Brevet FR2521309A1 — publié le 19830812

La présente invention se rapporte au domaine des appareils optiques permettant d'obtenir des couples binaires d'images réelles d'une scène ou d'un objet sur un support photo-sensible. Ces couples d'images observées de façon telle qu'un des éléments est vu par un oeil et l'autre par l'autre oeil, permettent de restituer la sensation de volume des objets photographiés. Ces couples d'images sont dits stérdoscopiques. Dans la pratique, il existe plusieurs moyens d'obtenir de tels couples stéré oscopiques de façon plus ou moins commode. On peut utiliser un appareil de prises de vues ordinaire: il suffit de déplacer l'appareil de quelques cen trimètres entre la première et la seconde vue. Le couple ainsi obtenu montrera le relief du sujet, mais os ne peut pas photographier un sujet en mouvement. Un autre moyen consiste à prendre un appareil équipé de deux objectifs et fait pour cela. Les deux objectifs de l'appareil étant a une certaine distance l'un de l'autre, les couples ainsi obtenus sont bien stéréoscopiques et montrent bien à ltobservateur 1e relief de la scène. Ce dernier moyen a 1'norme avantage sur le précédent de permettre les prises de vues d'objets en mouvement: c'est un moyen rationnel. Mais il existe une troisième famille de moyens asses différents qui n'a pas jusqu'à la présente invention reçu de solution du point de vue technique, et qui par conséquent ne pouvait aboutir sur le plan industriel et commercial: il s'agit des systèmes diviseurs d'images èt dédoubleurs de champ.Ce sont des accessoires qui se placent devant l'objectif de prises de vues d'un appareil photographique ordinaire, et qui, sans modifier ce dernier, donne deux images d'une même scène, occupant chacune la moitié de la surface de l'image obtenue habituellement avec l'appareil. Les images observées dans les conditions ci-dessus, constituent bien des couples stéréoscopiques et restituent le relief. Jusqu'à présent, ces systèmes étaient basés sur deux modes de raisonnement comme en témoignent les brevets déposés à 1'INPI et ce, depuis plus d'un demi-siècle, à savoir: 1/ les systèmes dont la propriété stéréoscopique est due à un effet déviateur en réfraction (face d'entrée et de sortie non parallèles généralement). 2/ les systèmes où la propriété stéréoscopique est due à ce qu'un des plans réflechissants donne un effet déviateur en réflexion, de façon telle que les deux images soient bien l'une à côté de l'autre et localisées chacune sur la moitié ds la surface du format initial.La présente invention appartient principalement à la seconde catégorie, mais sans avoir l'inconvénient majeur des autres systèmes, à savoir: dans les systèmes précédents, les deux vues obtenues sont de cadrage vertical, car quelque soit le format photo ou cinéma initial, , rectangulaire ou carré, loraqu'on le divise verticalement, on obtient deux rectangles verticaux, donc un cadrage inaproprié dans quatre vingt quinze pour cent des vues faites d'ordinaire, paysages, intérieurs, etc.De plus, le fait d'avoir un format vertical dont le rapport des côtés est, entre eux, presque de deux à un, implique généralement une gêne visuelle lors de l'observation car les bords verticaux de l'image se trouvant très près du centre du champ visuel, se dédoublent à cause de la différence importante de valeur de parallaxe entre les bords de l'image et celle des détails des objets photographiés, rendant incompatible leur fusionnement simultané.Ce phénomène de gêne est déjà sensible sur une image stéréoscopique carrée si on ne prend pas des précautions particulières. Donc pour avoir une image dont le cadrage soit finalement observé en largeur c'est-à-dire " à l'horizontale", il faut que le système optique fasse pivoter de 900 l'image de l'horizon, le mettant ainsi parallèle au grand côté du format de l'image qui, comme dit ci-dessus est devenu immanquablement vertical. C'est le but atteint par notre invention. Rt/ Systèse diviseur et dédoubleur de champ à retournement d'image pour l'ob- tention de deux images stéréoscopiques, dont le grand côté est parallèle à la ligne d'horizon après que l'image de ce dernier a été pivotée de 90 , le rendant vertical par les miroirs ou les prismes réflechissants du système. Les deux images stéréoscopiques sont inscrites dans l'espace délimité par le format simple de l'image initiale donnée par l'objectif