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DISPOSITIF DE COMPENSATION OPTIQUE.
La présente invention est relative à un dispositif de compensation optique avec prisme à arêtes multiples, en particulier pour tables d'écoute et de montages de cinématographie.
Le prisme tournant à arêtes multiples est un des moyens les plus anciens et les plus simples utilisés en cinématographie pour compenser les déplacements de l'image dans la pro-
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jection cinématographique. Toutefois, il présente quelques inconvénients qui s'opposent à sa mise en pratique, et de nombreuses inventions ont cherché à remédier à ces inconvé- nients.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients à l'aide d'un dispositif consistant en un prisme à arêtes multiples et en un système de lentilles cylindriques.
L'entrainement de l'image au moyen d'un prisme à arêtes multiples n'est qu'approximativement exact, car, pour un déplacement uniforme de la bande des images, le dépla,cement optique, d'après la loi de la réfraction, s'effectue proportionnellement au sinus de l'angle d'incidence et non à l'angle lui-même. Dons des prismes à six et huit arêtes, l'erreur est en ce cas si grande qu'il n'est pas possible d'avoir une projection utilisable. Par exemple, pour un prisme à, six arêtes qui est corrigé pour un angle de rotation de 30 , l'erreur intermédiaire pour un angle de rotation de 15 est d'environ 2 % de la. hauteur de l'image.
Pour un prisme à douze arêtes, l'erreur est encore de 0,6 % et ce n'est qu'avec dix-huit surfnces qu'il est possible d'avoir une projection passablement bonne. Mais, en ce cas, la diamètre du prisme est déjà si grand que l'on ne peut utiliser que de grandes distances focales avec une intensité lumineuse faible de fa- çon correspondante.
On a, proposé à plusieurs reprises des moyens servant à remédier à cette erreur de l'entrainement défectueux de l'image. Mais en général, on n'a pas tenu compte, en ce cas, de ce que, lors de la compensation optique à l'aide d'un prisme tournant, il se produisait encore une série d'erreurs autres.
Le dispositif selon l' invention permet de corriger également
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ces erreurs.
Au. moyen d'un prisme, on n'a pas, en général, un rayon principal infiniment mince de lumière monochromatique, mais un ensemble large de rayons à partir des rayons principaux d'inclinaisons différentes, qui appartiennent aux différentes parties du champ d'image. Chacun de ces rayons principaux est alors lui-même un faisceau large de rayons non parallèles qui traversens le prisme sous des angles différents.
Du fait de l'inclinaison changeante des surfaces du prisme lors de la rotation, il se produit, à l'intérieur de ce complexe de rayons, les perturbations suivantes de la netteté de l'image et de.la compensation du transport de l'image 1) la non proportionalité, traitée jusqu'ici dans la techni- que, de l'entrainement du rayon principal moyen, 2) la non proportionalité changeante de l'entrainement du rayon principal supérieur du champ de vision par rapport au rayon principal moyen et inférieur dans la coupe méridienne, 3) l'épaisseur changeante du prisme pour les rayons princi- pa,ux de l'arête de droite et de gauchedu champ d'image en coupe sagittale.
4) la non proportionalité changeante de la réfraction entre le rayon marginal supérieur, le rayon médian et le rayon marginal inférieur d'un faisceau largement ouvert dans la coupe méridienne (erreur de coma variable).
5) largeur de coupe changeant par modification de l'épaisseur pour le faisceau largement ouvert en coupe sagittale.
6) de 4) et 5) ensemble, il résulte un astigmatisme variable pour tous les points d'image.
7), 8), 9), 10), 11), 12), différences chromatiques variables de toutes les erreurs d'images ci-dessus lors de la rotation
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du prisme, car l'indice de réfraction du verre n'est pas le même pour toutes les couleurs.
D'après cet exposé, on voit que la compensation, effectuée jusqu'ici, de l'erreur simple et avec cela la plus inoffensive de la non proportionalité du transport (erreur n 1) ne conduisait pas, de beaucoup, à l'image utilisable en pratique.
Conformément à l'invention, il est prévu, entre le prisme tournant à arêtes multiples et le film, un dispositif grâ- ce auquel les rayons principaux sont d'autant plus déplacés parallèlement à eux-mêmes qu'ils sont plus éloignés de l'axe optique. Le prisme tournant au cas où il est surcorrigé écarte trop ces rayons principaux de l'axe optique, et, au cas où il est souscorrigé, il ne les écarte pas assez. Le dispositif intercalé entre le prisme tournant à arêtes multiples et le film doit remédier à, ce déplacement défectueux en déplaçant parallèlement à eux-mêmes les rayons provenant du film, avant qu'ils frappent le prisme.
