<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Francis filliam Macdonald MATTHEWS Appareil pour la représentation stéréoscopique d'images. Demande de brevet anglais en sa faveur du 20 Septembre 1943
La présente invention se rapporte à la représentation stéréoscopique d'images, en particulier lorsque les images sont projetées sur un écran. Elle s'applique non seulement à des images fixes, mais également à des images mobiles, telles qu'elles peuvent être fournies par télévision.
Pour assurer un effet stéréoscopique réel, la scène originelle doit être enregistrée à partir de deux points de vue, corresponda.nt aux deux yeux d'un observateur, et l'invention a trait aux moyens grâce auxquels les images ainsi enregistrées sont vues de façon correcte, c'est-à-dire de telle manière que l'oeil gauche de l'observateur ne perçoive que les éléments de l'image prise à partir du point de vue de gauche et'l'oeil droit ceux à partir du point de vue de droite.
On a déjà proposé de subdiviser une image en bandes étro: tes représentant de façon alternée des éléments de vues de l'oeil gauche et de l'oeil droit, et de placer devant l'image une grille de bandes alternativement transparentes et opaques, de telle manière que les bandes opaques de la. grille masquent toutes les bandes de l'image de l'oeil gauche pour l'oeil droit, et vice versa.
Il était alors nécessaire de regarder l'image à partir d'une position particulière puisque les éléments incorrects de l'image auraient été masqués à partir de tout autre point de vue et que l'effet stéréoscopique aurait été annulé. Ce principe de subdivision est cependant utilisé dans la présente invention, ma.is de manière à éviter la. limitation à un seul point de vue particulier.
Suivant l'invention, l'image, telle qu'elle est vue,est subdivisée en bandes étroites verticales représentant de façon alternée des éléments de vues de l'oeil gauche et de l'oeil droit; un obturateur ou son équivalent est construit et actionné de manière à rendre visible, en une succession rapide, des paires de bandes comprenant chacune une bande correspondant à l'oeil gauche et une bande adjacente correspondant à l'oeil droit, les deux bandes d'une paire apparaissant et disparaissant simultanément, la bande correspondant à l'oeil gauche étant toutefois placée dans chaque paire de bandes à gauche de la bande correspondant à l'oeil droit.
Lorsque l'invention est appliquée à la projection d'un film cinématographique ayant des enregistrements associés côte à
<Desc/Clms Page number 2>
côte sur chaque image de la pellicule, l'appareil selon l'inven- tion comprend de préférence un couloir avec porte dans lequel le film est amené dans la direction longitudinale, un écran fixe (dit écran grille ou simplement grille) situé près du film présentant des barres alternativement transparentes et opaoues, de largeur /gale, qui s'étendent en direction longitudinale, un obturateur, également situé près du film, oscillant transversalement et compor- tant deux fentes s'étendant en direction longitudinale à une dis- tance approximativement égale à l'espace des enregistrements de l'oeil gauche et de l'oeil droit du même point dans l'image,
mais de telle manière du'à tout instant les deux fentes viennent simul- tanément en regard avec des bandes transparentes ou avec des bandes opaques de l'écran grille, et des moyens optiques pour projeter les images associées du film pratiquement en coïncidence sur un écran, les enregistrements de l'oeil gauche et de l'oeil droit étant inter- cales les uns avec les autres. Cette disposition convient 'gale- ment pour des images fixes, les images associées étant placées cô- te à côte de la manière connue dans un stéréoscope, tous moyens de support de pellicule connus en soi pouvant toutefois être utilisés à la place du couloir et de sa porte et aucun mouvement d'avance du film n'étant nécessaire.
On entend ici par "sens longitudinal" ce- lui qui est perpendiculaire à une ligne droite joignant les images associées d'un même point sur les parties correspondant à l'oeil gauche et à l'oeil droit de l'enregistrement.
Lorsaue l'image est projetée sur un écran, l'effet de relief peut être augmenté par des dispositifs disposés à l'endroit de l'écran. Une forme d'écran, prévue dans ce but, est constituée par des Eléments plats, inclines dans des sens opposas de façon alternée, de manière à présenter une surface ondulée, les dimensions étant telles que les éléments de l'image correspondant à l'oeil gauche sont tous projetés sur les éléments de l'écran in- clinés dans un sens et les éléments correspondants à l'oeil droit projetés sur les éléments de l'écran inclinés dans l'autre sens.
Des chicanes perpendiculaires à la direction générale de la sur- face de l'écran et dirigées vers le spectateur, peuvent être ajou- tées sur les arêtes de manière à faciliter la séparation des images de l'oeil droit et de l'oeil gauche. Les deux bandes d'image appa- raissant et disparaissant simultanément sont celles qui sont proje- tées sur les deux côtés de la même ondulation de l'écran. Le terme "ondulation", dont il est question ici, se rapporte à l'écran tel qu'il est vu par le spectateur qui peut être placé du même côté que le projecteur ou du côté opposé.
