FR2757960A1 - Camera pour cinema sur 360 degres en continu et en relief - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant d'impressionner sur pellicule une image animée sur un champ de 360 deg. en continu et en relief. Il est constitué d'un socle fixe (13) renfermant la motorisation (28) et d'un boîtier supérieur rotatif (14) constitué de plusieurs étages. Au premier niveau se trouve un ensemble de pignons permettant à la pellicule (16) de défiler devant une étroite fenêtre d'exposition (9) tout en restant fixe par rapport au paysage. Le 2eme et le 3eme étage sont identiques mais inversés selon un axe AB. Ils renferment chacun un chargeur de pellicules qui enfourche l'axe de prise de vue (17) qui est excentré par rapport à l'axe central de rotation (12). Cette excentricité des axes permet simultanément une prise de vue "oeil droit" dans un sens et "oeil gauche" en sens inverse. Les deux films projetés simultanément seront différenciés par des filtres polarisant sur le projecteur rotatif et visionnés par les spectateurs qui porteront des lunettes dont les verres gauche et droit auront des polarisations croisées. Le dispositif, selon l'invention, est destiné à l'industrie du cinéma en offrant de nouvelles possibilités de représentation du monde par l'image.

Description

La présente invention concerne une caméra de cinéma permettant d'impressionner sur une pellicule une image animée sur un champ de 360" en continu et en relief.

Actuellement pour réaliser des films sur 360" il faut 9 caméras "classiques" parfaitement synchronisées et parfaitement cadrées puisqu'elles ne couvrent que 40 de champ chacune. II est donc nécessaire de les fixer avec précision sur une tourelle et de les commander par une électronique complexe. Toutefois les caméras sont "classiques" à savoir qu'elles exposent les images l'une après l'autre, en obturant l'objectif pendant le temps de passage de l'une à l'autre.

Depuis quelque temps il existe une nouvelle technologie qui utilise le principe du balayage d'image et qui permet d'impressionner la pellicule en continu c'est-à-dire sans raccord d'image sur les 360" de champ. Ce type de caméra est rotative autour d'un axe central et la pellicule défile dans le boîtier devant un objectif rectangulaire centré dans un étroit couloir qui expose la pellicule selon une simple raie verticale. Le mécanisme d'entraînement de la pellicule devant la fenêtre d'exposition permet de maintenir celle-ci fixe en face du "paysage" donc fixe par rapport au sol pendant l'exposition tout en la faisant défiler d'une bobine à l'autre au cours de la rotation de la caméra sur elle-même. II existe d'autre part une technologie concernant le cinéma en relief. Le principe de base est simple. Une caméra filme ce que voit l'oeil gauche , une deuxième filme ce que voit l'oeil droit. A la projection les 2 images s'affichent simultanément à l'écran avec leur décalage d'angle de prise de vue. Ce sont des lunettes spéciales qui filtrent les deux images en permettant à chaque oeil de voir l'image qui lui est destinée. Il s'agit généralement de filtres polarisant dont le sens est croisé entre le projecteur gauche et l'oeil droit sur les lunettes et inversement entre projecteur droit et oeil gauche sur les lunettes.

La technologie utilisée jusque là serait trop lourde pour réaliser au 360 en relief puisqu'il faudrait 9 caméras "oeil gauche" et 9 caméras "oeil droit"
La présente invention permet très facilement de réaliser des films sur 360 et en relief. En effet à partir de la caméra rotative pour 360" il suffit de décentrer d'une distance égale à la demi largeur "oeil gauche"Poeil droit" son double axe de prise de vue pour obtenir deux images décalées qu'il suffit de polariser à la projection et de filtrer par les lunettes polarisantes traditionnelles. En effet la caméra 360" en continu, comme son projecteur, exploite 2 pellicules simultanément déphasées de 1800 Si ce double axe de prise de vue est excentré à droite (suivant I' axe AB) par exemple il correspondra à l'oeil droit dans un sens et à l'oeil gauche en sens inverse (1 80Le principe du balayage exige que la pellicule soit rendue immobile pendant son exposition.

