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Dispositif optique pour la photographie et la cinématographie en couleurs.
La présente invention est relative aux dispositifs de pri- ses de vues photographiques et de projections en couleurs, dans lesquels la prise de vues se fait par décomposition de l'image optique du sujet en plusieurs images monochromatiques identiques entr'elles, mais qui toutefois sont sélectionnées de diverses manières diaprés la coloration principale, et dont la réunion additive ou synthèse lors de la projection pour former une image unique, se fait par l'envoi de faisceaux lumineux envoyés des images monochromatiques et de filtres appropriés.
Dans la réalisation de ce principe plusieurs difficultés se présentent qui ont une influence défavorable sur la qualité du produit, sur l'utilisation ainsi que sur les possibilités commerciales pratiques. L'invention a pour objet d'éliminer autant que possible les défauts et les limitations des systèmea proposés jusqu'à présent.
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Cela est obtenu grâce à l'invention par le fait qu'on emploie un système optique dans lequel les éléments individuels sont réunis de telle manière qu'ils fournissent un système té- léscopique dans le diaphragme de sortie duquel se trouvent placés le prisme multiple qui décompose les images, les filtres de cou- leur, et les quatre diaphragmes indépendants pour le réglage de chaque faisceau de lumière monochromatique.
Le dispositif sera décrit de plus près en se reportant aux dessins ci-* joints qui montrent à titre d'exemple un mode de réali- sation. Dans ces dessins:
Fig. 1 est un schéma général,
Figs. 2 et 3 montrent le prisme multiple en vue antérieure et en coupe.
Le dispositif suivant l'invention montré dans la fig. 1 comprend: a) un objectif photographique 1 qui pour plus de clarté, comme tous les systèmes optiques usuels, est montré par une simple lentille qui forme une image de l'objet dans un plan donné. b) un diaphragme 2, ou fenêtre se trouvant exactement dans le plan de l'image susdite. c) une lentille 3 placée au voisinage du diaphragme, lentille collectrice, qui a pour mission d'envoyer tous les faisceaux lu- mineux venant de ltimage vers le système optique qui suit. Cette lentille empêche l'aberration chromatique aux bords du champ. d) un autre objectif 4 qui forme avec la lentille 3 un complexe optique, dont le plan focal se trouve exactement dans la fenêtre 2, de sorte que les faisceaux de rayons venant de l'objectif 4 sont renvoyés parallèlement.
En d'autres mots: le système optique 1-3-4 est un système télescopique. e) un prisme polyédrique 5, qui sera décrit plus loin de plus près, dont le sommet se trouve sur l'axe optique et qui permet la dévia- tion du faisceau lumineux venant de l'objectif 4 suivant diverses directions.
La ligne de champ 3 est formée de telle manière que le diaphragme de sortie du système télescopique 1-3-4 @ @
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se trouve exactement dans le prisme. De cette manière chaque surface du prisme reçoit d'une manière uniforme tous les rayons venant de n'importe quels points de l'image et les renvoie dans diverses directions. f) un système de filtres colorés 6' qui sélectionne la lumière transmise par chaque côté du prisme 5. g) un système de diaphragmes 6", dont le nombre est égal à celui des surfaces du prisme et qui peut être déplacé d'une manière indépendante, afin de régler la quantité de lumière de chaque faisceau qui sort du prisme.
h) un objectif photographique 7, qui reçoit les rayons venant du prisme de diverses directions déterminées et qui les renvoie plus loin afin qu'ils donnent autant d'images dans leurs propres plans focaux 8. La distance focale de l'objectif dépend de l'an- gle de déviation du prisme et des dimensions des images qui doi- vent se former l'une à côté de l'autre sans se superposer.
Il est à noter que le prisme 5 dévie les faisceaux lumineux vers l'axe et que les images de 8 se croisent. Si par exemple le filtre rouge correspond aux surfaces supérieures du prisme, l'image sélectionnée correspondante sera l'inférieure, etc.
(voir fig, 1). En conséquence, tous les rayons déviés sortant du prisme se croisent. L'objectif 7 est placé en ce point de croise- ment d'étendue lumineuxe minimum.
Cet objectif a par conséquent une ouverture plus petite que dans toute autre méthode de séparation et est traversé d'une manie re uniforme et symétrique par tous les rayons sélectionnés, ce qui constitue la condition principale pour obtenir de belles ima- ges superposables.
Quoique tous les éléments optiques constituant ce système soient achromatisés, il est malgré cela difficile que les quatre images monochromatiques forment leur image dans un seul plan qui coïncide avec delui dans lequel se trouve le film sensible 8 et elles que de plus/présentent les mêmes dimensions. Afin d'éviter ces différences provenant des derniers vestiges d'aberration chroma- tique, on peut prévoir quatre lentilles 6 en forme de segments
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et notamment au voisinage des diaphragmes du système télescopi- que où se trouvent les prismes 5, les diaphragmes 6" et les filtres 6'.
Ces lentilles qui bien entendu sont de force très faible, car les améliorations à réaliser sont très faibles aussi, peuvent par exemple être des lentilles simples ou planes-conve- xes qui sont montées sur l'un des éléments susdits par exemple sur les surfaces planes du prisme ou des filtres. La faible force et le placement des lentilles sont choisis de telle manié- re qu'ils rapportent aucune modification appréciable dans l'o- rientation des axes optiques et dans la superposition des mono- chromatiques dans la projection.
Les avantages principaux de ce dispositif sont:
1) Tous les faisceaux lumineux traversent le système optique de manière presque identique et symétrique, de sorte que les erreurs se rattachant aux images monochromatiques individuelles peuvent être facilement réduites à une valeur minimum, et on peut ainsi obtenir une superposition pratiquement complète lors de la synthèse, Cela est rendu possible grâce à la lentille 3 et au prisme 5, qui donnent deux z8nes de délimitation des rayons lumineux, ainsi qu'il a été expliqué ci-dessus.
