FR2624984A1 - Camera lens (objective) and stereoscopic projection - Google Patents
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Abstract
Description
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.OBJECTIVE FOR STEREOSCOPIC LIVES
The present invention relates to lenses for views of the stereoscopic type, more particularly those which are intended for shooting or stereoscopic reproduction, in the field of both photography and cinematography.
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. Currently, in order to produce relief images, it is necessary to obtain the recording of two images of the same object, taken respectively along two different optical axes, the distance of which is substantially equal to the interpupillary distance, that is to say - say the average distance between the centers of the two eyes of an adult male. This distance represents what technicians in this field call stereoscopic base. The images obtained are then recorded on any medium, whether photosensitive, magnetic, or of another 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.For the reproduction of these images, it suffices to project them with the same stereoscopic base as that which was used for their recording. The dissociation of the two images called right and
left for respectively the two eyes of the spectators being generally obtained, for example, by differentiation on two colors or on two polarizations making between them an angle of nonzero value, for example right.
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. In the case of differentiation by colors, this is obtained, for example, by means of glasses worn by the spectators, the two glasses of which have respectively suitable color filters. In the case of polarization differentiation, the lenses of the glasses include polarizing filters having respectively the same orientation as that of the projected images.
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. In the past, to record such images, two paired cameras were generally used, the optical centers of which were located on a horizontal line and spaced apart from each other by the distance from the stereoscopic base.
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. Subsequently, in order to limit the cost price of such devices, the technicians produced adaptable optical accessories on the objective of a single camera making it possible to form on two optical paths which are offset from the optical axis of the lens of the camera two images which were then formed by the single lens and recorded simultaneously on the same photosensitive medium. Among these accessories, mention may be made of reflecting mirrors or the like making it possible to decompose the optical path of the device into two lateral optical paths. The cost of this accessory undoubtedly lower than that of a camera leads to a total cost of the complete stereoscopic device significantly lower than that of the devices as described above.
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. However, the technique concerning stereoscopic images interests more and more amateurs. In order to be able to respond to the wishes of the greatest number of these, it is necessary to be able to provide them with devices which are less and less expensive, while giving as good results as those existing at present.
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. The object of the present invention is to provide a lens for stereoscopic views which is particularly interesting in the field of photography and cinematography, both for recording images and for their restitution, which is of the simplest structure, which can be used in all conditions, and which also has a very low cost price.
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. More specifically, the subject of the present invention is a lens for stereoscopic views along a given base, characterized in that it comprises a centered optical system defining a substantially conical field of revolution, a first module comprising first means for obtaining a first deviation of a first conical half-field from said total conical field and second means for obtaining a second deviation of said first conical half-field in a direction substantially parallel to the bisector of the second non-deviated conical half-field, the distance separating the optical axis of said second half-field not deviated from that having undergone both said first and second deviations being substantially equal to the value of the stereoscopic base, and means for associating said first module with said centered system.
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.Other characteristics and advantages of the present invention will appear during the following description given with reference to the drawings annexed by way of illustration but in no way limitative in which
FIG. 1 represents the projection in a horizontal plane of a diagram of an embodiment of a lens for stereoscopic views according to the invention,
FIG. 2 represents a schematic perspective view of the embodiment illustrated in FIG. 1,
FIGS. 3 and 4 respectively represent the projections in a vertical plane and in a horizontal plane of a second improved embodiment of an objective for stereoscopic views according to the invention, and
FIG. 5 represents a schematic perspective view of the embodiment illustrated in FIGS. 3 and 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. Figures 1 and 2 show a same embodiment of a lens for stereoscopic views comprising a centered convergent optical system 1, for example a convergent optical lens consisting of one or more lens elements such as those found in cameras of the photographic or cinematographic type. This centered optical system 1 has a substantially conical field of view 2 of revolution about an axis 3 which is in fact its optical axis.
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. With this system 1 is associated an image focusing plane 4 which, generally, is distant from the optical center 5 by a value which is a function of the image focal distance 6 of such a system.
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. The objective further comprises a module 15 comprising first means 7 for obtaining a first deviation of a conical optical half-field 8 along a direction of optical path 9, and second means 10 for obtaining a second deviation of the optical path 9 on an optical path 11 which is substantially parallel to the bisector 12 of the second conical optical half-field 13 which has not been deflected by the first means 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. A centered optical system 1 such as a unitary or complex convergent lens generally takes the form of an optical disc 14. In this case, the means 7 for obtaining the first deflection of the conical half-field 8 are constituted by a first reflecting mirror 16 capable to be positioned in a vertical plane and of which a rectilinear edge i7 is situated on the optical axis 3 of the centered optical system 1. In other words, this side 17 is situated in a vertical plane passing through a diameter of the disc 14 constituting the lens.