II faut donc reconstituer une fixité par rapport au sol dans un boîtier rotatif.

Ce sera un système de pignon qui permettra à la couronne fixe servant à l'entraînement de la pellicule, de garder son orientation malgré la rotation bu boîtier(14).

Pour ce faire, un pignon central(11) de diamètre D1 sera solidaire du socle(13) de base contenant le moteur(28) d'entraînement de la partie supérieure,
I'électronique(33), les batteries(34), etc..,
En prise avec ce pignon central fixe(1 1), 2 pignons(18) de liaison entraîneront le pignon(15) solidaire de la couronne(10). Ce pignon(15) aura le même diamètre D1 donc le même nombre de dents que le pignon central fixe(11) ce qui lui permettra de garder la même orientation malgré son déplacement autour de l'axe central du fait de la rotation du boîtier supérieur(14).

La distance séparant le centre des deux pignons de diamètre D1 correspondra à la demi largeur séparant normalement la caméra" oeil gauche "de la caméra "oeil droit"
Les dessins annexés illustrent l'invention.

La figure 1 représente un plan horizontal de l'ensemble du dispositif. On voit "par transparence" le pignon central fixe(11), le pignon(15) solidaire de la couronne(10), les pignons intermédiaires(18 qui relient le pignon 11 au pignon 15. Les axes des bobines(19), la fenêtre d'exposition(9), le couloir optique(17) avec en son centre l'objectif rectangulaire(23), simple ou multiple (multilentilles), le diaphragme cylindrique(20) commandé par la cellule photoélectrique(21), le contrepoids(37), etc;.

La figure 2 représente une coupe AB suivant un plan vertical passant par les axes des pignons 11 et 15 , perpendiculaires aux axes excentrés de prise de vue(17). Elle permet de voir le socle(13) de base sur pieds(32) renfermant le moteur d'entraînement(28) du boitier supérieur( 14), les batteries(34), I'électronique de commande(33), etc. I'axe du pignon fixe central(12), la couronne(29) périphérique sous le fond du boitier. en prise avec le pignon(29) du moteur.

Au dessus, le boîtier supérieur rotatif(14), renfermant au premier niveau le pignon central fixe(11), le pignon de la couronne(15) placé sous le plateau supportant la couronne(10). Par transparence on aperçoit les pignons(8) à la base des cylindres à picots(7) servant au défilement de la pellicule(16). Au deuxième niveau on voit les bobines de pellicule(16), I'une se dévidant tandis que l'autre rembobine le film exposé, les cylindres à picots(7), l'étroit couloir optique(17) avec en son centre, le ou les objectifs rectangulaires(23).

Au 3eme niveau les mêmes éléments parfaitement superposés, vus par l'arrière.

Un 4eme niveau peut être réservé au système d'entraînement des axes(35) des bobines de pellicules.

Du fait de l'excentricité du dispositif un contrepoids(37) est installé à l'opposé afin de rétablir l'équilibre du boîtier(14) en rotation. II peut être constitué soit par de l'électronique, soit par le système d'entraînement des axes des bobines de rembobinage.

La figure 3 présente une coupe verticale suivant l'axe du couloir optique(17)
Elle montre le socle(13) de base fixe, sur ses pieds(32), renfermant le moteur(28) entraînant le boitier rotatif(14) dont le premier étage(1) est occupé par les pignons.

On voit le pignon(15) sous le plateau de la couronne(10). En prise avec cette couronne, les deux pignons(8) à la base des 2 cylindres à picots(7) destinés à entraîner la pellicule(16) devant la fenêtre d'exposition(9) que l'on voit au 2eme étage. Au centre du couloir optique(17) se trouve l'objectif rectangulaire(23). Près de son ouverture sur l'extérieur est placé le diaphragme cylindrique(20) dont la rotation est commandée par l'électronique de la cellule photoélectrique(21). Au 3eme étage se trouvent les mêmes éléments, mais inversés par rapport à l'axe de symétrie qui passe au niveau de l'objectif central(23). Enfin, le quatrième étage qui permet l'installation du système d'entraînement des axes(35) des bobines de rembobinage du film.