2) Le dispositif permet de réaliser des systèmes de prises * de vues et de projection ayant tout degré de clarté désiré et tout champ lumineux désiré, tandis que dans d'autres systèmes, comme par exemple dans celui à polyobjectifs au lieu de poly prismes cette possibilité est limitée par la construction même du système. A titre d'exemple on peut mentionner le fait qu'on a pu réaliser par la présente invention un système optique ayant une ouverture f 2 et un champ de 40 , dono le meilleur qu'on puisse réaliser aveo les systèmes de prise normaux.
3) Le dispositif offre la possibilité d'améliorer toutes erreurs éventuelles de la superposition dans la projection qui peuvent se produire pour plusieurs raisons. Il suffit de rendre les faisceaux lumineux dans la zône entre les objectifs 4 et 7 non rigoureusement parallèles mais légèrement convergents ou divergents. Dans ce cas un léger déplacement du prisme sur l'axe
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effectue la correction désirée de la superposition. Cette correc- tion qui se fait au commencement de chaque projection devient une manipulation très simple qui est très semblable à la mise au point de l'objectif 1.
Les dispositifs à polyobjectifs peuvent ne pas permettre cette correction car le déplacement du groupe d'objectifs provo- que simultanément un déréglage de la mise au point.
Il est à noter que cette possibilité rend possible la construction en série des dispositifs de prises de vue et de projection qui autrement doivent être réalisés avec une préci- sion telle que le système ne peut pas avoir d'utilisation prati- que.
4) Elimination des erreurs de parallélisme des axes pour le plan de l'objet qui est mis au point, car ce plan est toujours ramené en arrière par un réglage de la lentille 1 dans le plan focal donné 2, qui permet de corriger une fois pour toutes le système de déviation 4.
5) Elimination de toute irrégularité des couleurs aux bords du champ, car le système optique 3-4 renvoie tous les rayons, même ceux se trouvant au bord, exactement dans le champ consis- tant pratiquement en un seul plan, où la séparation chromatique se fait. Les techniciens de cet art savent combien il est impor- tant et difficile de réaliser cala car le plan susdit doit toujours rester inchangé dans les diverses conditions de dia- phragme de tout le système.
6) Les quatre images monochromatiques se forment dans un seul plan 7 sans erreur de perspective car l'effet du prisme de déviation 5 se produit dans un seul champ avec des rayons paral- lèles ou presque parallèles.
7) L'impossibilité qui existe que les autre images aient des dimensions et des formes différentes. Dans les systèmes à polyobjectifs les distances focales et les caractéristiques des objectifs multiples individuels sont identiques jusqu'au centiè- me de millimètre, et cette condition est très difficile à réali- ser, ce qui empêche de réaliser pratiquement le travail en série.
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8) Un manque absolu de décomposition aux bords qui dans les systèmes à plusieurs images monochromatiques séparées l'une de l'autre et qui sont superposées lors de la synthèse est inadmis- sible, car sa présence, même faible, produit une aberration chro- matique qui gêne complètement la projection.
Afin d'obtenir un effet utile complet du système proposé, il est nécessaire que le polyprisme 5 soit achromatisé. Cette achromatisation a toujours été une difficulté pratique car un polyprisme qui correspond aux conditions susdites doit nécessai- rement avoir pour chaque surface un angle de déviation constant, aussi bien pour la prise de vue que pour la projection.
Quoique la chromatisation obtenue en réunissant un prisme convexe avec un prisme concave soit parfaite, elle est encore très défectueuse à cause de l'égalité de l'angle de déviation qui dans la pratique ne peut pas être obtenue sans de très grosses difficultés. Ces difficultés sont souvent insurmontables car la précision doit rester approximativement de l'ordre de grandeur de 5". Cette difficulté n'a pu être surmontée qu'avec un prisme multiple en deux monoblocs avec liquide intermédiaire, comme montré dans les figs. 2 et 3 en vue frontale et en coupe.
Dans ce dispositif, deux prismes monoblocs 9 et 10 de toute forme appropriée sont introduits par exemple dans un tube 11.
L'angle de déviation des quatre surfaces du prisme 10 est plus grand que dans le prisme 9. Les deux prismes suivant la fig. 3 sont assemblés et tenus ensemble au moyen d'anneaux 12. L'espace intermédiaire entre les prismes 10 et 9 est rempli d'un liquide qui a un pouvoir de dispersion approprié. On préfère des liquides organiques à point d'ébullition élevé.
De cette manière on limite le travail optique de la dévia- tion ainsi que l'achromatisation au travail de prismes convexes qui peuvent être faits en une seule pièce.
Comme le prisme 9 se trouve dans un liquide qui a approxima- tivement le même indice, son travail ne doit pas être trop précis.
Le seul travail précis est celui des surfaces planes. De plus,
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le prisme, ainsi que montré dans le dessin, peut également être construit de telle manière que chaque plan ait une capacité de surfaces différente, afin de favoriser les faisceaux lumineux pour lesquels l'émulsion du système de filtres est moins sensi- ble.
De cette manière on obtient un rendement maximum de la lu- mière disponible. L'avantage de cet équilibre préalable, qui est encore amélioré par les filtres et par le diaphragme 6", est fortement apprécié par les gens de métier qui savent combien il est difficile d'obtenir avec les filtres usuels une bonne sépa- ration chromatique avec la même intensité lumineuse. Les diaphrag- mes sont disposés dans des iris et peuvent être manipulés indé- pendamment, de sorte que l'homme de métier pourra très facilement obtenir l'équilibre chromatique de le séparation qui est indis- pensable pour une reproduction fidèle des couleurs.