FR2778472A1 - Camera et projecteur pour cinema sur 160 degres par balayage d'image. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une caméra et un projecteur pour cinéma jusqu'à 1600 utilisant le principe du balayage d'image.Un disque optique (1) rotatif diamétralement traversé par plusieurs couloirs optiques (2) balaie successivement le champ panoramique d'un côté et la pellicule (6) de l'autre. Cette pellicule (6) se déplace, en continu, dans le même sens que le disque mais à une vitesse inférieure de manière à ce que chaque raie d'image issue d'un couloir, rattrape en fin de balayage l'image précédente sur la pellicule. La rotation du disque optique et des cylindres (7) d'entraînement de la pellicule sont synchronisés par pignons (9).La présente invention destinée à l'industrie du cinéma permet une vision panoramique sur 160degre très spectaculaire sans déformation d'image et ceci par des moyens simples, fiables, peu onéreux et facile à mettre en oeuvre.

Description

-1- La présente invention concerne le cinéma panoramique jusqu'à 160 de

champ

par caméra et projecteur utilisant le principe du balayage d'image.

Aujourd'hui dans toutes les salles de cinéma on utilise le système classique de cinéma exploitant une pellicule dont on impressionne ou projette les images les unes après les autres sur la totalité de leur format. L'avancement de la pellicule se fait par

saccades puisqu'elle doit être fixe pendant son impression ou sa projection.

Depuis plus de deux ans il existe une technologie de cinéma utilisant le balayage d'image o la pellicule est impressionnée par raies verticales d'images qui balaient la pellicule en continu sur toute sa longueur, celle-ci se déplaçant à l'horizontale et non à la verticale comme dans le cinéma classique à quelques exceptions près. La caméra et donc le projecteur, sont rotatifs, ce qui permet d'obtenir une image continue sans raccord sur 360 . Quelques temps plus tard la même technologie utilisant simultanément 2 pellicules afin de limiter la vitesse de rotation et d'obtenir suffisamment de lumière sur l'écran cylindrique, avec un simple décentrage du couloir optique permettait de produire du cinéma sur 360 en relief du fait du décalage des 2 images. A la projection il suffisait de polariser différemment les 2 images et d'utiliser les

lunettes polarisantes adaptées.

La technologie selon l'invention utilise elle aussi le balayage d'image mais cette fois la caméra et le projecteur sont fixes. La pellicule n'est donc plus immobile par rapport au sol comme dans le 360 rotatif. La pellicule(6) défile là aussi à l'horizontale entre les deux bobines(15) d'un magasin placé à l'arrière du disque optique(1) et qui peut être plus important que dans le 360 . Le champ peut aller jusqu'à 160 environ ce

qui est déjà très spectaculaire et suffisant pour des spectateurs assis.

La caméra comme le projecteur comporte un disque optique rotatif(1). Ce disque est traversé suivant ses diamètres par plusieurs couloirs optiques(2) correspondant chacun à une raie d'image rectangulaire. Les optiques(3) constitués d'une ou de plusieurs lentilles sont placés dans chacun de ces couloirs près du centre du disque. Il est inutile que ces lentilles soient rondes comme elles le sont habituellement puisque la

section des couloirs dans lesquelles elles sont placées est un étroit rectangle vertical.

Ces couloirs(2) sont régulièrement répartis mais leur nombre peut varier suivant le type de caméra. La construction du projecteur sera donc réalisée suivant le même concept et les mêmes cotes que la caméra du fait que la longueur de l'image et la largeur du

champ est imposée par la conception et les cotes de la caméra.

Si l'on accepte la contrainte d'utiliser des optiques symétriques(3) (telle qu'une lentille biconvexe symétrique) quelle que soit la focale choisie, les couloirs optiques du disque -2- pourront être utilisés dans les 2 sens c'est-à-dire qu'ils impressionneront chacun une

nouvelle image tous les 180 de rotation du disque optique.

