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-Dispositif photographique extra-lumineux"
L'accroissement constamment nécessaire de la luminosité des procédés photographiques se poursuit concurremment dans deux directions bien distinctes a) accroissement de la luminosité des objec- tifs de prise de vue b) accroissement de la sensibilité des émulsions photographiques elles-mêmes*
Des progrès considérables ont été faits dans ces deux directions.
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Du côté chimique, on n'aperçoit heureusement encore rien qui limite les progrès réalisables et on peut espérer qu'un jour viendra où l'on disposera d'é- mulsions d'une sensibilité incomparablement plus gran- de que celle des émulsions actuelles. ;Nais ce jour peut se faire attendre encore longtemps.
Bu côté optique, au contraire, on a atteint la limite pratique et, même, dans bien des cas on l'a dé- passée, car l'accroissement de la luminosité des objec- tifs photographiques ne s'obtient qu'au préjudice de l'étendue de leur champ angulaire et surtout de leur tolérance de mise au point. Tour les applications à la cinématographie, par exemple, il est très désirable de pouvoir disposer d'objectifs très lumineux, ouverts à 1/2,5 et même à 1/2 et l'on construit aujourd'hui, en effet, de tels objectifs. très bien corrigés des aberrations. Cependant, ils sont pratiquement inutili- sables par suite de leur manque de profondeur de champs et c'est là une difficulté irréductible, parce qu'elle relève de la pure géométrie.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, quoique purement optique, et laissant par conséquent intégralement libre le champ des perfection- nements d'ordre chimique ultérieurs, permet néanmoins de sortir du dilemme.
Principe*- Soient (figure 1), la pupille d'é- merence de l'objectif photographique (c'est-à-dire l'i- mage du diaphragme, telle qu'on l'observe dans l'espace- image), et S la surface de la couche sensible.
Placons, en avant de cette couche, une petite lentille L, de très court foyer, et réglons les posi- tions de telle manière que la lentille L se trouve dans le plan de l'image fournie par l'objectif et que la couche sensible soit située, elle.même, dans le plan P, conjugué de P.
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On voit alors que toute la lumière qui venait former l'image en L et qui tombait sur l'aire de cette
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lentille, d$étendue/6$ est concentrée maintenant sur la couche sensible, dans une aire #, qui peut être nota- blement moindre, de sorte que, si l'on fait abstraction de la perte de lumière par réflexion et absorption au
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droit de la lentille aondensatrioe L. la luminosité pro- pre de l'objectif de prise de vue est multipliée par le facteur
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M o " ce é
Désignons par d le diamètre de la lentille L ; (2) #=Òd2/4
Si, maintenant, D mesure le diamètre de la pupille d'émergence P et # celui de son image, on aura :
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(3) - 9' D .
P
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en posant Bj = p: LS = ;i d'où (4) nj2 (Po (4) #=Òu/a (p/p) et
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(5) \0= (r 2 ^ C,..212 en désignant par (6) # = d/p' l'ouverture de la lentille L et par (7) Û= D/p celle de l'objectif de prise de vue.
Or, la luminosité d'un objectif photographique est mesurée par le carré de son ouverture de travail, La luminosité du système constitué par l'objectif et la lentille condensatrice L sera donc :
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(8) #.Û2=#2 c'est-à-dire égale à la luminosité, propre de la lentil- le L, et cela indépendamment, de l'ouverture de l'objec- tif de prise de vue*
Réalisation *- D'après ce qui vient d'être -exposé, on a remplacé la portion de l'image de l'objet qui se formait en L par une tache uniforme qui se forme en S, dont la luminosité est /\ fois plus grande que la luminosité moyenne de l'image.
Tour que le principe invoqué soit susceptible de recevoir une application industrielle, il faut donc que le diamètre d de la lentille L soit de l'ordre de grandeur du pouvoir de définition linéaire exigée dans l'image finale. Ceci conduit à des @ lentilles microscopiques. Si on parvient à les réaliser, il suffira de les dispoeer d'une manière bien jointive en une couche recouvrant toute l'étendue de l'image
On arrivera d'une manière pratique à ce résul tat en moulant une des faces du support de la couche sensible selon des calottes sphériques de rayon r tel que le plan focal de cette calotte vienne à peu près en coïncidence avec l'autre face, qui reste plane, et sue laquelle est appliquée l'émulsion.
