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L'invention a pour objet une caméra panoramique, dont le champ visuel dans une direction est considérablement plus grand que le champ visuel dans la direction perpendiculaire à la pre- mière.
Pour la prise par voie photographique d'images dont .une dimension est considérablement plus grande que l'autre (panoramas), plusieurs méthodes sont imaginables et appliquées dans la pratique.
Selon l'une de ces méthodes on'se sert d'un objectif photographique, qu'un mécanisme moteur fait passer, pendant la prise de vues, le long d'un ruban pelliculaire fixe.
L'autre méthode consiste en principe en ce que, au moyen de plusieurs caméras séparées, disposées l'une à coté de l'autre, des vues sont prises simultanément, qui, juxtaposées, forment
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l'image panoramique.
Ces deux méthodes, de même que d'autres procédés connus, présentent e.a. l'inconvénient que l'appareillage est coûteux et d'un maniement difficile.
Le but de l'invention est de contraire une caméra du genre indiqué, pouvant embrasser un champ visuel en une seule direction jusqu'à 360 , et au moyen de laquelle on peut prendre la vue avec un système optique unique et fixe, en une seule exposition, en faisant usage de films normaux, perforés ou non.
La caméra panoramique selon l'invention est équipée à cet effet avec un système optique affectant principalement la forme d'un segment sphérique, système composé d'une partie d'un anneau de segment, respectivement de portions de plusieurs anneaux de segments concentriques faits d'une matière translucide, et d'un corps, également translucide, remplissant l'espace à l'intérieur de l'anneau de segment intérieur ou des portions d'anneaux, et dans lequel le porte-film repose avec sa plus petite dimension et perpen-' diculairement sur les faces terminales du segment sphérique.
Le système optique employé a une surface d'image qui, de même que toutes les surfaces concentriques du système , présente une courbure sphérique, le centre du système optique étant en même temps le centre de la surface d'image. Comme la dimension de 1' image panoramique dans le sens perpendiculaire aux surfaces terminales du segment sphérique, est considérablement plus petite que celle dans le plan du segment sphérique, la surface d'image peut affecter avec une approximation assez exacte la forme cylindrique.
Le porte-film reçoit ainsi la forme simple d'un manchon à courbure cylindrique, fait d'une matière translucide, contre lequel le film peut être appliqué. Toutefois si l'on a de très fortes exigences quant au pouvoir dissolvant du système optique, l'approximation susdite.n'est plus possible et l'on doit faire usage d'un porte-film à courbure sphérique, sur lequel le film est tendu. Ceci n'est pas, dans la pratique, un grand inconvénient, parce que les écarts
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de la forme cylindrique sont en tous cas très petits.
Mais, selon l'invention, il est à recommander de tra.nsformer par voie optique la surface d'image en une surface purement cylindrique, en plaçant, concentriquement avec le système optique, entre le système optique et le porte-film, un corps translucide à courbure cylindrique, dont la surface tournée vers le système optique et (ou) la surface tournée vers le porte-film est (sont) concave(s)-torique(s).
Le rôle de ce corps, qui ci-après sera désigné, pour être bref, par le terme "lentille aplanétique", est donc d'allonger le trajet optique des rayons lumineux devant former les portions du bord de l'image (calculé par rapport à la plus courte dimension de l'image) dans une telle mesure par rapport aux rayons appartenant à la portion milieu de l'image, que tous les points de l'image viennent à se trouver à une même distance de l'axe du segment sphérique.
Selon l'invention il est rationnel de ne donner la forme torique qu'à la surface intérieure de la lentille aplanétique, et la forme cylindrique à la surface extérieure, ce qui fait que celle-ci peut servir de porte-film. En effet, alors la lentille aplanétique se trouve à la plus courte distance possible de la surface d'image, ce qui fait que d'éventuelles aberrations de cette lentille ont peu d'influence sur la qualité de l'image et que la surface inté-rieure torique de la lentille ne doit pas être travaillée avec une grande exactitude. La lentille aplanétique peut être taillée et polie p. ex. au tour.
Dans une caméra selon l'invention, dont le champ visuel dans le sens de la plus grande dimension estplus petit qu'environ 120 , on peut faire usage, dans certains cas, d'un diaphragme central. Alors le système optique est divisé en deux parties par un plan passant par le centre et perpendiculaire sur l'axe optique de la caméra, et dans le plan de séparation est monté un disque avec ouverture centrale qui limite l'ouverture du système optique comme le fait un diaphragme normal. Mais ici se produit le phénomène
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redouté dans l'emploi de tous les objectifs à grand angle connus, que l'intensité lumineuse dans la surface d'image diminue fort auprès des bords.
Aussi, selon l'invention, suit-on de préférence une toute autre voie pour réduire l'ouverture du système optique à la valeur voulue, cette ouverture ayant alors, à de faibles fluctuations près, la même valeur pour tous les points de la surface d'image. On verra que le diaphragme selon l'invention présente une solution simple et élégante du problème du diaphragme pour un champ visuel de 1200 à 180 dans le sens de la plus grande dimension, pour lequel un diaphragme central est pratiquement inutilisable, en raison de la trop forte diminution de l'intensité lumineuse auprès des bords, et de même pour un champ visuel de plus de 1800, pour lequel un diaphragme central est naturellement exclu par principe.