Une autre disposition utilise un écran uni, plat, avec des chicanes espacées de façon semblable à celles mentionnées ci- dessus. Ces chicanes peuvent être accolées à l'écian ou fixées con- tre celui-ci ou faiblement éloignées de cet écran. Dans ce dernier cas, les chicanes peuvent être constituées sous forme de grille séparée qui peut être éloignée de l'écran si on le désire. Cette grille diffère de la grille connue dont il a été question plus haut, en ce que ses barres ont la plus grande dimension de leur section transversale perpendiculaire à la surface générale de l'é- cran, et sont de très petites dimensions dans une direction paral- lèle à cette surface, tandis que dans la grille du type déjà décrit les barres et les espaces entre celles-ci mesurés dans une direc- tion parallèle à l'écran, sont égaux.
Les dispositifs d'écran décrits ci-dessus sont appliqués indifféremment à des écrans opaques, vus par réflexion et à des écrans translucides, vus par transparence, mais dans chaque cas, les chicannes ou grilles sont placées du même côté oue le specta- teur.
Comme il a déjà été dit, l'obturateur et l'écran grille doivent être placés près du film dans le cas de la projection ci- nématographique. Tandis que la succession suivant laquelle les @
<Desc/Clms Page number 3>
trois éléments sont placés est théoriquement sans importance, des considérations d'ordre pratique rendent nécessaire de placer l'é- cran grille entre l'obturateur et le film.
Lorsque l'invention est appliquée à la télévision, ouel- ques modifications de détail sont nécessaires comparativement à l'appareil utilisé pour les films cinématographicues, afin de tenir compte de la manière suivant laquelle l'image de télévision est formée par exploration. L'obturateur mentionné dans la. définition de l'invention peut en particulier ne plus être un obturateur phy- sique, mais son effet peut être imité par la commande de l'explora- tion.
Les dessins ci-annexés représentent, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil selon l'invention. Dans ces dessins : fig. 1 est une vue en plan schématique des organes du projecteur; fig. 2 est un schéma montrant l'alternance des éléements d'image ; fig. 3 est une vue en élévation du projecteur destiné à passer des films; fig. 4 est une vue en élévation du dispositif d'entraî- nements de l'obturateur; fig. 5 est une vue de face, et fig. 6 une vue latérale en coupe d'un dispositif à prismes; fig. 7 est une vue de face d'une fixation d'écran grille ; fig. 8 est une coupe partielle d'un écran de projection; figs. 9 et 10 sont des vues en plan, schématiques, d'une camera de télévision et d'un projecteur respectivement.
Tel qu'il est représenté à la fig. 1, le projecteur pour films cinématographiques comprend une source lumineuse 1, un conden- seur 2, un obturateur 3, mobile transversalement, une porte du couloir pour le film 4, un écran grille 5, un objectif 6 de pro- jection et une série de prismes combinés 7, 8, 9 et 10. Les orga- nes 3, 4 et 5 ne sont pas représentés dans leur position rpelle, ceci pour la clarté de l'exposé. L'accolade sert à indiquer oue ces organes sont aussi près que possible les uns des autres, de manière à être tous mis au point simultanément sur l'écran de projection.
L'écran grille 5 est monté dans un couloir qui sera dé- crit plus en détails par la. suite et qui est placé entre l'obtu- rateur 3 et le film 4. La source lumineuse 1, le condenseur 2, le couloir et l'objectif de projection 6 ne diffèrent pas de ceux uti- lisés habituellement et ne sont, par conséquent, pas repr4sentés en détails. Le film 4 comporte, dans chaque espace pour l'image, une aire d'images associées cote à côte, représentant les vues de l'oeil gauche et les vues de l'oeil droit respectivement indiquées par les lettres L et R.
Ce film peut être monochrome ou de couleurs naturelles.
L'écran grille est subdivisé en bandes verticales alternativement transparentes et opaques de largeur égale, de telle manière que chacune des deux images projetées sur l'écran soit constituée par des bandes d'images alternées avec des bandes noires. Les prismes 7 à 10 séparent les images de l'oeil gauche et de l'oeil droit et sont réglés de telle manière que les éléments d'une image soient projetés sur l'écran entre les éléments de l'autre image. Si l'ob- turateur mobile transversalement était enlevé, une image formée par des éléments alternés de l'oeil gauche et de l'oeil droit appa- raîtrait sur l'écran et devrait être regardée à travers une grille, comme c'est le cas dans le procédé déjà connu.
La fig. 2 représente des éléments d'image placés correctement par rapport à la gauche - et à la. droite de l'écran mais, pour la clarté du dessin, la par-
<Desc/Clms Page number 4>
tie supérieure ne représente que les éléments d'images de l'oeil gauche et la partie inférieure que des éléments de l'oeil droit.
L'obturateur 3, mobile transversalement, comporte deux fentes verticales 11 et 12, espacées l'une de l'autre de la même distance environ que, sur le film, les images associées d'un même point sur la scène représentée. Chaque fente est de la même largeur ou'un élément transparent ou opaque de la grille 5 et l'écartement entre elles doit être tel aue, lorsdu'une fente vient en regard d'un lément transparent de la grille l'autre fente vient en regard d'un autre Elément transparent tel que son image occupe sur l'écran de projecticn une position adjacente à celle du premier élément transparent.
La position relative des deux images dépend du coté de l'écran à partir duquel on regarde, mais elle doit être telle nue l'élément d'image de l'oeil gauche apparaisse à gauche de l'élément d'image de l'oeil droit.
