Brevet FR2624984A1 — publié le 19890623

OBJECTIF POUR VIVES STEREOSCOPIQUES La présente invention concerne les objectifs pour vues du type stéréoscopiques, plus particulièrement ceux qui sont destinés à la prise de vue ou à la restitution stéréoscopique, dans le domaine aussi bien photographique que cinématograhique. Actuellement, pour réaliser des images en relief, il est nécessaire d'obtenir I'enregistrement de deux images d'un même objet, prises respectivement suivant deux axes optiques différents dont la distance est sensiblement égale à la distance interpupillaire, c'est-à-dire la distance moyenne séparant les centres des deux yeux d'un homne adulte. Cette distance représente ce que les techniciens dans ce domaine nomment base stéréoscopique . Les images obtenues sont ensuite enregistrées sur tout support qu'il soit photosensible, magnétique, ou d'un autre type. Pour la restitution de ces images, il suffit de les projeter avec une même base stéréoscopique que celle qui a été utilisée pour leur enregistrement. La dissociation des deux images dites droite et gauche pour respectivement les deux yeux des spectateurs étant généralement obtenue, par exemple, par différenciation sur deux couleurs ou sur deux polarisations faisant entre elles un angle de valeur non nulle, par exemple droit. Dans le cas d'une différenciation par couleurs, celle-ci est obtenue, par exemple, au moyen de lunettes portées par les spectateurs, dont les deux verres ont respectivement des filtres de couleur adaptés. Dans le cas d'une différenciation par polarisation, les verres des lunettes comportent des filtres polariseurs ayant respectivement la même orientation que celle des images projetées. Dans le passé, pour enregistrer de telles images, on utilisait généralement deux appareils photographiques jumelés dont les centres optiques étaient situés sur une droite horizontale et espaces l'un de l'autre de la distance de la base stéréoscopique. Par la suite, dans le souci de limiter le coût de revient de tels dispositifs, les techniciens ont réalisé des accessoires optiques adaptables sur l'objectif d'un seul appareil photographique permettant de former sur deux chemins optiques décales de l'axe optique de l'objectif de l'appareil deux images qui étaient alors formées par le seul objectif et enregistrées simultanément sur un même support photosensible. Parmi ces accessoires, on peut citer des miroirs réfléchissants ou analogues permettant de décomposer le chemin optique de l'appareil en deux chemins optiques latéraux. Le coût de cet accessoire incontestablement inférieur à celui d'un appareil photographique conduit à un coût de revient total du dispositif stéréoscopique complet nettement inférieur à celui des dispositifs tels que décrits précédemment. Or, la technique concernant les images stéréoscopiques intéresse de plus en plus d'amateurs. Afin de pouvoir répondre aux désirs du plus grand nombre de ceux-ci, il est nécessaire de pouvoir mettre à leur disposition des dispositifs qui soient de moins en moins onéreux, tout en donnant d'aussi bons résultats que ceux existant actuellement. La présente invention a pour but de réaliser un objectif pour vues stéréoscopiques particulièrement intéressant dans le domaine de la photographie et de la cinématographie, aussi bien pour l'enregistrement des images que pour leur restitution, qui soit d'une structure des plus simples, qui puisse être utilisé dans toutes les conditions, et qui ait en plus un prix de revient très faible. Plus précisément, la présente invention a pour objet un objectif pour vues stéréoscopiques suivant une base donnée, caractérisé par le fait qu'il comprend un système optique centré définissant un champ sensiblement conique de révolution, un premier module comportant des premiers moyens pour obtenir une première déviation d'un premier demi-champ conique dudit champ conique total et des seconds moyens pour obtenir une seconde déviation dudit premier demi-champ conique dans une direction sensiblement parallèle à la bissectrice du second demi-champ conique non dévié, la distance séparant l'axe optique dudit second demi-champ non dévié de celui ayant subi les deux dites première et seconde déviations étant sensiblement égale à la valeur de la base stéréoscopique, et des moyens pour associer ledit premier module audit système centré. