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Il Dispositif de prise de vues cinématographiques en couleurs naturelles et films obtenus à l'aide de ce dispositif ".
Demande de brevet français en leur faveur du 17 Février 1934.
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On sait que la reproduction des couleurs naturelles en projection cinématographique peut être obtenue au moyen d'un film projetant sur l'écran des images sélectionnées des objets, prises et projetées respectivement sous des écrans bleu, vert et rouge.
En fait, le film positif que l'on projette est une copie d'un film négatif qui peut être obtenu par des voies différentes. En effet, la reproduotion sensiblement exacte des couleurs exige que le sujet ait été photographié sous au moins trois filtres colorés donnant chacun l'image néga-
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tive des parties bleue, verte ou- rouge des objets. On appel- lera chacune des images sélectionnées bleue, verte ou rouge, "image monochrome élémentaire!! ou tout simplement "image élémentaire". On voit immédiatement que les trois monochromes constitutifs d'une seule image polychrome résultante, pourront soit être pris simultanément, soit être pris suc- cessivement.
Si elles sont prises simultanément et d'un soûl point de vue, le positif obtenu par contact et que l'on projettera, donnera des images élémentaires constamment superposables, quelle que soit la vitesse dont pouvait être animé le sujet.
.Si les trois images élémentaires étaient prises de trois ponts de vue différents ou successivement, c'est-à-diro à dos temps différents, la série des monochromes obtenus ne serait plus rigoureusement superposable et il en résulterait que les objets cinématographiés seraient entourés d'une frange colorée désagréable et d'autant plus marquée que leur vitesse de déplacement serait plus grande.
Dans les procédés polychromes actuellement mis en oeuvre qui utilisent trois images distinctes ou plus, les moyens utilisé}pour parvenir au but que l'on se propose peuvent être classés en quatre types principaux dont aucun d'ailleurs ne résoud complètement et pratiquement la question.
Dans le premier type, on-se borne à prendre trois images successivement, derrière un seul objectif, en situant les écrans sélecteurs sur l'obturateur par exemple. Les trois monochromes élémentaires sont prises successivement mais d'un seul point de vue. La parallaxe d'espace n'existe donc pas, mais il y a une parallaxe de temps qui fait que les trois images élémentaires d'un sujet animé ne sont pas superposables.
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On y obvie, dans une certaine mesure, en accélérant la . cadence de la prise de vues, mais sans arriver à une so- lution satisfaisante. Cete technique a été abandonnée.
Le deuxième type utilise trois objectifs placés côte - à côté, aussi près que possible, et effectue la prise de vues à la cadence normale. Toutefois les images obtenues ne sont superposables que lorsqu'il s'agit d'objets à l'infini, à l'exclusion de tous plans successifs. Cette disposition, reconnue dès longtemps défectueuse, n'a jamais pu être exploitée.
Le troisième type groupe les procédés qui utilisent trois objectifs également, mais devant lesquels on place une lentille appropriée de manière à ce que cette lentille donne à l'infini, ou à une distance finie, toujours identique, une image virtuelle du sujet placé à son foyer. Le sujet ainsi ramené à l'infini ou à distance invariable, donne, par les trois objectifs, trois images superposabl-es à la condi- tion que ce sujet soit limité à un plan. On remplace commodé- ment la série de lentilles qui serait nécessaire en raison do la distance très variable des sujets, par une lentille à foyer variable ou par un système optique afocal mais varia- ble. Une telle disposition est revendiquée dans le brevet français N 716.632 du 4 Mars 1931.
Dans ce cas, le système optique choisi (lentilles, optique afocale variable, etc...) donne à l'infini une image virtuelle d'un objet plan. C'est cette image virtuelle que reprennent les trois objectifs. Toutefois cette image n'est réduite à un plan qu'à la condition que le sujet à photographier, soit lui-même un plan. S'il s'agit donc d'objets épais ou de plans successifs (cas absolument général de la prise de vues) l'image virtuelle a une épaisseur correspondante, d'où
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il résulte que'les trois objectifs photographiant un volume ne pourront donner d'images superposables que pour un plan de ce volume.
En conséquence, seul un plan à la prise de vues donnant une bonne image, tous les autres plans donnent des images fran'gées en raison de la parallaxe démontoée plus haut.
En fait, sont seules très visibles les franges rouge et verte; la frange bleue étant aisément tolérée par l'oeil. Mais la frange rouge en particulier est excessivement désagréable.