L'obturateur oscille rapidement à gauche et à droite de telle manière Que chaque fente balaie la demi-image qui lui correspond. Etant donné qu'il est nécessaire que chaque traversée de gauche à droite ou de droite à gauche occupe un intervalle de temps n'ex@dant pas celui pendant lequel une image du film est fixe dans le couloir, la vitesse pratiquement la plus élevée de l'obturateur est réglée de telle sorte que plusieurs traversées d'obturateur soient réalisées sur chaque image du film.
On remarquera oue pendant une traversée de l'obturateur ?,l'écran est tout d'abord complètement obscur, car les fentes 11 et 12 sont en regard avec les éléments opaques de la grille 5.
Lorsque l'obturateur se déplace une quantité de lumière augmentant graduellement peut passer à travers les fentes 11 et 12 et les éléments transparents de la grille 5, cette quantité atteignant un maxima lorsque les fentes 11 et 12 sont complètement en regard avec les éléments transparents. La lumière diminue ensuite de nouveau jusqu'à l'obscurité complète. Pendant cette période, une bande seulement de chaque élément d'image est visible et est placée, l'élé@ent de l'oeil gauche à gauche et l'élément de l'oeil droit à droite.
Le mouvement de l'obturateur 3 se continuant, l'élément suivant de chaque image apparaît de la même façon dans une position adjacente à celle de la première paire d'éléments, et ainsi de suite, sur toute la largeur de l'écran. L'effet de cette représentation de l'image est que chaque oeil n'aperçoit que les éléments d'image qui lui sont approprias et l'image complète est par la persistance de vision.
Une Forme d'exécution particulière de l'invention est représentée aux figures 3 à 7. Des parties de l'appareillage de projection qui ne diffèrent pas de celles utilisées dans la pratique cinématographicue habituelle, ne sont pas représentées ou dé- crites sauf pour @ut@nt que cela soit nécessaire à la compréhenslon des parties spéciales du dispositif nécessaires à l'invention.
L'appareillage de projection est @onté dans un boîtier 12, comportant un prolongement vers l'avant pour supporter les prismes 7 à 10, en avant de l'objectif 6 de projection, autrement l'appareil de projection a presque la même forme que les appareils habituels. Un bottier secondaire 14 est boulonne' sur le côté du boîtier 13 de manière à supporter et à loger le mécanis@e d'entrainementde l'obturateur 3. Cet obturateur comporte une patte 15 sur un côté. fixe par une vis à une tige 16, mobile longitudinalement dans un guide tubulaire 17. Ce guide 17 est situé dans le bottier 13.
Unebielle 18 est articulée à l'extrémité extérieure de la tige 16 et à un bouton de manivelle 19 prévu sur un disque 20, celui-ci étant porté par un arbre 21 tourillonna dans le boîtier 14.L'arbre.
21 est entraîné par l'intermédiaire d'engrenages 22 au moyen d'un moteur auxiliaire 23, le moteur normal n'ayant pas suffisamment de
<Desc/Clms Page number 5>
force pour entraîner l'obturateur 3 à la vitesse plèvre qui est né- cessaire. Avec un projecteur construit spécialement pour le dispositif décrit, on prévoirait un seul moteur pour les deux entraînements. Une seconde patte 24 est prévue sur l'autre côté de l'obturateur 3 dans le cas où l'on désirerait inverser l'obturateur pour l'observation frontale ou arrière. D'autres obturateurs peuvent être montés si cela est nécessaire avec d'autres dimensions de fentes. De tels obturateurs auraient des pattes analogues aux pattes 15 et 24 à une ou aux deux extrémités.
On rémarquéra à la fig. 1 que la lumière formant l'image correspondant à celle de l'oeil gauche est réfléchie par la face d'un prisme 7 dans une direction perpendiculaire à l'axe optique du système de projection et en s'éloignant de cet axe, le rayon lumineux étant de nouveau réfléchi par le prisme 8 approximativement dans la direction originale. De la même façon, la lumière formant l'image correspondant à celle de l'oeil droit est réfléchie par les faces des prismes 9 et 10 qui sont disposés de telle manière qu'une alternance correcte des éléments d'image soit produite sur l'écran comme défini plus haut.
Les figures 5 et 6 représentent le montage des prismes.
Les prismes 7 et 9 sont fixés sur un socle 25 solidaire du boîtier 13, tandis que les prismes 8 e,t 10 sont supportés par des tiges verticales 26 susceptibles de tourner dans le socle 25. La tige 26 du prisme 8 présente un bras 27 s'étendant vers l'avant et portant à son extrémité extérieure un écrou pivotant 28. Une vis à tête moletéepeut tourner dans une patte du socle 25, mais est empêchée de se déplacer d'un mouvement longitudinal grâce à des moyens connus. Ces moyens ne sont pas représentés mais peuvent comprendre un épaulement prévu sur la tige, destiné à s'appuyer contre la face, extérieure de la patte et un contre-écrou destin/- à s'appuyer coh tre la face intérieure. Une vis de blocage 30 presse une pièce d'espacement 51 contre la tige 26 pour maintenir le prisme 8 dans sa position réglée.
Le mécanisme de réglage pour le prisme 10 est le même que celui décrit pour le prisme 8.
