Brevet FR2752955A1 — publié le 19980306

q 2752955 Appareil photographique stéréoscopique à écartement d'axes optiques réglable La présente invention concerne un appareil photographique stéréoscopique, et plus spécialement un appareil stéréoscopique comportant un mécanisme de réglage de la distance entre les axes optiques ou axes principaux de ses deux lentilles de prise de vrue. Dans un appareil photographique stéréoscopique prévu pour prendre en même temps deux photos à l'aide d'une paire de lentilles de prise de vue droite et gauche, la distance entre les deux lentilles est généralement fixe. Dans un appareil photographique stéréoscopique du type à distance fixe entre les axes optiques, la déviation de position de l'image d'un sujet de photos droite et gauche augmente à cause des parallaxes des deux lentilles de prise de vue au fur et à mesure que la distance par rapport au sujet diminue. Comme le montre de façon exagérée la figure 10, les zones qui ne se recouvrent pas (a à b, c à d) augmentent dans les zones extérieures droite et gauche des photos G et D. Quand le film photographique est monté dans une monture de diapositive stéréoscopique et regardé à l'aide d'une visionneuse, les zones qui ne se recouvrent pas (a à b, c à d) ne présentent pas une image stéréoscopique. Comme le montre la figure 11, le bord de la fenêtre présente une démarcation qui gêne la vue. On utilise en conséquence des moyens pour masquer ces zones qui ne se recouvrent pas, sur les photos droite et gauche, en choisissant parmi plusieurs modèles de montures de diapositives stéréoscopiques présentant des fenêtres de différentes largeurs et préparées à l'avance celle qui présente la largeur de fenêtre adéquate. On sait donc qu'une grande perte de largeur d'image constitue un inconvénient et qu'il n'est pas facile de déterminer le degré de masquage des positions latérales des images lors du montage. C'est pourquoi l'auteur de la présente invention a déjà proposé un appareil photographique stéréoscopique dans lequel on prévoit un mécanisme automatique de réglage de la distance entre les axes optiques pour faire toujours coïncider les champs visuels des lentilles de prise de vue droite et gauche à une distance focale, afin de corriger automatiquement une parallaxe en présence d'une distance de prise de vue. Comme cet appareil stéréoscopique règle automatiquement la distance entre les axes optiques de manière à toujours faire coïncider les champs visuels des lentilles de prise de vue droite et gauche à la distance focale, la perte des zones de photographie stéréoscopique peut être réduite et les photographies rapides sont excellentes. Cependant, les conditions ne sont pas toujours réunies pour que tous les sujets des photos se trouvent réellement à la distance focale, et il y a souvent des sujets situés à des distances différentes. Etant donné que l'homme dispose de la collimation pour remarquer un sujet proche, lorsque la mise au point est faite sur un sujet éloigné, les degrés de correction de la distance entre les deux axes des lentilles peuvent devenir insuffisants par rapport au sujet proche, sur les mêmes photos. Quand la diapositive stéréoscopique photographiée de cette manière est montée dans la visionneuse et regardée, le sujet proche est mis au point extrêmement près et ne semble pas naturel. Pour corriger cela, au moment du montage, il est nécessaire de masquer convenablement les zones extérieures des images droite et gauche. En conséquence, même dans un appareil photographique stéréoscopique pourvu d'un mécanisme automatique de réglage de la distance entre les axes optiques, dans le cas d'une photo prise de près, à 1 ou 2 mètres, ou à l'exception d'une photo prise de près, il faut souvent corriger la parallaxe en masquant la zone extérieure de l'image, par exemple grâce à une réduction de la largeur de fenêtre de la monture de diapositive ou grâce à un cache, au moment du montage. Le but de la présente invention est donc de proposer un appareil photographique stéréoscopique pourvu d'un mécanisme automatique de réglage de la distance entre les axes optiques afin de réduire la perte d'une zone de photographie stéréoscopique dans une situation réelle de prise de vue. Pour atteindre le but fixé, la présente invention propose un appareil photographique stéréoscopique du type spécifié en introduction, qui se caractérise en ce qu'il comporte des porte-lentille indépendants qui reçoivent respectivement deux lentilles de prise de vue et qui sont mobiles parallèlement l'un vers l'autre, lors de leur avance, de sorte que les axes optiques des deux lentilles de prise de vue se rapprochent afin de faire coïncider les champs visuels des deux lentilles à une position focale, et des glissières pour les porte- lentille, qui sont conçues pour le déplacement linéaire desdits porte- lentille afin de coupler une position agrandie