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ECRANS POUR PROJECTION EN RELIEF OU PRISE DE VUES EN RELIEF .-
La présente invention a pour objet des écrans lenticulaires trans- lucides pour la projection en relief par transparence de films gaufrés en re- lief ou d'objets, et plus particulièrement pour la prise de photographies en relief avec un appareil comportant une chambre primaire et une ou plusieurs chambres secondaires ; cet appareil peut être constitué par exemple d'après le brevet belge N 408.779 du 3 Avril 1935.
Le but de l'invention est d'indiquer une structure simple de tels écrans ne comportant pas de surface dépolie, ce qui permet d'obtenir une ima- ge en relief de meilleure définition et dans certains cas d'en augmenter la luminosité, Les écrans conformes à l'invention fonctionnent d'une façon tel- le qu'au lieu d'images réelles, construites sur un plan dépoli, des images virtuelles ................................
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soient offertes soit directement à l'observation ou à l'enregistrement photogra- phique, soit, à leur dernier réseau qui les reprend,
On comprendra mieux les caractéristiques et les avantages de l'in- vention en se référant à la description qui suit, et aux dessins annexés qui re- présentent à titre d'exemples, des formes préférées de sa réalisation.
- la figure 1 est une coupe par un plan contenant l'axe optique principal d'un objectif associé à l'écran donnant le schéma !'un écran composé de deux ou trois réseaux, dont l'un est divergent; sur ce schéma on peut voir les relations à observer entre les focales et les pas de ces réseaux à un écartement donné.
- la figure 2 est un exemple de réalisation pratique d'un tel écran à deux réseaux en coupe par le même plan, - la figure 3 est de même un schéma d'écran composé de trois réseaux dont l'un est divergent, - la fleure 4 est un exemple de réalisation pratique d'un tel écran.
Sur la figure 1,0 est un objectif de projection ou l'objectif de la chambre primaire d'un appareil de prise ; E est composé d'un pre- mier réseau El divergent, de focale fl, et, dans le haut de la figure, d'un se- cond réseau E2 convergent, de focale f2.
Dans toutes les fleures annexées, on fait l'approximation très admissible, dans le but de simplifier les tracés des rayons lumineux, que les points nodaux des éléments optiques, assimilés à des lentilles simples, coïnci- dent avec leurs centres optiques.
Si el et e2 sont les centres optiques de deux éléments optiques se correspondant de ces deux réseaux, on voit que l'élément de centre el donne une image virtuelle il de la pupille d'émergence de 0 dans le plan Il qui coin- cide sensiblement avec le plan focal de El. Cette image il se comporte comme objet réel, relativement à l'élément de centre e2 du réseau convergent E, et une 1'nage réelle en est construite par cet élément en H qui peut être la zône optima d'observation de l'image aérienne en relief du sujet ou d'un film en relief pro- jets par 0 sur cet écran.
H peut être également la pupille d'entrée de l'objectif de la chambre secondaire, ou de l'un des objectifs de la chambre secondaire, ou de l'un des objectifs des chambres secondaires, reprenant l'image en relief four- nie par l'objectif 0 d'une chambre primaire et l'enregistrant sur un film gaufré.
Le plan Il est d'autant plus voisin du plan focal du réseau E2 (en même temps que de celui de El) que la grandeur des focales fl et f2 de E1 et
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E2 est plus faible relativement aux éloignements de 0 et H de l'écran E. Les pas de E1 et E2 sont nécessairement différents entre eux et différents du pas des images il : ils découlent de la position et de l'éloignement de H et de 0.
Dans un tel dispositif, où il n'y a plus de dépoli, il faut que les éléments optiques des réseaux se correspondent nécessairement un à un pour définir la zône H. Il n'y a qu'une seule zône H où l'on puisse placer des obser- vateurs ou un objectif de chambre secondaire dans les conditions optima si les réseaux sont lenticulaires, au lieu de plusieurs zônes H voisines qu'on peut ob- tenir lorsqu'un dépoli sépare les réseaux.
