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POLARISEURS SYMETRIQUES D'INTERFERENCES.
Tous les polariseurs d'interférences connus, qui travaillent sans perte de lumière, présentent des défauts gênants qui consistent en principe en ce que, par la subdivision des rayons la surface d'entrée de la lumière se comporte relativement à la surface de sortie comme 1 est à 2; il se produit, de ce fait, un déplacement latéral et un agrandisse- ment de la section du faisceau de rayons. Il est nécessaire, en outre, que la lumière qui pénètre soit rendue parallèle pour obtenir un haut de- gré de polarisation.
Le rétrécissement de la section du faisceau de rayons par un système à cylindre, monté devant les polariseurs d'interférence, a dé- jà été décrit. Par ce moyen, le faisceau de rayons lumineux incidents est réduit tout d'abord à la moitié de la surface nécessaire. Mais on n'évite pas cependant, par ce moyen, le déplacement latéral asymétrique du faiscem de rayons sortant, particulièrement gênant dans la stéréoprojection.
Au moyen du dispositif décrit ci-après, objet de l'invention, on évite la construction asymétrique et on obtient un trajet parfaitement symétrique des rayons. Puisque les polariseurs d'interférence décrits peuvent être très petits et se composer de deux éléments de construction seulement, qui peuvent être moulés ou meulés, de préférence en verre, mais aussi en matière synthétique, il est possible de construire des plaques de grandeurs quelconques par assemblage des éléments de construction, plaques qui travaillent pratiquement sans perte de lumière et qui polarisent les ,deux rayons uniformément pour des angles d'incidence qui peuvent être égaux ou supérieurs à 45 .
Un autre inconvénient des polariseurs d'interférences consiste en ce que, dans une mesure toute particulière, le rayon dévié présente une coloration fortement spectrale de la lumière polarisée sortante.
En vue d'éliminer cet Inconvénient, on a déjà proposé l'utilisation de pola-
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riseurs rotatifs. Mais une rotation, dans une construction asymétrique des polariseurs d'interférences, présente divers inconvénients. Ces inconvénjents sont supprimés par les polariseurs symétriques d'interférences décrits ci-après et la construction de plaques rotatives est essentiellement simplifiée; en premier lieu, les polariseurs symétriques d'interférences, en forme de plaque, décrits ci-après, ne nécessitent pas, pour leur rotation, de dispositifs additionnels optiques ou mécaniques.
Ces polariseurs d'interférences, en forme de plaque, rotatifs et symétriques, pour les stéréoprojecteurs, permettent uniquement une projection avec de la lumière polarisée circulairement. Ils doivent être construits de telle manière qu'ou bien Ils rayonnent de la lumière polarisée circulairement et unitairement et alors ils ne sont utilisables que pour des systèmes à deux bandes avec deux plaques séparées et deux objectifs séparés, ou bien ils peuvent aussi être construits en plusieurs éléments; ils sont alors particulièrement appropriés à la projection à bande unique avec di vi - sion de format.
Dans ce cas cependant, notamment lorsque les plaques rotatives sont disposées à une distance relativement grande de la fenétre d'image, un trouble peut être perceptible, du fait que la ligne de séparation qui, sur la plaque rotative, sépare la fraction de lumière polarisée circulairement à droite de la fraction séparée circulairement à gauche ne reste pas suffisamment nette et les rayons lumineux polarisés circulairement-de façon différente s'enchevêtrent et, par suite, ne peuvent plus être maintenus séparés de façon nette d'avec les images. Selon l'invention, on supprime cet inconvénient en interposant, entre les deux polariseurs, une paroi de séparation opaque qui est disposée, dans le trajet des rayons, parallèlement aux rayons lumineux.
Cette paxoi de séparation peut être montée sur la fenêtre d'image, à l'intérieur du diaphragme à tambour, sur la plaque rotative même ou simultanément sur plusieurs des emplacements ci-dessus indiqués. Mais à la place des plaques rotatives, on peut aussi prévoir un ensemble unique de polarisation monté le plus près possible techniquement de la fenêtre d'image. Il est évident que cet ensemble doit être muni de feuilles ou plaques d'épaisseur égale à #/4 et rayonner de la lumière polarisée circulairement et qu'il doit aussi tourner de préférence, auquel cas l'axe optique et l'axe de rotation coïncident.
Un autre avantage des polariseurs symétriques d'interférences, composés et en forme de plaques réside dans le fait que la construction de ces plaques est plus simple et moins coûteuse que celle des polariseurs asymétriques en forme de plaques de construction connueo Le nombre des systèmes de lentilles ainsi que celui des feuilles ou plaques d'épaisseur égale à # /4 est à peu près égal à la moitié du nombre des éléments correspondants dans les polariseurs asymétriques bien qu'également seulement deux éléments différents de construction soient nécessaires, ce qui agit de façon appréciable et particulièrement favorable au cours de la fabrication.