La figure 4 est un simple schéma représentant l'excentricité des axes de prise de vue(17) opposés de 1800, I'un pour l'oeil gauche dans un sens, L'autre pour l'oeil droit en sens inverse.

La figure 5 est un schéma représentant, vu par dessus, I'emplacement des différents pignons et poulies permettant l'exploitation de 2 étages suppplémentaires de prises de vue, selon un deuxième axe(1 7) parallèle au premier et de même excentricité par rapport au centre du boîtier. Ce deuxième axe correspondra lui ausità une vision "oeil gauche" dans un sens et à une vision" oeil droit" dans l'autre sens. On voit qu'un arbre de liaison(27), situé à la place du contrepoids(37) (qui n'a plus de raison d'être puisque les 2 étages supérieurs sont Inversés par rapport aux étages inférieurs) possédant une poulie à chaque extrémité, solidarise la deuxième couronne(10) à la première.

La figure 6 est une coupe verticale suivant l'axe AB qui permet de voir ce que comportent les différents étages. On voit particulièrement comment l'arbre de liaison(27) relie par courroies(36) les deux couronnes(10) fixes entre elles. On voit que les étages 5 et 6 sont identiques aux étages 2 et 3 mais excentrés de l'autre côté.

Dans l'étage 4, la 2eme couronne fixe(10), solidarisée à la première, par l'axe de liaison, entraîne les pignons(8) à la base des cylindres à picots(7) destinés à faire défiler la pellicule devant les fenêtres d'exposition(9) des étages 5 et 6.

En référence à ces dessins, cette caméra pour cinéma en relief sur 360" comporte un socle de base fixe(13) sur pieds(32). Ce socle renferme le moteur électrique(28) destiné à faire tourner sur lui-même le boîtier supérieur rotatif(14).

Ce socle renferme également des batteries(34) si nécessaire puis l'électronique(33) et les autres organes de commande. Le centre est occupé par l'axe du pignon central fixe(1 2). L'extrémité basse de cet axe est muni d'une grande molette(30) permettant de faire tourner le pignon fixe(11) afin d'entraîner le pignon(15) de la couronne(10) ce qui fait défiler la pellicule devant la fenêtre d'exposition sans que le boîtier(14) tourne sur lui-même. Une petite molette(31) de serrage sert à bloquer la grande molette(30) donc à immobiliser i'axe fixe(1 2) pendant le fonctionnement normal de l'appareil puisque c'est alors la seule rotation du boitier autour de l'axe central fixe, donc de la couronne qui provoque le défilement de la pellicule par I' intermédiaire des cylindres à picots.

Autour et par dessus ce socle fixe(13) vient s'ajuster le boîtier supérieur rotatif(14).

Sous le fond de ce boîtier se trouve une couronne à engrenage interne(29) qui permet au pignon(38) du moteur de faire tourner le boîtier(14).

- un bandeau cylindrique qui entoure le socle fixe - au centre une ouverture circulaire qui permet le passage du pignon(11) de l'axe fixe au travers du fond du boitier. Dans ce fond se trouvexfixes les axes du pignon(15) du plateau de la couronne(10) permettant le défilement des pellicules(16), ainsi que les axes du ou des deux pignons intermédiaires(18) faisant la liaison entre les deux pignons de même diamètre et de même module c'est-à-dire le pignon fixe(11) et le pignon(15) du plateau de la couronne(10). De ce fait ces deux pignons garderont entre eux la même orientation ce qui permettra de reconstituer une immobilité de la couronne(10) au cours de la rotation du boîtier. En prise avec cette couronne(1 0) on trouve !es deux pignons(8) appartenant à la base des cylindres à picots(7). Ainsi la pellicule entraînée par ces cylindres(7) restera fixe par rapport à la couronne donc au sol, face au paysage et défilera en même temps devant la fenêtre d'exposition qui tourne. Deux autres pignons(8) identiques sont placés diamétralement. Ils appartiennent aux cylindres à picots(7) de la pellicule(16) du niveau supérieur et qui est inversée de 1800 Les cylindres à picots se trouvant de chaque côté de la fenêtre d'exposition(9) I'axe des cylindres du niveau supérieur ne gênent pas le couloir optique de l'étage inférieur.