Dans le quatrième type se groupent les dispositifs dans .lesquels¯ on a prévu devant les trois objectifs, des prismes ou, miroirs disposés de telle sorte que les trois objectifs aient le même point de vue. En fait, ces dispositifs exigent, pour conserver aux objectifs un champ suffisant et utiliser quand même une portion notable sinon la totalité de leurs faisceaux, des prismes ou miroirs notablement encom- brants et corrélativement un écart entre les axes d'objectifs tel qu'il est pratiquement impossible de loger les trois mono- chromes élémentaires dans le format d'une seule image standard.
Toutefois, les brevets français ? 753.682 du ler août 1932 et N 771.646 du 3 Juillet 1933 ont tourné la difficulté en négligeant la parallaxe d'espace pour l'une des monochromes. Dans ces brevets, des miroirs ou des prismes sont disposés de telle sorte que les deux .monochromes rouge et verte ont le même point de vue, le système se bornant essentiellement à deux objectifs et la monochrome bleue étant prise immédiatement après, avec l'un des deux objectifs, en utilisant une caméra de prise de vues dont la descente d'ima- ges est la Moitié do la. dosconte d'images normale. La paral- laxe de l'image élémentaire bleue est nulle, sauf toutefois
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lorsqu'il s'agit d'objets on mouvement.
Cotte parallaxe donne alors une frange bleue notable, visible particulière- ment dans les premiers plans, sans pour cela que la vitesse de leurs déplacements soit pratiquement considérable.
On a déjà eu l'idée, d'autre part (Brevet français N
644. 804 du 19 Octobre 1927), de réaliser, dans la cinématographie en couleurs, trois images monochromes élémentaires bleue, verte et rouge, en disposant de trois objectifs distincts (comme dans le deuxième type ci-dessus rappelé), et en pla- ' çant en avant de ces trois objectifs un système de prismes qui permet d'obtenir d'un point do vue commun deux des trois images monochromes élémentaires ( la verte et la rouge ), la troisième image sélectionnée en bleu étant prise d'un point de vue différent.
Ce système de prismes comportait notamment, en combinaison, une surface semi-transparente et semi-réfléchissante et une surface seulement réfléchis- sante qui permettaient de diviser en deux parties, desser- vant les objectifs des images verte et rouge, un faisceau lumineux incident frappant ce système de prismes. Un autre faisceau incident, parallèle desservant l'objectif de l'image bleue, ne subit au contraire aucune déviation en traversant ce système de prismes.
On a eu l'idée, conformément à la présente invention, d'utiliser de même trois objectifs et un tel système de pris- mes pour obtenir, sur chaque emplacement d'image normale d'un film cinématographique ordinaire, et aveo une luminosité suffisante,, trois images photographiques d'un Même objet, prises en morne temps, sélectionnées en bleu, vert et rouge par exemple à l'aide de trois filtres colorés, et superposa- bles sans donner lieu à des granges colorées désagréables à. l'oeil.
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Mais un système de prismes, tel que 'celui qui avait été déjà préconisé dans le brevet français 644. 804 pour permettre d'obtenir d'un même point de vue les images verte et rouge et d'un point de vue différent l'image bleue, présenterait l'inconvénient de couper les faisceaux lumineux des fine aux parties du champ de certaines des images élé- mentaires avoisinant leurs bords extrêmes, si l'on cherchait à grouper les trois objectifs aussi près que possible les uns des autres afin d'obtenir que les trois images monochromes élémentaires se situent dans l'emplacement d'une image normale d'un film standard.
Ce n'était pas le cas dans le brevet ? 644. 804, dans lequel on obtenait chacune des images monochromes élémentaires sur un film distinct, ce qui permettait d'écar- ter suffisamment les trois objectifs de prise de vues pour éviter l'inconvénient ci-dessus.
Mais encore une fois, ce serait le cas si l'on voulait obtenir les trois monochromes sur l'emplacement d'une image normale dtun film standard unique.
Pour éviter, dans ce cas, cet inconvénient, on a eu l'idée de faire traverser au faisceau incident destiné à l'image bleue un prisme à faces parallèles incliné par rap- port à l'axe optique de l'objectif de cetto image. Ce prisme incliné dévie ainsi ce faisceau incident et l'éloigne du bloo-prisme traversé par les faisceaux destinés aux images verte et rouge, ce qui permet à tous les points, mêmes extré- mes, des trois images monochromes de recevoir un faisceau lumineux, malgré la rapprochement des axes des trois objec- tifs.