La fig. 7 représente un dispositif de fixation pour la grille 5. L'avant du couloir est rainuré pour recevoir la grille
EMI5.1
qui, lorsquëlle est en position, vient à ras de la surface fron- tale de la fenêtre. Une petite bande métallique 31 est placée contre un coté de l'écran grille 5 et une vis 32, prévue sur le côté du couloir, presse la bande 31 pour maintenir l'écran grille 5 fer- mement contre le cotéopposé de l'évidement rainure ménagé dans le couloir.
EMI5.2
oi in maintenant -'écrire quelqu s détails concernant. 1'tablissemen-3e '.1l,obtùratp-iil ;t. de..l'éefàn . orLi1e.iÔn sU'FPse "qll<. le PJl'QjE:',0teilu est destine -de ,16I111:a.;' 19 ;'6mm. de cette largeur, sont ;dispcni,bl.es ¯pour !-'image photographique et les images de l'oeil gauche et de l'oeil droit de cha.nue 0F.!.':
' - oc- cupent ainsi 4,8 mm de la largeur du film. On suppose, en outre, que la largeur de l'image sur l'écran de projection est d'environ 23 cm. subdivisée en bandes verticales d'environ 1,6 mm.(1/16 inch) de largeur.
L'écran grille a une surface effective de 9,6 mm. de largeur et de 7,2 mm. de hauteur pour venir en regard de la surface d'image du film. Théoriquement, il devrait y avoir, dans cha.aue moitié de la grille, 72 barres opaques et 72 barres claires, chacune de 0,0333 mm. de largeur, la première barre sur la gauche d'une moitié étant claire, la première barre sur la gauche de l'autre moitié étant opaque. Il y aurait alors deux barres de la même espèce adjacentes à deux autres au centre de la grille.
' Cette difficulté peut être surmontée en ayant 143 barres opaques et 143 barres claires alternant sur toute la largeur de la grille. Aucun dispositif spécial n'est alors nécessaire au centre.
<Desc/Clms Page number 6>
L'écran grille peut être fabriqué en photographiant un modèle d'un nombre approprié de lignes à l;'échelle voulue sur un film de 16 mm.; le film utilisé dans ce but doit avoir la meilleure qualité possible en ce qui concerne les propriétés de contraste et de finesse de grain. Le morceau de film positif portant l'image des lignes est disposé entre deux plaques tres minces de verre ou de méthyl-métacrylate plastique.
L'obturateur doit avoir ses fentes placées de façon à correspondre aux barres de la grille avec laquelle il est utilisa et le meilleur moyen pour le fabriquer consiste à faire une photographie du modèle utilisa pour réaliser l'écran grille. Après que l'exposition a été faite pour produire la grille, tous les éléments du modèle sont masquésen blanc, excepté les deux éléments noirs requis. La camera et le modèle sont maintenus dans la même position que pour photographier la grille et l'exposition est faite sur une nouvelle partie du film. Deux bandes claires sont ainsi produites après développement, sur un fond noir et dans des positions correctes.
L'élément de film peut lui-même être monté de la même manière nue l'écran grille et peut être emnloyé comme obturateur pourvu ou'il y ait des surfaces opaques d'au moins 4,8 mm. de largeur à l'extérieur des éléments clairs. De telles surfaces peuvent devoir être produites par un prolongement. L'élément de film peut, en outre, être utilisé comme gabarit pour fixer les positions correctes sur un obturateur métallique, les bandes étant produites par 'une taille microscopique.
Comme il a déja été dit ci-dessus, l'écran de projection peut avoir différentes formes. La fig. 8 représente une coupe d'une partie d'un écran de forme préférée pour l'observation à courte distance. La surface d'écran est ondulée ou en zig-zag et les dimensions sont telles que les éléments successifs de l'image correspondant à l'oeil gauche sont reçus par les parties A, C et F, tqndis que les éléments successifs de l'image correspondant l'oeil droi.t sont reçus par les parties B et D. Des chicanes 33 sont fixées sur les crêtes des ondulations de l'écran sur le côté où l'on regarde, et font saillie perpendiculairement à la surface générale de l'écran.
L'écran lui-même est opaaue ou translucide suivant le coté où le projecteur est placé.
Pour des écrans plus grands, utilisés dans le cas d'observateurs plus nombreux, il est probablement préférable d'utiliser un écran ondulé ou plat muni d'une grille indépendante à chicanes placée en avant de l'écran. L'écran ondulé peut être, dans cha.nue cas, constitué par une matière plastique moulée.
On remarouera que, grâce au dispositif décrit, des figures peuvent être vues en relief naturel sans dispositif de sélection tel que des verres rouges et verts, ou des éléments polarisés de façon différentielle et sans appareil particulier pour le spectateur oui n'est pas limité à une position particulière pour percevoir l'effet stéréoscopique. Puisqu'on n'utilise aucune sélection de couleur, les images peuvent être projetées en couleurs naturelles et ne sont pas limitées aux images monochromes.
Dans l'application du dispositif décrit à la télévision, la cambra d'enregistrement peut être disposée comme représenté schématiquerent à la fig. 9. Deux objectifs 34 et 35 forment les images, correspondant à l'oeil gauche et à l'oeil droit respectivement, de la scène à représenter. Ces images sont formées sur un écran habituellement utilisé dans une caméra de prise de vues de télévi- sion. Immédiatement à l'avant de l'écran d'enregistrement est disposé un écran grille fixe 5 subdivisé en bandes claires et opaoues comme déjà décrit.