Ainsi 3 couloirs optiques utilisés dans les 2 sens impressionneront la pellicule tous les soit 6 fois par tour. Et deux couloirs optiques utilisés dans les deux sens impressionneront la pellicule tous les 90 soit 4 fois par tour. Si pour des raisons particulières les optiques(4) choisis ne sont pas symétriques ils ne pourront être utilisés que dans un sens. Il faudra donc augmenter leur nombre et prévoir un système simple d'obturateur de manière à obturer ces couloirs lorsque la " fenêtre(17) pellicule ",à l'extrémité du couloir, passera devant la vitre frontale(5) face

au paysage à filmer.

A titre d'exemple, pour obturer les couloirs, on peut prévoir un petit cylindre vertical(18) traversé diamétralement d'une fente correspondant à la section rectangulaire du couloir optique sur lequel il est installé. A la base de son axe sera installé un patin(20) orientable par simple frottement sur une came(19). Lors de son passage sur la came en arc de cercle sur 180 , ce patin alignera la fente dans l'axe du couloir, par rotation du cylindre sur lui-même pendant le temps de passage sur la came. A la suite, un petit ressort de rappel ou simplement un petit contrepoids poussé par la force centrifuge le fera pivoter et fera que ce couloir sera à nouveau fermé dans l'autre sens sur les

autres 180 de rotation du disque optique.

Dans ce cas, afin d'assurer une régularité du passage de ces couloirs ouverts et fermés, leur nombre devra être de 3 ou 5 mais pas 4 car il faut que ce soit un chiffre impair afin que l'on puisse avoir une altemrnance régulière de couloirs optiques utilisables dans un sens (ouverts) et de couloirs utilisables dans l'autre sens (fermées en

passant devant la pellicule).

On peut choisir arbitrairement que le disque optique(1) tourne dans le sens horaire (vu par dessus). De ce fait la pellicule(6) défilera en glissant contre ce disque optique sur un secteur symétrique au champ de prise de vue de la bobine, de droite (vu de

l'arrière) à la bobine de gauche donc dans le même sens que le disque.

Ce qui permet d'impressionner l'image sur la pellicule c'est que la pellicule se déplace 3o moins vite que le disque optique de manière à ce que chaque raie d'image issue d'un couloir, rattrape en fin de balayage l'image précédente. Chaque fenêtre d'extrémité des couloirs optiques impressionne le champ panoramique qui défile en face de lui. En allant plus vite que la pellicule chaque faisceau issue d'un couloir, rattrape progressivement l'image précédente. De ce fait si le secteur entre 2 fenêtres d'impression est de 72 et que le champ est de 144 la vitesse de défilement relatif de

la pellicule est de 144 de champ, moins un secteur de 72 de retard soit 72 c'est-à-

3- dire la moitié. Mais attention sur un secteur de 72 de pellicule il s'impressionne chaque fois 1 champ complet de 144 de paysage plus l'équivalent d'un secteur entre deux couloirs soit 72 donc au total 216 . En effet lorsqu'un couloir a fini d'impressionner son champ de 144 il ne l'a fait que sur une longueur de pellicule des 2/3 d'un secteur soit 48 car le couloir suivant est arrivé à mi course et qu'il lui reste un demi champ à impressionner avant de rattraper le début de l'image précédente. Ainsi le nombre de couloirs, donc l'angle du secteur entre 2 couloirs conditionne la longueur de l'image d'un champ sur la pellicule donc le coefficient de réduction donc la focale

donc l'emplacement de l'optique dans le couloir donc le diamètre du disque optique.

Io La vitesse de défilement des fenêtres(17) d'impression devant la pellicule et la largeur de celles-ci conditionnent le temps d'impression de la pellicule par la caméra mais aussi le temps de projection de la raie d'image pour le projecteur donc la luminosité et la qualité de la projection. En comparant avec le cinéma classique le nombre d'images par seconde, et le temps d'exposition possible, on constate que les choix sont nombreux et importants et que les plages de liberté sont larges tout en utilisant des

pellicules tout à fait classiques.

