Dispositif pour la projection d'images. La présente invention se rapporte à un dispositif pour la projection d'images, com prenant une source lumineuse non punctiforme et un condenseur.
Les condenseurs que l'on rencontre d'habi tude ont une aberration - de sphéricité posi tive (c'est-à-dire que les rayons marginaux venant d'un point de la source situé sur l'axe optique sont assez fortement réfractés pour couper l'axe optique plus près du con- denseur que les rayons centraux); il en résulte, lorsque la source n'est pas punctiforme, des variations brusques dans l'intensité du champ lumineux projeté par le condenseur sur l'objet à éclairer, et voici pourquoi:
Si la source lumineuse était un point, le champ en question serait constitué par un noyau, d'intensité approximativement uniforme, limité par une ligne fermée d'intensité plus forte, ligne provenant de l'intersection de la caustique de réfraction avec ledit objet. Si la source lumineuse est formée de plusieurs points séparés (par exemple un filament in candescent enroulé en hélice, dont chaque spire peut être, pour le calcul optique, rem placée par un point),. ces points donnent chacun une caustique et, conséquemment, une ligne d'intensité plus forte; ces lignes traver sent le champ résultant et peuvent même se couper, deux ou plusieurs, en un même point, qui sera beaucoup plus brillant que les points immédiatement voisins.
Le dispositif selon l'invention est carac térisé en ce que le condenseur est tel que l'objet à éclairer ne soit coupé par la caus tique de réfraction d'aucun point de la source.
En particulier, le condenseur pourra être construit de faon à avoir une aberration de sphéricité négative (c'est-à-dire que les rayons marginaux venant d'un point de la source situé sur l'axe optique sont assez faiblement réfractés pour couper l'axe optique du con- denseur plus loin de celui-ci que les rayons centraux).
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif selon la présente invention.
Les fig. 1 et 2 se rapportent chacune à une forme d'exécution; Les fig. 3 et 4 se rapportent à une troi sième forme d'exécution; La fig. 5 montre un perfectionnement per mettant de déterminer la position la meilleure, pour la projection, de la source lumineuse; La fig. 6 est une vue en perspective montrant une lentille à échelons construite pour être utilisée avec une source à filaments parallèles; La fig. 7 est une coupe horizontale et la fig. 8 une coupe verticale à travers la lentille de la fig. 6;
La fig. 9 est une vue en coupe- montrant une lentille semblable à, celle de la fig. 6 et rotative, en vue de la mise au point.
Dans la forme d'exécution de la fig. 1, A est un point de la source lumineuse; le condenseur est formé de trois lentilles C2 C3 <I>Cl,</I> les deux premières plans-convexes et la troi sième concavo-convexe; si cette dernière n'exis tait pas, le condenseur, formé alors seulement par C2 et C3, aurait une aberration positive, comme le montrent les rayons en pointillé; avec la lentille Cl, on lui donne une aber ration négative, comme le montrent les rayons en traits pleins, et on supprime ainsi l'incon vénient mentionné dans l'introduction.
La forme d'exécution de fig. 2 comprend une lentille à échelons profilés suivant des arcs de cercles (à centres et rayons marqués au dessin), construite de façon à posséder les propriétés suivantes: Pour le point A de la source, la partie centrale L émet un faisceau convergeant en un point f de l'axe principal, situé au delà de la plaque ou du film à éclairer D.
Chaque partie annulaire l' <B>1113</B> 14 émet un faisceau divergent al-bl, 0-b2, a3-b3, a4-b°; ces faisceaux délimitent chacun,. sur la plaque D, approximativement le même anneau lumineux, qui empiète sur le cercle lumineux engendré par la partie centrale L.
La formation de caustiques coupant la plaque D est évitée. En chacun des fais ceaux a-b, le rayon a coupe l'axe de la len tille plus loin que le rayon b; chacun des échelons présente donc une aberration négative.