Le dispositif de prise de vues conforme à la présente
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invention comporte donc, en combinaison : trois objectifs assez rapprochés les uns des autres pour donner simultanément et au moyen d'écrans colorés trois images monochromes élémen- taires sur l'emplacement d'une image normale de film standard de cinématographie, un système optique placé en avant de oes objectifs ot comportant une surface semi-transparente et semi-réfléchissante et une surface uniquement réfléchissante qui permettent d'obtenir d'un môme point de vue les.images ' sélectionnées en rouge et en vert,
et enfin un prisme incliné à faces parallèles accolé au système optique précédent et qui permet d'obtenir d'un point de vue différent l'image sélectionnée en bleu sans qu'aucune des parties du champ d'aucun des trois objectifs ne se trouve coupée par une des faces ou des arêtes du système optique précité.
Les trois images monochromes élémentaires obtenues avec ce dispositif de prise de vues étant disposées de façon n'occuper que l'emplacement réservé habituellement à une image de film de largeur normale, sont projetables par groupe de trois, avec tous les projecteurs utilisés actuel-. loment.
. Mais un dispositif de prise de vues conforme à celui décrit ci-dessus donne, en raison de la parallaxe de l'image bleue, des franges bleues à la projection, franges ' bleues qui, bien que moins visibles que les franges rouges et vertes, peuvent cependant être désagréables à l'oeil.
On a cherché, ce qui constitue une autre caracté- ristique de la présente invontion, à supprimer ou tout au moins à atténuer autant quo possible ces franges bleues.
On a eu l'idée à cet effet, et dans le cas d'objets photographiés fortement éclairés, de placer, en avant de ce
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dispositif de prise de vues, un système optique analogue à celui destiné à l'obtention simultanée des images rouge et verte.d'un même point de vue, ce nouveau système optique servant à ramener le point de vue de l'image bleue en concordance avec celui des images rouge et verte.-
Dans'le cas d'objets à photographier moins bien éclairés, ou lorsqu'on manque de lumière pour obtenir une impression suffisante du film, on peut, conformément toujours à la présente invention,
placer en avant du dis- positif de prise de vues un système optique formé d'une ou plusieurs lentilles donnant du sujet sur lequel on fait la mise au point une image située à distance invariable quelle que soit la distance à laquelle se trouve le sujet.
Dans le premier cas on a trois imagos sans aucune parallaxe, mais la quantité de lumière utilisée par chaque objectif est notablement plus faible que dans le deuxième cas où l'on obtient une photographie bleue dont seules les images des objets situés dans la zone de mise au point, sont superposables avec celles correspondantes des images rouge et verte.
Aux dessins ci-joints on a représenté schématique- ment, à-titre d'exemples non limitatifs, diverses formes de réalisation do l'invention.
Dans ces dessins :
EMI8.1
flg. 1 oob uno vue p:u'b1ell d'un. film standard de cinématographie, montrant comment trois images mono- chromes élémentaires sont logées dans l'emplaoement d'une image normale; fige 2 est une vue en coupe du système optique disposé en avant du film, vue prise par le plan commun aux axes de deux des trois objectifs;
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fig. 3 est une vue en élévation par l'avant de ce système optique; fig. 4 en est une vue en plan par en dessus; fig. 5 et 6 sont respectivement des vues en élévation par l'avant et en coupe par V-V de fig. 5 du système optique des fig. 2 à 4 combiné avec un bloc de prismes permettant de donner aux trois images monochromes élémentaires un même point ' de vue;
fig. 7 est une vue en coupe du système optique des fig. 2 à 4 combiné avec une ou deux lentilles assurant le renvoi à l'infini ou à distance finie, toujours identique, de l'image des objets à photographier.
Trois objectifs O1, O2 et O3 (fig. 2 et 3), de foyer et d'ouvertures convenables, sont placés devant le film F, leurs axes étant rapprochés de toile sorte que les trois images monochromes B,V et R (fig. 1) qu'ils donnent se situent dans le cadre standard A d'une image normale de cinémato- graphie. Ces trois objectifs sont choisis de foyer bien identique de manière à ce que les trois images soient 'à la même échelle.
Les objectifs O1 et O2 donnent respectivement des images sous les écrans vertet rouge ou inversement..Ces écrans (non figurés) sont respectivement placés dans une portion quelconque du faisceau de chaque objectif, par exemple dans l'objoctif m8mo. Ces objectifs O1 ot 2 donnent respectivement les imagos R et V.
L'objectif 03 donne l'image B, sélectionnée,en. bleu, grâce à un écran bleu (non figuré) placé de même dans cet objectif par exemple.
