<Desc/Clms Page number 1>
"Appareil photographique't
La diffusion de la, photographie à couleurs confère un intérêt toujours croissant à la création d'un appareil photographique apte à permettre une reproduction parfaite- ment fidèle des couleurs naturelles. Cette condition n'est pas réalisée par les objectifs employés actuellement, dans lesquels la reproduction parfaite de la couleur est rendue impossible pour les raisons suivantes :
<Desc/Clms Page number 2>
1) aberration chromatique proprement dite, due aux diffé- rences d'index de réfraction pour les longueurs d'onde diffé- rentes des lentilles constituant l'objectif, ayant comme con- séquence que les feux des différentes couleurs ne coïncident pas.
2) altération de la couleur ou, plus exactement, des nuances, en raison du fait que des rayons ayant le même parcours opti- que traversent des épaisseurs de lentilles différentes, ce qui a comme conséquence que les rayons qui sont passés par des zo- nes différentes de la lentille présentent au point d'arrivée un rapport différent entre les différentes intensités lumineuses=
Le premier inconvénient a été corrigé par les lentilles achrc matiques et apochromatiques, mais la théorie démontre que cette correction ne peut être parfaite que pour deux ou trois lon- gueurs d'onde. Il en dérive le spectrum secondaire.
Un remède au deuxième inconvénient est plus difficile à trouver, en raison du fait que les différents verres optiques constituant la lentille de l'objectif ont des coefficients d'absorption différents pour les longueurs d'onde différentes.
On pourrait parvenir à une élimination complète des aberra- tions chromatiques dans le sens large mentionné ci-dessus, en remplaçant les lent illes par des miroirs qui ne produisent plus de déformation de la couleur, le coefficient de réflexion pou- vant être considéré égal pour les longueurs d'onde différentes.
Cette solution a trouvé jusqu'ici des obstacles insurmontables, dus essentiellement à la difficulté de corriger par un système
<Desc/Clms Page number 3>
de miroirs les déformations de ltimage.
Cette invention permet d'éliminer les obstacles mentionnés, et se base sur les observations suivantes : a) en projetant sur un miroir sphérique convergeant un segment de ligne droite au moyen d'un faisceau de lumière situé dans un plan ne passant pas par l'axe principal du mi- roir, ce segment est déformé selon une courbe; b) en projetant sur un miroir sphérique divergeant le même segment de ligne droite, au moyen d'un faisceau de lumière situé dans un plan ne passant pas par l'axe principal, purvu que ce miroir ait un rayon de courbure calculé opportunément par rapport au rayon du miroir précédent, la ligne est dé- formée selon une courbe symétrique à la courbe précédente par rapport à ce segment.
Cette invention se base sur une combinaison opportune des dispositions de miroirs dérivant des observations précéden- tes. En effet, en produisant la réflexion d'un faisceau de lumière sur deux miroirs sphériques disposés en succession, dont l'un soit convergeant et l'autre soit divergeant, et dont les axes principaux ne sont pas parallèles et les distances focales présentent un rapport déterminé entre elles, il est possible de déterminer une distance réciproque des deux miroirs pour laquelle on puisse projeter sur un plan disposé convenablement une image réelle semblable à celle d'un sujet déterminé.
@
<Desc/Clms Page number 4>
Les deux miroirs sont montés dans une chambre sténoscopique d'une manière telle que le miroir convergeant reçoit le faisceau lumineux, passant à travers un petit trou d'entrée, et le réfléchit sur le miroir divergeant lequel, à son tour, le réfléchit sur la surface sensible exposée de la plaque ou du film photographique. En choisissant convenablement le rapport des distances focales des deux miroirs et de leurs inclinaisons réciproques, l'on obtient une compensation suffisamment exacte entre les déformations des miroirs convergeant et divergeant, et la production d'une image nette du sujet, sa distance de la chambre sténoscopique ayant pratiquement un effet négli- geable.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple et schématique- ment, une réalisation de l'appareil photographique selon l'in- vention.