Cette zône est étendue suivant une direction normale en H au plan de la figure; on peut y superposer plusieurs observateurs ou objectifs de cham- bres secondaires, si l'un au moins des réseaux E1 et E2 est composé d'éléments optiques cylindriques dont les génératrices soient perpendiculaires au plan de la figure.
Dans le bas de la même figure 1, on a représenté, entre les deux réseaux El et E'2 une lentille D convergente à échelons, du genre lentille de Fresnel; si l'un ou les deux réseaux extérieurs sont cylindriques, ce tiers réseau D peut être composé d'éléments cylindriques convergents de même section dans le plan de la figure que la dite lentille de Fresnel.
On voit que ce réseau ou cette lentille D, dont la focale F est de préférence beaucoup plus grande que fl et f'2 donne, dans un plan I'2' pour chaque élément optique, une seule image virtuelle de l'image i'l fournie par l'élément optique lui correspondant de E1; c'est cette image i'2 qui est reprise par un élément et un seul du réseau E'2 pour construire H. Les plans Il et I'2 sont conjugués dans la lentille ou le réseau D.
L'examen de la figure 1 fait comprendre, particulièrement dans la représentation du haut, que les éléments optiques de El doivent être très fortement diaphragmés, et d'autant plus à mesure qu'on s'écarte de l'axe optique principal de 0 : c'est nécessaire pour assurer la correspondance optique correc- te entre tous les élémenth un à un des réseaux, c'est-à-dire pour éviter le dé- bordement des faisceaux issus d'un élément optique du réseau E1 sur d'autres éléments optiques de E2 que celui qui doit rigoureusement lui correspondre.
Cette diaphragmation peut être réalisée par une trame solidaire de E1' non re- présentée sur la figure pour ne pas la charger.
La figure 2 représente un exemple de réalisation pratique d'un écran E, avec trame de diaphragmation, ne comportant que deux réseaux.
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0 'est encore l'objectif de projection ou objectif de la chambre primaire d'un appareil de prise de vues et H sur l'axe principal de 0 est encore la zone d'observation optima ou d'installation d'objectifs de chambres secon- daires.
Sur la figure 1 on a pu noter que, f2 ou f'2' focale du dernier réseau, était supérieure à f1' focalede E1; il en résultait que l'angle ss ou/( sous lequel sont vues, à partir des centres optiques de E2' Les images virtuelles il, ou i'2' construites par le ou les précédents réseaux est généralement plus faible que l'angle # sous lequel est vue la pupille d'émergence de l'objectif 0 à partir des centres optiques de E1. Ceci peut être un Inconvénients préjudicia- ble à l'emploi pratique de ce type d'écrans.
On a paré à la chose sur l'exemple de la figure 2 : par le choix tel des tyoes des éléments optiques des deux réseaux El et E2 que les distances, sensiblement égales aux focales f1 et f2 des réseaux, qui séparent les centres optiques el et e2 des images virtuelles i1 soient dans un rapport plus grand que l'unité; l'angle $peut alors apparaitre comme plus grand que l'angle # .
Dans ce but, on peut par exemple donner aux éléments optiques de El la forme, en section par le plan de la figure, d'un ménisque divergent dont la convexité est orientée du côté de 0, et donner à la section des éléments optiques de E2 la forme d'un ménisque convergent dont la convexité est également orientée vers 0. Il arrive alors que les points nodaux, supposés confondus avec les centres optiques el et e2 de ces systèmes, peuvent être disposés en deux plans situés entre E1 et E2 dans l'ordre interverti de ces deux réseaux, ce qui procure bien le résultat ss plus grand que # .