Si l'on désigne par e l'épaisseur du support$ on devra faire, à peu près : (9) r=n-1/n e n désignant l'indice de réfraction du supporta car la distance p sera toujours considérable par rapport . e.
La distance désignée par p' est alors égale à e/n.
(10) p'= e/n
Les calottes sphériques, pour être bien jointi-
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ves, seront limitées par un contour polygonal qui se projettera orthogonalement sur la face plane selon des hexagones réguliers
Le grain apparent de l'image aura une dimension comprise entre le diamètre des cercles circonscrits et le diamètre des cercles inscrits à et dans ces hexagones, et l'on peut pratiquement adopter, pour mesure du grain de l'image, le diamètre du cercle de même surface. c'est ce diamètre qui joue le rôle de d dans les for- mules précédentes.
La formule (6) devient ainsi (11) # = n
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La luminosité (.ù2 sera donc en raisons inverses du carré du pouvoir de résolution 1/d et de l'épaisseur du support.
Désignons par Ni le nombre des lentilles conden- satrices L par unité de surface; on aura :
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1 Nl ,b s 44da ce qui donnera
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Soit, par exemple, une pellicule ciné- raatographique en celluloïd d'épaisseur courante : e=0,135 mm. et prenons pour l'indice de réfnaotion la valeur ronde n = 3/2
Le rayon de courbure r des calottes sphériques mouler sur la face libre du support sera r = 0.090 mm.
Considérons des gaufrages comportant respecti- vement :
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N1=300, 400, 500 lentilles par millimètre carré.
On obtiendra
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soit : d= 1/15,4, 1/17,8 1/20 mm. respectivement;
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soit :
1/1,4 1/1,6 1/1,8 respectivement.
Comparons la luminosité obtenue par l'emploi de ce film avec un objectif ouvert à Û= 1/6,3, avec celle obtenue par l'emploi d'un film ordinaire avec le même objectif de prise de vue, les émulsions photographiques étant les mêmes dans les deux cas.
On aura
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6,3 /(,t?2 - 20, 1516 11 respectivement.
On voit qu'un film d'épaisseur courante, capa- ble d'une définition supérieure à 1/15 de millimètre, aura une luminosité vingt fois plus grande par applica- tion de l'artifice préconisé.
3n toute rigueur,, il faut tenir compte de la perte de lumière occasionnée par l'introduction d'un
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système optique supplénentaire, perte inférieure à 10 %, et du fait que les petites lentilles ne sont pas exactement jointives. On peut s'attendre encore à une perte de 15 *Pour les joints. Enfin, l'image de diaphragme n'est pas exempte d'aberration, et, d'autre part, l'image phtographique diffuse légèrement dans la région qui lui est extérieure. lais on verra que ces derniers défauts sont pratiquement sans influence* et qu'on peut fixer à 5% le maximum de la perte de lumière qui en résulte. Tous comptes faits - et l'expérience
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confirme globalement cette évaluation 4 le facteur # doit être multiplié par 0,75 pour fournir le facteur pratique de luminosité.
Ceci donne pour l'exemple précédent = 16 fois
Un cliché négatif étant obtenu par ce procédé,
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comment se présente'-t"il ?
Si on l'examine à l'oeil, à la manière d'un cliché ordinaire, il se présente à peu près de même*
En effet, l'image est bien constituée par des petites taches circulaires noires, beaucoup plus opaques que la région correspondante d'un cliché pris à la maniè- re ordinaire; mais chaque tache est environnée d'une plage blanche et comme à/l'oeil nu on ne peut pas dis- cerner le détail de la structure, l'ensemble apparaît gris et sensiblement du même gris que dans le cas du cliché ordinaire,
Il en sera de même des épreuves que l'on en tirera par simple contact, et la complication introduite semble avoir été absolument stérile.
Mais si, au lieu de reproduire le cliché par simple contact, on procède par voie de reproduction à la chambre photographique, en plaçant le nouveau négatif gélatine en arrière et en réglant le diaphragme de l'objectif de cette chambre en position et en diamètre, de manière à le faire coïncider avec l'image unique, que par cette disposition, les petites lentilles restituent du diaphragme de l'objectif de prise de vue, la plage blanche qui entoure chaque image sera complètement obta- rée par le contour du diaphragme et les différences de densité que présenteront sur le positif les différentes régions du sujet seront bien équivalentes à celles qu'on aurait obtenues avec un objectif de luminosité fois plus grande que celle de l'objectif réellement employé;
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