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PROCEDE ET APPAREIL DE PROJECTION D'IMAGES STEREOSCOPIQUES.
Il est déjà connu de projeter des images stéréoscopiques à l'aide de la lumière polarisée. Dans ce but, on a utilisé jusqu'à présent, tout d'abord des polariseurs en forme de lame dont l'inconvénient le plus impor- tant est de n'être que relativement peu résistant à la chaleur. Mais, au cours de la projection, il se produit déjà, pour des projections d'images fixes re- lativement grandes, des températures si élevées que les polarisateurs en for- me de lame sont très vite hors d'usage. On a, en conséquence, disposé les po- lariseurs, loin de la source lumineuse, la plupart du temps, même après la sortie de l'image, hors du système optique de projection. Il s'est révélé, dans ces cas, qu'il se produit une diminution de la quantité des images pro- jetées.
Des essais ont montré qu'en disposant les polariseurs à proximité im- médiate du dispositif, la qualité de l'image est meilleure qu'on pouvait le supposer à priori. Il s'est révélé que, même lorsque des polariseurs peu qua- lifiés, tels que ceux qui présentaient encore une dispersion relativement grande, n'avaient aucune influence sur la netteté de reproduction des images projetées avant toute chose, la luminosité totale des images sur l'écran de projection était plus grande qu'en disposant les polariseurs à une distance relativement plus grande des diapositifs.
Comme dans les appareils de projec- tion, l'image à projeter se trouve au foyer du miroir du condensateur de la source lumineuse, ce point est, par conséquent, le meilleur pour la position des polariseurs, puisque c'est en ce point seulement que le plus grand ren- dement lumineux est obtenu, et, en conséquence, selon l'invention, les pola- riseurs doivent être disposés le plus près possible des diapositifs à pro- jeter et notamment, de préférence directement devant le diapositif marne, de sorte que, également dans ce cas, la lumière traversant le diapositif est po- larisée et non pas, comme jusqu'à présent, l'image déjà traversée par la lu- mière.
On atteint ce but, dans les projecteurs d'images fixes, en assem- blant le polariseur directement au diapositif dans un cadre sous forme d'un
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ensemble unique. Le polariseur doit, de préférence, être monté sur le côté du diapositif tourné vers la source lumineuse. En principe, la disposition sur le côté tourné vers l'objet à projeter est possible, même si dans ce cas, des exigencesplus grandes devaient se présenter pour la qualité des polari- seurs.
La construction de cet ensemble parait tout d'abord économique- ment non rentable au technicien, car on sait que tous les polariseurs de ce genre sont si coûteux qu'il semble exclu de munir dorénavant chaque image de son propre polariseur. Mais c'est justement cette impossibilité économique apparente qui s'est révélée comme avantage décisif. Le prix élevé actuel de tous les polariseurs de grande surface est conditionné par le fait que leur fabrication ne se prête pas, de prime abord, à une production mécanique en série, puisqu'on ne prévoit pas l'utilisation de polariseurs fabriqués en grande série.
C'est justement l'agencement, apparesment peu économique, de polariseurs à chaque image individuelle de projection qui produit un besoin de polariseurs si grand que, de ce fait, la consommation de polariseurs néces- sitée pour chaque image stéréoscopique devient d'autant moins coûteuse qu'on utilise plus de polariseurs fabriqués mécaniquement, pour lesquels on ne pou- vait pas imaginer jusqu'à présent un placement, même à une époque lointaine.
Ces points de vue économiques représentent un avantage essentiel relativement aux appareils connus de projection d'images en luière polarisée.
Un autre avantage consiste en ce que le projecteur d'images ne né- cessite qu'une légère transformation de sorte que, même les frais grevant la projection stéréoscopique sont diminués.
Il est possible, avec l'agencement selon l'invention, d'utiliser, dans les projections d'images fixes, deux projecteurs sans modification, en polarisant, dans chaque projecteur, une des deux images stéréoscopiques, soit linéairement, soit circulairement, et en utilisant une paire de lunettes d'observation correspondante à la manière connue.
L'appareil de projection d'images stéréoscopiques au moyen de po- lariseurs sur l'image n'est cependant utilisable pour les projecteurs à image fixe qu'avec la restriction que pour les projecteurs à image fixe relative- ment grands, dans lesquels des variations de température relativement élevées dans la fenêtre d'image peuvent être attendues, on doit adjoindre, en outre, à la manière connue, un dispositif de filtre absorbant la chaleur.
Comme l'u- tilisation de polariseurs à dispersion relativement forte est parfaitement possible dans le dispositif selon l'invention, mais que ceux-ci ont une ré- sistance à la chaleur sensiblement plus élevée que des pellicules de très haute qualité et parfaitement transparentes, le dispositif selon l'invention peut, à l'aide d'un filtre absorbant la chaleur, trouver une application pour tous les projecteurs d'images fixes de puissance quelconque. Dans ce cas, la lumière polarisée circulairement peut être utilisée avec un avantage particu- lier. Le dispositif à polariseurs polarisant circulairement s'est révélé, dans ces cas, de façon surprenante, comme particulièrement simple.