Au dessus de ce premier niveau renfermant la pignonerie se trouve deux niveaux rigoureusement identiques mais symétriquement inversés selon l'axe AB perpendiculaire aux couloirs optiques(1 7) excentrés. On trouve un étroit couloir optique de section rectangulaire conduisant une raie d'image jusqu'à la fenêtre d'exposition(9). Dans ce couloir au niveau du centre de la couronne se trouve l'objectif(23) (simple ou multiple), rectangulaire c'est-à-dire de même section que le couloir optique(17) au lieu des traditionnelles lentilles circulaires. Sa focale fera que la mise au net sera exactement au niveau de la fenêtre d'exposition de la pellicule ce qui déterminera le rayon de la couronne(10) d'entraînement des cylindres à picots qui
elle-même correspond à la longueur ( largeur) de l'image sur 360 , c'est-à-dire sur un tour complet. Dans ce même couloir(17) se trouve un diaphragme cylindrique(20).

II s'agit en effet d'un cylindre vertical diamétralement traversé par une fente de même section que le couloir. Sa rotation est commandée par l'électronique associée à une cellule photoélectrique(21). En se désalignant la fente resserre la raie d'image et diminue donc son temps d'exposition. Derrière la fenêtre d'exposition se trouve un patin(24) qui sert à maintenir la pellicule(16) contre la fenêtre d'exposition (9) et contre les cylindres à picots(7) pour éviter tout dérapage de l'entraînement. La pellicule sort de la bobine de gauche et est rembobinée dans la bobine de droite dans le cas où le boîtier(14) tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (vu par dessus).

Ces deux bobines appartiennent à un ensemble de chargement (magasin) indépendant, qui s'insère symétriquement autour du couloir optique(17) jusqu'à être en butée contre la fenêtre d'exposition(9) en vérifiant que les picots des cylindres soient bien en prise dans les encoches de la pellicule(16).

Pour charger et décharger la pellicule il suffit de retirer par le haut, les doubles axes des moyeux(19) des bobines superposées appartenant aux étages 2 et 3 ou 5 et 6 du boîtier, et de faire glisser le magasin en le tenant par la poignée(26) constituée par la pièce de liaison des deux bobines. L'espace entre ces deux bobines permet d'enfourcher le couloir optique(17) avec de chaque côté les cylindres à picots(7) destinés à l'entraînement de la pellicule devant la fenêtre d'exposition(9). Le patin(24) est maintenu en poussée contre la pellicule par un simple ressort(25).

Comme nous l'avons vu le niveau 3 est identique au niveau 2 mais inversé de 1800 selon l'axe AB:
Du fait de l'excentricité des couloirs optiques (parfaitement superposés) un contrepoids(37) sera necessaire pour rééquilibrer le boîtier en rotation. II peut etre le fait d'une masse inerte ou d'un mécanisme d'entraînement des moyeux des bobines de rembobinage de la pellicule.

Un niveau 4 peut être réservé au système d'entraînement des moyeux(19) des bobines.

Le boîtier supérieur cylindrique(14) comportera donc une porte(22) au niveau 2 et une autre , de l'autre côté, au niveau 3, pour permettre l'insertion des ensembles de chargement des pellicules. A l'opposé de ces portes, on distinguera les fentes verticales qui sont l'extrémité des étroits couloirs optiques(17).