<Desc/Clms Page number 7>
Un obturateur 3 à mouvement de va-et-vient, disposé à l'avant de la grille 5, coopère avec celui-ci de la manière déjà décrite. L'obturateur 3 et la grille 5 sont déplaces de leur po- sition réelle comme dans le cas de la fig. 1 pour indiquer leur na- ture et la grille n'est représentée qu'avec 10 bandes au lieu d'une grande quantité comme cela serait le cas en pratioue.
L'image sur l'écran d'enregistrement, modifiée par la grille 5 et l'obturateur 3, est explorée de la manière habituelle et est de nouvea.u formée selon la pratique courante en télévision, comme représenté à la fig. 10, sur les écrans d'image de deux tubes de projection du type à rayons cathodiques 36 et 37, dont l'un pro- duit les éléments correspondant à 'l'oeil gauche de l'image et l'au- tre les éléments correspondant à l'oeil droit. Les deux tubes ont des parties correspondantes d'écran grille 5a et 5b en contact di- rect avec les extrémités sur lesquelles les images optiques sont formées. Pour la clarté du dessin, les parties d'écran grille sont représentées éloignées des tubes.
Les deux objectifs de projection 38 et 39 pervent à pro- jeter les deux images sur un écran d'observation 40, translucide ayant la forme représentée à la fig. 8. Les tubes 36 et 37 forment un angle, de telle sorte que les deux images subdivisées en bandes verticales alternées obscures et lumineuses puissent être interca- lées correctement les unes entre les autres comme décrit ci-dessus.
C'est en raison de cette disposition des tubes que l'écran grille est divisé en deux parties.
Il n'est pas certain qu'un obturateur se déplaçant trans- versalement du genre de l'obturateur 3 soit nécessaire au récepteur; les conditions dues à la guerre ont rendu impossible d'effectuer les expériences nécessaires à ce sujet. On déterminera probablement que l'obturateur 3 du transmetteur modifie les signaux de l'image de manière à produire l'effet d'un obturateur semblable au récep- teur sans l'existence d'un tel obturateur. Les mêmes remarques s'appliquent à l'écran grille. Si l'on utilise un obturateur, il doit être en deux parties comme représenté pour l'écran grille.
Si on le désire, soit l'écran grille, soit l'obturateur, ou les deux à la fois peuvent être prévus au récepteur pour corri- ger tout manque de netteté des éléments d'image apparaissant au cours de la transmission.
Dans un procédé que l'on peut préférer à celui décrit ci-dessus, l'obturateur 3 est éliminé de la camera d'enregistrement et son action sélective est produite par des faisceaux d'explora- tion de tubes à rayons cathodiques 36 et 37 au récepteur, les li- gnes étant naturellement verticales. L'écran, grille 5 est néces- saire à la camera d'enregistrement et est en deux parties réglées de telle manière que les éléments transparents laissent passer des paires stéréoscopioues complémentaires pour la transmission.
Il est essentiel dans ce cas d'avoir des écrans grilles
5a et 5b au récepteur et ils doivent s'adapter exactement à ceux de la camera d'enregistrement. L'inclinaison relative des tubes à rayons cathodiques 36 et 37 doit être réglée de telle manière due le faisceau d'exploration de l'un parcoure toujours un espace ou une barre de la grille en avant de l'autre, de sorte que les deux faisceaux se déplacent à travers les ondulations de l'écran d'ob- servation 40 adjacentes les unes aux autres de la manière décrite plus haut.
La largeur de chaque Elément transparent de l'écran gril- le est équivalente à au moins deux lignes d'exploration de manière à assurer une image uniforme et à éviter des espaces blancs dûs aux barres opaques de la grille obscurcissant la texture de l'image..
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Mr. Francis filliam Macdonald MATTHEWS Apparatus for the stereoscopic representation of images. English patent application in his favor of September 20, 1943
The present invention relates to the stereoscopic representation of images, in particular when the images are projected on a screen. It applies not only to still images, but also to moving images, such as can be provided by television.
To ensure a real stereoscopic effect, the original scene must be recorded from two points of view, corresponding to both eyes of an observer, and the invention relates to the means by which the images thus recorded are viewed in a meaningful way. correct, that is, in such a way that the left eye of the observer perceives only the elements of the image taken from the left point of view and the right eye those from the point right view.
It has already been proposed to subdivide an image into narrow bands: your alternately representing view elements of the left eye and of the right eye, and to place in front of the image a grid of alternately transparent and opaque bands, of such that the opaque bands of the. grid mask all bands of the image from the left eye to the right eye, and vice versa.
It was then necessary to look at the image from a particular position since the incorrect elements of the image would have been masked from any other point of view and the stereoscopic effect would have been canceled. This principle of subdivision is however used in the present invention, ma.is so as to avoid the. limitation to one particular point of view.
According to the invention, the image, as seen, is subdivided into narrow vertical bands alternately representing view elements of the left eye and of the right eye; a shutter or its equivalent is constructed and operated so as to make visible, in rapid succession, pairs of bands each comprising a band corresponding to the left eye and an adjacent band corresponding to the right eye, the two bands of a pair appearing and disappearing simultaneously, the band corresponding to the left eye being however placed in each pair of bands to the left of the band corresponding to the right eye.