Les sections de ces ménisques étant représentées en pointillé au-delà des fractions utilisées par chaque élément optique, on voit aussi sur cette figure 2 que, dans le but d'assurer la transmission la plus correcte des faisceaux lumineux, les éléments optiques successifs sont découpés, de proche en proche, de manière continuement changeante dans ces ménisques quand on va du milieu de l'écran vers ses bords.
Les éléments optiques du milieu de l'écran sont coaxiaux pour les deux réseaux, et chacun est découpé d'une faqon symétri- que par rapport à leur axe optique commun confondu avec celui de 0; il n'en est déjà plus de même, on le comprend, des éléments immédiatement voisins, et l'é- cart entre les sections utilisées d'éléments optiques déterminés d'un même ré- seau et la section de son élément optique central est d'autant plus grand qu'on
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s'éloigne plus de cet élément central. Le tout est symétrique de part et d'au- tre de cet élément sur un même réseau.
Pour empêcher les faisceaux lumineux ayant traversé chaque élé- ment de El, de frapper d'autres éléments de E2 que celui qui lui correspond, il faut soit réunir les éléments de El et E2 se correspondant un à un par des cloi- sons U, soit, plus simplement disposer au voisinage de E1' et par exemple du côté regardant 0, une tramme à traits opaques T permettant d'assurer la distri- bution correcte des faisceaux d'un réseau à l'autre.
Mais on peut agir sur la luminosité du système et sur le rapport entre les angles ss et # d'une manière beaucoup plus efficace encore en réalisant le système divergent qui fournit des images virtuelles au dernier ré- seau de la manière suivante : il comprend un premier réseau convergent et un deuxième réseau divergent ; ces deux réseaux contribuent à construire les images élémentaires virtuelles de la pupille d'émergence de l'objectif ; cesimages sont' une à une reprises par les éléments optiques convergents du dernier et troisième réseau.
0'est ce que représente schématiquement la figure 3 représentant un écran composé de trois réseaux.
Sur cette figure E1, E2, E3 sont les trois réseaux composant cet écran E; le deuxième réseau E2 compris entre les deux autres est seul divergent. e1, e2, e3 sont les centres optiques de trois éléments optiques se correspondant de ces trois réseaux. L'élément de centre el du réseau E1 convergent, construit une première image réelle il de la pupille d'émergence de 0 sensiblement dans son plan focan Il; cette image est interceptée par l'élément optique lui corres- pondant du deuxième réseau E2 divergent, et se comporte comme objet virtuel re- .lativement à lui, l'image résultant de ce système de deux éléments des réseaux El et E2 peut alors, si la focale f1 de E2 est assez courte, être l'image vir- tuelle i2 située dans un plan I2.
Ce plan I2 peut être sensiblement le plan fo- cal d'un troisième et dernier réseau convergent E3, qui peut donner une image en H, ou collimater cette image i2 pour un observateur placé en H. Comme tou- jours, les plans Il et I2 sont conjugués dans le réseau intermédiaire E2.
Cette figure schématique ne peut montrer comment dans la réalité les faisceaux lumineux sont conduits pour éviter les débordements perturbateurs entre éléments optiques d'un réseau à l'autre, et c'est ce que représente pré- aisément la figure 4, où, comme dans la figure 2, les éléments optiques des différents réseaux présentent dans le plan de la figure des sections de ménisques
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à bords minges ou épais.
C'est ainsi que les concavités des éléments ménisques des réseaux E1 et E2 sont orientés vers l'objectif o, et non plus leurs convexi- tés comme dans le cas de la fig.2, de manière à assurer le maximum d'ouverture des éléments optiques de E1 et le minimum de déviation des faisceaux lumineux allant de E1 à E2, tandis que c'est la concavité des éléments ménisques de E3 qui est orientée vers H de manière à rapprocher les centres optiques e3 du plan I2.
