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"Objectif multiple anamorphoseur et procédé de cinémato.- graphie en couleurs et en relief au moyen de cet objectif"
Lorsqu'on tente d'appliquer les procé- dés polychromes à la photographie en couleurs, on rencon- tre des difficultés multiples : a) Il faut obtenir plusieurs clichés distincts à partir d'un point de vue unique.
On y arrive, soit en décomposant la faisceau lumineux émergeant d'un objectif photographique ordinaire, en autant de faisceaux qu'il est nécessaire, par l'interposition de surfaces par- tiellement réfléchissantes et transparentes, soit encore en
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prenant les clichés monochromes au moyen d'autant d'ob- jectifs distincts, dont les axes doivent être aussi rapprochés que possible, afin d'atténuer les effets$ toujours extrêmement nuisibles, de la parallaxe., b) pour la restitution ou la projection, il faut ensuite superposer les différents chromogrammes.
Des difficultés de même nature se rencontrent évidemment è celles relatives à la parallaxe, qu'il faut, au contraire exalter, mises à part quand on veut obte- nir des couples d'images destinés à la restitution ou à la projection stéréoscopiques.
Ces difficultés prennent toute leur acuité dans le cas de la cinématographie, par suite de l'encombrement des images, lequel contraint à employer des pellicules et des appareils spéciaux, tant à la prise de vues - ce qui n'est généralement pas considéré comme très grave - qu'à la projection, ce qui constitue un obstacle f ondamen- tal à la diffusion de tous ces procédés.
On a essayé de remédier à ces défauts en rédui- sant les dimensions des images,, Mais le remède n'est que partiel, car, entre autres inconvénients, cette réduo- -tion entraîne généralement un changement dans-le pas; ou intervalle des groupes d'images successifs, dont doit avancer la pellicule entre chaque exposition; en d'autres . termes, cette réduction entraîne encore, finalement, un change'nent dans l'appareil.
Le procédé qui fait l'objet de la présente in- vention permet de résoudre ces difficultés. Il consiste ; le) à réduire ou à amplifier optiquement les di- mensions des images., mais dans un seul sens, soit en hauteur, soit en largeur, par anamorphose, ce qui donne la possibilité de les disposer côte à côte sur la pelli cule, sans place perdue, dans l'encombrement d'une seule image ordinaire, de manière à conserver le pas.
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2 ) à restituer ou à projeter ces/images au moyen du système optique qui a servi à les obtenir, ou d'un système semblable, rétablissait les images dans leurs proportions exactes et permettant de les superpo- ser en une image unique, après que chacune d'elles a été colorée, soit par teinture, eoit par filtration d'éclai- rage, en une couleur appropriée au résultat à obtenir : on réalise ainsi la synthèse chromatique, ou la synthèse stéréoscopique par anaglyphes.
La figure 1 fait comprendre le moyen général dont l'application constitue la caractéristique fondamen- tale du procédé :
En a, on a représenté un groupe de trois vues cinématographiques du format normal (18 x 24 mm.), disposées pour la trichromie. On y voit
1 que la largeur de la pellicule doit être de 82: mm. (3 x 24) + (2 x 5) mm.;
2 que la distance des axes des objectifs extrêmes est de 48 mm., ce qui produit une parallaxe importante des trois images, parallaxe se traduisant par des franges colorées du plus désagréable effet.
En b, on voit les trois images précédentes, ré- diiites, en largeur seulement, chacune au tiers de la lar- geur normale, par la simple interposition, entre l'objet et les objectifs, d'un dispositif optique spécial, élé- met de l'invention, dit "anamorphoseur local".
Enfin, en c on voit les trois images anamorpho- sees, qui ont été rapprochées l'une de l'autre, par l'utilisation combinée d'un anamorphoseur et d'un objectif multiple, combinaison caractéristique de l'invention. Les trois images, ainsi anamorphosées et rapprochées, occu- pent alors l'emplacement d'une image ordinaire.
La distance des axes des objectifs extrêmes est maintenant de 16 mm., c'est-à-dire le tiers de ce qu'elle était dans la cas ordinaire représenté sur la figure la.
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Mais la parallaxe n'est pas seulement réduite au tiers mais bien au neuvième de sa valeur 'précédente., et les frange-- colorées deviennent imperceptibles dans tous les cas de la pratique. Cette propriété constitue un des avantages les plus précieux de l'invention pour l'appli- cation à la photographie en couleurs. Il en est notamment ainsi quand on se sert de l'anamorphoseur pour réduire en largeur la dimension des images. En effet, si l'on désigne par µ le grandissement de l'appareil* non seule- ment les axes optiques des objectifs extrêmes ont leur distance multipliée par g, niaise de plus, vus du sujet, ces axes se présentent à une distance apparente égale à leur distance réelle multipliée par g.
