Système optique anamorphoseur La présente invention concerne un système optique anamorphoseur applicable à la prise et à la projection d'images animées et aussi la prise de photographies, à travers un système anamorphoseur, d'un champ objet de largeur relativement grande par rapport à sa hauteur et l'obtention, par ce moyen, d'une image du champ objet sous une forme comprimée dans le sens horizontal sur la pellicule cinématogra phique normale dans laquelle la largeur et la hauteur des images sont dans le rapport de 4 à 3, puis la projection,
à travers le même sys tème anamorphoseur ou à travers un système anamorphoseur correspondant, de l'image comprimée dans le sens horizontal sur la pelli cule de manière à étaler dans le sens horizon tal l'image projetée pour qu'elle soit conforme au rapport de la largeur à la hauteur du champ objet original, grâce à quoi, tout en utilisant une pellicule cinématographique avec des ima ges de dimensions normales, l'image projetée est relativement large, ou panoramique, de manière désirable et donne lieu, en consé quence, à l'illusion de largeur, en particulier si l'écran de projection est légèrement concave dans le plan horizontal.
Le système optique anamorphoseur selon l'invention comprend deux composants cylin driques négatif et positif corrigés chromatique- ment, la longueur focale du composant négatif étant plus courte que la longueur focale du composant positif, la distance axiale entre ces deux composants, lorsque le système est mis au point sur l'infini, étant égale à la différence entre leurs longueurs focales, les génératrices de leurs surfaces cylindriques étant parallèles, le composant positif présentant une seule sur face extérieure convexe, le composant négatif comprenant deux doublets adjacents négatifs,
corrigés chromatiquement et ayant chacun une surface extérieure convexe opposée au compo sant positif et une surface extérieure concave tournée vers celui-ci. Il est caractérisé en ce que chacun desdits doublets négatifs comprend des éléments plan-cylindriques ayant leurs sur faces planes tournées l'une vers l'autre, le rayon de courbure de la surface concave de chacun desdits doublets négatifs étant compris entre 0,3 et 0,5 du rayon de courbure de sa surface. convexe et entre 0,6 et 0,9 du rayon de courbure de la surface convexe dudit com posant cylindrique positif, la distance axiale entre lesdits composants négatif et positif, lorsque le système est mis au point sur l'infini, étant comprise entre 1,2 et 1,5 fois le rayon de courbure de la surface convexe du compo sant positif.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel la fig. 1 en est une vue en perspective ; la fig. 2 est une coupe de ce système et d'un objectif sphérique donnant une image réelle associé fonctionnellement audit système,
coupe faite par un plan perpendiculaire aux génératrices des surfaces cylindriques du sys tème anamorphoseur. Le système anamorphoseur représenté comprend un composant cylindrique négatif frontal constitué par deux doublets 1 et 2 cy lindriques négatifs, corrigés chromatiquement et placés à une faible distance l'un de l'autre,
et un composant cylindrique positif arrière 3 constitué par un doublet cylindrique positif corrigé chromatiquement et ayant les généra trices de ses surfaces cylindriques parallèles à celles des surfaces cylindriques des compo sants négatifs, la longueur focale du composant négatif étant plus petite que la longueur focale du composant positif, la distance axiale entre les deux composants, lorsque le système est mis au point sur l'infini,
étant égale à la dif férence entre leurs longueurs focales.
Le système anamorphoseur est neutre dans son plan axial dans lequel se trouvent les gé nératrices de ses surfaces cylindriques, ce qui fait que sa formation d'images est normale dans ce plan ; par contre, dans le plan axial du système perpendiculaire aux génératrices de ses surfaces cylindriques, la formation d'images par le système par rapport à un plan objet situé, vers l'avant, au delà du composant néga tif du système, donne lieu à une compression d'une étendue relativement grande du champ objet; inversement, la formation d'images à partir d'un plan situé en arrière du composant positif donne lieu à un étalement et a pour ré sultat une étendue d'image relativement grande.
Lorsqu'on utilise le système anamorpho- seur pour la formation d'images réelles, comme c'est le cas quand on photographie ou que l'on projette des images, on combine le système avec un objectif sphérique approprié, comme on le voit sur la fig. 2, sur laquelle un objectif photographique 4 est placé derrière le système anamorphoseur entre le composant positif 3 et le plan focal 5 d'une chambre noire pour la prise d'images d'un champ objet, représenté par un plan 6, situé à une certaine distance, en avant,
du système anamorphoseur, sur une pellicule placée dans le plan focal de la cham bre noire. Lorsqu'on utilise le système pour la projection d'images, on substitue à -l'objectif photographique et à la chambre noire un ob jectif de projection approprié et un projecteur, ou lanterne, l'objectif de projection étant dis posé entre le composant positif 3 et le plan de la pellicule dans le projecteur, que l'on sup pose représenté par le plan 5, pour la repro duction d'une image d'une pellicule du plan de la pellicule sur un écran que l'on suppose re présenté par le plan 6.