Pour un prisme surcorrigé, on peut, conformément à l'invention, intercaler une lentille cylindrique pour laquelle l'angle d'incidence du rayon, en regardant à partir du film, est sensiblement plus grand sur le bord du déplacement de l'image que suivant l'axe optique c'est à dire, par conséquent, une lentille cylindrique divergente dont l'axe est parallèle à l'axe de rotation du prisme. Par contre, si le prisme tourna,nt est souscorrigé, il faut utiliser une lentille cylindrique qui déplace davantage des rayons vers l'intérieur c'est à dire une lentille cylindrique convergente avec axe parallèle celui du prisme.
Pour le cas de la. surcorrection du prisme tournant, on
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a représenté sur les figures 9 à 11 quelques dispositions. nLa figure 9 montre une lentille cylindrique de ce genre, tans laquelle le rayon principal a passe suivant l'axe opti- que, sans aucune réfraction, tandis que, sur le bord de la lentille, il se produit une forte déviation vers l'extérieur.
Dans ce système, il faut avoir soin que la courbure extérieu- re, au point de sortie, corresponde à la courbure intérieure au point d'entrée du rayon s afin que la direction du rayon s ne soit pas modifiée par la lentille cylindrique.
La figure 10 représente un dispositif analogue qui con- siste cependant en deux lentilles 11 et 12 collées l'une à l'autre, la lentille 1 ayant pour effet de supprimer la di- vergence de la lentille 11.
La figure 11 représente un dispositif comportant deux lentilles cylindriques non collées, dans lesquelles la len- tille 13 provoque le déplacement du rayon s, tandis que la lentille 14 rétablit la direction primitive du rayon s. En choisissant des sortes de verre appropriées, on peut en outre avec ces lentilles remédier à toutes les erreurs précitées ,. d'une façon qui est connue pour l'homme du métier, avec les procédés de calcul qui lui sont courants.
De façon essentielle, il est possible de tourner la len- tille cylindrique ou le système de lentilles cylindriques de façon qu'elles fassent face au coté convexe aussi bien qu'au coté concave de la trajectoire du film.
De préférence, avec une disposition d'une lentille cylin- rique ou d'un système de lentilles cylindriques de ce genre,' le prisme à arêtes multiples est surcorrigé. La forte surcor- rection est alors compensée par la lentille cylindrique, grâ- ce à ce que celle-ci est faite de telle sorte qu'il existe
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une grande différence de l'angle de réfraction au centre de la lentille et sur les bords. Avec des lentilles cylindriques circulaires, distinctes ou collées, cela. entraîne à des lentilles cylindriques ayant un rayon de courbure relativement faible. On peut, en outre, augmenter la valeur absolue du déportement latéral obtenu au moyen de la lentille, en choisissant une plus grande épaisseur de verre.
Dans le cas de lentilles cylindriques complexes, en particulier collées, de façon correspondante, pour une forte surcorrection du prisme de rotation, la différence entre les indices de réfraction des sortes de verre dont sont faites les différentes parties du système de lentilles cylindriques doit être faible. D'autre part, la dispersion de la couleur de la lentille cylindrique (dans le cas de systèmes complexes, d'au moins un des verres de la lentille cylindrique) doit être aussi élevée que possible.
L'autre perfectionnement selon l'invention, du projecteur ci-dessus à. prisme à arêtes multiples, concerne le problème de l'éclairement et du scintillement.
Comme lors de la rotation du prisme, l'image en déplacement est amenée automatiquement à l'arrêt et,' au moment du changement d'image, lorsque l'arête du prisme passe par l'axe principal optique, le champ de vision est doublé au moyen de deux facettes voisines du prisme avec deux demi-faisceaux, l'image du condensateur de la, source de lumière fixe est inversement rendue @ mobile à l'intérieur de l'objectif par le même effet du prisme tournant et apparaît double lorsque le prisme est sur l'arête et se déplace, par suite, continuellement 8 l'intérieur de l'objectif. Ce fait entraine avec lui une forte variation de la luminosité de l'ima.ge,
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ce qui occasionne un scintillement insupportable.