Sur l'exemple donné, les images élémentaires i2 sont plus grandes que les pas des réseaux E2 et Eg et par conséquent les images i2 voisines em- piètent l'une sur l'autre géométriquement, mais cela n'a aucune importance opti- quement, puisque ce sont des images virtuelles et que chacune ne peut être transmise ou rendue perceptible que par un seul élément de E3.
On voit aussi dans cet exemple qu'aucune cloison ou aucune trame , ne sont nécessaires entre les éléments optiques des trois réseaux, et que le rendement lumineux en est maximum.
Par toutes variantes entre les caractéristiques des réseaux de tels écrans, on comprend donc qu'on puisse réaliser des écrans sans dépoli dans lesquels on assure la propagation correcte des faisceaux de 0 en H. La pupille d'incidence de l'objectif H de champce secondaire, ou la zône d'observation H, apparaît corme conjuguée optique de la 'pupille d'émergence de 0 à travers ce type d'écrans, pour tous rapports quelconques de 3 à # et pour tous rapports également quelconques des distances séparant 0 et Ii des réseaux extrêmes cons- tituant tel écran de ce type.
Par modification de ce qui précède et contrairement à la relation de conjugaaison optique entre 0 et H telle qu'elle vient d'être exprimée, on peut dans les écrans des types des figures 3 et 4, supprimer le dernier réseau convergent E3. Dans une telle variante, tout faisceau issu d'un point de l'image i2 et traversant l'élément optique du réseau divergent E2 qui lui correspond, n'est plus à la sortie de cet élément de E2 un faisceau parallèle, comme il l'était à la sortie du réseau E3 convergent ; une dispersion des rayons luminaux en résulte qui peut être importante et affecter sensiblement le rendement lu- mineux et la définition de l'image en relief dans ce type d'écrans. L'applica- tion en demeure néanmoins, et sous cette réserve, possible.
Chaque réseau de tels écrans peut être composé de plusieurs cons- tituants comportant des éléments optiques de courbures et d'indices choisis pour améliorer la construction des images il et i2 telles que les réseaux
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composés seulement de lentilles simples les donneraient.
Selon les applications, c'est-à-dire selon les conditions d'ob- servation de l'image aérienne perceptible sur ces écrans ou de sa reprise par des objectifs de chambres secondaires, un ou plusieurs de ces réseaux peuvent être constitués d'éléments optiques sphériques, et les autres d'éléments cylin- driques,
Enfin, dans le cas de.photographie par chambre ou chambres secon- daires, un moyen tel que glace oscillante à proximité de l'objectif ou des ob- jectifs H, peut être employé de la manière connue dans le but d'éviter la pro- duction de moires par projection du réseau de E, qui regarde ces objectifs, sur le gaufrage parallèle généralement, ou sensiblement parallèle, du film gaufré employé dans la photographie en relief.
REVENDICATIONS.
EMI7.1
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1 - Ecrans pour photographies en relief, constituées par plusieurs réseaux translucides lenticulaires,caractérisés par le fait que les éléments op- tiques d'un premier système de ces réseaux produisent des images virtuelles de la pupille d'émergence de l'objectif qui fournit l'image en relief, ces images virtuelles étant reprises par un autre système de réseaux qui fait concourir les rayons émanant des centres des dites images en un point situé sur l'axe optique principal de l'ensemble.
2 - Ecrans d'après 1, caractérisésen ce que les images virtuel- les, procurées par les éléments optiques d'un premier réseau divergent sont re- prises une à une par les éléments correspondants d'un deuxième réseau convergent dont les éléments ont des pas différents de ceux du premier réseau.
3 - Ecrans d'après 1 et 2, caractérisés en ce que l'on interpose entre les deux réseaux extérieurs un réseau à section d'une lentille convergen- te genre Fresnel dont les éléments ont pour effet de reprendre les faisceaux émanant un à un des éléments optiques du premier réseau pour les ramener sans débordement sur les éléments optiques un à un du deuxième'réseau, en grossissant en même temps les images virtuelles construites par les éléments du premier réseau.
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