Selon l'invention le diaphragme est alors monté du côté de l'entrée, en dehors du segment sphérique extérieur, et il consiste en un certain nombre de lamelles planes, opaques, réparties régulièrement sur le côté de l'entrée, lesquelles sont disposées à peu prés radialement par rapport au système optique et se trouvent à peu près perpendiculairement sur le plan du segment sphérique.
L'accès des faisceaux lumineux pénétrant dans le système optique est limité par ces lamelles dans ie sens de la largeur, puisqu'une partie des rayons lumineux de ces faisceaux, dont l'incidence n'est pas radiale, est retenue par les lamelles. Chaque lamelle donne donc pour chaque direction de la lumière incidente une ombre, et les ombres de lamelles voisines se recoupent, pour une direction qui s'écarte de la. direction radiale plus que d'un angle déterminé.
Il est clair que l'ouverture effective du système est déterminée par la longueur des lamelles (c'est-à-dire par leur dimension radiale) et par leurs distances entre elles. Cette ouverture doit être à peu près égale pour tous les points de la surface d'image, de manière à obtenir une exposition uniforme de la surface d'image.
L'ohturateur de la caméra selon l'invention peut consista
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par exemple en un obturateur à fente vertical ou horizontal, avec courbure cylindrique, lequel est monté du côté de la sortie ou de l'entrée du système optique. Dans certains cas on pourra, au lieu de cela, se servir avantageusement d'un anneau opaque ou d'une portion d'un anneau disposée concentriquement avec le système optique dans le trajet des faisceaux lumineux, et qui peut être mû de haut en bas par un mécanisme de commande.
Suivant un autre mode d'exécution favorable de la caméra selon l'invention, on monte un obturateur, formé par un certain nombre de plaques, qui sont disposées à des intervalles réguliers décote de l'entrée du système optique, et qui toutes peuvent tourner autour d'axes se trouvant à peu près perpendiculairement sur le plan du segment sphérique, et formé aussi par les éléments au moyen desquels les plaques de l'obturateur, pour quitter l'état de repos où elles ferment hermétiquement le plan d'entrée du système optique, peuvent être rabattues, pour la prise de vues, dans la position radiale.
Le mécanisme de commande peut par exemple consister en une roue ou couronne dentée centrale d'un grand diamètre dans le- quel s'engrènent de petites roues dentées montées sur les axes de toutes les plaques de l'obturateur. Si l'on fait tourner la roue dentée centrale d'un petit angle exactement déterminé, toutes les plaques de l'obturateur font un tour de 90 et permettent ainsi l'exposition à la lumière du système optique. Ensuite on peut rabattre les plaques de l'obturateur, ou les faire tourner plus loin dans le même sens, de sorte que le plan d'entrée est de nou- veau fermé. Dans la dernière méthode les plaques de l'obturateur ne sont retournées qu'à l'exposition suivante par un angle de plus de 180 jusqu'à la position initiale.
Le fait que les flaques de l'obturateur et les lamelles du diaphragme décrites ci-dessus peu- vent affecter une forme correspondante, et que les lamelles du diaphragme ne jouent naturellement un rôle que quand la lentille est ouverte, rend possible dans certains cas, selon l'invention, de
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réunir les deux fonctions dans un seul et même jeu de plaques ou lamelles.
Une autre solution du problème d'obturateur, favorable surtout en cas où l'exposition est de courte durée, peut être; réalisée en recourant à l'effet dit de Kerr. Celui-ci consiste en ce que certains liquides organiques deviennent biréfringents sous l'influence d'un champ électrique et peuvent transformer en un faisceau lumineux elliptiquement polarisé un faisceau linéai- rement polarisé dont l'incidence sur la direction du champ est environ perpendiculaire.
Si l'on.dispose devant le liquide un polariseur (cristal ou filtre de polarisation), dont la direction de polarisation est tournée à 45 par rapport au c@amp électrique , et que l'on place derrière le liquide un analyseur, dont la direction de polarisation croise perpendiculairement celle du polariseur, l'analyseur, après l'établissement du champ électrique laisse passer un rayon lumineux incident avec une énergie Il : :? I2=I1./2 sin2 ( .B.1.F2)
Dans cette expression F est la force du champ, 1 la longueur de l'élément de Kerr et B une grandeur spécifique pour le liquide, nommée constante-Kerr.
A mesure que la tension augmente il passe donc de plus en plus.de lumière, jusqu'à ce que l'on obtienne (abstraction faite des pertes normales) la transmission complète de la lumière linéairement polarisée (ce qu'on appelle la "tension claire"). Si l'on continue à augmenter la force du champ, l'intensité décroît de nouveau (voir par exemple "Photographie et Cinématographie ultra-rapides, Dunod, Paris, 1956, p.83 sqq). En produisant une impulsion de tension électrique et en l'amenant aux électrodes d'un élément de Kerr disposé devant un objectif de caméra entre des polariseurs, on est parvenu, comme on le sait, à réaliser des durées d'exposition très courtes.