La figure 1 est une coupe sur la ligne 1-1 de la figure 2;
La figure 2 est une vue de face de l'appareil photographique ;
La figure 3 est une élévation du diaphragme;
La figure 4 est une coupe verticale longitudinale de la chambre sténoscopique montrant la trajectoire des différents rayons du trou d'entrée jusqu'au plan de la surface sensible du film ou de la plaque photographique;
La figure 5 est une vue analogue à la fig.4, où l'on voit comment l'image d'un sujet se forme sur la surface sensible;
La figure 6 est une vue en plan du miroir convergeant, et la figure 7 est une vue en plan du miroir divergeant.
,Au dessin, 1 indique la botte de l'appareil, à l'intérieur
<Desc/Clms Page number 5>
de laquelle est montée une chambre sténoscopique 2, dans la paroi arrière de laquelle est percée l'ouverture 3 devant la- quelle se déroule le film photographique 4 provenant de la bo- bine 5 et s'enroulent sur la bobine 6. Le film est maintenu adhérant à l'ouverture dans un plan exactement normal à l'axe de cette dernière à l'aide d'une plaque d'appui et de guidage 7 tenue élastiquement contre l'ouverture par la lame élastique de support 8.
Dans la chambre sténoscopique 2 sont fixés dans des capsules appropriées 9, 10, le miroir convergeant 11 et le miroir di- vergeant 12. Le miroir convergeant 11 est appliqué à la paroi arrière de la chambre, en regard d'une ouverture rectangulaire 13 percée dans la paroi devant de la chambre.
L'ouverture 13 est-la fenêtre à travers laquelle l'image du sujet à photogra- phier entre dans la chambre ; image subit une double ré- flexion sur les miroirs 11 et 12 et se reproduit sur la surfa ce sensible du film photographique 4 exposé devant la fenêtre 3
La netteté et la luminosité de cette image dépendent, comme on l'expliquera ci-après, des caractéristiques de la structure de la chambre sténoscopique, à savoir, rapport des longueurs focales des miroirs, inclinaison des axes principaux des mi- roirs l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'axe de la fenêtre 13 d'entrée des faisceaux de lumière et à la ligne normale au centre de la fenêtre 3.
L'ampleur de la fenêtre d'entrée de la chambre sténoscopique est réglée à l'aide d'un diaphragme, de construction particu-
<Desc/Clms Page number 6>
fièrement simple. Le diaphragme consiste en un secteur circu- laire 14 monté tournant autour d'un pivot 15 fixé à la paroi devant de la botte 1 et ayant une série circulaire de trous
16 de diamètre croissant graduellement, par exemple de mm.
0,8 à mm.2,25 pour un format de 24 x 36 mm, que l'on peut ame- ner successivement devant l'ouverture 13 en agissant sur le bouton 17 agencé extérieurement à la paroi devant de la botte
1. Un disque 18 est solidaire du bouton 17 et est percé d'une fenêtre de contrôle 19, à travers laquelle se présente un nu- méro correspondant au diamètre du trou amené devant la fenê- tre 13.
Le secteur 14 porte également un support 20 pour l'appli- cation de lentilles pour photographies agrandies à petite distance, ou bien de systèmes de lentilles pour les agrandis- sements maxima. Il est ainsi possible, par le simple déplace- ment du secteur 14 amenant la lentille en alignement avec le trou d'entrée 13, d'adapter l'appareil pour la photographie d'objets marne très menus, qui sont agrandis convenablement.
Une lentille convergeante à petite distance focale, par ex. de 4 cm., peut servir dans ce but. L'objet sera placé dans le feu de cette lentille.
Convenablement, on peut agencer sur le secteur 14 plusieurs lentilles convergeantes à distance focale différente, pour prendre des photographies agrandies dans des mesures diffé- rentes.
Le miroir 11 est un miroir convergeant sphérique, dont le contour n'est pas circulaire, étant coupé d'une calotte
<Desc/Clms Page number 7>
sphérique par deux plans AA et BB parallèles entre eux et pa- rallèles à l'axe optique, et par un troisième plan AB normal aux précédents et également parallèle à l'axe optique. Analo- guement, le miroir divergeant sphérique 12 est obtenu d'une ca- lotte sphérique, dont le contour est coupé selon les plans A'A' et B'B' parallèles entre eux et parallèles à l'axe optique, et selon un troisième plan A'B' normal aux précédents et égale- ment parallèle à l'axe optique.