Conformément à l'invention, l'objectif est muni d'un diaphragme rectangulaire placé horizontalement et l'on choisit l'image de la source de lumière dans l'objectif et la forme du corps éclairant de la lampe de façon telle que, parallèlement à l'axe de rotation du prisme, l'image de la source de lumière soit égale à la longueur du diaphragme de l'objectif et que, par contre, perpendiculairement à cet axe (en direction du déplacement du film) l'image de la source de lumière soit deux fois plus grande que la largeur du diaphragme (ou inversement que la @ largeur du diaphragme soit la moitié de l'image de la source lumineuse).
De ce fait, lors du déplacement à l'intérieur de ce diaphragme, l'image de la source lumineuse qui est deux fois plus grande remplit complètement et continuellement l'ouverture du diaphragme. Lorsque le prisme est sur son arête, l'une des images de la source lumineuse va à l'intérieur de ce diaphragme et l'autre va au-delà.
Conformément à 1'invention,' le changement de l'image s'effectue dans le sens de l'image après le changement du champ de vision et dans le sens de l'éclairement d'après le principe du changement de luminosité, et cela de façon telle que, d'après la forme de l'image de la source de lumière et la forme du diaphragme sur l'objectif, la somme des éclairements de l'image qui arrive et de celle qui s'en va, soit constante, ce qui supprime le scintillement,
La compensation optique selon l'invention, peut être utilisée pour toutes sortes de projections de film, par exemple pour la projection de films étroits. Une application pa,rticulière de la compensation optique selon l'invention
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consiste dans le cas d'une table d'écoute et de montage.
Avec cet appareil, le prisme à arêtes multiples avec la lentille cylindrique, l'objectif et un prisme servant à dévier les rayons est dispose au milieu de la table, dans un boitier qui comporte- en même temps la. glissière pour le film et la roue à picots. Comme objectif, on utilise un système à grande coupe, c' est à dire un objectif qui pour une distance fo- cale courte a une grande distance frontale. Grâce à cela, il est possible maigre le faible espace dont on dispose et malgré la présence d'un prisme à arêtes multiples, d'obtenir une image beaucoup plus grande que jusqu'ici. Pour un film normal la distance focale peut être abaissée jusqu'à 50 mm. et on peut obtenir une grandeur d'image de 24 x 32 em.
Le boitier peut être fait à deux plages, de sorte que les bandes pour l'image et pour le son peuvent se déplacer de champ dans un plan, l'une au-dessus de l'autre. De façon correspondante, l'optique pour le son et celle pour l'image sont disposées l'une au-dessus de 1'autre. A droite et à gauche du rouleau d'entraînement du film, sont disposés deux rouleaux de serrage fixe. A l'intérieur du boitier, on peut disposer un différentiel qui permet, au moyen d'une commande par bouton, de déplacer l'image par rapport au son. De préférence, ce différentiel est disposé entre le prisme à arêtes multiples et le rouleau à picots de la bande de l'image, de façon telle que la commande à partir du moteur se fasse dans l'ordre suivant : moteur - roue à picots pour le son - prisme à arêtesmultiples - différentiel - roue à picots pour l'image.
Grâce à cette disposition, on obtient le résultat, 1 qu'en faisant tourner le différentiel, on ne modifie pas la hauteur et la qualité du son, 2 le sens et le nombre d'images du
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déplacement effectué sont très visibles sur l'écran de projection sous forme de déplacement de trait d'image et il est superflu d'avoir un compteur spécial, et 3 le réglage du trait d'image est effectué à tout moment à l'aide de ce dif- férentiel.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la descriptiond'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente une optique selon l'invention en coupe méridienne.
La figure 2 représente le même dispositif en coupe sagittale.
La figure 3 représente le même dispositif en coupe méridienne.
Les figures 4 et 5 représentent l'éclairement de l'ob- jectif.
La figure 6 représente les parties essentielles de la commande de la table d'écoute et de montage.
La/figure 7 est une coupe suivant 7-7 du dispositif de la figure 6.
La figure 8 représente l'ensemble du système de table d'écoute et de montage.
Les figures 9, 10 et 11 représentent des dispositions de lentilles cylindriques pour l'optique des figures 1 et 2.
Le film 1 qui se déroule dans la direction de la flèche A est éclairé au moyen d'une lampe 2 avec spiralage 3 disposé horizontalement, par l'intermédiaire d'un condensateur 4 suivant une grandeur qui a une plus grande hauteur que celle d'une image du film. Cette image est reproduite, par l'intermédiaire des lentilles cylindriques de correction 5 et 6, du
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prismes à arêtes multiples 12 et de l'objectif 9, sur la paroi de projection non représentée.