Il en résulte que la parallaxe est multipliée par g2 t elle est donc réduite à un neuvième dans le cas, cité à titre d'exemple., de la photographie trichrome, oû l'on a g + 1/3
On peut encore appliquer le principe de l'in- vention en choisissant le système d'objectifs de manière à obtenir directement des images réduites, et en dilatant celles-ci dans le sens perpendiculaire au précédent, au moyen d'un anamorphoseur semblable, mais retourné bout pour bout, et orienté à angle droit de la position adoptée dans le cas précédent.
Par exemple, pour le cas de trois images, indi- que sur la figure 1, on pourra utiliser des objectifs de , longuteur focale trois fois plus courte que pour obtenir la figure la, et on obtiendra ainsi trois images de 6 sur 8 mm., juxtaposées (figure 1 d). Fuis, par l'inter- position d'un anamorphoseur grossissant trois fois dans le sens verticale on leur donnera la configuration désirée, qui conserve le pas (figure 1 c).
Il est évident que le même moyen général carac téridtique de l'invention peut être appliqué en produisant l'anamorphose dans le sens de la hauteur, de manière à réduire l'encombrement des images multiple à celui d'une
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seule dans le sens du déplacement de la pellicule, comme il est indiqué sur la figure 2, en a), b) et c).
Il convient d'ailleurs de noter que la réduc tion de l'encombrement total, en largeur, à celui d'une soule image, ne présente toute sa nécesr;ité que dans le ca de la projection. A la prise de vues, l'encombrement peut être moins réduit si, pour des raisons partioulières -de luminosité, par exemple- on trouve avantageux d'employer des films de largeur différente de la normale.
Enfin, l'anamorphose peut n'être appliquée qu'à la constitution des clichés qui doivent être projetés définitivement, à partir d'originaux qui peuvent provenir d'appareils d'appareils de prise de vues quelconques, ou mené de clichés photographiques obtenus à la manière ordi- naire. Ceci:trouve surtout son application dans le cas de la stéréoscopie.
Le système optique que l'on utilise pour mettre en oeuvre ce procédé et qui constitue une caractéristi- que essentielle de l'invention résulte de la combinaison de deux parties essentielles ;
A) Un anamor phoseur local;
B) Un système d'objectifs ordinaires.
A- L'anamorphoseur local est une certaine combi- naison optique composée de deux systèmes de lentilles cylindriques, disposées les unes à la suite des autres de manière que leurs plans axiaux soient en coïncidence* Dans le but de réduire les aberrations du système quand elles sont gênantes, on forme éventuellement les lentil- les cylindriques qui le composent de plusieurs lentilles sim@les, dont certaines peuvent être collées ensemble, calculées d'après les principes connus, analogues à ceux qui sont appliqués aux systèmes optiques de révolution autour d'un axe.
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Mais, pour simplifier l'expose, on peut sup- poser que chaque système se compose d'une seule lentille mince. On sait comment on pourra tenir compte$ ensuite, très facilement des épaisseurs.
Sur la figure 3, est représentée schématiquement
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la section droite du système anaêiorphoseure supposé ré- duit aux deux lentilles minces L et L'.
Entre les longueurs focales f et f' de ces lentilles et la distance e = L L', qui les sépare, en établit des relations qui permettent de satisfaire aux conditions suivantes :
1 ) L'image (X') d'un plan de front-objet (X), donnée par les nappes planes de rayons lumineux qui se
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propagent dans une section droite, doit coincider. en n lan-objet lui-ùiême. Autrement dit, positiont avec plan-'ob.let lui-même. Autrement dit, ce plan doit être un plan de Bravais de la combinaison; 2 ) Le grandissement p, de cette image doit avoir une valeur donnée . Par exemple, dans le cas envi:-
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figure li a et b sera égal à 1/3, et dans le cas d et c, on prendra g = 3.
Si l'on représente,en grandeur et en signe, par : x=LX, la distance de l'objet à la première lentille ;par @ L'X, la distance, à la deuxième lentille, de l'image et si l'on se donne x, f, g l'optique élémentaire permet de calculer facilement les quantités e et f'.