Les axes optiques des miroirs 11 et 12, l'axe de la fenêtre d'entrée 13 et la ligne normale passant par le centre de l'ou- verture 3 sont tous situés sur le même plan. De plus, les axes optiques sont inclinés entre eux et par rapport à l'axe de la fenêtre d'entrée 13 et à la ligne normale passant par le cen- tre du trou 3. L'axe de la fenêtre 13 et la ligne normale sont également inclinés entre eux. Toutes ces inclinaisons sont cal- culées de façon à réaliser avec la meilleure approximation pos- sible les conditions suivantes :
1) l'axe de symétrie du faisceau de rayons incidents, après la réflexion sur les deux miroirs, coïncide avec la ligne nor- male à la surface sensible de la plaque ou du film photographi- que passant par le centre de la fenêtre 13.
Cette condition est réalisée à la figure 5, où OP indique le sujet, dont l'image passe à travers la fenêtre 13, subit deux réflexions successi- ves sur les miroirs 11 et 12 et se projette en O'P' sur le film 4.
2) Les trajectoires des rayons incidents entre la fenêtre
<Desc/Clms Page number 8>
d'entrée 13 et le film 4 ont la même longueur. Cette condition est réalisée à la figure 4, où les trajectoires des rayons a, b c de la fenêtre d'entrée 13 au film photographique 4 sont égales.
Ces conditions sont réalisées avec une approximation suffi- santé en proportionnant le rayon de courbure du miroir diver- géant 12 au rayon de courbure du miroir convergeant 11 et en donnant des valeurs opportunes aux angles formés par les axes optiques des deux miroirs et par la ligne normale au centra de la fenêtre 3 par rapport à l'axe de la fenêtre d'entrée 13, ce qui élimine toute distortion des images par une compensation entre les déformations dues aux deux miroirs. Cette compensa- tion est améliorée en éliminant les parties phériphériques des miroirs, comme décrit ci-dessus.
Pratiquement, pour un format de 24 x 36 mm l'on a obtenu des résultats excellents en choisissant le rapport entre la distance focale du miroir convergeant et la distance focale du miroir divergeant égal au rapport 2 : 3; l'inclinaison de l'axe opti- que du miroir convergeant 11 par rapport à l'axe de la fenêtre d'entrée 13 égale à 23 environ ; l'inclinaison de l'axe optique du miroir divergeant 12 par rapport à l'axe de la fenêtre d'en- trée 13 de 12 environ ; l'inclinaison de la plaque ou du film photographique par rapport à l'axe de la fenêtre d'entrée de 12 environ et, enfin, en choisissant un rayon de courbure du miroir convergeant 11 de 70 mm et un rayon de courbure du
<Desc/Clms Page number 9>
miroir divergeant 12 de 105 mm.
En vue d'utiliser toute la lumière tombant sur le miroir con- vergeant 11, l'on donne au miroir divergeant 12 une ampleur sen- siblement plus grande que celle du miroir convergeant. A l'exemple représenté, le miroir convergeant 11 est monté dans une capsule ayant des c8tés de 17 x 28 mm, tandis que le miroir divergeant 12 est monté dans une capsule ayant des c8tés de 22 x 28 mm.
Dans la chambre sténoscopique suivant l'invention, il est essentiel d'éliminer le plus possible toutes les réflexions nuisibles sur les parois du canal traversé par le faisceau de lumière entre la fenêtre d'entrée 13 et le miroir convergeant 11.
Dans ce but, l'on perce derrière la fenêtre 13 une deuxième fe- nêtre rectangulaire 21 coaxiale et ayant la même ampleur, une chambre 22 étant comprise entre les deux fenêtres 13 et 21, dont la section transversale excède considérablement celle des fenê- tres. Les parois de cette chambre sont convenablement noircies, afin d'empêcher l'arrivée sur le miroir 11 des rayons tombant sur les parois.