unique de l'appareil de prises de vues devant lequel le système est placé. La pupille de l'objec- tif de prises de vues se trouve divisée optiquement en deux moitiés dont chacune donne une image oh l'horizon est vertical et dont le trajet optique s'est effectué selon les trois plans de l'espace.Ces images peuvent être mémorisées et conservées sur un support photochimique, opto-électronique ou thermique. Le système est Caractérisé en ce Que les miroirs ou les prismes délimitent symétriquement à l'axe optique de l'objectif del'appareil devant lequel est placé le système, deux groupes de trois surfaces réflechissantes imposant sur une partie du trajet lumineux un parcours en élévation par rapport au plan qui contient l'axe optique de l'objectif de prises de vues, créant ainsi une rotation apparente de 900 de la ligne d'horizon. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès et en s'appuyant sur les figures annexées où le plan de la figure est assimilé à l'horizontale, et par conséquent, le champ de l'image, symbolisé ici par le trait interrompu court, se trouve dans un plan vertical. - la figure 1 représente un schema explicatif du trajet lumineux et la disposition des plans réflechissants dans l'espace. - la figure 2, le premier mode probatoire réalisé avec des prismes - la figure 3 le mode préféré avec un "toit" de retournement, à la place d'un des plans reflechissants. - la figure 4 une autre disposition possible, ayant les mêmes propriétés que le système de la figure 2, à laquelle on pourrait substituer à l'un des plans reflechissants, ici les hypòténuses des prismes, un "toit" de retournement comme en figure 3 pour avoir les mêmes propriétés que le mode préféré. La figure 1 représente la disposition théorique des deux groupes de plans réflechissants PL1, PL2 , PL 3 et PL1', PL2' et PL3', l'objectif 0, devant lequel se place le système, les deux images telles qu'elles sont obtenues en format vertical I et I', ainsi que les différentes dispositions et orientations que prend l'horizon H symbolysé dans le champ commun oo(infini). Les rayons lumineux issus du paysage ou du sujet symbolisé ici par la ligne horizontale du champ et le repère K sont réflechis une première fois par les miroirs plans PL1 et PL1' dans une direction perpendiculaire au plan de la figure. Ici les miroirs plans PL1 et PL1' sont à 450 de ce plan.Dans un second temps ces rayons lumineux sont réflechis par les miroirs plans PL2 et PL2' dans une direction perPendiculaire à la première, donc dans le plan de la figure et perpendiculairement à la direction du paysage et vers l'axe de symétrie de la figure,où se trouvent les miroirs plans PL3 et PL3' dont les angles sont proches de 450 sur le trajet des rayons lumineux qui se trouvent ainsi rejetés, toujours dans le plan de la figure, vers l'objectif qui sera présenté derrière le système. Les miroirs plans PL3 et PL3' forment un dièdre dont l'arête somitale est perpendiculaire au plan de la figure et centré sur l'axe de symétrie générale. Du fait que cette arête sépare diamé tralement la pupille de l'objectif, ce dernier donnera deux images d'égale intensité et par une adéquation des angles de reflexion autour de la valeur de 450, et selon-la focale de l'objectif, les miroirs plans PL3 et PL3' don neront en I et I' deux images du paysage, présentées l'une à c8té de l'autre verticalement et dont l'horizontale est bien pivotée de 900. Le retournement de 900 du champ comme le montre la figure 1 et les repères K se fait mutuellement en opposition du fait que les deux groupes sont symétriques l'un face à l'autre, ce qui conduit à l'obtention de deux images verticales "tête-bEchew par leur sens de lecture et opposées haut et bas.Ces images sont utilisables, nais dans la pratique il serait gênant de les conserver ainsi, sauf cas exceptionnel. C'est pourquoi la figure N 3 représente le système réalisé avec des prises, ce qui ne change rien au mécanisme de retournement et de division de l'image, mais l'améliore en rendant les deux images de même sens de lecture, donc haût et bas identiques, conditionnant le système dans ce mode prdféren- tiel. La version ici représentée possède un "toit" symbolisé par T à la place d'un des plans reflechissants, plans qui, dans le cas des prismes,sont les faces hypothénuses de ces derniers.Rappelons que les "toits" sont constitués de deux miroirs perpendiculaires dont