Quand le système combiné est mis au point sur l'infini, le système anamorphoseur et l'ob jectif sphérique sont tous deux mis au point sur l'infini, car la lumière entre l'élément posi tif 3 du système anamorphoseur et l'objectif sphérique 4 est en collimation. Quand le sys tème combiné est mis au point pour des dis tances finies, le système anamorphoseur et l'objectif sphérique sont tous deux mis au point de manière correspondante, la mise au point du système anamorphoseur se faisant par ré glage relatif entre les composants négatif et positif 1-2 et 3,
et la mise au point de l'objectif sphérique se faisant par rapport au plan 5, le composant positif 3 étant, de préférence, fixé axialement avec l'objectif sphérique et le com posant négatif 1 - 2 étant réglable par rapport au composant positif 3.
Si l'on suppose que l'on utilise le système anamorphoseur pour la prise et la projection d'images animées et que l'on se sert du type normal de pellicule cinématographique com portant des images dont le rapport de la lar geur à la hauteur est de 4 à 3, le plan axial du système perpendiculaire aux génératrices des surfaces cylindriques du système est disposé horizontalement, ce qui fait que lors de la prise de vue, la dimension verticale des images du champ objet est normale et correspond à la hauteur de l'image de la pellicule cinématogra phique normale,
tandis que la dimension ho rizontale des images du champ objet est une compression d'une étendue relativement grande du champ objet et correspond ainsi à la lar geur de l'image cinématographique normale ; à la projection de l'image comprimée dans le sens horizontal sur la pellicule, la dimension verticale de l'image sur la pellicule est nor male, tandis que sa dimension horizontale est étalée ; il s'ensuit que l'image projetée corres pond au rapport de hauteur et de largeur du champ objet original et qu'elle est ainsi, de manière désirable, de largeur panoramique. Dans l'exemple particulier décrit ici, le rap port de compression ou d'étalement est de 2 à 1.
Si l'on se réfère particulièrement à la fig. 1, on peut observer que les doublets négatifs 1 et 2 du composant négatif, qui sont de préfé rence identiques, ont des surfaces cylindriques extérieures convexes de courbure relativement faible, représentées respectivement en r1 et r4 tournées à l'opposé du composant positif, et des surfaces cylindriques extérieures concaves de courbure relativement forte, représentées respectivement en r3 et r6 tournées vers le com posant positif ;
le doublet composant positif a des surfaces cylindriques extérieures concaves de courbure relativement faible et des surfaces cylindriques extérieures convexes de courbure relativement forte, représentées respectivement par r7 <I>et</I> r6 tournées, respectivement, vers le composant négatif et à l'opposé de celui-ci, toutes ces surfaces cylindriques ayant leurs gé nératrices parallèles comme on l'a décrit ci- dessus. Chacun de ces doublets est constitué par des éléments plan-cylindriques dont les sur faces planes sont tournées l'une vers l'autre et sont, de préférence, collées l'une à l'autre,
les éléments positif et négatif du doublet négatif 1 étant désignés par Li et<I>L2,</I> respectivement, leurs surfaces planes en regard étant désignées par r2, les éléments positif et négatif du dou blet négatif 2 étant désignés par L3 et L4, res pectivement, leurs surfaces planes en regard étant désignées par<I>r5,</I> les éléments négatif et positif du doublet positif 3 étant désignés par L5 et L6, respectivement,
et leurs surfaces pla nes en regard étant désignées par r8. Les épais seurs axiales des éléments Lr à L6 sont respec tivement désignées par t1 <I>à</I> t6 et l'écartement axial entre les doublets négatifs et celui des constituants négatif et positif sont respective ment désignés par s1 et s2.
