CH434961A - Appareil pour l'obtention d'images qui donnent l'impression de relief - Google Patents

Description

      Appareil    pour l'obtention d'images qui     donnent        l'impression    de     relief       Les systèmes 3 - D     (tridimensionnels)    dont on se       sert    actuellement en     photographie    et cinématographie,  sont tous fondés sur la     vision        binoculaire        stéréosco-          pique.    Le stéréoscope (inventé par Wheatstone en 1838)  aussi bien que les anaglyphes à lunettes bicolores (in  ventées par     Rollmann    en 1863)

   ou à lumière polarisée       (procédé        Anderton)    de même que les systèmes à grilles       (parallaxestéréogramme    d'Yves), visent à rendre la pro  fondeur et le     relief    au moyen de procédés stéréosco  piques: les deux images d'un objectif obtenues avec un  appareil photographique pourvu de deux objectifs. sé  parés par une distance d'environ 6,5 cm (distance entre  les pupilles) ne sont regardées     chacune    que par     l'eeil     respectif (gauche ou droit) ; de     cette    manière on     réalise     l'effet stéréoscopique.  



  Tous     ces    systèmes présentent l'inconvénient d'intro  duire des complications, à savoir: lunettes, lumière po  larisée, grille, etc. On     n'arrive    pas à obtenir une simple  image sur papier ou     pellicule    sensible qui, regardée di  rectement à     l'oeil    nu ou en projection, puisse donner  l'impression de profondeur et de relief.  



  En tant que disparates, les deux images ne peuvent       fusionner    objectivement. Leur     unification    est le résultat  d'un processus     psychophysiologique    compliqué - où  interviennent aussi bien des sensations musculaires et  tactiles que des réflexes     conditionnés    - au niveau du       cortex    cérébral. D'où la nécessité de se servir de dispo  sitifs qui soient à même de présenter à chaque     oeil    uni  quement l'image qui lui est destinée.  



  L'appareil selon     l'invention    est caractérisé par le fait  qu'il comprend deux systèmes optiques de prise de vues  agencés pour donner chacun une image d'un même ob  jet prise de deux points différents situés sur un même  axe, des moyens     permettant    de faire en sorte que soit  satisfaite la relation  
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    où Fi et     F2    sont     les        distances    focales des deux systèmes  optiques,

   p = la     distance    de l'objet à     l'objectif    de dis  tance focale     F1    et d = la différence entre les distances  qui séparent les deux systèmes optiques par     rapport    à  l'objet photographié, de manière que les deux images  obtenues aient les mêmes dimensions sans être iden  tiques et puissent être fusionnées pour donner une     image     résultante produisant une impression de     relief.     



  L'invention peut être appliquée à la photographie, à  la cinématographie et à la télévision.  



  Des formes de     réalisation    de l'objet de l'invention  sont représentées à titre d'exemples aux dessins. annexés.  La     fig.    1 est un dessin pour l'explication.  



  La     fig.    2 montre une     première    forme d'exécution,  La     fig.    3 montre une     autre        réalisation.     



  La     fig.    4 une     variante.     



  La     fig.    5 une     autre    variante.  



  Lorsqu'un objet, un     cylindre        par    exemple, est photo  graphié de deux points situés sur une même droite 1,3       (fig.    1), l'image prise du     point    1, le plus éloigné, em  brasse une     surface    plus grande de l'objet que l'image  obtenue du point 2 (cette différence est     marquée     Plus l'angle   (la parallaxe) est petit, d'autant plus  grand est     E    par     rapport    à la surface entière de l'objet.  



       Il    a été observé que la profondeur et le     relief    de       certains    objets sont perçus même dans la vision mono  culaire, si     lesdits    objets se     rapprochent    de nous ou s'ils  s'en éloignent. Par     conséquent,    les modifications surve  nues dans les valeurs de l'angle (parallaxe de profon  deur) et de la zone sont capables de     déterminer    la per  ception de la profondeur et du     relief    même pour la vi  sion monoculaire.  



  L'objectif photographique complexe qui fait l'objet  de la présente description tend à     reproduire    ce méca  nisme naturel de la perception de l'espace dans la vi  sion monoculaire -     mécanisme    dont les. peintres se      servent déjà     instinctivement    - par la superposition de  deux     images    obtenues de     points    différents sur un même  axe. Un tableau peint     conformément    aux règles de la  perspective complique la vue d'un objet ou d'un paysage  d'un seul point, comme sur une     photographie    (soit une  vision monoculaire).

   Toutefois, les peintres     obtiennent     l'impression de     relief    et de profondeur     grâce    aux   om  bres portées      .    Ces      <      ombres portées   ne sont que la  zone     E    des objets.  