Ici la ' mise en action de l'obturateur peut être placée sous la conduite du phénomène lumineux même, qui est à photographier, ceci en faisant
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heurter le dispositif d'impulsion par un élément photoélectrique.
Un obturateur-Kerr pour une caméra selon l'invention consiste en un élément de Kerr disposé concentriquement avec le système optique et formant un élément de ce système, un filtre de polarisation (polariseur) de courbure cylindrique ou sphérique monté devant le plan d'entrée de l'élément dans le trajet des rayons lumineux, et en un'filtre de polarisation (analyseur) égale- ment de courbure cylindrique ou sphérique placé derrière. le plan de sortie de 1'élément de Kerr. Ici tant le polariseur que l'ana- lyseur sont coaxiaux avec le porte-film. cylindrique ou bien concen- triques avec le système optique, tandis que leurs directions de polarisation se croisent perpendiculairement en des points situés dans le même plan radial et forment avec ce plan radial un angle d'environ 45 .
Un obturateur ainsi construit fonctionne d'une manière absolument instantanée pour toutes les directions du grand champ de vision et ne dérange à aucun égard la concentricité du système optique.
Un obturateur-Kerr selon l'invention peut être construit de plusieurs manières, dont quelques exemples seront encore donnés ci-après.
Si l'on veut obtenir un champ visuel de plus de 180 , ceci est possible, selon l'invention, si les zones sur la surface extérieure du segment sphérique, où les rayons entrent dans le système optique ou en sortent, vues dans le sens perpendiculaire aux surfaces terminales du segment sphérique, sont situées l'une au-dessus de l'autre et se recoupent en direction tangentielle.
On forme ainsi en quelque sorte des "étages" autour du segment sphérique, notamment un ou deux étages d'entrée, où sont disposés éventuellement le diaphragme et l'obturateur et où les rayons lumineux tombent dans le système, et l'étage de sortie qui est disposé soit au-dessous ou au-dessus de l'étage d'entrée, soit entre deux étages d'entrée, où les rayons sortent du système environ diamétralement vis-à-vis de leur point d'incidence et où est monté
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le porte-film. Dans le cas extrême d'une caméra panoramique pour un champ visuel de 360 , les deux "étages" s'étendent sur tout le pourtour du segment sphérique. Les faisceaux lumineux provenant de points diamétralement opposés l'un à l'autre se coupent quelque part dans le système optique, tandis qu'ils y passent en direction à peu près opposée.
Il est en général souhaitable que les surfaces supérieure et inférieure du système optique dans la caméra selon l'invention soient dépolies et enduites de laque noire mate, afin d'empêcher autant que possible .la réflexion de rayons lumineux sur ces surfaces.
Ceci concerne en particulier une caméra du type dont il vient d'être question avec un champ visuel de plus de 180 . Ici le désir d'obtenir un champ visuel aussi grand que possible dans la deuxième direction, joint aux exigences que pose la fabrication de l'objectif, peuvent être cause que les faisceaux lumineux utiles effleurent de très près et sous un faible angle les surfaces terminales du segment sphérique. Alors la réflexion de ces rayons lumineux peut exercer une influence défavorable sur la brillance de l'image obtenue.
Selon l'invention il peut, en ces circonstances, être recommandable de donner auxdites surfaces terminales une forme concave et d'y appliquer des plaques correspondantes en matériau translucide dont l'indice de réfraction ne diffère que de peu des matériaux dont est fait le segment sphérique. A ces surfaces il ne se produit alors plus guère de réflexion, ce qui est au profit de la qualité de l'image.
Nous faisons observer que des systèmes optiques concentriques du genre en question ici sont connus comme tels. Ainsi Sutton a décrit déjà en 1859, dans la demande de brevet britannique 2193/1859, un système optique consistant en anneaux concentriques de segments sphériques et dans lequel était introduit un liquide.
De date plus récente est un système, également concentrique, reproduit dans le Manual of Photogramnetry de l'Américain Society of Photogrammetry, 2e édition, fig.12B. Le système optique de cette caméra à grand angle revêt la forme d'une
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sphère faite d'anneaux de segments sphériques concentriques et de deux noyaux hémisphériques, et donne une surface d'image à courbure sphérique concentrique. Comme porte-émulsion servent ici des corps en verre soigneusement taillés en forme d'écuelle sur lesquels est versée l'émulsion sensible à la lumière. Le diaphragme est disposé au centre. La fabrication des porte-émulsions sphériques est difficile et la manipulation à la prise de vues en est compliquée et délicate.
Un autre inconvénient est qu'on ne peut y monter un obturateur convenable. C'est pour ces raisons que le système n'est pas entré en vogue. Du reste, il est clair que ce système connu est en principe limité à un champ visuel de moins de 180 .