La fig. 3 montre un inconvénient que peut présenter la lentille à échelons sus-indiquée. On voit, d'après cette figure, que les deux rayons immédiatement adjacents a-al et b-b' sont successivement réfractés suivant a1-0 et bl-b2, puis suivant a2-a3 et b2-b3. Ces deux rayons limitent entre eux la zone sombre couverte de hachures; la largeur de cette zone augmentera quand l'angle c2--a2-L2 diminuera; si la "puissance" ou "convergence" de la lentille est grande, la zone sombre peut donc prendre une étendue nuisible.
Dans la forme d'exécution de fig. 4, pour remédier à cet inconvénient, on a adjoint à la lentille à échelons C,', semblable à la len tille de fig. 2, une lentille plan-convexe 1l1 les rayons<I>a</I> b et c, réfractés par la lentille C5, sont réfractés en cal b1 et el par la lentille JI.
La zone comprise entre V et cl sera éclairée, par les rayons compris entre b1 et al. L'en semble formé par les deux lentilles C' <I>et</I> 111 pourra avoir la même puissance que celle de la lentille C de fig. 3 et le faisceau a'-b' aura encore une aberration sphérique négative.
On petit aussi réaliser un condenseur à aberration sphérique négative au moyen d'une lentille unique à surface courbe non-sphérique.
Dans le but de permettre la fixation exacte de la source lumineuse avec certitude et fa cilité dans la position où elle donne l'illumi nation désirée du champ, le dispositif suivant, représenté en fig. 5, peut être employé. Dans cette figure, A est un point de la source lumineuse, C est une lentille-condenseur ayant une aberration sphérique négative. D est un film passant dans l'ouverture de.projection D; S est une lentille-objectif placée de façon qu'une image nette du film soit obtenue à une distance déterminée sur l'écran de pro jection<I>T,</I> le point<I>d</I> du film étant projeté en t.
R est un écran auxiliaire, qui peut être formé par l'obturateur du projecteur et sur lequel doit se former une image nette de la source lumineuse si celle-ci est dans la bonne position; dans ce cas, les rayons Ap issus du point A, puis déviés par le condenseur C suivant la direction p-f, sont déviés une seconde fois par la lentille<B>8</B> de manière à se rencontrer en un point f 1 de l'écran R.. Pour que l'image de la source puisse de venir bien nette, on réduira momentanément l'aberration du condenseur C en interceptant les rayons marginaux au moyen d'un dia phragme.
La source lumineuse A indiquée en fig. 6 consiste en filaments verticaux distants les uns des autres et placés dans un plan paral lèle au -plan général de la lentille à échelons C. Cette lentille présente (voir aussi fig. 7 et 8) une série de rainures cl creusées dans la sur face postérieure, en regard de la partie cen trale c 1 et des deux échelons annulaires intérieurs. Ces rainures sont parallèles aux fila ments de la source lumineuse et provoquent une dispersion latérale. de la lumière tombant sur elles;
par cela même, elles provoquent un élargissement du champ lumineux donné par chaque filament et un recouvrement subsé quent .de ces champs, de manière à égaliser dans une certaine mesure l'illumination pro duite par l'ensemble des filaments de la source. La formation de caustiques coupant le champ lumineux est évitée.
La fig. 9 montre une lentille ainsi rainu rée C' en combinaison avec une lentille ordinaire AL La mé±hode de mise au point illustrée par la fig. 5 n'est pas applicable sans autre au cas de la fig. 6, la diffusion horizontale de la lumière par les rainures ce empêchant la formation d'une image nette de la source; une diffusion fâcheuse peut être évitée si la source lumineuse ou la lentille à échelons est montée de faon à pouvoir tourner autour de l'axe optique du système.
Dans la fig. 9, la lentille-condenseur, solidaire d'une monture N et d'un manche P, peut être tournée à l'in térieur d'une bague fixe 0 au moyen du manche P, de façon que pendant la, mise au point les rainures seront placées horizontale ment et pendant la projection elles seront placées verticalement.