  Les deux images prises des points 1 et 2 ne sont pas  de     dimensions    égales si elles ont été     obtenues        grâce    au  même appareil,     pourvu    d'un même objectif. Mais leurs       dimensions    peuvent être égales si elles sont prises avec  deux     objectifs    différents, calculés de manière que le     rap-          port    entre les     dimensions    de l'objet et les di  mensions
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   de l'image de l'objet soit le même.

   Compte  tenu des formules de     Newton     
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    où i = la     dimension    dé l'image, o = la     dimension    de  l'objet, f = la     distance    focale, p = la distance objet     -          objectif,    et p' = la distance objectif -image (les dis  tances p et p' sont mesurées à     partir    des foyers respec  tifs de     cet    objectif, voir, par exemple, S.

       Fliigge,        Leit-          faden    der     geom.        Optik,        Gôttingen-Vandenhoek     &      Ru-          precht,    1956), on     constate    que le rapport
EMI0002.0040  
         (coefficient    d'ab     andissement)

          .est    en relation     simple     avec la distance focale et avec la distance objet -     objec-          tif   
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    On peut     construire    les deux     objectifs    de manière que  la relation entre leurs distances focales Fi et     F2    soit  
EMI0002.0051  
   d est     1a        différence    entre  les     distances    qui séparent les deux objectifs par rapport  à l'objet photographié, d = 1,2     (fig.    1).  



  L'objectif     photographique    complexe représenté en       fig.2,    se compose de deux     objectifs    photographiques       concentriques    et coaxiaux, placés l'un devant     l'autre     sur le même axe     optique.    On ne garde du premier     ob-          jectif,    qui peut se réduire à une simple lentille conver  gente que la     couronne    4,5.  



  Dans     l'orifice        circulaire    pratiqué au     centre    de cette       lentille    (ou de cet     objectif)    on     fixe    un tube     métallique    6  à l'extrémité duquel on monte le     second        objectif    7. Au  moyen d'un pas de vis en spirale, ce second objectif  peut être rapproché ou     éloigné    de 4,5 pour une mise au  point     différentielle.     



  Ces deux systèmes optiques     convergents.    sont placés  sur un même     axe        optique,    avec un décalage d = 8,9, et       ce    décalage est destiné à assurer une différence entre  les valeurs     angulaires    des parallaxes: de l'objet à photo  <B>g</B>     graphier    de 10 sec au minimum.  



  Les deux objectifs. 4,5 et 7 sont calculés de ma  nière que les deux images d'un objet aient les mêmes  dimensions, la relation entre leurs     distances    focales est  
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    d'habitude d (8,9) est d'environ 10 à 30 mm.  



  La mise au point différentielle     (modification    de la  distance d 8,9)     permet        d'obtenir    la superposition com  plète des deux images.    L'avantage de cet     objectif    complexe en regard des  procédés     utilisés    jusqu'à ce jour, 3 - D (la perception  des trois dimensions), consiste dans le fait que l'image  peut être vue à     1'#i1    nu sans nul autre dispositif     spécial     lunettes bicolores,     grille,    etc.

   Pour ce qui est de la     ciné-          matographie,    la     projection    d'un     film    enregistré par        l'objectif        complexe      s'effectue avec les appareils et  objectifs courants, sans aucune modification.  



       Pour    la télévision c'est la caméra de prise de vue  qui est pourvue de   l'objectif complexe      .     



  Outre la solution exposée on peut aussi réaliser  l'objectif     complexe    en fixant dans un tube     métallique     deux     semi-objectifs    obtenus par le sectionnement de  deux objectifs à distances focales différentes mais rap  prochés, suivant un plan qui passe par leur axe optique.  On a monté les deux moitiés 10 et 11 de la     fig.    3 avec  un décalage variable dl = 12,13 de manière que,  compte tenu de leurs distances focales, les deux images  d'un objet obtenues sur le plan de la pellicule aient les  mêmes dimensions et     fusionnent   <B>(dl</B> = 12,13 pouvant  avoir des valeurs de 1 mm à 30 mm).  



  On peut aussi     réaliser        l'objectif    complexe au moyen  d'un montage pourvu de deux objectifs 14 et 15 (dont  l'un à distance focale variable) et un système de     miroirs          semi-transparents    16 et 17 et de prismes à     réflexion     totale 18 et 19 (fi-. 4) ; grâce à     cet        agencement    les deux  images d'un objet prises en deux points différents 20 et  21 se trouvant sur le même axe et ayant les mêmes, di  mensions sont projetées sur le même plan de la pelli  cule 22.  



  Outre les solutions exposées ci-dessus l'effet de pro  fondeur et de     relief    s'obtient aussi en cinématographie  et télévision par un dispositif qui permet d'enregistrer  successivement les deux images - prises en deux points       différents    sur le même axe et qui     fusionnent    .sur la ré  tine (exploitant le phénomène de la persistance des  images sur la     rétine).    En ce cas, l'impression de profon  deur et de relief est accrue par l'adjonction d'un effet  de pulsation des ombres,     effet    connu comme un des sti  muli psychologiques permettant de percevoir la profon  deur et le relief dans la vision     monoculaire.     