Une direction parallèle des plans linéaires de polarisation, qui sont perpendiculaires l'un à l'autre d'un élément à un autre, n'est pas nécessaire, puisque l'on n'utilise que de la lumière polarisée unitairement et circulairement. On obtient ce résultat en disposant les plaquettes d'épaisseur égale à /4 alternativement suivant un angle de 45 par rapport au plan de polarisation et perpendiculairement l'une à l'autre, ce qui constitue encore une simplification essentielle de la fabrication.
Sur le dessin annexé, on a représenté deux formes de réalisa- tion de l'invention, choisies à titre d'exemples non limitatifs.
La figure 1 représente une vue en plan d'un polariseur d'interférences, muni de couches de polarisation disposées suivant un angle de 45 relativement aux axes optiques.
La figure 2 représente une vue en plan d'un polariseur d'interférences, muni de couches de polarisation disposées suivant un angle de 55 relativement aux axes optiques.
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La figure 3 représente une vue de face du polariseur d'inter- férences selon les figures 1 et 2.
La figure 4 représenté, en correspondance avec la figure 1, une vue en plan de plusieurs polariseurs d'interférences juxtaposés. -
La figure 5 représente, en correspondance avec la figure 2, une vue en plan de plusieurs polariseurs d'interférences juxtaposés ,
La figure 6 représente, en correspondance avéc les figures 4 et
5, une vue de face des polariseurs d'interférences juxtaposés.
Sur la figure 1, on a représenté un polariseur symétrique'd'in- terférences individuel dans lequel les deux couches alternées 4 et 5 sont disposées chaque fois à 45 l'une par rapport à l'autre. 1 représente la lentille cylindrique qui réduit la section du faisceau de lumière incidente à la moitié de sa valeur et le dirige parallèlement. 6 et 8 représentent deux parallélipipèdes de verre, de même forme et collés symétriquement sur un prisme de verre 7. Entre le prisme de verre 7 et les deux parallélipi- pèdes 6 et 8, on a collé les polariseurs d'interférences 4 et 5 ou bien on les a fixés directement par vaporisation sur le verre. Les surfaces 3 et
2 sont rendues réfléchissantes par un dépôt métallique ou bien elles sont des polariseurs à couches minces.
Sur les surfaces de sortie 9 et 10, la lumière est polarisée dans la même direction d'oscillations. Sur la surfa- ce 11, le plan de polarisation est perpendiculaire aux surfaces 9 et 10.
Sur les figures 3 et 6, qui représentent une vue de face du dispositif des figures 1 et 2 et 4 et 5 respectivement, les axes optiques des plaques d'épaisseur # /4, représentées par des hachures, qui correspondent aux axes optiques 12 et 13 des figures 1 et 2, d'une part, forment un angle de 45 avec les plans de polarisation et, d'autre part, sont disposés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, de sorte qu'il se produit de la lu- mière polarisée circulairement-et unitairemento
La figure 2 représente le même polariseur d'interférences mais avec un angle d'incidence de 55 Les références correspondent à celles de la figure 1. Dans la vue en plan du polariseur, les plaquettes d'épaisseur # /4 12 et 13 sont disposées de la même manière que sur la figure 3.
Ces éléments individuels peuvent être rassemblés en plaques unitaires plus grandes, comme on l'a représenté en plan sur les figures 4. et 5 et en vue de face sur la figure 6. Ces plaques de grandes surfaces sont composées de nombreux éléments en forme de bâtons, en correspondance avec les figures 1 et 2.
Tous les polariseurs décrits peuvent être fixes ou tourner.
Les plaques de polariseurs représentées sur les figures 4, 5 et 6 sont également propres à constituer des écrans de fermeture pour projecteurs'pour supprimer l'éblouissement et comme projecteur de brouillard, à la manière connue.
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SYMMETRICAL INTERFERENCE POLARIZERS.
All known interference polarizers, which work without loss of light, have annoying defects which consist in principle in that, by the subdivision of the rays, the entry surface of the light behaves relatively to the exit surface as 1 is at 2; there is therefore a lateral displacement and an enlargement of the cross section of the beam of rays. It is further necessary that the penetrating light be made parallel to obtain a high degree of polarization.
The narrowing of the section of the beam of rays by a cylinder system, mounted in front of the interference polarizers, has already been described. By this means, the beam of incident light rays is first reduced to half the required area. However, this does not prevent the asymmetric lateral displacement of the outgoing beam of rays, which is particularly troublesome in stereoprojection, by this means.
By means of the device described below, which is the subject of the invention, asymmetric construction is avoided and a perfectly symmetrical path of the spokes is obtained. Since the interference polarizers described can be very small and consist of only two building elements, which can be molded or ground, preferably of glass, but also of synthetic material, it is possible to construct plates of any size by assembly of building elements, plates which work practically without loss of light and which polarize the two rays uniformly for angles of incidence which may be equal to or greater than 45.
Another drawback of interference polarizers is that, to a very particular extent, the deflected ray exhibits a strongly spectral coloration of the outgoing polarized light.