l'orientation est de chaque côté d'un axe de symétrie et dont l'intersection des surfaces forme une arête parallèle au plan initial du miroir plan remplacé, ici PLI', et créent -ainsi un sys tète de retournement optique de l'image égal à 1800, et dans notre cas, rétablissent l'orientation identique des deux représentations du paysage dans l'espace du cadrage I I', en vue d'une bonne et facile exploitation. Le dispositif diviseur et dédoubleur de champ à retournement d'images, n'a été décrit ci-dessus que selon des modes de réalisation donnés à titre d'exemples, et toute mise en oeuvre des caractéristiques essentielles de l'invention, avec des moyens équivalents est comprise dans le domaine du présent brevet. C'est ainsi que l'utilisation d'autre prismes ou combinaisons du genre "toit" conduisant au même résultat, par exemple basée sur des pentagonaux à la place des plans reflechissants, ou tout autre moyen équivalent est compris dans le domaine du présent brevet. il est à remarquer que le système optique décrit dans ce brevet peut être utilisé dans le cas du retour inverse de la lumière et que cette utilisation est évidemment une des possibilités du système. REVENDICATIONS - R 1.- Système diviseur et dédoubleur de champ à retournement d1images pour l'obtention de deux images stéréoscopiques dont le grand côté est parallèle à la ligne d'horizon après que l'image de ce dernier a été pivotée de 900 la rendant verticale par les miroirs ou les prismes réflechissants du système. Les deux images stéréoscopiques sont inscrites dans ltespace délimité par le format simple de l'image initiale donnée par l'objectif unique de l'appareil devant lequel le système est placé. La pupille de l'objectif de prises de vues se trouve divisée optiquement en deux moitiés dont chacune donne une image où l'horizon est vertical et dont le trajet optique s'est effectué selon les trois plans de l'espace. Ces images peuvent être mémorisées et conservées sur un support photochimique, opto-électronique ou thermique. Le système est caractérisé en ce Que les miroirs ou les prismee réflechissants délimitent symétriquement à l'axe optiqued.l'objectif devant lequel est placé le système, deux groupes de trois surfaces réflechissantes imposant sur une partie du trajet lumineux un parcours en élévation par rapport au plan qui contient l'axe optique de l'objectif de l'appareil de prises de vues, créant ainsi une rotation apparente de 900 de la ligne d'horizon. - R 2.- Diviseur dédoubler selon R 1 caractérisé en ce que les-dits plans réflechissants sont des miroirs face avant. -R 3.- Diviseur dédoubleur selon R 1 caractérisé en ce 9ue les-dits plans réflechissants sont des miroirs face arrière. - R 4.- Diviseur dédoubleur selon R 1 caractérisé en ce eue les-dits plans réflechissants sont des faces réflechissantes de prismes, donc de solides géométriques où le trajet se fait dans le milieu compris entre ses faces. - R 5-Diviseur dédoubleur selon R2 R3 R4 canot arisé en les-dits plans réfléchissants peuvent être,sur un même trajet,des faces de miroirs ou de prismes. - R 6-Diviseur dédoubleur selon une des quelconques revendications précédentes earactérisé en ce que il se place devant n'importe quel objectif de focale compa -tible par tout moyen de fixation,par exemple:bagne filetée, bague à bayonnette, système à emboitement avec ou sans serrage, support indépendant permettant de mintenir le diviseur dédoou -bvleur devant l'objectif et dans la bonne orientation. - R 7-diviseur dédoubleur selon une des quelc@nques reven -dications précédentes caraotérisé en ce que les objectifs ou systèmes optiques devant lesquels il est placé,donnent des images mémorisables par un ###### procédé phortochimique,électronique ou thermique. - R 8-Diviseur dédoubleur selon l'une des quelconques reven -dications précédentes caractérisé en ce que les images ont subi un retournement de 90 et que l'image d'une horisontale est"pivotée"à la verticale par le système. - R 9-Diviseur dédoubleur selon R I caractérisé eu ce que l'un des plans réfléchissants peut être remplacé par un"toit" optique luiaussi réfléchissant. - RIO-diviseur dédoubleur selon R I caractérisé en ce que dans le cas de l'utilisation d'un"toit",àla place d'un plan réfléchissant,les deux images sont représentées dans le même sens,et non "tete-bèche", ni opposées haut et bas,ce qui re -présente la disposition optimum.