là o les points principaux des deux lentilles de prise de vue sont rapprochés à partir de l'écartement entre les images droite et gauche, à la position focale éloignée infinie, jusqu'à la position contractée dans laquelle les champs visuels des deux lentilles viennent coïncider à la distance focale minimum, corrigeant ainsi automatiquement la distance entre les axes optiques grâce aux glissières. Des modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail en référence aux dessins. La figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation d'appareil photographique stéréoscopique à trois lentille selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil photographique stéréoscopique, la figure 3 est une vue en coupe montrant la position d'un arbre à cames à développante engagé dans une rainure, sur la figure 2, la figure 4 est une vue explicative représentant la relation entre le point focal d'une lentille de prise de vue et la distance entre les axes optiques pour faire coïncider le champ visuel des lentilles de prise de vue droite et gauche, à la distance focale, la figure 5 est un tableau donnant un exemple de valeur numérique d'un degré de déplacement et d'un degré d'avance des lentilles de prise de vue, la figure 6 est un graphique représentant le lieu géométrique du point principal des lentilles de prise de vue de l'appareil photographique stéréoscopique de la présente invention, la figure 7 est une vue en coupe d'un appareil photographique stéréoscopique à trois lentilles représentant un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 8 est une vue en perspective d'un porte- lentille et d'un arbre à cames de la figure 7, la figure 9 est une vue de face d'un appareil photographique stéréoscopique à deux lentilles représentant une autre variante de la présente invention, les figures lOG et 10D sont des vues explicatives du résultat de photos prises avec un appareil photographique stéréoscopique classique, et la figure 11 est une vue explicative représentant la perte d'image de la diapositive stéréoscopique de la figure 10. La figure 1 montre à titre d'exemple un appareil photographique à trois lentilles 1 dans lequel une lentille formant viseur 2 et deux lentilles de prise de vue droite 3D et gauche 3G sont disposées sur une rangée latérale, au centre de la surface frontale d'un corps d'appareil photographique, et les axes optiques des trois lentilles sont disposés parallèlement dans le même plan. Un obturateur focal (non représenté) est disposé juste devant la surface du film située derrière les lentilles de prise de vue 3D et 3G, et un miroir réflecteur à 45 (non représenté) est fixé derrière, la lentille formant viseur 2 ayant les mêmes caractéristiques de lentille que les lentilles de prise de vue 3D et 3G. Une lumière incidente arrivant sur la lentille formant viseur 2 est focalisée sur une plaque focale supérieure 4 par l'intermédiaire d'un miroir reflex, et une image droite peut être observée par l'intermédiaire d'un prisme pentagonal 5 et d'un oculaire 6, d'une manière semblable à un appareil photographique reflex courant à une lentille. La figure 2 montre un mécanisme de mise au point du type à réglage automatique de la distance entre les axes optiques pour l'appareil photographique stéréoscopique 1. Pour faire coulisser obliquement des porte-lentille droit 8D et gauche 8G, prévus pour recevoir les lentilles de prise de vue 3D et 3G, afin de rapprocher les axes optiques de celles- ci lorsque les porte-lentille 8D et 8G sont avancés, on prévoit des glissières 9D, 9G qui sont moulées symétriquement sur la monture de lentilles 7 d'un corps d'appareil photographique, et des coulisseaux 10 prévus à droite et à gauche des porte-lentille 8D et 8G sont en prise avec les glissières 9D et 9G. Un porte-lentille 8C de la lentille formant viseur 2 est monté sur une glissière 9C formée dans le sens d'un axe optique, et déplacé linéairement dans ce sens (figure 1). On installe dans le corps d'appareil photographique un arbre à cames à développante à section dentée 11 pour réaliser une mise au point dans le sens latéral, ainsi que des bras 12G, 12C et 12D qui font saillie sur les extrémités inférieures des porte-lentille 8G, 8C et 8D. Comme le montre la figure 3, une came à développante lla de l'arbre à cames 11 est en prise avec les rainures 13G, 13C et 13D à section rectangulaire qui sont moulées sur la surface supérieure des bras. En conséquence, quand on tourne le bouton de mise au point 14 en prise avec l'extrémité de l'arbre à cames 11, les lentilles de prise de vue 3D et 3G et la lentille formant viseur 2 avancent ou reculent entièrement en fonction du sens de rotation de l'arbre à cames 11, et on regarde par l'oculaire 6 pour effectuer la mise au point. Quand les lentilles de prise de vue 3D et 3G et la lentille formant viseur 2 sont avancées, les lentilles 3D et 3G