Il est bien sûr indispensable que l'entraînement de la pellicule soit précis et rigoureux par rapport à la rotation du disque optique au risque de voir l'image se décaler dans un sens ou dans l'autre. De ce fait, la rotation du disque optique, entraîné par le moteur(10), sera synchronisé par des pignons(9) avec les 2 cylindres à picots(7) d'entraînement de la pellicule(6) ce qui évite tout problème de dérapage par désynchronisation. Pour la caméra la pellicule pourra éventuellement être maintenue contre le disque optique rotatif par une glissière parfaitement lisse en arc de cercle depuis un cylindre à

picot(7) jusqu'à l'autre.

Pour le projecteur cette glissière ne pourra exister qu'au niveau des bandes à encoches latérales d'entraînement de la pellicule c'est-à-dire sur le haut et le bas, du fait du défilement horizontal. En effet pour le projecteur derrière la pellicule se trouve la rampe continue de source lumineuse(8) destinée à la projection de l'image sur l'écran demi circulaire. A l'arrière de la source lumineuse, sera installé un miroir(16) en arc de cercle lui aussi. Un écran thermique derrière le miroir protégera le magasin à pellicules

(horizontales) de tout échauffement.

Les dessins annexés illustrent l'invention.

La figure 1 représente une coupe horizontale de la caméra au niveau du centre du

3 5 disque optique rotatif et des bobines de pellicules.

La figure 2 représente une coupe verticale de la caméra suivant le même axe.

4- La figure 3 représente une coupe horizontale du projecteur au niveau du centre du

disque optique et des bobines de pellicules.

La figure 4 représente une coupe verticale du projecteur suivant le même axe.

La figure 5 représente un disque optique à 5 couloirs(2) dont les optiques(4) ne sont pas symétriques. Ils sont donc équipés de cylindres obturateurs(18) rotatifs dont l'ouverture est commandée par le frottement du patin(20) sur la came(19) en arc de cercle. Cette même figure permet également de voir comment le champ de prise de

vue est impressionné et se répartit sur la pellicule.

La figure 6 représente une coupe verticale du disque optique suivant l'axe d'un couloir dont l'optique(4) comportant une ou plusieurs lentilles n'est pas symétrique ce qui

nécessite un obturateur.

La figure 7 représente une coupe verticale du disque optique suivant l'axe d'un couloir

dont l'optique(3) comportant une ou plusieurs lentilles, est symétrique.

En référence à ces dessins, cette technologie de caméra et de projecteur panoramique utilisant la balayage rotatif d'image est constituée d'un boîtier compartimenté. Dans le compartiment inférieur sous lequel sont fixés les pieds(14), se trouvent le moteur(10) d'entraînement de la pellicule(6) et du disque optique(1), les batteries(11), la régulation électronique(13) du moteur et les dispositifs de commande(12). Au dessus, un compartiment intermédiaire renferme les pignons(9) de synchronisation fixés sur l'axe de sortie du moteur, sur l'axe du disque optique rotatif, et sur les axes des cylindres à picots(7) destinés à l'entraînement de la pellicule. Dans le compartiment supérieur se trouvent le disque optique rotatif, les cylindres d'entraînement(7) de la pellicule, le magasin à pellicules comportant les deux bobines(15) horizontales. Ce compartiment supérieur est étanche à la lumière au-delà de la vitre frontale(5) protégeant la rotation du disque optique et surtout les fenêtres d'extrémité des couloirs optiques. Cette vitre frontale(5) ou tout autre élément parfaitement transparent suit exactement la courbure du disque optique sur la longueur correspondant au champ de prise de vue, à une distance minimum mais suffisante pour éviter tout risque de rayures par la rotation du disque et donc des extrémités des couloirs optiques. La hauteur c'est-à-dire l'épaisseur du disque optique rotatif est légèrement supérieure à la largeur de la pellicule. Ce disque est traversé diamétralement par des couloirs optiques(2) de section rectangulaire dans lesquels se trouve un optique(3) de focale adaptée. Si cet optique(3) est symétrique telle qu'une lentille biconvexe symétrique ou deux lentilles plan-connexe inversées, les couloirs optiques pourront être utilisés dans les deux sens et ils posséderont à chaque extrémités des fenêtres(17) identiques faisant office alternativement de fenêtres - 5- d'entrée (côté paysage) et de fenêtre de sortie c'est-à-dire fenêtre d'exposition (côté pellicule). Si l'optique n'est pas symétrique(4) ces couloirs ne pourront être utilisés que dans un sens c'est-à-dire qu'il faudra les obturer lors de leur passage en sens inverse de leur utilisation normale, 180 plus tard. Un simple système d'obturateur par cylindre à fente, rotatif comme précédemment décrit peut être utilisé. Dans ce cas le nombre des couloirs sera de 3 ou 5, mais difficilement 7 car le secteur de pellicule sur lequel serait impressionné l'image représentant le champ 160 + 51 (secteur entre 2 fenêtres d'exposition) = 211 , risque d'être trop petit (51 ) à moins d'utiliser une focale plus importante ce qui augmente le diamètre du disque optique donc sa circonférence et