Il suffit ample- ment d'introduire dans les cadres de projection, dans lesquels des images stéréoscopiques sont montées entre deux disques de verre, simplement une pel- licule polarisant linéairement à laquelle on adjoint une pellicule #/4 de pré- férence en hydrate de cellulose, dont l'axe optique fait un angle de 45 avec le plan de polarisation du polariseur linéaire, de droite en haut vers la gauche en bas dans une des images, de gauche en haut vers la droite en bas dans l'autre image.
Dans ce cas, il est inutile de coller la pellicule linéai- re à la pellicule A /4. Il est bien évident que, grâce à l'invention, il est possible de coller toutes les parties ensemble ou seulement quelques- unes d'entre elles, mais l'avantage ainsi obtenu est si insignifiant que c'est justement un avantage de l'invention de permettre de monter de la façon la plus simple l'image avec la pellicule linéaire et la pellicule # # sans au- tre préparation entre les plaques de verre, puis dans le cadre, sans avoir à se préoccuper du parallélisme des plans des polariseurs et de la pellicule # /4.
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L'idée décrite selon 3.'invention de l'agencement de polariseurs à proximité immédiate de 1-image à projeter peut aussi être appliquée en prin- cipe à des images animées. C'est justement dans ces cas que des applications jusqu'à présent compliquées et coûteuses sont devenues nécessaires pour pro- jeter des films en relief avec des appareils cinématographiques. Selon le dispositif, objet de l'invention, le polariseur passe devant la fenêtre d'i- mage soit comme polariseur linéaire, soit comme polariseur circulaire, sous la forme d'un disque rotatif.
On a déjà indiqué l'utilisation de disques rotatifs associés à des polariseurs dans le but de produire, lors de la projection d'un film stéréos- copique, l'impression de relief, par le fait que les deux images partielles sont amenées l'une après l'autre sur la bande de film tandis que le film se déroule à vitesse doublée et que, dans la croix de Malte, dans les secteurs ouverts, les flans du polariseur linéaire sont associés alternativement à cha- cune des images.
Selon l'invention, cependant, les disques rotatifs décrits ci- après donnent la solution d'un autre problème. Les disques de polarisation tournent tout à fait indépendamment de la croix de Malte et sans l'effet d'éblouissement que procpre la croix de Malte. L'importance la plus essen- tielle dupolariseur tournant consiste en ce que, dans celui-ci, chaque point du polariseur n'est traversé par la lumière que pendant un court laps de temps et ne peut s'échauffer, par conséquent, que d'une manière très rédui- te. Pendant la durée du parcours hors de la fenêtre d'image, qui est longue, le polariseur peut se refroidir, résultat qui peut être renforcé éventuelle- ment par soufflage au moyen d'un ventilateur.
En principe, il est possible de monter ce polariseur rotatif aux emplacements les plus différents dans le trajet des rayons du projecteur et notamment, aussi bien à l'entrée ou à la sortie de l'objectif, entre l'ob- jectif et la fenêtre d'image, qu'en avant ou en arrière de l'image diaposi- tive. De préférence, le dispositif selon l'invention doit cependant être monté, pour les raisons indiquées ci-dessus, entre la source lumineuse et le diapositif dans la proximité immédiate possible techniquement de l'image à projeter, ce qui est valable de façon identique aussi pour le ruban sans fin, selon l'invention, décrit ci-après.
A la place du dispositif de polarisation rotatif, un ruban de film sans fin en matière polarisante de longueur quelconque, peut aussi être passé le long de la fenêtre d'image ou en un autre point du trajet des ra- yons lumineux du projecteur, lequel ruban, en cas de longueur suffisante, possède une possibilité suffisante de se refroidir sans nécessiter de venti- lateurs particuliers. Mène avec ce ruban de film sans fin en matière polari- sante, de la lumière polarisée linéairement ou circulairement peut être uti- lisée.
Il est alors possible que la pellicule linéairement polarisante ait la forme d'un ruban sans fin et que, par contre, la pellicule /4 ou un parallélipipède de Fresnel soit monté fixé séparé d'elle, de préféren- ce dans la fenêtre d'images, mais aussi en un autre emplacement du trajet des rayons.
Ce ruban sans fin peut aussi se composer d'un polariseur linéai- re et de la pellicule # /4 de préférence en hydrate de cellulose qui lui est associé. Dans ce cas, une liaison mécanique solide est nécessaire entre les deux pellicules. Cette liaison peut être obtenue par collage. Il sera ce- pendant difficile, en général, de réaliser une adhérence solide, qui soit suffisamment supérieure aux contraintes mécaniques qui se produisent en rai- son du passage continu du ruban.