sont rapprochées le long des glissières 9D et 9G, corrigeant ainsi automatiquement les parallaxes desdites lentilles de prise de vue 3D et 3G par rapport à l'objet. Un jeu est supprimé grâce à l'association entre la came à développante lla et les rainures 13G, 13C et 13D à section rectangulaire, et on peut effectuer une mise au point précise. La figure 4 montre la relation entre le point focal de la lentille de prise de vue et la distance entre les axes optiques pour faire coïncider les champs visuels des lentilles de prise de vue droite 3D et gauche 3G à la distance focale. Supposons qu'on utilise une lentille fine et que: f représente la distance focale de la lentille, L représente la distance entre l'objet et le point principal de la lentille, et Aif représente la distance entre le point focal de la lentille et la position de formation d'image. On a alors Aif = f2/L - f, et la distance entre le point principal de la lentille et la surface du film devient donc f + Aif. De plus, si l'écartement entre les surfaces d'exposition droite et gauche de l'appareil photographique stéréoscopique est P1, le degré de déplacement des lentilles droite et gauche pour faire coïncider les plages photographiques droite et gauche est défini par: se = (P,/2) x (f + Aif/L + f + Aif). Cela veut dire que les lentilles droite et gauche peuvent être déplacées l'une vers l'autre suivant un degré de déplacement SE calculé à partir de cette équation, avec une diminution de la distance L entre l'objet et le point principal de la lentille. La figure 5 est un graphique représentant la relation entre le degré d'avance Aif de la lentille et le degré de déplacement Se basé sur l'équation précédente pour le cas o la distance focale de la lentille est de 36 mm et l'écartement P1 entre les surfaces d'exposition droite et gauche de 66 m. Les lieux géométriques du point principal des lentilles de prise de vue suivent une courbe exponentielle régulière représentée par une ligne discontinue sur la figure 6. Dans le mécanisme de mise au point du type à réglage automatique de la distance entre les axes optiques de l'appareil photographique stéréoscopique de la présente invention, comme le montre la ligne en trait plein sur la figure 6, les lentilles de prise de vue 3D et 3G sont conçues pour se déplacer linéairement et obliquement le long de la ligne tangentielle du point de la distance de prise de vue minimum du lieu géométrique principal dans le calcul, comme le montre la ligne en trait discontinu (ici, la distance de prise de vue minimum est de 600 mm et l'avance maximum de la lentille Aif = 2,30 mm). En conséquence, les champs visuels des lentilles de prise de vue droite 3D et gauche 3G à la distance de prise de vue minimum coïncident mais le degré de déplacement Sf ne devient pas égal à zéro lorsque le degré d'avance Aif est zéro infini, et dans le calcul, le degré de correction de la distance entre les axes optiques au moment de la prise de vue à la distance éloignée est étudié pour être légèrement excessif. Cependant, il est rare que l'objet de la courte distance soit inclus à partir de l'objet principal de l'image, lors de la prise de vue à courte distance telle qu'on l'a décrite plus haut. A la distance focale, il faut alors faire coïncider les champs visuels des lentilles de prise de vue droite et gauche. Mais si on photographie l'objet en faisant la mise au point sur une grande distance, il y a souvent un autre objet situé à une courte distance de la position focale. Selon la présente invention, l'appareil photographique stéréoscopique est conçu pour que les champs visuels des lentilles de prise de vue droite et gauche viennent coïncider à une courte distance, par rapport à la position focale pour une grande distance de prise de vue, et on peut donc supprimer l'insuffisance de correction de la distance entre les axes optiques que l'on constate souvent en raison de l'influence de l'objet proche, et on peut régler un degré de correction plus efficace. Les figures 7 et 8 montrent un autre mode de réalisation de mécanisme de mise au point du type à réglage automatique de la distance entre les axes optiques. Des cames à développante hélicoïdale 22D et 22G sont prévues à un angle correspondant à la direction d'avance oblique des lentilles de prise de vue 3D et 3G, à droite et à gauche d'un arbre à cames 21 représenté sur la figure 7. De même, une came à développante 22C parallèle à l'arbre à cames 21 est prévue au centre de l'appareil photographique stéréoscopique de la figure 2. Des rainures 25D et 25G à section rectangulaire sont prévues sur les bras 24D et 24G des porte-lentille 23D et 23G prévus pour les lentilles de prise de vue 3D et 3G, perpendiculairement au sens de coulissement desdits porte- lentille 23D et 23G. Les cames à développante hélicoïdale 22D et 22G sont en prise et la rainure 25C à section rectangulaire du