Devant l'ensemble des deux objectifs O1 et O2 est
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placé un bloc de prismes P. Ce 'bloc-prisme est constitué de telle manière qu'il présente devant l'objectif O1 une surface semi-réfléchissante et semi-transparente M1, Incluse dans le verre et inclinée à 45 par exemple sur l'axe principal de=1'objectif O1. Le faisceau de l'objectif O1 traverse cette surface M1 constituant un miroir trans- parent, de telle sorte que l'entrée et la sortie de ce faisceau dans le bloc P se fassent par des faces planes perpen- diculaires à. l'axe principal de l'objectif 01.
La partie du bloc-prisme P placée devant l'objectif O2 est constituée par un simple prisme à réflexion-to tale, dont la face hypothénuse réfléchissante M2, que l'on peut argenter complètement, est placée comme l'indique la figure, c'est-à- dire parallèlement au plan incliné M1.
Dans ces conditions, un faisceau incident frappant le bloc-prisme P et rencontrant la surface semi-transparente et semi-réfléchissante M1 se divise en deux parties : l'une traversant la surface M1 et passant ensuite par l'objectif O1, l'autre réfléchie par M1 puis par M2 et passant ensuite par l'objectif 02. Il résulte de cette disposition que les deux objectifs O1 et 02 verront les objetsà cinématographier simultanément et du même point de vue, donnant par conséquent, des images R et V toujours rigoureusement superposables.
La surface M1 peut être constituée par une semi- argenture de densité convenable, ou même par une argenture complète dont on enlève dos parties, par rayures ou autrement, de manière à diviser le faisceau incident en faisceau transmis et en faisceau réfléchi dans une proportion convenable.
Le bloc-prisme P pourrait ôtro d'ailleurs supprimé et remplacé simplement par doux miroirs: l'un semi trans-
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parent et semi-réfléchissant remplaçant la surface M1, et l'autre pleinement réfléchissant romplaçant la surface M2.
Au groupe de prismes P est. accolé un prisme Q (fig. 3 et 4) dont les faces a et b sont inclinées par rap- port aux faces c et d du groupe de prismes P (fig. 4); ce prisme Q a pour but de dévier le faisceau lumineux destiné à l'objectif O3, déviation dont l'utilité est expliquée par ce qui suit.
La disposition des trois images monochromes élémen- taires B, V, R dans l'emplacement A d'une seule image normale du film F (fig. 1) exige un encombrement très réduit pour la disposition des prismes. Or, si l'on veut que les points situés près des bords ou sur les bords extrêmes des images V et R, par exemple le point e de l'image R, reçoivent un' faisceau lumineux qui ne soit pas coupé dans une proportion notable par la face ±); ,du groupe do prismes P (fig. 4),, ce qui provoquerait ainsi à la projection un manque de vert dans cette partie du champ et par conséquent une dominante rouge., il est-indispensable que cette face se trouve assez éloignée du plan commun aux axes des deux objectifs 01 et 02.
Mais, en raison de l'écartement réduit des axes des trois objectifs O1, O2, O3, cette face m so trouve alors trop près de l'axe de l'objectif O3 et coupe notablement les faisceaux lumineux destinés aux parties du champ de l'image bleue avoisinant le point extrême de cette image. L'utilité du prisme Q réside donc dans ce fait qu'il éloigne du plan
O1-O2 l'axe optique x de l'objectif O3 dars le plan de l'objet photographié (fig. 4) et permet ainsi à la partie de l'image B avoisinant le point g de recevoir une quantité /,de lumière suffisante.
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Le système de prismes composé du bloc-prisme P et du prisme Q, accolés comme il vient d'être décrit, permet donc d'obtenir les images verte et rouge prises d'un morne point de vue et l'image bleue prise d'un point de vue distant du précédent de la longueur qui-sépare l'axe commun des objec- tifs 01 - 02 de l'axe dévié de l'objectif 0 .
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut alors, suivant la quantité de lumière dont on dispose à la prise de vues ou suivant la disposition de la scène à photographier, combiner avec le système de prismes précédent deux systèmes optiques différents qui peuvent se substituer l'un à l'autre et que l'on place devant le système de prismes décrit plus haut.
Dans un premier cas, dans le cas par exemple où les objets photographiés sont très éclairés, on supprime définitivement la parallaxe existant entre les images rouge et verte d'une part et l'image bleue d'autre part par l'uti- lisation d'un groupe de prismes S, analogue au bloc-prisme P décrit plus haut et disposé en avant des prismes P et Q comme l'indiquent les fig. 5 et 6. On partage ainsi un faisceau incident unique I en trois faisceaux destinés à chacun des objectifs : un faisceau Il, traversant la surface semi- transparente et semi-réfléchissante M'1 pour venir se subdiviser dans le bloc-prisme P de fig. 2 à 4 en deux fais- ceaux I'1 et I"1 destinés aux objectifs O1 et O2, et un faisceau I2, réfléchi par la surface M'1 puis par la surface réfléchissante M'2 puis ramené par le prisme Q de fig. 2 à 4 dans l'axe de l'objectif O3 auquel il est destiné.