Un exemple pratique préféré de cette forme d'exécution possède les caractéristiques indi quées au tableau suivant dans lequel les di mensions sont données en millimètres, les in dices de réfraction pour la raie D et les nom bres d'Abbe étant respectivement indiqués en nDetenv:
EMI0003.0040
r1 <SEP> + <SEP> 178,58
<tb> Li <SEP> t1 <SEP> 12,85 <SEP> nD <SEP> 1,649 <SEP> v <SEP> 33,8
<tb> r2 <SEP> 00
<tb> L2 <SEP> t2 <SEP> 6,85 <SEP> nD <SEP> 1,530 <SEP> v <SEP> 51,6
<tb> r3 <SEP> -I- <SEP> 72,03
<tb> <B>Si <SEP> 8,58</B>
<tb> r4 <SEP> -i-- <SEP> 178,58
<tb> L3 <SEP> t3 <SEP> 12,85 <SEP> nD <SEP> 1,649 <SEP> v <SEP> 33,8
<tb> r5 <SEP> 00
<tb> L4 <SEP> t4 <SEP> 6,85 <SEP> nD <SEP> 1,530 <SEP> v <SEP> 51,6
<tb> r6 <SEP> -I- <SEP> 72,03
<tb> s2 <SEP> 129,18 <SEP> (à <SEP> l'oo)
<tb> r7 <SEP> - <SEP> 209,09
<tb> L5 <SEP> t5 <SEP> 5,15 <SEP> nD <SEP> 1,720 <SEP> v <SEP> 29,3
<tb> r$ <SEP> 00
<tb> L6 <SEP> t6 <SEP> 11,12 <SEP> nD <SEP> 1,651 <SEP> v <SEP> 55,6
<tb> r9- <SEP> 96,18 Le constituant négatif 1 - 2 comprenant deux doublets,
les courbures de ses surfaces cylindriques sont réduites par rapport à celles d'un constituant composé d'un seul doublet, ce qui entraîne la réduction de la distorsion et des autres aberrations ; les doublets du système comprenant des éléments plan-cylindriques ayant leurs surfaces planes en regard l'une de l'autre, les éléments ne sont pas difficiles à fa briquer, ce quia pour conséquence une dimi- nution des frais et une orientation commode lors du montage pour amener les génératrices de leurs surfaces cylindriques en parallélisme précis :
le système décrit se distingue ainsi de ceux avec lesquels on rencontre des difficultés de fabrication d'éléments dont les deux surfa ces sont cylindriques, auquel cas il faut que, lors de la fabrication, les génératrices des deux surfaces cylindriques de chaque élément soient maintenues parallèles entre elles avec une fai ble tolérance, par exemple une minute d'arc, pour ne pas nuire à la qualité du système.
Malgré les limitations imposées, en ce qui concerne les corrections, par les interfaces pla nes des doublets du système, celui-ci, tel qu'il est décrit ici, est hautement corrigé pour les aberrations sphérique et chromatique, pour la coma, pour la distorsion et pour la courbure de champ, particulièrement en ce qu'il donne un champ tangentiel relativement plan dans un plan perpendiculaire aux génératrices de ces surfaces cylindriques ;
en plus de la réduction des courbures des surfaces cylindriques du composant négatif résultant du fait qu'il com prend deux doublets, les limitations suivantes, qui s'appliquent à l'exemple particulier décrit ici, contribuent à la correction du système Le rayon de courbure de la surface con cave de chacun des doublets négatifs (r3 et r6) est compris entre 0,6 et 0,9 du rayon de cour bure r3 de la surface convexe du composant positif, pour obtenir un degré élevé de correc tion en ce qui concerne l'aberration sphérique, la comma, et un champ tangentiel plan, mais il n'en est plus ainsi quand le composant positif comprend deux doublets.
La constringence de l'élément négatif L5 du doublet positif n'est pas supérieure au nom- bre d'Abbe de 36 et l'indice de réfraction de l'élément positif L6 du doublet positif n'est pas inférieur à 1,635 pour la raie D ; on obtient ainsi un degré élevé de correction chromatique pour le composant positif, en même temps qu'une correction totale, ou d'ensemble, du système.
Le rayon de courbure de la surface con cave de chacun des doublets négatifs (r3 et r6) est compris entre 0,3 et 0,5 du rayon de cour bure de sa surface convexe (r1 <I>et</I> r4), que les doublets soient identiques ou non, pour per mettre d'obtenir un degré élevé de correction chromatique du composant négatif, en même temps qu'une correction totale, ou d'ensemble, du système.
La distance axiale<I>s,</I> (r6 <I>à</I> r,) entre les composants négatif et positif est comprise entre 1,2 et 1,5 fois le rayon r3 de courbure de la surface convexe du doublet positif quand le système est mis au point sur l'infini, en vue de l'obtention d'un degré élevé de correction satisfaisante simultanée des aberrations, mais il n'en est plus ainsi quand le composant posi tif comprend deux doublets.
L'épaisseur axiale t6 de l'élément positif L6 du doublet positif n'est pas inférieure à 0,065 du rayon r,9 de courbure de la surface convexe de l'élément, pour l'obtention d'une épaisseur marginale convenable de cet élément, pour des ouvertures relativement grandes, sans augmen ter fortement l'encombrement total du sys tème.