bras 24C du porte-lentille 23C prévu pour la lentille formant viseur 2 est en prise avec la came à développante centrale 22C. Dans ce mécanisme de mise au point du type à réglage automatique de la distance entre les axes optiques, le sens de la force qui agit sur les porte-lentille 23D et 23G correspond au sens de déplacement des porte-lentille dû à la rotation des cames à développante hélicoïdale 22D et 22G, ce qui a pour avantage de provoquer un coulissement plus régulier des porte-lentille 23D et 23G. L'appareil photographique stéréoscopique de la présente invention corrige automatiquement les parallaxes des lentilles de prise de vue 3D et 3G en coopération avec la mise au point, et l'objet situé à une distance inférieure à la position focale, en cas de prise de vue à une grande distance, est photographié à la même position sur les images droite et gauche. De plus, comme la distance entre les axes optiques des lentilles de prise de vue est corrigée automatiquement, le degré de correction de la distance entre les axes optiques peut être légèrement insuffisant pour l'objet d'une distance extrêmement courte par rapport à la distance focale. Cette insuffisance de degré de correction est néanmoins nettement réduite par rapport aux appareils photographiques stéréoscopiques généraux qui n'ont pas de mécanisme de réglage de la distance entre les axes optiques, d'une part, et par rapport aux appareils photographiques stéréoscopiques classiques pourvus d'un mécanisme de réglage automatique de la distance entre les axes optiques, d'autre part. Il n'est donc pas nécessaire de corriger la parallaxe en réglant l'écartement du film quand on monte celui-ci dans une monture de diapositive stéréoscopique. Si on utilise une monture de diapositive stéréoscopique présentant une fenêtre de la même taille que l'image réelle et que le film est monté dans la position de référence, l'image stéréoscopique de l'objet proche n'est pas mise au point sur la courte distance, lorsqu'on regarde la diapositive à l'aide d'une visionneuse, mais on obtient un effet stéréoscopique naturel de la diapositive stéréoscopique. Dans une autre variante de réalisation de la présente invention, par exemple dans un appareil photographique stéréoscopique du type à deux lentilles 31 représenté sur la figure 9, un détecteur de distance 32 peut remplacer le prisme pentagonal, ou bien on peut utiliser un détecteur d'image réelle du type à transmission. On peut aussi utiliser par exemple un élément détecteur de distance et une unité microprocesseur, ainsi qu'un moteur pas-à-pas pour entraîner un arbre à cames de mise au point, afin de former un mécanisme de commande de mise au point automatique connu du type actif ou passif, et le mécanisme de mise au point du type à réglage automatique de la distance entre les axes optiques peut être commandé automatiquement par le mécanisme de mise au point automatique. Avec l'appareil photographique stéréoscopique de la présente invention, les champs visuels des lentilles de prise de vue droite et gauche viennent coïncider à la distance focale lors d'une prise de vue à une faible distance, la parallaxe est complètement corrigée et les champs visuels desdites lentilles viennent également coïncider à la distance focale lors d'une prise de vue à une grande distance. Au moment d'une prise de vue à une grande distance, la collimation humaine n'est donc pas affectée par l'impression non naturelle de courte ou de longue distance, et on obtient à toutes les distances de prise de vue un effet stéréoscopique globalement idéal. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits, mais on peut la modifier de diverses manières sans sortir du cadre de l'invention. 1l REVENDICATION Appareil photographique stéréoscopique (1, 31) pourvu d'un mécanisme automatique de correction de la distance entre les axes optiques, caractérisé en ce qu'il comporte des porte-lentille (8D, 8G; 23D, 23G) indépendants qui reçoivent respectivement deux lentilles de prise de vue (3D, 3G) et qui sont mobiles parallèlement l'un vers l'autre, lors de leur avance, de sorte que les axes optiques des deux lentilles de prise de vue (3D, 3G) se rapprochent afin de faire coincider les champs visuels des deux lentilles (3D, 3G) à une position focale, et des glissières (9D, 9G) pour les porte-lentille (8D, 8G; 23D, 23G), qui sont conçues pour le déplacement linéaire desdits porte-lentille afin de coupler une position agrandie dans laquelle les points principaux des deux lentilles de prise de vue (3D, 3G) sont rapprochés à partir de l'écartement entre les images droite et gauche, à la position focale éloignée infinie, avec la position contractée dans laquelle les champs visuels des deux lentilles (3D, 3G) viennent coïncider à la distance focale minimum, corrigeant ainsi automatiquement la distance entre les axes optiques grâce aux glissières (9D, 9G).