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels - la figure 1 représente la projection dans un plan horizontal d'un schéma d'un mode de réalisation d'un objectif pour vues stéréoscopiques selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en perspective schématique du mode de réalisation illustré sur la figure 1, - les figures 3 et 4 représentent respectivement les projections dans un plan vertical et dans un plan horizontal d'un deuxième mode de réalisation perfectionné d'un objectif pour vues stéréoscopiques selon l'invention, et - la figure 5 représente une vue en perspective schématique du mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4. Les figures 1 et 2 représentent un même mode de réalisation d'un objectif pour vues stéréoscopiques comprenant un système optique centré convergent 1, par exemple une lentille optique convergente constituée d'un ou de plusieurs éléments de lentilles tels que ceux que l'on trouve dans les appareils du type photographique ou cinématographique. Ce système optique centré 1 posséde un champ de vision 2 sensiblement conique de révolution autour d'un axe 3 qui est en fait son axe optique. A ce systéme 1 est associé un plan de focalisation image 4 qui, généralement, est distant du centre optique 5 d'une valeur qui est fonction de la distance focale image 6 d'un tel système. L'objectif comporte en outre un module 15 comprenant des premiers moyens 7 pour obtenir une première déviation d'un demi-champ optique conique 8 suivant une direction de chemin optique 9, et des seconds moyens 10 pour obtenir une deuxiéme déviation du chemin optique 9 sur un trajet optique 11 qui est sensiblement parallèle à la bissectrice 12 du deuxième demi-champ optique conique 13 n'ayant pas subi la déviation par les premiers moyens 7. Un système optique centré 1 comme une lentille convergente unitaire ou complexe affecte généralement la forme d'un disque optique 14. Dans ce cas, les moyens 7 pour obtenir la première déviation du demi-champ conique 8 sont constitués par un premier miroir refléchissant 16 apte à être positionné dans un plan vertical et dont un bord rectiligne i7 est situé sur l-'axe optique 3 du système optique centré 1. En d'autres termes, ce côté 17 est situé dans un plan vertical passant par un diamètre du disque 14 constituant la lentille. De plus, le plan 18 de ce miroir 7 fait avec l'axe optique 3 un angle 19 inférieur à un angle droit de telle façon que le chemin optique ainsi dévié 9 puisse tomber sur les deuxièmes moyens de déviation 10. Dans un mode de réalisation avantageux, ces deuxièmes moyens de déviation 10 sont constitués par un deuxième miroir réfléchissant 20 apte à être situé, lui aussi, dans un plan vertical et associé à des moyens 21 permettant de pouvoir l'orienter autour, par exemple, d'un axe 22 vertical. De cette façon, les deux miroirs 16 et 20 peuvent former un coin d'air pour diriger le chemin optique 11 sur un chemin parallèle à la bissectrice 12 du demi-champ conique 13 non dévié. Les moyens 21 permettant d'orienter le miroir 20 comportent, par exemple, l'axe de rotation 22 du miroir 20, une vis de réglage 24 apte à être déplacée par rapport à un support 25 et dont une extrémité coopère par action de pression avec un point du miroir non situé sur l'axe de rotation, et des moyens pour exercer une force de réaction sur ledit miroir, par exemple un ressort disposé entre le miroir et le support. L'objectif pour prise de vues stéréoscopiques tel que décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante I1 est tout d'abord supposé que le système centré convergent 1 est constitué par la lentille d'entrée d'un appareil photographique 30 schématisé figure 1. Le support 25 est associé à cet appareil photographique 30 de façon que les deux miroirs 16 et 20 soient positionnés dans l'espace comme décrit ci-avant, pour que les deux chemins optiques 11, 12 soient situés dans un plan horizontal, par exemple le plan de la figure 1. Avec un tel appareil photographique, il est possible d'obtenir un couple d'images stéréoscopiques d'un objet 31 qui se focalisent dans le plan de focalisation 4, respectivement une première image 32 pour les rayons lumineux se propageant suivant l'axe optique constitué par les portions de chemins 11, 9 et 34 et une deuxième image 33 formée par les rayons lumineux se propageant suivant l'axe optique non dévié 12 passant directement sensiblement par le centre optique 5 du système centré convergent 1. Ce couple d'images apparat schématiquement illustré sur la figure 2. Les deux images 32, 33 de l'objet 31 illustré, dans cet exemple, par une flêche, apparaissent l'une à côté de l'autre, renversées et inversées par rapport à l'objet 31. Comme en général les champs optiques des systèmes centrés 1 sont au maximum de l'ordre de soixante degrés, la direction de prise de vue avec un tel objectif