On trouve ainsi :
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e l + (1 - " É àÎ) f , 1 (1 ) 2L K x - e
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) 1 4- '' 2 g x
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L'encombrement du système est de'l'ordre de
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eo (1 .. b) f; il y a donc intérêt, ei on veut le réduire, à prendre des longueurs focales courtes. Mais ceci entraîne, d'autre part, des difficultés dans la correction des aberrations. De sorte que, en définitive, il y a avantage à choisir des lentilles de puissance faible.
" En général, la distance x est grande vis-à-vis de f. On fixera la valeur de f une fois pour toutes, et l'on réglera la distance e selon les diverses dis- Lances du sujet.
A distance x finie, mais grande, on a, pour variation e de la distance des lentilles comptée à partir de eo = f + f'
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b e = fb - ± x o
L'objectif étant mis au point sur l'infini, la ' variation de tirage de la chambre à partir de cette position pour mettre au point sur la distance x, est, d'autre part : #x' :* - E2/@
On voit que les déplacements @e et X sont proportionnels et peuvent être, par suite, conjugués Mécaniquement, d'une manière très simple, de sorte que la mise au point assure, en même temps, la correc-
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tion de l'astigmatisme de l'anamorphoseur.
Le grandissement sera très légèrement variable au voisinage de sa valeur théorique, mais d'une manière négligeable.
B - Le système d'objectifs comprend autant d'objectifs photographiques (ou de projections) de types ordinaires, qu'il y a d'images élémentaires à photo- grap hier ou à projeter :deux, dans le cas de la eté- réoscopie ou de la photographie bichrome; trois, dans
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le cas de la trichromie.
Les axes optiques de ces objectifs sont placés dans un même plan) a des distances réciproques egales à celles des images à obtenir.
Tour permettre le rapprochement des axes à la distance voulue, quand le diamètre des lentilles . des objectifs est supérieur à cette distance, on peut les couper selon deux plans parallèles à l'axe, à la distance convenable, comme on le voit sur la figure 4.
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Sur la figure 5, on a représenté, à titre d'exemple descriptif, un ensemble optique pour trichromie, établi conformément à l'invention.
L est une lentille cylindrique divergen- te àe - 12 dioptries; l" est une lentille cylindrique conver- gente, de + 4 dioptries;
Ob. est un système de trois objectifs' ordinaires;
F est le système des trois filtres sé- lecteurs, rouge, vert et bleu, par exemple!
P est l'emplacement de la surface sen- sible,
Sur la figure 6, on a représenté, comme autre exemple,, un système anamorphoseur double, spécla- lement adapté à la prise de vues pour films stéréos- copiques.
Le premier système complet, qui sert à prendre la vue destinée à l'oeil droit, est composé des éléments suivants :
Ld lentille cylindrique divergente (- 12 d)
L'd lentille cylindrique convergente (+ 6 d)
Obd objectif.
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Les plans axiaux des lentilles Ld et L'd sont décalés au moyen de deux miroirs plans Md et M' interposés entre les lentilles. Ces miroirs d peuvent être formés par les faces d'un parallélipi- pede de verre.
Un système identique Lg, L'g, Obg eto est disposé symétriquement, à gauche du précédent.
Le grandissement anamorphotique sera g = 1/2 par exemple, pour le cas de la prise de vues directes pour la cinématographie.
La figure 7 représente un dispositif simple, convenable pour la projection etéréoscopique, par le procédé des "anaglyphes", des vues obtenues avec le dispositif de la figure 6. Ici, il suffit d'un seul anamorphoseur, L, L'et de deux objectifs rappro" chés Obd et Obg; il n'y a pas de prismes. Les filtres colorés de couleurs complémentaires, V et R,, peuvent être placés légèrement en arrière du cliché P.
La théorie des systèmes anamorphotiques a été donnée par Abbe, qui a décrit des combinaisons formées de lentilles cylindriques croisées, ce qui est t,ien une nécessité quand on se place dans le cas géné- ral envisagé par Abbé.
Le cas de l'imagerie aux points de Bravais est un cas de dégénérescence de la théorie gé- i.érale, qui fait exception aux cas envisagés par Abbe en ce sens qu'il conduit à l'utilisation de lentilles cylindriques à génératrices toutes parallèles.
On remarquera que le procédé faisant l'objet de l'invention présente les menés facilités d'application que les procédés actuels en blanc et noir : emploi de pellicules panchromatiques du commerce; obtention d'images négatives permettant de tirer des copies positives en nombre illimité; conservation des appareils de prise de vues et de projections ac-
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tuellement en usage; et, surtout, absence de paral- laxe chromatique nuisible et même tolérance de mise au point que pour les procédés ordinaires en blanc et en noir.