When the invention is applied to the projection of a cinematographic film having associated recordings side by side
<Desc / Clms Page number 2>
side on each image of the film, the apparatus according to the invention preferably comprises a corridor with a door in which the film is fed in the longitudinal direction, a fixed screen (called a grid screen or simply a grid) located near the film having alternately transparent and opaque bars, of width / equal, which extend in the longitudinal direction, a shutter, also located near the film, oscillating transversely and having two slits extending in the longitudinal direction at an approximate distance equal to the space of the recordings of the left eye and of the right eye of the same point in the image,
but in such a way at all times the two slits come simultaneously opposite with transparent bands or with opaque bands of the grid screen, and optical means for projecting the associated images of the film practically in coincidence on a screen. , the recordings of the left eye and of the right eye being interposed with each other. This arrangement is also suitable for still images, the associated images being placed side by side in a known manner in a stereoscope, any film support means known per se which can however be used in place of the corridor and of the screen. its door and no movement in advance of the film being necessary.
The term “longitudinal direction” is understood here to mean that which is perpendicular to a straight line joining the associated images of the same point on the parts corresponding to the left eye and to the right eye of the recording.
When the image is projected onto a screen, the relief effect can be increased by devices placed at the location of the screen. A form of screen, provided for this purpose, consists of flat elements, inclined in opposite directions alternately, so as to present a wavy surface, the dimensions being such that the elements of the image corresponding to the left eye are all projected onto screen elements tilted in one direction and the elements corresponding to the right eye are projected onto screen elements tilted in the other direction.
Baffles, perpendicular to the general direction of the screen surface and directed towards the viewer, may be added on the edges so as to facilitate the separation of the images of the right eye and the left eye. The two image bands appearing and disappearing simultaneously are those which are projected on both sides of the same wave of the screen. The term "ripple" referred to here refers to the screen as seen by the viewer which can be placed on the same side as the projector or on the opposite side.
Another arrangement uses a plain, flat screen with baffles spaced similarly to those mentioned above. These baffles can be attached to the screen or fixed against it or slightly distant from this screen. In the latter case, the baffles can be formed as a separate grid which can be moved away from the screen if desired. This grid differs from the known grid discussed above, in that its bars have the greatest dimension of their cross section perpendicular to the general surface of the screen, and are very small in one direction. parallel to this surface, while in the grid of the type already described the bars and the spaces between them measured in a direction parallel to the screen, are equal.
The screen devices described above are applied indifferently to opaque screens, seen by reflection and to translucent screens, seen by transparency, but in each case, the baffles or grids are placed on the same side of the viewer.
As has already been said, the shutter and the grid screen must be placed close to the film in the case of cinematographic projection. While the succession following which the @
<Desc / Clms Page number 3>
three elements are placed is theoretically unimportant, practical considerations make it necessary to place the grid screen between the shutter and the film.
When the invention is applied to television, some modifications of detail are necessary compared to the apparatus used for motion pictures, in order to take into account the way in which the television picture is formed by scanning. The shutter mentioned in the. definition of the invention may in particular no longer be a physical shutter, but its effect may be imitated by controlling the exploration.
The accompanying drawings show, by way of example, embodiments of the apparatus according to the invention. In these drawings: fig. 1 is a schematic plan view of the parts of the projector; fig. 2 is a diagram showing the alternation of the picture elements; fig. 3 is an elevational view of the projector intended to show films; fig. 4 is an elevational view of the device for driving the shutter; fig. 5 is a front view, and FIG. 6 a sectional side view of a prism device; fig. 7 is a front view of a grid screen attachment; fig. 8 is a partial section of a projection screen; figs. 9 and 10 are plan views, schematic, of a television camera and a projector respectively.
As shown in fig. 1, the projector for cinematographic films comprises a light source 1, a condenser 2, a shutter 3, movable transversely, a door of the corridor for the film 4, a grid screen 5, a projection lens 6 and a series of combined prisms 7, 8, 9 and 10. The members 3, 4 and 5 are not shown in their correct position, this for clarity of the description. The brace is used to indicate that these organs are as close to each other as possible, so that they are all in focus on the projection screen simultaneously.
The grid screen 5 is mounted in a corridor which will be described in more detail by the. continued and which is placed between the shutter 3 and the film 4. The light source 1, the condenser 2, the corridor and the projection lens 6 do not differ from those usually used and are therefore not , not shown in detail. The film 4 comprises, in each space for the image, an area of associated images side by side, representing the views of the left eye and the views of the right eye respectively indicated by the letters L and R.
This film can be monochrome or natural colors.
The grid screen is subdivided into alternately transparent and opaque vertical bands of equal width, such that each of the two images projected on the screen is formed by bands of images alternating with black bands. Prisms 7-10 separate the left eye and right eye images and are adjusted so that elements of one image are projected onto the screen between elements of the other image. If the transversely movable shutter were removed, an image formed by alternate elements of the left eye and the right eye would appear on the screen and should be viewed through a grid, as is the case in the already known process.
Fig. 2 shows picture elements placed correctly with respect to the left - and to the. right of the screen but, for the sake of clarity, the
<Desc / Clms Page number 4>
The upper part represents only the picture elements of the left eye and the lower part only the right eye elements.