Ainsi ce type de caméra permet d'exposer simultanément 2 pellicules. Le défilement continu en rotation offre une image sur 360" sans raccord. Les deux expositions étant déphasées de 1800 elles offrent un renouvellement d'image tous les demi-tours et une projection sur deux secteurs opposés de l'écran circulaire.

L'extrémité des deux couloirs optiques(1 7) du même côté, donc restant superposés, fait qu'un film correspondra à la vision "oeil droit" et que l'autre (å 1 800)correspondra à la vision" oeil gauche" Ceci permet d'obtenir l'effet de relief. II suffira à la projection d'équiper le projecteur 360" (selon le même principe de balayage d'image) d'un filtre polarisant de chaque côté. II est évident que l'orientation des filtres polarisant avant et arrière du projecteur devra être croisée de manière à ce que le film "oeii gauche" soit occulté par le verre de lunettes (polarisation perpendiculaire) de l'oeil droit et inversement. La seule contrainte de ce cinéma sur 360" en relief reste pour le moment le port pour les spectateurs de lunettes à verres polarisant. II est à noter qu'il est important que les verres de lunettes ne soient pas inversés car ce serait l'oeil gauche qui verrait les images "oeil droit" et inversement.

Les filtres polarisant ont donc pour effet d'occulter l'image "oeil droit" à l'oeil gauche et inversement. La conséquence évidente est que l'on perd une partie de la luminosité et surtout que, pour chaque oeil, L'image se renouvelle 2 fois moins souvent. II est donc intéressant de doubler le dispositif et d'exposer 4 films au lieu de 2 , c'est-à-dire 1 pour l'oeil droit et un pour l'oeil gauche à chaque demi-tour.

Pour ce faire il suffit de doubler en hauteur le boîtier rotatif supérieur en rajoutant 2 nouveaux étages identiques aux étages 2 et 3 destinés à l'exposition des pellicules mais en les excentrant de l'autre côté par rapport à l'axe central. II faut également rajouter un étage intermédiaire(4) contenant la pignonnerie d'entraînement des pellicules.

L'axe central fixe(1 2) solidaire du socle ne pouvant pas monter plus haut, il faut installer, à la place du contrepoids(37) (devenu inutile) un arbre de liaison(27) entre la première couronne(10) et la nouvelle. Cet arbre de liaison(27) comportera une poulie au niveau de l'étage 1 et une 2eme à l'étage 4. Ces deux poulies de même diamètre relieront par courroies(36) les couronnes(10) fixes d'entraînement des pignons(8) des cylindres à picots(7).

Ainsi le même mécanisme excentre permettra dans les étages 5 et 6 une prise de vue "oeil droit" dans un sens et une prise de vue " oeil gauche" dans l'autre sens, selon un même axe, les couloirs optiques de ces deux étages étant donc parfaitement superposés.

Le faible écart de hauteur entre ces différents étages de prise de vue sera facilement corrigé par le projecteur conçu en conséquence.

Ainsi ce montage exposera simultanément 1 film" oeil gauche" et 1 film "oeil droit" dans un sens et 1 film "oeil gauche" 1 film "oeil droit" à 1800. Chaque oeil verra donc une nouvelle image à chaque demi-tour de rotation du projecteur. Toutefois le montage avec seulement 2 films devrait être suffisant pour obtenir une bonne luminosité sans sautillement ni balayage sombre de l'image, et ce, avec une vitesse de rotation du dispositif parfaitement raisonnable.

Le dispositif selon l'invention permet, par le seul fait de l'excentricité de l'axe des couloirs optiques, d'obtenir un effet de relief sur du cinéma à 360" continu.

La vision totale et en relief reconstituant vraiment la réalité devrait créer des sensations nouvelles et intenses. Ceci laisse espérer un développement très important à ce type de technologie.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1) Caméra panoramique rotative pour cinéma en relief sur 360" caractérisée par le fait que son double axe de prise de vue(1 7) est excentré par rapport à son axe central(1 2) de rotation permettant ainsi une prise de vue "oeil droit" dans un sens et une prise de vue "oeil gauche" dans l'autre sens (180 ).