Pour cette raison, une liaison parfaitement solide entre la pellicule À /4 et la feuille linéaire est obtenue en faisant passer la matière
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bi-réfringente en pellicule d'hydrate de cellulose ayant le caractère d'une plaquette de quart de longueur d'onde en forme de bande devant un dispositif d'arrosage, à partir duquel, pendant le passage de la matière bi-réfringen- te, une masse liquide linéairement polarisante est déposée, les particules solides et produisant la polarisation linéaire, de la masse liquide, de pré- férence des cristaux d'hérapatite,
étant dirigées par des champs magnétiques ou électriques de telle manière que les directions d'oscillation de la cou- che projetée et linéairement polarisante se trouvent dans un angle de 45 re- lativement aux directions des axes de la matière doublement réfringente.
Comme autre avantage du dispositif selon l'invention, on indique que des polariseurs polarisant incomplètement peuvent être utilisés comme polariseurs. Ceci présente l'avantage que des polariseurs, polarisant incom- plètement, possèdent une transmissibilité de la lumière essentiellement plus grande que ceux polarisant complètement.
Comme on l'a déjà dit, on a fait la constatation surprenante qu'en montant les polariseurs à proximité immédiate des images à projeter, on obtient déjà en soi un rendement lumineux essentiel- lement meilleur qu'en montant les polariseurs à plus grande distance des ima- ges.Mais il s'est révélé, en outre, que le degré de polarisation peut se trouver bien au-dessous du degré maximum égal à 99 % qu'on peut atteindre au- jourd'hui et que, cependant un effet stéréoscopiquè parfait peut être atteint.
Mais chaque diminution du degré de polarisation est liée à un gain de lumiè- re important. Ce phénomène est particulièrement impressionnant lors de l'uti- lisation de lumière polarisée circulairement, puisque là chaque fois, dans chaque attitude de la tête et dans chaque position quelconque du polariseur, il existe une extinction toujours identique de la lumière contrairement à ce qui se passe dans le cas de la lumière polarisée linéairement, qui pose des exigences sensiblement plus grandes à la précision de l'orientation des mo- yens de séparation et au degré de polarisation.
C'est pourquoi, même lors de l'utilisation de pellicules incomplètement polarisantes avec une pellicule À /4, on peut obtenir un rendement lumineux si élevé que la diminution de la lumière pour une source lumineuse constante n'ait plus d'importance.
On peut donc compter obtenir, avec le dispositif selon l'invention, une qua- lité des images projetées aussi bonne que sans dispositif de polarisation, par une augmentation dela source lumineuse sensiblement inférieure à celle qui est nécessaire lorsqu'on dispose les polariseurs à plus grande distance de l'i- mage à projeter.
Lors de la projection d'images stéréoscopiques, au moyen de lu- mière polarisée, il se produit, par l'utilisation de films de polarisation, une perte de lumière d'au moins 50 %.
Marne si ce nombre théorique n'était pas dépassé, ce qui est le cas dans la pratique, une telle perte de lumière ne serait pas supportable pour les représentations de théatre cinématographique. Depuis un certain temps, on connaît des polariseurs d'interférence qui fonctionnent pratiquement sans perte de lumière. Ces polariseurs d'interférence, obtenus sous forme de dis- ques, sont composés de lentilles cylindriques et de bâtonnets prismatiques qui se font remarquer désagréablement, lors de la projection sur l'écran lu- mineux, sous la forme de grille. Cette perturbation est particulièrement for- tement visible lorsqu'on dispose les polariseurs à proximité immédiate des images de diapositif à projeter.
La lumière traversant les polariseurs d'interférence est polari- sée linéairement. Par application (collage) d'un film de À /4, la lumière polarisée linéairement peut, à la manière connue, être polarisée, soit à droite, soit à gauche.
Quand on fait tourner ces polariseurs d'interférence polarisant circulairement et munis de films #/4 tels que décrits, sous forme de disques rotatifs, le degré d'effacement des images projetées sur l'écran de projection ne se modifie pas, cependant le défaut indiqué ci-des- sus de la structure en grille perturbatrice du dispositif de grille des po- lariseurs d'interférence, est complètement supprimé puisque, en raison de la rotation des polariseurs d'interférence, rotation uniquement possible dans
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le cas d'une polarisation circulaire, cette structure en forme de grille n'est plus visible.
Un autre avantage est obtenu du fait que, la coloration particu- lière de la lumière se produisant éventuellement pour les polariseurs d'in- terférence est supprimée par une rotation suffisamment rapide.