D'autres détails et caractéristiques de l'invention sont signalés dans la description ci-après, où des explications sont données sur la caméra selon l'invention, accompagnées de dessins. Les figures donnent schématiquement quelques exemples, d'exécution de la caméra.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une caméra panoramique selon l'invention avec un angle d'image dans une seule direction d'environ 130 ; la fig. 2 est une coupe de cette caméra suivant le plan II-II de la fig. 1; la fig, 3 est une coupe axiale suivant le plan du plus petit angle de champ visuel d'une forme, appliquée par préférence, d'objectif panoramique selon l'invention; la fig. 4 est la coupe s'y rapportant suivant le plan du plus grand angle de champ visuel; la fig. 5 est une coupe d'une caméra dite caméra-horizon avec un angle d'image en direction horizontale de 360 ; la fig. 6 est une coupe de la caméra de la fig. 5 suivant le plan VI-VI; la fig. 7 est une coupe d'une forme modifiée de la caméra-horizon; la fig. 8 est une coupe de la caméra de la fig. 7 suivant
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le plan VIII-VIII.
Fig. 9, également une caméra-horizon, mais équipée d'un obturateur-Kerr selon l'invention, lequel est disposé centralement dans le système optique.
Fig. 10, une caméra de la même espèce que dans la fig.9, où l'élément de Kerr est exécuté comme une cuvette circulaire et forme la partie extérieure du système optique.
Fig. 11, une caméra de la même espèce que dans les fig.
9 et 10, où l'élément de Kerr forme un des anneaux de segment sphérique du système optique.
Dans les fig. 1 et 2 on a monté dans le bottier principalement en forme de disque de la caméra un objectif panoramique, consistant en la sphère 2, aplatie au haut et au bas, laquelle est entourée des portions 3 et 4 d'un anneau de segment sphérique concentrique à la sphère. Quoique dans le modèle il ait été fait usage de la possibilité de diminuer graduellement dans la direction du trajet des rayons la hauteur des corps en verre qui constituent le système optique, on voit que celui-ci a principalement la forme, caractéristique pour l'invention, d'un segment sphérique. La lentille projette d'un objet, qui dans le dessin est censé se trouver dans l'infinie une image sur le film 6, qui se déroule d'une bobine de réserve 11 et est tendu contre un porte-film 5 translucide et à courbure cylindrique. Le film s'enroule sur une bobine 12.
Le portefilm a, du côté tourné vers le système optique, une surface torique, et, du côté tourné vers le film, une surface purement cylindrique. L'épaisseur du porte-film et le rayon de courbure de la surface intérieure torique sont choisis de manière que la surface d'image du système optique, laquelle est normalement sphérique, soit changée en manteau de cylindre. Il est clair qu'il n'est pas nécessaire d'employer la lentille aplanétique 5 en même temps comme porte-film. On peut se servir à cet effet aussi d'un manchon translucide avec des surfaces cylindriques normales; alors on place la lentille aplanétique 5 à quelque distance devant ce manchon.
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Le dispositif représenté mérite toutefois la préférence, parce que la faible distance entre la surface torique et la surface d'image réduit au minimum les défauts de l'image causés par la lentille aplanétique.
Devant le porte-film 5 est disposé un obturateur, consistant en un ruban, entraîné en va-et-vient entre les bobines 13, 14 et muni d'une fente verticale 7'. Le ruban est guidé dans son passage le long du film par des moyens représentés schématiquement dans la fig. 1 par les rails de guidage 8, 9.
Du c8té de l'entrée de l'objectif sont montées plusieurs petites plaques ou lamelles 10, à direction radiale, qui sont réparties régulièrement sur l'angle d'entrée utile et dont le rôle est de limiter à la largeur voulue les faisceaux lumineux entrants.
Cette largeur est naturellement déterminée par l'intensité lumineuse souhaitée de l'objectif et le degré de correction que l'on veut obtenir. Pour expliquer l'action diaphragmante de .lamelles, on a représenté dans la fig. 2 les faisceaux lumineux admis dans le système optique de deux directions différentes. Une de ces directions, A, est choisie de telle manière qu'elle partage en deux moitiés l'angle entre deux lamelles voisines: l'autre direction, B, coïncide avec celle d'une des lamelles. Il est aisé de voir que, par suite de l'effet d'ombre des lamelles de la direction A, seuls les faisceaux 15, 15' et 15" sont admis, et, de la direction B, les faisceaux 16, 16' et 16".
Il est clair aussi que non seulement l'ouverture du système, c'est-à-dire la distance entre les rayons extrêmes venant d'une direction déterminée et que le diaphragme laisse passer, mais encore la largeur totale des faisceaux, c'est-à-dire la largeur de tous les faisceaux lumineux admis pris ensemble, dépendent du nombre et de la largeur des lamelles. Les deux grandeurs en question varient entre deux valeurs, en dépendance de la direction d'incidence considérée, et ici la largeur totale des faisceaux est maximale pour les direc-
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tions parallèles à une des'lamelles et constitue un minimum pour les directions au milieu de l'intervalle entre deux lamelles (voir respectivement les directions B et A dans la fig. 2).
Le nombre et la longueur des lamelles sont maintenant choisis de telle manière que, pour aucune direction, l'ouverture ne soit plus grande qu'on ne peut tolérer en vue de la netteté souhaitée de l'image, et que la largeur totale du faisceau présente des écarts aussi petits' que possible de la valeur moyenne. Ces écarts peuvent être réduits à l'ordre de grandeur de 5% et sont donc pratiquement de peu d'importance.