Le prisme tournant 8 est fortement surcorrigé en choi- sissant son diamètre de façon appropriée, par rapport à l'en- trainement du rayon principal ; la surface de collage des parties 5 et 6 de la lentille cylindrique a de façon correspondante une forte courbure. C'est le flint qui convient le mieux comme substance pour les lentilles individuelles. Dans le cas d'un système complexe comme celui qui est représenté sur les figures 1 et 2, la partie divergente 5 est de préférenc,e en flint et l'autre partie 6 en crownglass. Pour le cas où on doit corriger au moyen du système de lentilles cylindriques une forte surcorrection du prisme tournant, on utilise de préférence des verres dont les indices de réfraction diff èr ent peu l'un de l'autre.
D'autre part, eu égard à la correction de la couleur, la dispersion des couleurs de,la lentille cylindrique doit être @ élevée. Dans le cas de systèmes complexes, il suffit que l'une des lentilles soit faite en un verre ayant une grande dispersion des couleurs, de préférence la lentille qui s'oppose à la correction de l'erreur du prisme, par conséquent, la lentille divergente dans le cas d'un prisme surcorrigé et la lentille convergente dans le cas d'un prisme sous corrigé.
La hauteur de la lentille cylindrique, dans le sens du déplacement du film, doit être au moins le double de la hauteur h de l'image eu égard au déplacement de l'image.
On va donner ci-dessous des exemples chiffrés pour des lentilles cylindriques des types représentés sur les figures 10 et 11 : en utilisant un prisme à douze arêtes en Barit- Kron 4 (désignation des verres d'après le catalogue de la.
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firme Schott.
G;m.b.H., lena) ayant un diamètrde 100 mm., par conséquent un prisme surcorrigé, les valeurs ci-dessous conviennent conformément à l'invention :
EMI11.1
<tb>
<tb> Sortes <SEP> de <SEP> verres <SEP> Epaisseur <SEP> Rayons <SEP> de
<tb>
EMI11.2
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ courbure
EMI11.3
<tb>
<tb> a) <SEP> dans <SEP> un <SEP> système <SEP> collé
<tb> (figure <SEP> 10)
<tb> partie <SEP> divergente <SEP> BKS <SEP> 6 <SEP> 4,4 <SEP> -25, <SEP> +95,02
<tb>
EMI11.4
partie convergente X 5 10 c.
, +
EMI11.5
<tb>
<tb> b) <SEP> dans <SEP> un <SEP> système <SEP> non <SEP> collé
<tb> (figure <SEP> 11)
<tb> partie <SEP> divergente <SEP> SF <SEP> 6 <SEP> 1,85 <SEP> -35, <SEP> -40
<tb> partie <SEP> convergente <SEP> FK <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> +197, <SEP> Ó
<tb>
,Au cas où le prisme 8, comme le montre la figure 3, a suffisamment tourné pour qu'un rayon principal du spiralage .3. passant par l'axe optique frappe en même temps deux facettes voisines 8a et 8b, la partie frappant la facette 8b donnera une image du spiralage 3 en 3b, tandis que la partie passant par la facette 8a donnera une image du spiralage en fin. On a donc, en regardant l'objectif 9, l'impression représentée sur la figure 4, que l'image 3a du spiralage se déplace continuellement de bas en haut dans le sens de la flèche B.
La figure 5 représente le même objectif 9 mais avec un diaphragme 10 qui a la longueur de l'image du spiralage.et une hauteur qui est la moitié de la hauteur de l'image du spiralage. Il est bon de donner au diaphragme 10 une ouverture ausmi grande que possible pour utiliser l'ouverture de l'objectif et, d'après cela, de déterminer l'image du spiralage en choisissant la grandeur de celui-ci ou en prenant des condensateurs 4 correspondants.
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La figure 6 représente un dispositif dans lequel les parties 5, 6,8 et 9- du dispositif optique selon la figure 1 sont montées dans un boitier commun 11. Le film 1 est déplacé dans le sens de la flèche A, par la ro.ue à picots 12 et il est appliqué sur celle-ci au moyen des rouleaux de pression 13 et 14. La source de lumière et le condensateur ne sont pas représentés sur la figure 6. Les rayons de projection en aval de l'objectif 9 traversent un prisme 15. La disposition des pièces .8 et 12 ressort distinctement de la figure 7 ainsi que celle des dispositifs d'entraînement. Dans le boitier 11, il est prévu des glissières, l'une au-dessus de l'autre, pour les films la et 1b. Le film la est entraîné par la roue à picots 12 déjà mentionnée, par une série de perforations.
Le film lb est actionné par deux séries de perforations.
