindriques ou en forme de tore, du moment que ces cellules donnent aux faisoeaux lumineux qui les tra- versent une convergence différente de oelle que leur donnerait l'objeotif proprement dit et tel que/pour un faisceau entrant de rayons parallèles à l'axe optique.les foyers des faisoeaux seoondaires soient situés en dehors de l'axe optique (cas de la figure 2).
L'invention applioable en photographie, oinématographie et analogue n'est pas limitée aux exemples représentés et bien des modifications peuvent être apportées au nombre, à la forme et à la disposition des éléments entrant dans sa réalisation sans pour cela sortir du oadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la produotion d'images donnant l'impression de relief dans lequel le faisceau primaire d'un objeo- tif est transformé en tout ou en partie en un ou plusieurs faisceaux secondaires de oonvergenoe autre que la oonver- genoe du faisceau primaire/caractérisé en ce que le ou les foyers des dits faisoeaux seoondaires son(situés en dehors de l'axe optique pour un faisceau entrant de rayons parallèles à 1axe optique.
2. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendioation 1, et comportant une lentille, plaque ou écran, caractérisé en ce qu'il est muni de cellules dont le centre de symétrie de chaque cellule est situé en dehors de l'axe optique.