In order to eliminate this drawback, the use of pola-
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rotary risers. But a rotation, in an asymmetric construction of the interference polarizers, has various drawbacks. These drawbacks are eliminated by the symmetrical interference polarizers described below and the construction of rotating plates is essentially simplified; in the first place, the symmetrical interference polarizers, in the form of a plate, described below, do not require, for their rotation, additional optical or mechanical devices.
These plate-shaped, rotating and symmetrical interference polarizers for stereoprojectors only allow projection with circularly polarized light. They must be constructed in such a way that either they radiate circularly and unitarily polarized light and then they are only usable for two-band systems with two separate plates and two separate objectives, or they can also be constructed in many elements; they are therefore particularly suitable for single-strip projection with format distribution.
In this case, however, especially when the rotating plates are arranged at a relatively large distance from the image window, haze may be noticeable, because the line of separation which, on the rotating plate, separates the polarized light fraction circularly to the right of the fraction separated circularly to the left does not remain sharp enough and the light rays circularly-differently polarized become entangled and, therefore, can no longer be kept sharply separated from the images. According to the invention, this drawback is eliminated by interposing, between the two polarizers, an opaque separating wall which is arranged, in the path of the rays, parallel to the light rays.
This separation paxoi can be mounted on the image window, inside the drum diaphragm, on the rotary plate itself or simultaneously at several of the above mentioned locations. But instead of the rotating plates, it is also possible to provide a single polarization assembly mounted as close as technically possible to the image window. It is obvious that this assembly must be provided with sheets or plates of thickness equal to # / 4 and radiate circularly polarized light and that it must also preferably rotate, in which case the optical axis and the axis of rotation coincide.
Another advantage of symmetrical interference, compound and plate-shaped polarizers is that the construction of these plates is simpler and less expensive than that of asymmetrical plate-shaped polarizers of known construction. The number of lens systems as well as that of sheets or plates of thickness equal to # / 4 is roughly equal to half the number of corresponding elements in asymmetric polarizers although also only two different construction elements are needed, which acts in such a way. appreciable and particularly favorable during manufacture.
A parallel direction of the linear planes of polarization, which are perpendicular to each other from one element to another, is not necessary, since only unitary and circularly polarized light is used. This result is obtained by arranging the plates of thickness equal to / 4 alternately at an angle of 45 with respect to the plane of polarization and perpendicular to each other, which again constitutes an essential simplification of manufacture.
In the accompanying drawing, two embodiments of the invention have been shown, chosen by way of nonlimiting examples.
FIG. 1 represents a plan view of an interference polarizer, provided with polarization layers arranged at an angle of 45 relative to the optical axes.
FIG. 2 represents a plan view of an interference polarizer, provided with polarization layers arranged at an angle of 55 relative to the optical axes.
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FIG. 3 represents a front view of the interference polarizer according to FIGS. 1 and 2.
FIG. 4 represented, in correspondence with FIG. 1, a plan view of several juxtaposed interference polarizers. -
FIG. 5 represents, in correspondence with FIG. 2, a plan view of several juxtaposed interference polarizers,
Figure 6 shows, in correspondence with Figures 4 and
5, a front view of the juxtaposed interference polarizers.
In FIG. 1, there is shown an individual symmetrical interference polarizer in which the two alternating layers 4 and 5 are arranged each time 45 relative to each other. 1 shows the cylindrical lens which reduces the section of the incident light beam to half of its value and directs it parallel. 6 and 8 represent two parallelepipeds of glass, of the same shape and glued symmetrically on a glass prism 7. Between the glass prism 7 and the two parallelepipeds 6 and 8, the interference polarizers 4 and 5 or well we fixed them directly by spraying on the glass. Surfaces 3 and
2 are made reflective by a metallic deposit or they are thin-film polarizers.
On the exit surfaces 9 and 10, the light is polarized in the same direction of oscillation. On surface 11, the plane of polarization is perpendicular to surfaces 9 and 10.
In Figures 3 and 6, which show a front view of the device of Figures 1 and 2 and 4 and 5 respectively, the optical axes of the plates of thickness # / 4, represented by hatching, which correspond to the optical axes 12 and 13 of Figures 1 and 2, on the one hand, form an angle of 45 with the planes of polarization and, on the other hand, are arranged perpendicular to each other, so that it occurs circularly-and unitarily polarized light
Figure 2 shows the same interference polarizer but with an angle of incidence of 55 The references correspond to those of figure 1. In the plan view of the polarizer, the plates of thickness # / 4 12 and 13 are arranged in the same way as in figure 3.
These individual elements can be grouped together in larger unit plates, as shown in plan in Figures 4 and 5 and in front view in Figure 6. These large area plates are made up of many shaped elements. sticks, in correspondence with figures 1 and 2.
All of the polarizers described can be fixed or rotatable.
The polarizer plates represented in FIGS. 4, 5 and 6 are also suitable for constituting closing screens for projectors to suppress glare and as a fog projector, in the known manner.