stéréoscopique est orientée à environ quinze degrés sur l'axe optique 3. Malgré ce léger inconvénient, un tel objectif permettant d'obtenir un couple d'images stéréoscopiques comporte un nombre d'éléments des plus réduits, puisque le module 15 ne comprend que deux miroirs réfléchissants, alors que ceux de l'art antérieur en comportaient, pour un résultat strictement analogue, au minimun quatre, ce qui réduit d'autant son prix de revient. Le mode de réalisation de 11 objectif pour prise de vues stéréoscopiques représenté sur les figures 3 à 5 constitue un perfectionnement au mode décrit ci-dessus, permettant essentiellement de pouvoir utiliser un appareil photographique du type stéréoscopique dans une position perpendiculaire à celle selon les figures 1 et 2. En effet, comme représenté sur la figure 2, les deux images 32 et 33 sont situées l'une à côté de l'autre, par exemple sur le film photographique. Pour pouvoir obtenir un cadrage de l'objet suivant une orientation perpendiculaire à celle illustrée sur la figure 2, par exemple pour un portrait, il est préférable que l'appareil soit dans une position qui soit b quatre-vingt-dix degrés de celle permettant d'obtenir les images selon les figures 1 et 2. Il est cependant nécessaire que, par exemple au moment de la projection de ces deux images, les spectateurs puissent les percevoir correctement. Leur projection doit donc pouvoir en donner deux images disposées horizontalement l'une à côté de l'autre. Le mode de réalisation de l'objectif selon les figures 3 à 5 permet d'obtenir ce résultat. Dans ce cas, l'objectif comporte aussi un système optique centré 50 tel que, par exemple, une lentille convergente d'axe optique 51 et possédant un plan de focalisation 52. Ce système optique centré offre un champ de prise de vues 53 qui, comme précédemment, est généralement de forme conique de révolution et centré sur l'axe optique 51 passant par le centre optique 54. A ce système optique 50 sont associés des moyens de traitement optique 55 comportant essentiellement deux modules 56 et 57. Le premier module 56 ne sera pas décrit, car il est essentiellement, et même avantageusement, identique au module 15 décrit en regard des figures 1 et 2. Cependant, il est positionné de façon que le bord rectiligne 58 du premier miroir 59 soit situé sur l'axe optique 51 et dans un plan horizontal. De cette façon, l'axe optique 60 du demi-champ optique 61 situé en dessous du plan horizontal passant par l'axe optique 51 est dévié une première fois par le miroir 59 et une deuxième fois, par le miroir 62. Etant donné les positions de ces deux miroirs 59 et 62, cet axe optique 60 est donc situé dans un plan vertical contenant l'axe optiquè 51. Quant au deuxième moaule 57, il comprend deux miroirs de renvoi 63 et 64 permettant de dévier l'axe optique 65 du demi-champ optique supérieur 66 situé au-dessus, pour que l'axe optique résultant dévié 68 soit décalé du plan horizontal contenant l'axe optique 51 d'une certaine distance qui sera déterminée ci-après. Pour cela, le premier miroir 63 a un bord rectiligne 67 situé dans le plan horizontal passant par l'axe optique 51 et dans le demi-espace limité par ce plan opposé à celui comprenant le premier module 56. A ce premier miroir 63 est associé le second 64 qui est situé à une distance déterminée de ce premier et, par exemple, dans une position lui permettant de former avec le premier, un système de lames réfléchissantes à faces parallèles, de façon que la partie 68 de l'axe optique 65 soit décalée du plan vertical passant par l'axe 51. Cette distance est déterminée, comme pour le mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2, de façon que la distance séparant l'axe optique 60, obtenu par déviation avec le premier module 56, et l'axe optique 68, obtenu par déviation avec le deuxième module 57, soit égale à la base stéréoscopique qui est généralement égale à la distance interpupillaire séparant les yeux du spectateur moyen. Ces deux modules 56 et 57 seront avantageusement réalisés dans deux boîtiers séparés qui pourront être associés à un système centré tel que 1 ou 50 par des moyens d'accrochage du type bague, par exemple l'une de celles qui sont couramment utilisées dans le domaine des appareils photographiques, cinématographiques, etc. En résumé, lorsque l'on veut obtenir un couple d'images stéréoscopiques disposées l'une à côté de l'autre suivant un axe sensiblement horizontal, seul un module du type 56 sera utilisé, positionné comme représenté sur les figures 1 et 2, ctest-à-dire latéralement à la lentille 1 et de façon que les plans de réflexion des deux