Les images prises dans ces conditions sont donc toujcurs superposables.. quelle que soit la position relative
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des objets photographiés; mais chaque objectif reçoit beaucoup moins de lumière que dans le dispositif décrit ci-après.
Dans le deuxième cas, dans le cas par exemple où les objets photographiés sont moins bien éclairés, ou dans le cas où l'on manque do lumière pour une impression. suffisante de la pellicule, on utilise les deux faisceaux lumineux résultant de l'emploi de l'ensemble des prismes P et Q des fig. 2 à 4, ce qui permet à chaque objectif de recevoir une quantité'de lumière beaucoup plus grande que dans le premier cas. On dispose alors devant ces prismes une lentille Il (représentée schématiquement dans la fige .7); cette lentille, susceptible de se déplacer suivant son axe, est utilisée pour la mise au point de l'ensemble suivant la distance du plan d'intérêt principal de l'objet photographié.
Elle a donc, dans chaque cas, une position telle que l'image qu'elle donne du plan sur lequel on fait la mise au, point a une position fixe et se trouve ainsi à une distance constante des trois objectifs élémentaires O1, O2, 03 qui eux ont ure position fixe par rapport au film F. Le sujet sur lequel se fait la mise au point et qui se trouve à une distance réelle variable de ces objectifs élémentaires se trouve ainsi optiquement à une distance constante de ces derniers.
Par suite, la position relative des trois images que donnent d'un tel objet les trois objectifs élémentaires, est rigoureusement toujours la même, ce qui permet une projec- tion sans franges colorées sur le contour de ces objets.
Par contre les objets se trouvant en avant ou en arrière du plan de mise au point, donnent une image bleue non super-
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posable avec les images rouge et verte, puisque la superposition est faite pour un plan déterminé et que le point de vue commun aux images rouge et verte est diffé- rait de celui de'l'image bleue.
Les franges bleues ou jaunes (couleur complémentaire du bleu), résultant de cette disposition sont situées sur des objets flous puisque ces objets sont placés en dehors du plan de mise au point. En fait, on constate que ces franges bleues ou jaunes sont difficilement visibles par l'oeil, si'l'on ne se place pas dans un cas extrême lors de la prise de vues, ctest-à-dire si l'on ne photographie pas simultanément l'infini et un très gros plan.
La lentille L1 de fig. 7 peut être positive ou néga- tive, et, si les objectifs élémentaires sont calculés pour donner des images nettes d'objets situés à l'infini, on peut interposer entre la lentille L1 et le groupe de prismes
P-Q, une.lentille fixe L2 dont l'un des plans focaux se trou- ve confondu avec le plan fixe sur lequel sont ramenées les images des objets sur lesquels est faite la mise au point, de manière à constituer ainsi avec la lentille L1 un système afocal dans le cas d'une mise au point sur l'infini.
On remarquera (fig. 3) que le bloc-prisme P et le pris- me Q sont décalés d'un certain angle par rapport à l'axe lon- gitudinal du film F, et non parallèles ou perpendiculaires à cet axe, leur plan médian longitudinal étant parallèle au plan commun aux axes des deux objectifs correspondants au même point de vue (images rouge et verte par exemple). De même, en fig. 5, le bloc-prisme S est décalé d'un certain angle par rapport au bloc-prisme P et au prisme Q, le plan médian transversal de ce bloc-prisme S étant parallèle au plan commun aux axes des deux objectifs correspondant aux 1¯mages rouge et bleue.
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La présente invention a pour objet également, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les films cinémato- graphiques négatifs et positifs de type standard obtenus avec les dispositifs de prise de vues décrits ci-dessus; ces films étant caractérisés par ce fait qu'ils comportent des groupes successifs de trois images sélectionnées en rouge, vert et blou par oxemplo, occupant chacun l'emplacement d'une image normale du film ; deux de ces trois images étant, dans chaque groupe, disposées de préférence l'une au-dessus de et l'autre et la troisième sur le côté/sensiblement à hauteur do l'intervalle des deux premières; les trois images de chaque groupe étant éclairées sur toute leur surface (même en leurs points les plus extrêmes), et étant :
soit toutes les trois rigoureusement superposables, soit deux seulement (la verte et la rouge) rigoureusement superposables, la troisième (bleue) l'étant aux deux autres dans le plan de mise au point seulement.