La caméra suivant les fig. 1 et 2, peut rendre d'excellents services dans la photographie aérienne à des fins de photogrammétrie et de reconnaissance. Si l'on suspend la caméra dans ou contre l'avion, de manière que le plan du segment sphérique soit perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'avion, et si l'on dirige la caméra vers la surface terrestre, il est possible de photographier en une seule prise une très large zone en travers du sens du vol.
En faisant voler l'avion en vitesse constante et en ligne droite et en.prenant des vues à intervalles fixes, on peut ainsi, en très peu de temps, obtenir l'image d'une région étendue sur une série de rubans de film qui se recoupent dans le sens du vol.
Les figures 3 et 4 représentent un mode d'exécution de l'objectif panoramique selon l'invention, dont la réalisation est particulièrement facile. Il consiste en 5 parties assemblées au moyen de lut. La forme fondamentale est encore celle d'un segment sphérique, formé des portions d'anneaux de segments sphériques 20 et 21, dans les surfaces concaves desquels sont appliqués les segments sphériques 18 et 19. L'espace en résultant entre les portions de sphère ayant approximativement la forme de segments est en partie rempli par la plaque plan-parallèle 17. Toutes les parties sont d'une fabrication relativement facile et leur centrage ne présente pas de difficultés spéciales.
Les figures 5 et 6 donnent une représentation schémeti-
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que de la caméra selon l'invention, appropriée pour un angle d'image dans une direction de 360 , tandis que l'angle d'image en direction perpendiculaire est par exemple de 5 . Avec une caméra de ce genre on peut donc embrasser l'horizon entier en une seule prise de vue. L'objectif de la caméra a encore une fois principalement la forme d'un segment sphérique et se compose de deux parties assemblées: le segment sphérique 23 et, disposé tout autour l'anneau '24, qui est une portion d'un anneau de segment sphérique.
Ce système optique est logé dans un bottier 22 affectant princi- palement la forme d'une botte cylindrique plate, dont l'espace est divisé en deux Il'étages'' par un anneau 29, qui, en se rapprochant du centre, prend une forme plus ou moins conique et s'adapte au pourtour du segment sphérique. Sous l'anneau 29 se trouve l'espace par lequel se meuvent les rayons sortis de l'objectif vers le film 25 disposé sur le pourtour suivant une surface cylindrique. Les rayons lumineux entrent au haut de l'anneau 29, où se trouvent l'obturateur 26 et le diaphragme 27, et, par le système optique 23, 24, de la manière indiquée.dans le dessin, ils sont réfractés et convergés vers le bas au point en question de la surface d'image, située dans l'étage inférieur du bottier.
Les faisceaux lumineux correspondants venus de points diamétralement opposés de l'horizon entrent dans le même plan méridional et se coupent donc quelque part dans l'objectif. La surface extérieure du segment sphérique est divisée par l'anneau 29 en deux zones circulaires situées l'une au-dessus de l'autre, dans la zone supérieure de laquelle la lumière entre, et de la zone inférieure de laquelle la lumière venant de la direction diamétralement opposée, sort.
Grâce à cet artifice il est possible de réaliser tous les angles d'image entre 1800 et 360 ; et il y a lieu de faire observer ici que, pour les angles d'image intermédiaires, il n'est pas besoin que les deux zones fassent entièrement le tour du segment sphérique, mais qu'il suffit qu'elles se recoupent en direction tangentielle sur un angle déterminé.
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Ici le diaphragme consiste en partie en lamelles 27 disposées radialement, dont le fonctionnement a déjà été expliqué à propos des figures 1 et 2. dans le mode d'exéeution. du croquis fomctionnent également comme telles les plaques 26 de, l'obturateur -monté derrière le diaphragme. Ces. plaques 26 peuvent tommes autour 'de petits axes 30, et peuvent être mues ensemble, ce qui n'est pas indiqué dans le dessin, par le mécanisme de détente de la caméra.
A cet effet tous les axes 30 pourraient être par exemple munies d'une petite roue dentée, engrenée dans une roue dentée centrale à grand diamètre, mue par un axe passant par le point M.
Dans la figure il est supposé que les plaques de l'obturateur 26 décrivent à chaque exposition un arc de cercle de plus de 180 .
Elles sont dessinées à l'état fermée tandis que la position ouverte est indiquée par des lignes pointillées. Ici les plaques de l'obturateur se trouvent dans le prolongement des lamelles correspondantes du diaphragme, et jouent donc le même rôle que celles-ci. Il est clair que, dans des cas déterminés, le rôle des lamelles de diaphragme fixes peut aussi être entièrement repris pendant l'exposition par les plaques de l'obturateur, ce qui permet de supprimer les lamelles. Pour empêcher le faux jour, on a monté encore l'écran annulaire opaque 28.
Les données du système optique des figures 5 et 6 sont les suivantes :
Le rayon de courbure de la surface extérieure de l'anneau de segment sphérique est de 56,4 mm.., celui de la surface intérieure de 28,3 mm. L'anneau du segment sphérique est fait de verre optique avec nD = 1,648 et un coefficient de dispersion = 34,1, tandis que la partie 2 est faite de verre avec nD = 1,510 et = 63,8. La distance focale est de 100 mm., et l'ouverture relative est de 1 :5,6. L'angle d'image est 5 x 360 .