Pratiquement on a trouvé que l'on obtient, dans n'importe quel- les conditions, l'élimination parfaite de toute réflexion pertur- batrice, en disposant devant la fenêtre d'entrée 13 de la chambre sténoscopique 2 une autre fenêtre rectangulaire 23 percée dans une paroi 24 parallèle à la paroi devant de ladite chambre, l'axe SS de la fenêtre 23 se trouvant au dessus de l'axe TT commun aux fe- nêtres 13 et 21.
La chambre sténoscopique suivant l'invention offre, par rapport
<Desc/Clms Page number 10>
aux machines photographiques usuelles, l'avantage de donner des images à feu simultanément pour des sujets très rapprochés, même à la distance de quelques centimètres, ainsi que pour des sujets à l'infini, sans exiger aucun accessoire ou aucune manoeuvre.
Par conséquent, les photographies obtenues à l'aide de cette chambre sténoscopique, adaptée comme machine stéréoscopique, donc nent une sensation de profondeur plus fidèle à la nature, que celles obtenebles même par les appareils stéréoscopiques.
Puisque l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour photographier des sujets très rapprochés, il est particulièrement avantageux de disposer le viseur 25 le plus près possible de l'axe de la fenêtre 23 (fig.2). La possibilité d'utiliser l'ap- pareil à des distances très réduites rend l'auto-photographie très aisée. En vue de contrôler l'encadrement de l'image, on peut appliquer dans ce cas sur la paroi devant de la machine un petit miroir 26, préférablement convexe, constituant le viseur pour l'autophotographie.
La chambre sténoscopique suivant l'invention est particuliè- rement avantageuse, comme on l'a mentionné ci-dessus, pour la photographie à couleurs, et peut également être appliquée utile- ment aux machines de prise de vue cinématographiques.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Camera ''
The spread of color photography confers an ever-growing interest in the creation of a photographic apparatus capable of permitting a perfectly faithful reproduction of natural colors. This condition is not achieved by the lenses currently employed, in which perfect color reproduction is made impossible for the following reasons:
<Desc / Clms Page number 2>
1) chromatic aberration proper, due to the differences in refractive index for the different wavelengths of the lenses constituting the objective, with the consequence that the lights of the different colors do not coincide.
2) alteration of the color or, more exactly, of the shades, due to the fact that rays having the same optical path pass through different lens thicknesses, which has the consequence that the rays which have passed through zo- different elements of the lens present at the point of arrival a different ratio between the different light intensities =
The first drawback has been corrected by achromatic and apochromatic lenses, but theory shows that this correction can only be perfect for two or three wavelengths. It derives the secondary spectrum.
A remedy for the second drawback is more difficult to find, due to the fact that the different optical glasses constituting the objective lens have different absorption coefficients for the different wavelengths.
A complete elimination of chromatic aberrations in the broad sense mentioned above could be achieved by replacing the lenses with mirrors which no longer produce color distortion, the coefficient of reflection can be considered equal for different wavelengths.
This solution has so far found insurmountable obstacles, mainly due to the difficulty of correcting by a system
<Desc / Clms Page number 3>
of mirrors the distortions of the image.
This invention makes it possible to eliminate the obstacles mentioned, and is based on the following observations: a) by projecting on a converging spherical mirror a segment of a straight line by means of a beam of light located in a plane not passing through the main axis of the mirror, this segment is deformed according to a curve; b) by projecting onto a spherical mirror diverging the same segment of a straight line, by means of a beam of light situated in a plane not passing through the main axis, provided that this mirror has a radius of curvature suitably calculated in relation to at the radius of the preceding mirror, the line is deformed according to a curve symmetrical to the preceding curve with respect to this segment.
This invention is based on a timely combination of mirror arrangements deriving from previous observations. Indeed, by producing the reflection of a beam of light on two spherical mirrors arranged in succession, one of which is converging and the other is divergent, and whose main axes are not parallel and the focal distances present a relation determined between them, it is possible to determine a reciprocal distance of the two mirrors for which a real image similar to that of a given subject can be projected onto a suitably arranged plane.