  On se     sert    aux mêmes     fins    d'un     dispositif    dont la       caractéristique    est d'être composé de deux objectifs à  distances focales     différentes    mais rapprochées 23 et 24       (fig.    5) calculées de manière que les deux images d'un  même objet projetées sur le plan de la pellicule aient les  mêmes     dimensions.,        compte    tenu du décalage i = 25,26  entre les     objectifs.    On monte ces objectifs sur un disque  27 (tourelle) qui tourne autour d'un axe 28, fixé sur la  boîte de l'appareil de prises.

   de vues ou bien sur un  socle auquel on imprime un mouvement alternatif de     va-          et-vient    les     objectifs    sont présentés à tour de rôle devant  l'ouverture d'exposition 29.  



  De     cette    manière on fait     alternativement    enregistrer  sur les     photogrammes    de la pellicule en     train    de se dé  ployer 30 les images obtenues     successivement    par l'un  et par l'autre     objectif,    qui agissent (au moment où cha  cun d'eux se trouve devant la fenêtre d'exposition 29)  sur le même axe     optique.    Ce     dispositif        requiert    un nom  bre accru d'images. à la seconde lors de     l'enregistrement     aussi bien que lors de la projection.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil pour l'obtention d'images qui donnent l'im pression de relief, caractérisé par le fait qu'il comprend deux systèmes optiques de prise de vues agencés pour donner chacun une image d'un même objet prise de deux points différents situés sur un même axe, des moyens permettant de faire en sorte que soit satisfaite la relation EMI0003.0002 où FI et F2 sont les distances focales des deux systèmes optiques, p = la distance de l'objet à l'objectif de dis tance focale Fl et d = la différence entre les distances qui séparent les deux systèmes optiques par rapport à l'objet photographié,

   de manière que les deux images obtenues aient les mêmes dimensions sans être iden tiques et puissent être fusionnées pour donner une image résultante produisant une impression de relief. <B>SOUS-REVENDICATIONS</B> 1. Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que chacun desdits systèmes optiques est constitué par un objectif, ces, deux objectifs (4,5 et 7) étant soli daires et ayant leurs centres optiques sur le même axe, l'un des objectifs étant annulaire (4,5), le second étant monté au centre et en arrière ou en face du premier,

   la distance entre les deux objectifs pouvant être modifiée par une mise au point préalable pour faire varier la dis tance entre leurs centres optiques (d = 8,9), de manière à obtenir simultanément sur un même plan deux images qui ont les mêmes dimensions sans être iden tiques, ce qui les fait fusionner pour donner une image résultante produisant l'impression de relief. 2.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que lesdits systèmes optiques sont constitués cha cun par un demi-objectif, ces deux demi-objectifs étant obtenus par le sectionnement - suivant un plan qui passe par leur axe optique - de deux objectifs à dis tances focales différentes, les deux moitiés (10 et 11) étant montées solidairement, avec leur centre optique sur le même axe mais décalés l'un par rapport à l'autre, ce décalage étant variable à volonté de manière que, compte tenu des distances focales différentes,

   les deux images d'un même objet formées sur la pellicule sensible par l'ensemble des deux semi-objectifs aient les mêmes dimensions sans, être identiques et puissent fusionner. 3.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il comprend deux objectifs à distances focales différentes (14 et 15) disposés selon des axes distincts, un dispositif composé de miroirs semi-transparents (16 et 17) et de prismes à réflexion totale (18, 19) dirigeant la lumière en provenance de l'objet sur les deux objec- tifs et réunissant les faisceaux sortant de ceux-ci,

   de fa çon telle que deux images d'un même objet soient for mées comme si elles étaient prises de deux points diffé- rents d'un même axe optique et projetées simultané ment sur la pellicule sensible, les objectifs étant réglés de façon que les images. aient les mêmes dimensions sans. être identiques et fusionnent sur la pellicule. 4.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que chacun desdits systèmes optiques comprend un objectif, ces deux objectifs étant de distances focales dif férentes (23 et 24) et montés, sur un support mû par un mouvement de va-et-vient (27) qui les présente alterna tivement devant une fenêtre d:

   'expo-sition (29) d'une pel licule cinématographique en mouvement, de sorte que, sur les photogrammes de la pellicule, puissent s'impri mer alternativement et successivement les images prises par les deux objectifs, ceux-ci étant réglés de manière que les.

   images obtenues - compte tenu du décalage existant entre les, deux objectifs et de la différence entre leurs distances focales - aient la même dimension sans être identiques et qu'elles puissent donner à la projec tion l'impression de profondeur et de relief, grâce à la persistance des images. sur la rétine.