Les figures 7 et 8 représentent des coupes d'un autre mode d'exécution de la caméra d'horizon selon l'invention. Le système optique consiste ici encore en une portion d'anneau de
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segment sphérique 32, et d'un noyau en partie sphérique. Le segment sphérique ainsi formé est muni d'une surface inférieure concave 35, sur laquelle est appliquée la plaque 36, dont la fonction sera expliquée plus loin en détail. Le distance focale est de 102 mm., le rayon intérieur de l'anneau de segment sphérique 32, de 28, 18 mm., le rayon extérieur, de 56, 23 mm. Le filin,,est large de 36 mm. et a une double perforation. Le rayon de la surface inférieure 35, représentée comme sphérique dans l'exemple du croquis, est de 200 mm.
La plaque 36 est faite du même matériau que l'anneau de segment sphérique 3-2, à savoir de verre avec nD = 1,648, et = 34,1. Le noyau 31 est ici aussi en verre avec nD = 1,510, et = 63,8.
L'obturateur est formé par un anneau opaque 37, qui tombe avec son bord inférieur dans une rainure 37' de la cloison, et qui, via un canal 38, peut être déplacé vers le haut par des moyens non indiqués dans la figure. Les lamelles du diaphragme sont indiquées parle chiffre 39.
Dans la figure 7 sont dessinés les faisceaux de lumière 40 et 41 venant des points dans le plan à photographier supposé à l'infini, qui se trouvent aux extrêmes limites du champ visuel vertical. L'angle de champ visuel vertical est au total de 13,5 , soit 9,5 , au-dessus et 4 au-dessous de l'horizon. Dans les cas où l'on recherche un champ visuel aussi grand que possible en direction verticale, cette différence de champ au-dessus et-audessous de l'horizon provient principalement de la préserice de la chambre de film cylindrique sous la zone de sortie de l'objectif.
C'est que, tandis qu'ainsi le champ au-dessous de l'horizon est pratiquement lié à des limites, le champ au-dessus de l'horizon ne doit pas rester limité au même angle pour les besoins de la symétrie. Par le déplacement vers le bas du porte-film 43, celui-ci est venu se situer avec son milieu sous le plan horizontal passant par le point M de l'objectif. Ceci revientà un angle de champ visuel au-dessus de l'horizon, qui est plus grand que. ce-
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lui au-dessous de l'horizon. Ici c'est une circonstance favorable que cette différence d'angle réponde à ce qui sera exigé .de la caméra dans l'usage normal.
En effet on disposera presque toujours la caméra à une hauteur relativement faible au-dessus du sol pour une prise de vue, où les objets (bâtiments, arbres, montagnes) se trouvent à quelque distance autour de la caméra, figurent bien en entier, mais où l'avant-plan uni, situé immédiatement autour de la caméra, qui est peu intéressant pour unpanorama, ne paraît pas.
Par une exécution convenable des porte-film comme lentille aplanétique 44, il a été pris soin que la surface d'image reste cylindrique aussi quand le film 42 est monté non-concentriquement par rapport à l'objectif.
Comme il résulte de la fig. 7, le champ visuel relativement grand de la caméra en direction verticale a pour conséquence que le faisceau extrême 40 passe pratiquement le long de la surface inférieure du segment sphérique. Il n'est pas souhaitable que cette surface inférieure soit déplacée davantage vers le bas, puisque, dans ce cas, l'anneau de segment sphérique 32 ne pourrait plus être fait d'une seule pièce pour des raisons de fabrication. Comme il a déjà été signalé, on évite maintenant, selon l'invention, une forte réflexion inadmissible à la surface inférieure 35 du segment sphérique, du fait que cette surface est évidée et munie de la plaque 36 y appliquée, faite d'un matériau avec à peu près le même indice de réfraction.
A sa surface inférieure la plaque est naturellement travaillée de telle manière qu'ici aussi il se produise le moins possible de réflexion de la lumière dispersée par le système.
Ajoutons, pour être complet, que des plaques antiréfléchissantes, ,comme la plaque 36, peuvent être au besoin appliquées soit aux deux surfaces terminales, soit uniquement à la surface terminale supérieure du segment sphérique.
Dans les figures 7 et 8 on a représenté en même temps sous une forme schématique une solution spéciale de l'entraînement
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du film, où la bobine de réserve et la bobine de déroulement de la caméra sont disposées au-dessous et non à côté du système optique, de manière à obtenir une construction très compacte du bottier de la caméra. A cet effet le film est amené au porte-film et, après l'exposition, ramené dans des boucles.
Dans les figures le chiffre 42 est celui du bottier de la caméra, qui présente d'un côté une saillie 63, où se trouvent les boucles pour le film. Le bord inférieur du bottier se ferme hermétiquement à la lumière dans une gouttière 49 d'une plaque de base 48. A cette plaque de base est rattachée par des fiches une plaque-châssis 47, tenue à distance par les fiches. Dans ces deux plaques 47 et 48 est logé le mécanisme d'entraînement du film, consistant en les rouleaux d'entraînement dentés (sprockets) 57, 58, 57', 58' et les rouleaux de serrage 60, 61, 60' et 61'.