The shutter 3, movable transversely, comprises two vertical slits 11 and 12, spaced from each other by approximately the same distance as, on the film, the associated images of the same point on the scene represented. Each slot is of the same width or a transparent or opaque element of the grid 5 and the spacing between them must be such that, when one slot comes opposite a transparent element of the grid the other slot comes in. gaze of another transparent element such that its image occupies on the projection screen a position adjacent to that of the first transparent element.
The relative position of the two images depends on the side of the screen from which one is looking, but it must be such that the image element of the left eye appears to the left of the image element of the eye law.
The shutter swings rapidly left and right in such a way that each slit sweeps the corresponding half-image. Since it is necessary that each crossing from left to right or from right to left occupy a time interval not exceeding that during which a frame of the film is fixed in the corridor, the practically the highest speed of the shutter is adjusted so that several shutter passes are made on each frame of the film.
We will notice that during a passage through the shutter ?, the screen is first of all completely dark, because the slots 11 and 12 are opposite the opaque elements of the grid 5.
As the shutter moves, a gradually increasing amount of light can pass through the slits 11 and 12 and the transparent elements of the grid 5, this amount reaching a maximum when the slits 11 and 12 are completely opposite the transparent elements. The light then dims again until it is completely dark. During this period, only one strip of each picture element is visible and is placed, the left eye element on the left and the right eye element on the right.
As the movement of the shutter 3 continues, the next element of each image appears similarly in a position adjacent to that of the first pair of elements, and so on, across the width of the screen. The effect of this representation of the image is that each eye sees only the image elements which are appropriate for it and the complete image is by persistence of vision.
A particular embodiment of the invention is shown in Figures 3 to 7. Parts of the projection equipment which do not differ from those used in usual cinematographic practice are not shown or described except for @ ut @ nt that this is necessary for the comprehenslon of the special parts of the device necessary for the invention.
The projection equipment is housed in a housing 12, comprising a forward extension to support the prisms 7 to 10, in front of the projection objective 6, otherwise the projection apparatus has almost the same shape as the usual devices. A secondary housing 14 is bolted to the side of the housing 13 so as to support and house the shutter drive mechanism 3. This shutter has a tab 15 on one side. fixed by a screw to a rod 16, movable longitudinally in a tubular guide 17. This guide 17 is located in the housing 13.
A connecting rod 18 is articulated to the outer end of the rod 16 and to a crank knob 19 provided on a disc 20, the latter being carried by a shaft 21 rotated in the housing 14. The shaft.
21 is driven through gears 22 by means of an auxiliary motor 23, the normal motor not having sufficient
<Desc / Clms Page number 5>
force to drive the obturator 3 at the pleural speed which is necessary. With a projector specially constructed for the device described, a single motor would be provided for the two drives. A second tab 24 is provided on the other side of the shutter 3 in the event that it is desired to reverse the shutter for front or rear observation. Other plugs can be fitted if required with other slot sizes. Such shutters would have tabs similar to tabs 15 and 24 at one or both ends.
We noted in fig. 1 that the light forming the image corresponding to that of the left eye is reflected by the face of a prism 7 in a direction perpendicular to the optical axis of the projection system and moving away from this axis, the ray light being again reflected by prism 8 approximately in the original direction. Likewise, the light forming the image corresponding to that of the right eye is reflected from the faces of the prisms 9 and 10 which are so arranged that a correct alternation of the picture elements is produced on the lens. screen as defined above.
Figures 5 and 6 show the assembly of the prisms.
The prisms 7 and 9 are fixed on a base 25 integral with the housing 13, while the prisms 8 e, t 10 are supported by vertical rods 26 capable of rotating in the base 25. The rod 26 of the prism 8 has an arm 27 extending forward and carrying at its outer end a pivoting nut 28. A knurled screw can rotate in a leg of the pedestal 25, but is prevented from moving in a longitudinal movement by known means. These means are not shown but may comprise a shoulder provided on the rod, intended to rest against the outer face of the lug and a lock nut intended / - to bear against the inner face. A locking screw 30 presses a spacer 51 against the rod 26 to hold the prism 8 in its adjusted position.
The adjustment mechanism for prism 10 is the same as that described for prism 8.
Fig. 7 shows a fixing device for the grid 5. The front of the corridor is grooved to receive the grid
EMI5.1
which, when in position, comes flush with the front surface of the window. A small metal strip 31 is placed against one side of the grid screen 5 and a screw 32, provided on the side of the corridor, presses the strip 31 to hold the grid screen 5 firmly against the opposite side of the groove recess. in the hallway.
EMI5.2
oi in now -'write some details about. 1'tablissemen-3e '.1l, obtùratp-iil; t. de..l'éefàn. orLi1e.iÔn sU'FPse "qll <. the PJl'QjE: ', 0teilu is intended -de, 16I111: a .;' 19; '6mm. Of this width, are; dispcni, bl.es ¯pour! -' photographic image and the images of the left eye and the right eye of cha.nue 0F.!. ':
'- thus occupy 4.8 mm of the width of the film. It is further assumed that the width of the image on the projection screen is approximately 23 cm. Subdivided into vertical bands approximately 1.6 mm. (1/16 inch) wide.