par voie de conséquence la longueur correspondante de pellicule à impressionner.

A l'arrière de ce disque optique, de manière à dégager le champ de prise de vue de environ, la caméra ou le projecteur comporte dans le même plan les 2 bobines(15) du magasin à pellicule entre lesquelles défile la pellicule. Arbitrairement et pour la commodité des explications concernant les schémas ci-joints il a été décidé que la pellicule se déviderait de la bobine de droite vers la bobine de gauche (vu par l'arrière). Ceci sous entend que le disque optique toumrne dans le sens des aiguilles

d'une montre (vu par dessus).

L'entraînement précis de la pellicule est assurée par deux cylindres verticaux(7) dont

les picots haut et bas correspondent bien sûr aux encoches de la pellicule.

L'axe de chacun de ces cylindres à picots comporte à sa base un pignon(9) de synchronisation en prise avec le pignon fixé sur la base de l'axe du disque optique. Le rapport des diamètres de ces pignons assure le parfait rapport de vitesse de rotation entre les cylindres à picots et le disque optique. A titre d'exemple, comme représenté sur la figure 5, si le disque comporte 5 couloirs non symétriques (donc obturés sur ) la pellicule sera impressionnée par les fenêtres d'extrémité de couloirs qui sont

régulièrement réparties tous les 72 autour du disque optique.

Ce secteur de 72 devra recevoir une image représentant le champ complet de 144

par exemple, plus l'image d'un secteur de 72 impressionnée par la fenêtre voisine.

C'est-à-dire qu'après une rotation correspondant à un champ complet (144 ) la pellicule aura pris 72 de retard cela veut dire qu'elle se déplace de 144 - 72 = 72 pendant que le disque se déplace deux fois plus vite. Supposons que les cylindres à picot(7) ont un diamètre de 2cm et le disque optique un diamètre de 12cm nous avons vu que lorsque la périphérie du disque se déplace de 12cm la pellicule doit se déplacer de la moitié soit 6 cm, le diamètre des cylindres étant de 2cm par rapport à 12 il faudra que ces cylindres à picots fassent 3 tours pendant que le disque en fait 1. Le rapport -6- entre leurs pignons sera de 3 à 1. Si l'entre-axe des axes cylindres/disque est de 8cm

le pignon à la base du disque aura un diamètre de 6cm et celui des cylindres de 2cm.

Seuls les axes du disque et des cylindres ainsi que ceux des bobines traversent la cloison de séparation des 2 compartiments. Dans le socle de la caméra comme du projecteur se trouve donc le moteur(10) d'entraînement dont le pignon est en prise avec le pignon du disque optique et avec les pignons situés à la base des cylindres

d'entraînement de la pellicule.

Avec le moteur se trouve l'électronique de commande(12) et de régulation(13) ainsi que les batteries d'alimentation(11) pour la caméra. Pour le projecteur il est à prévoir l'équipement nécessaire à la rampe lumineuse(8) en arc de cercle placée derrière la pellicule (fig.3) ainsi que le dispositif conventionnel d'entraînement des bobines pour le

ré-embobinage de la pellicule.

La technologie suivant l'invention est destiné à l'industrie du cinéma permettant enfin une vision panoramique sans déformation d'images, sur un champ de 160 1 5 environ très spectaculaire et largement suffisant pour des spectateurs assis et ceci par

des moyens simples donc fiables, peu onéreux et facile à mettre en ceuvre.