Pour la clarté de la figure, les détails de cette disposition sont laissés de côté. Les rouleaux d'entraînement 57, 58 du côté du départ du film sont fixés sur l'axe 56, qui passe par la plaque de base 48, et qui peut être mis en rotation du dehors par des moyens non indiqués dans la figure. Les rouleaux d'entraînement correspon- dants du côté de l'arrivée 57', 58' sont fixés sur un axe 56' qui n'est pas entraîné. Les rouleaux de serrage 60, 61 sont fixés, de manière à tourner librement, sur l'axe 59, logé dans des leviers soumis à commande, mais non indiqués dans la figure, et dont le rôle consiste à empêcher que le film ne s'échappe des dents des rouleaux d'entraînement.
Les rouleaux de serrage 60', 61' (ceux-ci ne sont pas visibles dans le croquis) fonctionnent d'une manière correspondante avec les rouleaux d'entraînement 57', 58'. Entre les plaques 47 et 48 se trouvent égalément la bobine d'enroulement 51 et la bobine de réserve de film 51'. L'axe 52 de la première bo- bine est mû par glissement, via une commande par corde 53, 54, 55 par l'axe 56 du rouleau d'entraînement, ce qui fait que le film reste constamment tendu. La bobine de réserve 51' tourne librement autour de l'axe 52'.
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Le porte-film 44 est monté sur une table prate et ronde 45, fixée, au point 46, et tournant librement sur la plaque- châssis 47."Le film 43 passe de la bobine de réserve 51' entre les sprockets 57 et les rouleaux de serrage 61 et est ensuite engagé dans une boucle 62' de 360 ; ainsi il arrive à la même hauteur que le porte-film de la caméra. Entre les sprockets 58' et les rouleaux de serrage 60' (non visibles dans les figures) le film passe dans la surface d'image, est tendu sur un angle de près de 3600 autour du porte-film, et est finalement guidé d'une manière cor- respondante à l'aide.des sprockets 57, 58 et des rouleaux de ser- rage 60,61 vers la bobine d'enroulement 51..
On comprendra que, puisque le porte-film 44 est monté de manière à pouvoir tourner, comme la figure l'indique, est évité, tout mouvement entre le film et le porte-film réciproquement, qui pourrait endommager le film. Après chaque prise de vue, la table 45 accomplit avec le porte-film 44 une révolution totale, par la- quelle la partie exposée du film est déroulée, et une nouvelle por- tion du film est enroulée.
Les figures 9 - 11 montrent trois modes d'exécution d'une caméra-horizon avec un champ visuel horizontal de 360 , lesquels sont équipés avec un obturateur-Kerr.
,Selon la fig. 9 est placé dans le bottier de la caméra 64 le système optique consistant en l'anneau de segment sphérique 65 et le liquide 66 comblant en tout ou en partie l'espace entre les électrodes en forme de plaque 67 et 68 et l'anneau de segment sphérique 65. Le porte-film 69 est coaxial avec le segment sphérique 65, 66 placé dans la chambre de film 70, qui se trouve au-dessous de la cloison annulaire 71. Comme il est représenté dans la figure, les faisceaux lumineux entrent dans la caméra au-dessus 'de la cloison 71, passent alors par le diaphragme à lamelles 72, sont incurvés vers le bas par le système optique et focalisés sur le film. Devant le champ d'entrée du système optique est disposé un polariseur cylindrique 73, tandis que dans la chambre de film 70
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l'analyseur 74 se trouve également devant le porte-film 69.
Les directions de polarisation des deux filtres polarisateurs se croisent perpendiculairement pour chaque direction radiale, et par conséquent, pour chaque faisceau de lumière incident, et forment des angles de 45 avec le plan radial. Entre les plaques 67 et 68, qui ferment de façon étanche aux liquides l'espace compris dans l'anneau de segment sphérique, peut être établie une tension électrique via les conducteurs 75 et 76.
Sous l'influence du champ électrique, le plan de polarisation des faisceaux émergeant du polariseur 73 tourne, et ainsi la lumière peut arriver au film via l'analyseur 74.
Les électrodes 67 et 68 sont recourbées et leurs côtés convexes se font face. Ceci a pour but de maintenir la distance moyenne entre les plaques aussi faible qu'il est possible pour permettre encore le passage des rayons lumineux. Ce mode de construction est caractérisé par une tension d'élément particulièrement basse, nécessaire pour "ouvrir" l'obturateur. Ceci est possible grâce à la disposition de l'élément au centre du système optique, où les faisceaux lumineux occupent le minimum de hauteur.
La construction générale de la caméra suivant la fig.10 est la même que dans la fig. 9. Mais cette fois l'élément de Kerr est exécuté en forme de cuvette annulaire 79, disposée autour du système optique 77, 78 et placée au-dessus de la cloison 84 dans le trajet des rayons lumineux. La cuvette consiste en anneaux polaroïdes montants, recourbés sphériquement 80 et 81 et anneaux horizontaux 82 et 83 bons conducteurs à l'électricité ou recouverts d'une couche d'un matériau bon conducteur. Le tout est étanche au liquide et rempli d'un liquide produisant l'effet de Kerr. Il est possible aussi de monter dans l'élément de Kerr à des intervalles réguliers des électrodes en direction radiale et perpendiculaires au plan du segment sphérique.