The grid screen has an effective area of 9.6mm. width and 7.2 mm. in height to face the image surface of the film. Theoretically, in each half of the grid there should be 72 opaque bars and 72 light bars, each of 0.0333 mm. wide, the first bar on the left of one half being clear, the first bar on the left of the other half being opaque. There would then be two bars of the same species adjacent to two others in the center of the grid.
This difficulty can be overcome by having 143 opaque bars and 143 light bars alternating across the width of the grid. No special device is then necessary at the center.
<Desc / Clms Page number 6>
The grid screen can be fabricated by photographing a pattern of an appropriate number of lines at the desired scale on 16mm film. the film used for this purpose must have the best possible quality with regard to the properties of contrast and fineness of grain. The piece of positive film bearing the image of the lines is placed between two very thin plates of glass or of plastic methyl methacrylate.
The shutter should have its slits positioned to match the bars of the grid it is used with and the best way to make it is to take a photograph of the model used to make the grid screen. After exposure has been made to produce the grid, all elements of the model are masked in white except the two required black elements. The camera and the model are kept in the same position as for photographing the grid and the exposure is made on a new part of the film. Two light bands are thus produced after development, on a black background and in the correct positions.
The film element itself can be mounted in the same manner without the grid screen and can be used as a shutter provided there are opaque surfaces of at least 4.8mm. in width outside the clear elements. Such surfaces may need to be produced by an extension. The film element can further be used as a jig to fix the correct positions on a metal shutter, the bands being produced by microscopic size.
As has already been said above, the projection screen can have different shapes. Fig. 8 shows a section of a portion of a screen of preferred shape for observation at close range. The screen surface is wavy or zig-zag and the dimensions are such that the successive elements of the image corresponding to the left eye are received by the parts A, C and F, so that the successive elements of the image corresponding to the right eye are received by the parts B and D. Baffles 33 are fixed on the crests of the undulations of the screen on the side where one looks, and protrude perpendicularly to the general surface of the 'screen.
The screen itself is opaque or translucent depending on the side where the projector is placed.
For larger screens, used with more observers, it is probably best to use a corrugated or flat screen with an independent baffle grille placed in front of the screen. The corrugated screen can be, in cha.nue, constituted by a molded plastic material.
It will be noted that, thanks to the device described, figures can be seen in natural relief without a selection device such as red and green glasses, or elements polarized in a different way and without particular apparatus for the spectator yes is not limited to a particular position to perceive the stereoscopic effect. Since no color selection is used, images can be projected in natural colors and are not limited to monochrome images.
In the application of the device described to television, the recording cambra can be arranged as shown diagrammatically in FIG. 9. Two objectives 34 and 35 form the images, corresponding to the left eye and to the right eye respectively, of the scene to be represented. These images are formed on a screen usually used in a television camera. Immediately in front of the recording screen is arranged a fixed grid screen 5 subdivided into clear and opaque bands as already described.
<Desc / Clms Page number 7>
A reciprocating shutter 3, disposed at the front of the grid 5, cooperates with the latter in the manner already described. The shutter 3 and the grid 5 are moved from their real position as in the case of FIG. 1 to indicate their nature and the grid is shown with only 10 bands instead of a large amount as would be the case in practice.
The image on the recording screen, modified by the grid 5 and the shutter 3, is scanned in the usual way and is re-formed according to common television practice, as shown in FIG. 10, on the image screens of two cathode ray type projection tubes 36 and 37, one of which produces the elements corresponding to the left eye of the image and the other the elements corresponding to the right eye. Both tubes have corresponding grid screen portions 5a and 5b in direct contact with the ends on which the optical images are formed. For clarity of the drawing, the grid screen portions are shown away from the tubes.
The two projection objectives 38 and 39 make it possible to project the two images on a translucent observation screen 40 having the shape shown in FIG. 8. The tubes 36 and 37 form an angle, so that the two images subdivided into alternating dark and bright vertical bands can be properly interspersed with each other as described above.
It is because of this arrangement of the tubes that the grid screen is divided into two parts.
It is not certain that a shutter moving transversely of the kind of shutter 3 is necessary for the receiver; the conditions due to the war made it impossible to carry out the necessary experiments on this subject. It will probably be determined that the shutter 3 of the transmitter modifies the signals in the image so as to produce the effect of a shutter similar to the receiver without the existence of such a shutter. The same remarks apply to the grid screen. If using a shutter, it should be in two parts as shown for the grid screen.
If desired, either the screen grid or the shutter, or both at the same time, can be provided at the receiver to correct any lack of sharpness of picture elements appearing during transmission.
In a method which may be preferred to that described above, shutter 3 is removed from the recording camera and its selective action is produced by scanning beams of cathode ray tubes 36 and 37. at the receiver, the lines being naturally vertical. The screen, grid 5 is necessary for the recording camera and is in two parts adjusted so that the transparent elements allow complementary stereoscopic pairs to pass for transmission.
It is essential in this case to have grid screens
5a and 5b to the receiver and they must match those of the recording camera exactly. The relative inclination of cathode ray tubes 36 and 37 must be adjusted in such a way that the scanning beam of one always travels a space or a bar of the grid in front of the other, so that both The beams travel through the corrugations of viewing screen 40 adjacent to each other as described above.
The width of each transparent element of the grid screen is equivalent to at least two scan lines in order to ensure a uniform image and to avoid white spaces due to the opaque bars of the grid obscuring the texture of the image. ..