@
<Desc / Clms Page number 4>
The two mirrors are mounted in a stenoscopic chamber in such a way that the converging mirror receives the light beam, passing through a small entrance hole, and reflects it on the diverging mirror which, in turn, reflects it on the exposed sensitive surface of the photographic plate or film. By suitably choosing the ratio of the focal lengths of the two mirrors and their reciprocal inclinations, a sufficiently exact compensation is obtained between the deformations of the converging and diverging mirrors, and the production of a clear image of the subject, its distance from the chamber. stenoscopic having practically negligible effect.
The accompanying drawing shows, by way of example and schematically, an embodiment of the camera according to the invention.
Figure 1 is a section on line 1-1 of Figure 2;
Figure 2 is a front view of the camera;
Figure 3 is an elevation of the diaphragm;
FIG. 4 is a longitudinal vertical section of the stenoscopic chamber showing the trajectory of the various rays from the entry hole to the plane of the sensitive surface of the film or of the photographic plate;
FIG. 5 is a view similar to FIG. 4, where it can be seen how the image of a subject is formed on the sensitive surface;
Figure 6 is a plan view of the converging mirror, and Figure 7 is a plan view of the diverging mirror.
, In the drawing, 1 indicates the boot of the device, inside
<Desc / Clms Page number 5>
of which is mounted a stenoscopic chamber 2, in the rear wall of which is pierced the opening 3 in front of which unwinds the photographic film 4 coming from the reel 5 and is wound up on the reel 6. The film is maintained adhering to the opening in a plane exactly normal to the axis of the latter by means of a support and guide plate 7 held elastically against the opening by the elastic support blade 8.
In the stenoscopic chamber 2 are fixed in suitable capsules 9, 10, the converging mirror 11 and the diverging mirror 12. The converging mirror 11 is applied to the rear wall of the chamber, facing a rectangular opening 13 drilled. in the front wall of the room.
The opening 13 is the window through which the image of the subject to be photographed enters the chamber; image undergoes a double reflection on the mirrors 11 and 12 and is reproduced on the sensitive surface of the photographic film 4 exposed in front of the window 3
The sharpness and luminosity of this image depend, as will be explained below, on the characteristics of the structure of the stenoscopic chamber, namely, ratio of focal lengths of the mirrors, inclination of the principal axes of the mirrors one with respect to the other and with respect to the axis of the entry window 13 of the light beams and to the line normal to the center of the window 3.
The magnitude of the entry window of the stenoscopic chamber is regulated by means of a diaphragm, of special construction.
<Desc / Clms Page number 6>
proudly simple. The diaphragm consists of a circular sector 14 mounted to rotate about a pivot 15 fixed to the front wall of the boot 1 and having a circular series of holes.
16 gradually increasing in diameter, for example by mm.
0.8 to 2.25 mm for a 24 x 36 mm format, which can be brought successively in front of the opening 13 by acting on the button 17 arranged outside the front wall of the boot
1. A disc 18 is integral with the button 17 and is pierced with a control window 19, through which there is a number corresponding to the diameter of the hole brought in front of the window 13.
Sector 14 also carries a support 20 for the application of lenses for small distance magnified photographs, or lens systems for maximum magnifications. It is thus possible, by the simple movement of the sector 14 bringing the lens into alignment with the entry hole 13, to adapt the apparatus for the photography of very small marl objects, which are suitably enlarged.
A converging lens with a small focal length, eg. of 4 cm., can be used for this purpose. The object will be placed in the fire of this lens.
Conveniently, a plurality of converging lenses of different focal lengths of different focal lengths may be arranged on sector 14 to take enlarged photographs in different sizes.
The mirror 11 is a spherical converging mirror, the outline of which is not circular, being cut by a cap
<Desc / Clms Page number 7>
spherical by two planes AA and BB parallel to each other and parallel to the optical axis, and by a third plane AB normal to the previous ones and also parallel to the optical axis. Analogously, the spherical diverging mirror 12 is obtained from a spherical tub, the contour of which is cut along the planes A'A 'and B'B' parallel to each other and parallel to the optical axis, and along a third plane A'B 'normal to the previous ones and also parallel to the optical axis.