miroirs soient sensiblement parallèles à un axe vertical. Par contre, lorsque l'on veut obtenir un couple d'images stéréoscopiques disposées l'une au-dessous de l'autre suivant un axe sensiblement vertical, comme illustré sur les figures 3 à 5, il est nécessaire d'associer au système optique centré les deux modules 56, 57 de façon que les miroirs du premier module 56 aient leurs faces de réflexion sensiblement parallèles à un axe horizontal, tandis que celles des miroirs du- deuxième module 57 soient sensiblement parallèles à un axe vertical. L'objectif pour vues stéréoscopiques selon l'invention et tel que décrit ci-dessus, aussi bien dans sa réalisation selon les figures 1 et 2 que dans sa réalisation selon les figures 3 à 5, peut être utilisé pour l'enregistrement des vues avec des appareils du type photographique ou cinématographique, mais aussi pour leur restitution, en fonctionnant de la même façon, suivant le principe du retour inverse de la lumière, avec des projecteurs pour diapositives ou films. REVENDICATIONS 1. Objectif pour vues stéréoscopiques suivant une base donnée, caractérisé par le fait qu'il comprend un système optique centré (1,50) définissant un champ sensiblement conique de révolution (2,53), un premier module (15,56) comportant des premiers moyens (7,59) pour obtenir une première déviation d'un premier demi-champ conique (8) dudit champ conique total et des seconds moyens (10,62) pour obtenir une seconde déviation dudit premier demi-champ conique (8) dans une direction sensiblement parallèle à la bissectrice (12) du deuxième demi-champ conique non dévié (13), la distance séparant l'axe optique (12) du demi-champ non dévié (13) de celui (11) du demi-champ ayant subi les deux dites première et seconde déviations étant sensiblement égale à la valeur de la base stéréoscopique, et des moyens pour associer ledit premier module audit système centré. 2. Objectif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens pour obtenir une première déviation d'un premier demi-champ conique (8) sont constitués par un premier miroir réfléchissant: (7) apte à être positionné dans un plan ayant une première orientation donnée et dont un bord rectiligne (17) est situé sur l'axe optique (3) du système optique centré (1), le plan (18) de ce dit miroir (7) faisant avec ledit axe optique (3) dudit système centré (1) un angle (19j inférieur à un angle droit. 3. Objectif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens pour obtenir une seconde déviation sont constitués par un deuxième miroir réfléchissant (20) apte à être situé dans un plan suivant ladite première orientation donnée et associé à des moyens (21) permettant de pouvoir l'orienter autour d'un axe (22) disposé suivant ladite première orientation, de façon que les deux miroirs (16,20) forment un coin d'air variable, pour obtenir un axe optique (11) de ce premier demi-champ dévié sur un chemin optique sensiblement parallèle à l'axe optique (12) du deuxième demi-champ conique (13) non dévié. 4. Objectif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens (21) permettant d'orienter le second miroir (20) comportent un axe de rotation dudit miroir (22), une vis de réglage (24) déplaçable par rapport a un support (25) et dont une extrémité coopère avec un point dudit miroir non situé sur ledit axe de rotation, et des moyens pour exercer une force de réaction sur ledit miroir. 5. Objectif selon l'une des revendications 2 à 4, catactérisé par le fait qu'il comporte un deuxième module (57) associé audit premier module (56), ledit deuxième module comprenant deux troisième et quatrième miroirs de renvoi (63, 64) pour dévier deux fois l'axe optique du deuxième demi-champ optique, ledit troisième miroir (63) ayant un bord rectiligne (67) situé dans un plan ayant une deuxième direction perpendiculaire à ladite première direction donnée, passant par l'axe optique (51) et situé dans le demi-espace limité par ce plan et opposé à celui comprenant le premier module (56), le quatrième miroir (64) étant situé à une distance déterminée dudit troisième miroir (63) pour former avec ce troisième un système de lames réfléchissantes à faces sensiblement parallèles de façon que la partie résultante (68) de l'axe optique (65) soit décalée de l'axe optique (60) obtenu avec ledit premier module (56) d'une distance sensiblement égale à la base stéréoscopique. '6. Objectif selon l'une des revendication 1 ou 5, caractérisé par le fait que l'un des modules (15, 56, 57) comporte un boitier et des moyens de coopération avec lesdits moyens pour associer ledit module audit système centré.