Le procédé décrit ci-dessus peut s'appliquer à des images stéréos- copiques dans lesquelles les images partielles sont disposées sur un film com- mun. On obtient ce résultat du fait que, pour séparer les images partielles, on utilise des polariseurs dans lesquels chaque fois un des éléments partiels, le polariseur linéaire ou la plaquette À /4 a, pour les deux images partiel- les, la même direction d'oscillation de sorte qu'ainsi une des deux parties se composé d'un ensemble unitaire.
Quand on dispose des polariseurs contre la source lumineuse et les images diapositives à proximité immédiate des images, on doit utiliser des disques rotatifs. Une rotation n'est cependant possible qu'avec de la lumière polarisée circulairement. Puisque pour les deux images partielles, des direc- tions opposées d'oscillation des vecteurs sont nécessaires, on prévoit, selon l'invention, un disque unique, comprenant un polariseur linéaire unitaire et, de préférence, un polariseur d'interférence qui se compose de bâtons prisma- tiques individuels disposés sous forme de couche et qui émet, par sa surface de sortie,de la lumière polarisée linéairement de façon unitaire.
Ses parties marginales sont divisées en deux anneaux circulaires concentriques, la ligne de séparation s'étendant, au cours de la rotation, entre les deux anneaux exactement entre les deux images partielles. L'anneau extérieur et l'anneau intérieur sont recouverts d'une pellicule A /4. Les axes optiques de ces deux plaquettes À /4, en mica ou en hydrate de cellulose ou similaire, sont perpendiculaires l'un à l'autre de sorte qu'un des anneaux produit de la lu- mière polarisée circulairement à droite et l'autre, de la lumière polarisée circulairement à gauche.
Sur le dessin,on a représenté schématiquement quelques formes de réalisation de l'appareil, choisies à titre d'exemples non limitatifs.
La figure 1 représente un cadre avec un diapositif monté entre des plaques de verre avec un polariseur linéaire et une pellicule # /4 dans le système d'éclairement d'un projecteur.
La figure 2 représente un disque rotatif avec plan de polarisa- tion divisé en secteurs.
La figure 3 représente un ruban depolarisation sans fin dans un ap- pareil de reproduction.
Les figures 4 et 5 représentent en traits forts, les directions des plans de polarisation en position + et V.
La figure 6 représente un disque rotatif avec des polariseurs dis- posés dans des anneaux circulaires concentriques et polarisant circulairement à droite et à gauche.
La figure 1 représente le cadre 5 du diapositif à image fixe 4, qui est assemblé, entre les plaques de verre 1, au polariseur linéaire 2 et à la pellicule 3 #/4 3, de manière à constituer un ensemble constructif. A gauche du cadre, on a représenté la source lumineuse 6 et à droite le système optique de projection 7.
La figure 2 représente le disque rotatif 8 en avant de la fenêtre d'image 9. Au-dessous du disque 8 se trouve le moteur d'entraînement 10, qui fait tourner le disque 8 au moyen d'une courroie 11, 12 désigne les secteurs dont l'angle au centre est de 5 et dans lesquels le plan de polarisation est
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indiqué par les hachures.
La figure 3 représente le ruban sans fin 13 qui passe sur les rou- lettes 14 et y est maintenu tendu, tandis que la roue dentée 15 entraine le ruban 13. 6 représente la source lumineuse dont les rayons traversent tout d'abord le ruban de polariseur 13 devant la fenêtre d'image 16. A l'intérieur de la fenêtre d'image 16, la bande d'image 17, entraînée par la roue dentée de commande 19, passe du premier tambour 18a sur le deuxième tambour 18b.
Vis-à-vis de la fenêtre d'image 16 se trouve le système optique 7 qui émet l'image polarisée.
Sur les figures 4 et 5, les lignes en traits forts 20 et 21 repré- sentent les directions des plans de polarisation des polariseurs linéaires et notamment, sur la figure 4, en position + et sur la ligne 5, en position V.
La ligne 22 représente la direction de l'axe optique de la plaquette À /4.
Dans ce cas, pour une direction unitaire de la plaquette /4, l'axe 20 du polariseur linéaire forme l'angle a 1, l'axe 21, l'angle Aé et, par consé- quent, le vecteur de la polarisation circulaire oscille une fois à droite et une fois à gauche. Il en est de même, sur la figure 5, pour la position V des plans de polarisation.
La figure 6 représente un disque rotatif avec l'axe de rotation 23.
On a représenté, comme polariseur linéaire, un système de bâtonnets prismati- ques superposés de polariseurs d'interférence qui sont caractérisés par les lignes 20 et présentent sur tout le disque unitairement la même direction de polarisation; cette direction peut être choisie, soit parallèle à 24, soit perpendiculaire. 24 représente le bord extérieur de toute la fenêtre d'image du film tandis que 25 et 26 représentent les bords des images individuelles.