-7 -

Claims (7)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de caméra et projecteur de cinéma panoramique utilisant le balayage d'image, caractérisé en ce qu'il comporte un disque optique rotatif(1) traversé diamétralement par plusieurs couloirs optique(2) balayant successivement le champ panoramique allant jusqu'à 160 d'un côté et la pellicule(6) de l'autre, laquelle se déplace en continu dans le même sens de rotation que le disque optique mais à une vitesse inférieure de manière à ce que chaque raie d'image issue d'un couloir, rattrape

en fin de balayage l'image précédente sur la pellicule.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les couloirs optiques du disque rotatif comportent près du centre un optique(3) constitué d'une ou de plusieurs lentilles, de focale adaptée, et de section rectangulaire correspondant à la

section du couloir optique.

3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que si ces optiques sont symétriques(3) les couloirs peuvent être au nombre de 3, 4, 5 ou même 7 mais que s'ils ne sont pas symétriques(4) ils ne peuvent être qu'en nombre impair sachant qu'ils seront obturés sur 180 lorsqu'ils passeront dans le sens inverse de leur utilisation normale. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les couloirs optiques non symétriques seront obturés sur 180 par la rotation d'un cylindre obturateur(18) traversé diamétralement par une fente verticale correspondant à la section du couloir et qui inversement laissera passer la raie d'image en alignant cette fente dans l'axe du couloir sous l'effet du frottement d'un patin(20) placé à la base de son axe sur une

came(19) en arc de cercle sur 180 .

) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'entraînement de la pellicule se fait par deux cylindres à picot(7) placés de chaque côté afin de ne pas gêner le champ de prise de vue de 160 environ et de manière à plaquer la pellicule contre le disque optique en rotation sur un secteur symétrique du champ de prise de vue et donc régulièrement balayé par les fenêtres(17) d'exposition situées à l'extrémité

des couloirs optiques(2).

6) Dispositif selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que les deux cylindres(7) d'entraînement permettent, par leur vitesse de rotation parfaitement régulière, à la pellicule de prendre, sur le secteur symétrique correspondant au champ complet, un retard de défilement correspondant au secteur compris entre deux fenêtres d'exposition d'extrémité de couloir optique. Ce secteur de retard correspondra donc à 8- la longueur de pellicule sur laquelle sera impressionnée l'image d'un champ complet

plus celle correspondant à l'angle d'un secteur.

7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que derrière le secteur symétrique au secteur du champ de prise de vue, une rampe lumineuse(8) en arc de cercle est installée en tant que source de lumière pour la projection de la raie d'image au travers du couloir optique passant devant. Cette rampe lumineuse étant le seul

élément différenciant la caméra du projecteur.

8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la synchronisation de l'entraînement des cylindres a picots(7) par rapport à la rotation du disque optique est assurée par des pignons(9) situés dans un compartiment situé sous le compartiment dans lequel se trouve le disque optique et les bobines de pellicule. Ces pignons sont fixés sur les axes du disque optique et des cylindres à picots et c'est le rapport de leur diamètre qui détermine leur rapport de vitesse de rotation ce qui conditionne la vitesse de défilement de la pellicule par rapport au déplacement de la périphérie du disque sur laquelle sont régulièrement réparties les fenétres(17) d'exposition d'extrémité des

couloirs optiques.

9) Dispositif selon la revendication 1 et 8 caractérisé en ce que le pignon(9) fixé à la base de l'axe du disque optique est directement en prise avec le pignon(9) du moteur(10) d'entraînement qui se trouve dans le compartiment inférieur sous le compartiment optique avec son alimentation, sa régulation(13), ses batteries(11) et les

mécanismes d'entraînement des axes des bobines.

) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le disque optique, sur la longueur du champ de prise de vue c'est-à-dire 160 environ est protégé par une vitre(5) ou autre élément parfaitement transparent suivant exactement la courbure du disque optique à une distance minimum mais suffisante pour éviter tout risque de

rayures par la rotation du disque optique et donc des extrémités des couloirs optiques.