Ces électrodes, qui ne sont pas dessinées dans la figure, peuvent être reliées sur tout le pourtour avec les pôles de la source de tension et limiter en
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même temps l'ouverture du système optique dans le sens du plus grand angle du champ visuel, comme il a été expose en détail dans ce qui précède. Dans ce cas le champ électrique se situe tangentiellement par rapport au système optique.
Enfin, la fig. 11 représente un mode de construction, dans lequel l'élément de Kerr est formé entre la zone de segment sphérique 87 et le noyau sphérique 86 du système optique. L'espace entre ces éléments est comblé par le liquide 88, tandis qu'à quelque distance l'un de l'autre sont disposés les anneaux 91 et 92, qui peuvent être mis sous tension via les conducteurs 93 et 94.
Les filtres de polarisation cylindrique 95 et 96 font respectivement office de polariseur et d'analyseur, ce qui est entièrement conforme au mode de construction de la fig. 9. Les éléments 86 et 87 du système optique sont centrés à l'aide des plaques 85 et 90, qui ferment aussi l'espace contenant le liquide. La caméra est équipée avec un diaphragme à lamelles 98 et un obturateur auxiliaire mécanique 97.
Si, dans ce dernier mode de construction, la distance entre les électrodes devient un peu plus grande que dans l'exemple précédent , on obtient en revanche l'avantage qu'on peut atteindre plus aisément un bon degré de correction du système optique.
Comme liquide servant à remplir l'élément de Kerr n'entrent en ligne de compte que les substances présentant une constante de Kerr relativement grande et n'absorbant pas trop la lumière; en outre l'indice de réfraction et la dispersion doivent être tels que, par un choix judicieux des autres données optiques, on puisse obtenir un bon degré de correction des aberrations.
Le nitrobenzène et le phénylisosulfocyanate (C7H5NS) se sont avérés très adéquats, et nous en signalerons encore quelques propriétés ci-après. En'outre il est clair que, dans certains cas, on peut, par un mélange de liquides ayant des propriétés différentes, obtenir un liquide de remplissage répondant à des spécifications déterminées. Ensuite on peut, si on le désire, ajouter au liquide de
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remplissage un colorant, ce qui fait que l'élément de Kerr sert en même temps de filtre de couleur et qu'on peut éliminer l'amoindris sement de la qualité de l'image par le spectre dit secondaire.
C'est un fait connu qu'on n'a.pas encore réussi à fabriquer un matériau de polarisation en forme de plaque (polaroïde) d'une qualité telle, qu'une polarisation parfaite ait lieu.
Dans la pratique il faudra donc s'attendre à ce qu'un jeu de deux plaques croisées .laissera encore passer un certain reste d'intensité, ce dont il résultera qu'une caméra chargée d'un film donnera, en cas de longue exposition à la lumière, un film voilé.
Si cette exposition est nécessaire, on peut parer à cet inconvénient en munissant la caméra d'un obturateur auxiliaire mécanique, que l'on ouvre à l'instant avant la prise de vue. D'autres méthodes à cette fin consistent par exemple à. monter un dispositif de transport de film très ralenti, fonctionnant d'une manière continue, qui veille à ce qu'il y ait toujours en réserve une portion de film non voilée; ou bien on se servira d'une émulsion de film insensible aux longueurs d'onde que l'analyseur laisse passer.
Pour deux exemples du système suivant la fig. 3 les données sont les suivantes : Exemple I. f = 100 mm.
Liquide: nitrobenzène, nD = 1,553 = 25,1
B = 3,86.10-5 e.s.e.
Rayons anneau de segment sphérique: r extérieur = 60,26 mm r intérieur = 41,04 mm
Rayon noyau: r noyau = 30,20 mm
Verre anneau de segment sphérique:
SF2 ; nD = 1,648 = 33,9
Verre noyau: R/K1 ; nD = 1,511 = 63,6
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Exemple II. f = 100 mm.
Liquide : phénylisosulfocyanate(C7H5NS), nD = 1,651 = 18,6
La constante de Kerr est environ 1/3 de celle du nitrobenzène.
Rayons zone de segment sphérique r extérieur = 56,5 mm l'intérieur = 39,3 mm
Rayons noyau: r noyau = 28,4 mm
Verre zone de segment sphérique:
SF 17; nD = 1,650 = 33,6
Verre noyau KF 6 ; nD = 1,511 = 50,9
Il va sans dire qu'avec les exemples donnés l'invention n'est épuisée, ni en ce qui concerne l'objectif, ni en ce qui regarde les autres dispositifs de la caméra. On fait encore remarquer spécialement que le système optique peut être, en vue de la correction désirée, fait d'un plus grand nombre d'éléments; il peut par exemple comprendre plusieurs anneaux ou parties d'anneaux de segments sphériques faits de plusieurs sortes de verre.
REVENDICATIONS.
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