The optical axes of the mirrors 11 and 12, the axis of the entry window 13 and the normal line passing through the center of the opening 3 are all located on the same plane. In addition, the optical axes are inclined with each other and with respect to the axis of the entry window 13 and to the normal line passing through the center of the hole 3. The axis of the window 13 and the normal line are also inclined between them. All these inclinations are calculated so as to achieve the following conditions with the best possible approximation:
1) the axis of symmetry of the beam of incident rays, after reflection on the two mirrors, coincides with the line normal to the sensitive surface of the plate or of the photographic film passing through the center of the window 13.
This condition is realized in figure 5, where OP indicates the subject, whose image passes through the window 13, undergoes two successive reflections on the mirrors 11 and 12 and is projected in O'P 'on the film 4 .
2) The trajectories of incident rays between the window
<Desc / Clms Page number 8>
input 13 and film 4 have the same length. This condition is realized in FIG. 4, where the trajectories of the rays a, b c from the entry window 13 to the photographic film 4 are equal.
These conditions are achieved with sufficient approximation by proportioning the radius of curvature of the diverging mirror 12 to the radius of curvature of the converging mirror 11 and by giving appropriate values to the angles formed by the optical axes of the two mirrors and by the line normal to the center of the window 3 with respect to the axis of the input window 13, which eliminates any distortion of the images by a compensation between the deformations due to the two mirrors. This compensation is improved by eliminating the peripheral parts of the mirrors, as described above.
In practice, for a format of 24 x 36 mm, excellent results have been obtained by choosing the ratio between the focal length of the converging mirror and the focal length of the diverging mirror equal to the ratio 2: 3; the inclination of the optical axis of the converging mirror 11 with respect to the axis of the entry window 13 equal to approximately 23; the inclination of the optical axis of the diverging mirror 12 with respect to the axis of the entry window 13 by approximately 12; the inclination of the photographic plate or film with respect to the axis of the entry window of approximately 12 and, finally, by choosing a radius of curvature of the converging mirror 11 of 70 mm and a radius of curvature of the
<Desc / Clms Page number 9>
mirror diverging 12 by 105 mm.
In order to utilize all of the light falling on the converging mirror 11, the diverging mirror 12 is given a magnitude significantly greater than that of the converging mirror. In the example shown, the converging mirror 11 is mounted in a capsule having sides of 17 x 28 mm, while the diverging mirror 12 is mounted in a capsule having sides of 22 x 28 mm.
In the stenoscopic chamber according to the invention, it is essential to eliminate as much as possible all harmful reflections on the walls of the channel through which the light beam passes between the entry window 13 and the converging mirror 11.
For this purpose, a second rectangular window 21 coaxial and having the same width is drilled behind the window 13, a chamber 22 being included between the two windows 13 and 21, the cross section of which considerably exceeds that of the windows. . The walls of this chamber are suitably blackened, in order to prevent the arrival on the mirror 11 of rays falling on the walls.
In practice it has been found that one obtains, under all conditions, the perfect elimination of any disturbing reflection, by placing in front of the entrance window 13 of the stenoscopic chamber 2 another rectangular window 23 pierced. in a wall 24 parallel to the front wall of said chamber, the axis SS of the window 23 being above the axis TT common to the windows 13 and 21.
The stenoscopic chamber according to the invention offers, compared to
<Desc / Clms Page number 10>
to the usual photographic machines, the advantage of giving images with fire simultaneously for very close subjects, even at the distance of a few centimeters, as well as for subjects to infinity, without requiring any accessory or any maneuver.
Consequently, the photographs obtained with the aid of this stenoscopic chamber, adapted as a stereoscopic machine, therefore create a feeling of depth more faithful to nature, than those obtainable even by stereoscopic devices.
Since the apparatus according to the invention can be used for photographing very close subjects, it is particularly advantageous to place the viewfinder 25 as close as possible to the axis of the window 23 (FIG. 2). The possibility of using the camera at very short distances makes self-photography very easy. In order to control the framing of the image, it is possible in this case to apply on the wall in front of the machine a small mirror 26, preferably convex, constituting the viewfinder for the autophotography.
The stenoscopic chamber according to the invention is particularly advantageous, as mentioned above, for color photography, and can also be usefully applied to cinematographic cameras.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.