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que cette excentricité correspond à la demi-largeur séparant normalement la caméra "oeil gauche" de la caméra "oeil droit"

3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé par le fait que cette excentricité du double axe(17) de prise de vue est réalisée au moyen de pignons d'engrenage qui permettent à la couronne(10) d'entraînement des cylindres à picots(7) servant à faire défiler les pellicules devant les fenêtres d'exposition(9), de garder la même orientation malgré la rotation du boîtier supérieur (14).

4) Dispositif selon la revendication 1 et 3 caractérisé par le fait que le pignon(15) solidaire de la couronne(10) et tournant avec le boîtier supérieur(14) a même diamètre et même nombre de dents que le pignon fixe central(1 1) solidaire du socle fixe(1 3) et que ces pignons sont liés entre eux par un pignon(1 8) intermédiaire (voire deux, mais de même rang) afin que leur orientation soit maintenue malgré la rotation du boitier(14), c'est-à-dire, du pignon(15) de la couronne(10) autour du pignon central fixe(1 1);

5) Dispositif selon la revendication 1 caractérise par le fait que le double axe(1 7) de prise de vue excentré correspond à la prise de vue "oeil droit" sur la pellicule impressionnee à un étage(2 et 5 par exemple) du boîtier supérieur et à la prise de vue "oeil gauche" sur la pellicule impressionnée a un autre etage(3 et 6), inversé de 1805, du boîtier supérieur.

6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un contrepoids(37) diamétralement opposé à l'excentricité du double axe de prise de vue permet de rééquilibrer le boîtier supérieur en rotation.

7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les étages 2 et 3 ou 5 et 6, du boitier supérieur sont parfaitement symétriques par rapport à un axe AB passant par les axes des pignons 1 et 5 et les axes des bobines, et, perpendiculaire aux couloirs optiques(17) puisque les axes excentrés de prises de vue sont inversés de 1800 entre les deux étages tout en étant parfaitement superposés.

8) Dispositif selon la revendication 1 et 5 caractérisé par le fait que l'effet de relief est obtenu à la projection par la simple installation d'un filtre polarisant sur le ou les films "oeil gauche" à la sortie du projecteur et d'un filtre polarisant croisé à 90" sur le ou les films "oeil droit" à la sortie du projecteur 360" par balayage du même type que la caméra. Les lunettes polarisantes traditionnelles à orientation croisée entre oeil gauche et oeil droit font que seul l'oeil gauche verra les images du film "oeil gauche" et que seul l'oeil droit verra les images du film "oeil droit" quelque soit le côté où regardera le spectateur sur l'écran circulaire de 360".

9) Dispositif selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que la simple excentricité et superposition exacte des axes des couloirs optiques(17) pour prise de vue "oeil droit "et "oeil gauche" permet de superposer 2 autres étages(5 et 6) déphasés de 1800 pour chaque prise de vue, c'est-à-dire placer selon la même excentricité et en parallèle mais de l'autre côté du centre du boîtier (figure 5). Ceci permettra de doubler la luminosité et d'éviter tout risque de sautillement à la projection puisque chaque oeil verra une nouvelle image à chaque demi-tour de rotation du projecteur.

10) Dispositif selon la revendication 1 et 9 caractérisé en ce que ce doublement des images, obtenu par la superposition de 2 étages(5 et 6) supplémentaires, est rendu possible grace à un étage(4) intermédiaire comportant une 2eme couronne fixe(10), (pour l'entraînement des pignons des cylindres à picots de ces étages 5 et 6), couronne qui est solidarisée à la première par un jeu de courroies(36) reliées à chacune des poulies placées aux extrémités d'un axe de liaison(27) situé à la place du contrepoids(37) au travers des 4 premiers étages (figure 6).