La commande des deux films ainsi que du prisme 8 se fait à partir d'un moteur 20, par l'intermédiaire d'un changement de vitesse 21 qui actionne, au moyen d'une roue dentée 22, l'arbre principal 23. Sur cet arbre 23 sont calées des roues dentées 24 et 25 qui actionnent des couronnes à, picots 26 et 27 pour le déplacement du film 1b. Les couronnes à picots 26 et 27 tournent sur le support fixe 28. Dans ce support, il est prévu en outre le palier 29 pour le prisme. La commande du prisme 8 se fait par l'intermédiaire d'une denture intérieure 30 prévue sur la couronne à picots 27, et cette denture 30 engrène avec la. roue dentée 31 solidaire du prisme 8.
L'arbre 23 estrelié à un arbre co-axial 33 par l'intermédia,i- re d'un différentiel 32. Sur l'arbre 33 est calée une roue dentée 34 qui actionne la couronne à picots 12. Le film la est donc entraîné par l'une de ces rangées de perforations au moyen de la couronne à picots 12, tandis que son autre
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rangée de perforations passe sur la surface 35 qui est reliée à la couronne à picots 27.
La table d'écoute et de montage suivant la figure 8 comporte, en outre du boitier 11 représenté plus en détail sur les figures 6 et 7, les bobines de films 40 et 41 d'où les films la et 1b se déroulent ainsi que les bobines 42 et
43 sur lesquelles ils s'enroulent. La commande de ces bobines peut se faire comme d'habitude par friction. La source de lumière pour l'image se trouve dans un boitier 44 au-dessus duquel se trouve une plaque dépolie 45 servant de surface de projection. La lumière déviée par le prisme 15 (figures 6 et
7) est de nouveau déviée et projetée sur la plaque dépolie 45.
Les films la et lb qui se déplacent au moyen du dispo- sitif représenté sur les figures 6 et 7, les rouleaux de pression 13 et 14 appliquant les films sur les couronnes à picots 12, 26, 27 et 35, peuvent être libérés du fait que tout le boitier 11 s'écarte des rouleaux de pression 13 et 14 dans le sens de la flèche C. Dans la position représentée sur la figure 8, on peut donc dépl&cer les films à la main, in- dépendamment des couronnes à picots. En déplaçant la pièce 11 dans le sens de la flèche C, on débraye en même temps la commande ; dans ce but, le boitier 11 est relié au chan- gement de vitesse 21, voir figure 7.
Pour modifier la vitesse de rotation et le sens de rotation, il est prévu sur 'la table un levier spécial relié au changement de vitesse 21. L'em- brayage de la commande se fait en déplaçant le boitier 21 dans le sens de la flèche D. Entre les deux positions extrê- mes du boitier, se trouve une position moyenne dans laquelle les rouleaux de pression 13 et 14 appliquent le film sur la roue à picots 12 grâce à leurs ressorts de pression, mais
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dans laquelle la commande est déjà débrayée. Dans cette position, les pièces d'entraînement se trouvant à l'intérieur du boitier 11 sont freinées.
De préférence, dans cette position de freinage, les bobines 'il films 40,41, 42 et 43 sont également freinées.
On peut utiliser la table de la, façon suivante !
Lorsque l'on monte le film, on déplace le boitier 11 dans le sens de la flèche C jusqu'à sa position extrême. On peut alors mettre commodément en place les films. On amène alors le boitier 11 dans la direction de la flèche D jusqu'à la position de freinage. Dans cette position, les rouleaux de pression 13 et 14 sont appliqués contre le film et fixent celui-ci sur les roues à picots. On peut encore déterminer à la, main si les films sont correctement placés. On déplace alors davantage le boitier 11 dans la direction de la, flèche D, ce qui embraye la commande de sorte que, suivant la, position du levier de manoeuvre, les films se déplacent avec la. vitesse et dans le sens désirés.
Si le préposé veut arrêter brusquement le film, il déplace le boitier 11 dans le sens de la flèche C jusqu'à la, position de freinage, ce qui fait qu'en même temps la commande est débrayée et le film freiné.
Les films la et 1b étnnt en place, si le préposé veut encore examiner un a.utre film à image ou un autre film sonore, il déplace davantage le boîtier 11 dans le sens de la flèche C, jusqu'à sa position extrême, il place alors sur les couronnes à picots 12, 35 ou 26, 27 les films à examiner, et il peut les tirer à la, main sur ces roues à picots et les examiner.
De préférence, sur la glissière de film supérieure, est encore monté un appareil spécial 46 de reproduction des films
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sonores.