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.In addition, the plane 18 of this mirror 7 forms an angle 19 with the optical axis 3 less than a right angle so that the optical path thus deflected 9 can fall on the second deflection means 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. In an advantageous embodiment, these second deflection means 10 are constituted by a second reflecting mirror 20 capable of being located, too, in a vertical plane and associated with means 21 making it possible to be able to orient it around, for example, a vertical axis 22.
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. In this way, the two mirrors 16 and 20 can form an air wedge to direct the optical path 11 on a path parallel to the bisector 12 of the non-deflected conical half-field 13. The means 21 making it possible to orient the mirror 20 comprise, for example, the axis of rotation 22 of the mirror 20, an adjustment screw 24 capable of being displaced relative to a support 25 and one end of which cooperates by pressure action with a point on the mirror not located on the axis of rotation, and means for exerting a reaction force on said mirror, for example a spring disposed between the mirror and the 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.The lens for stereoscopic shooting as described above works as follows
I1 is first of all assumed that the centered converging system 1 is constituted by the input lens of a camera 30 shown diagrammatically in FIG. 1. The support 25 is associated with this camera 30 so that the two mirrors 16 and 20 are positioned in space as described above, so that the two optical paths 11, 12 are located in a horizontal plane, for example the plane of FIG. 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. With such a camera, it is possible to obtain a pair of stereoscopic images of an object 31 which focus in the focusing plane 4, respectively a first image 32 for the light rays propagating along the optical axis formed. by the portions of paths 11, 9 and 34 and a second image 33 formed by the light rays propagating along the non-deviated optical axis 12 passing directly substantially through the optical center 5 of the centered converging system 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. This pair of images appears schematically illustrated in FIG. 2. The two images 32, 33 of the object 31 illustrated, in this example, by an arrow, appear one next to the other, inverted and inverted with respect to to object 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. As in general the optical fields of centered systems 1 are at most of the order of sixty degrees, the direction of shooting with such a stereoscopic objective is oriented at about fifteen degrees on the optical axis 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. Despite this slight drawback, such an objective making it possible to obtain a pair of stereoscopic images comprises a number of the most reduced elements, since the module 15 comprises only two reflecting mirrors, whereas those of the prior art included them, for a strictly similar result, at least four, which further reduces its cost price.
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. The embodiment of 11 objective for stereoscopic shots represented in FIGS. 3 to 5 constitutes an improvement to the mode described above, essentially making it possible to be able to use a camera of the stereoscopic type in a position perpendicular to that according to FIGS. 1 and 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. Indeed, as shown in FIG. 2, the two images 32 and 33 are located one next to the other, for example on the photographic film. To be able to obtain a framing of the object in an orientation perpendicular to that illustrated in FIG. 2, for example for a portrait, it is preferable that the apparatus is in a position which is b ninety degrees from that allowing obtain the images according to FIGS. 1 and 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. It is however necessary that, for example at the time of the projection of these two images, the spectators can perceive them correctly. Their projection must therefore be able to give two images arranged horizontally one next to the other.
Le mode de réalisation de l'objectif selon les figures 3 à 5 permet d'obtenir ce résultat. The embodiment of the objective according to FIGS. 3 to 5 makes it possible to obtain this result.
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. In this case, the objective also comprises a centered optical system 50 such as, for example, a converging lens of optical axis 51 and having a focusing plane 52. This centered optical system offers a field of view 53 which, as before, is generally of conical shape of revolution and centered on the optical axis 51 passing through the optical center 54.
A ce système optique 50 sont associés des moyens de traitement optique 55 comportant essentiellement deux modules 56 et 57. This optical system 50 is associated with optical processing means 55 essentially comprising two modules 56 and 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. The first module 56 will not be described, because it is essentially, and even advantageously, identical to the module 15 described with reference to FIGS. 1 and 2. However, it is positioned so that the straight edge 58 of the first mirror 59 is located on the optical axis 51 and in a horizontal plane.
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. In this way, the optical axis 60 of the optical half-field 61 located below the horizontal plane passing through the optical axis 51 is deflected a first time by the mirror 59 and a second time by the mirror 62. Given the positions of these two mirrors 59 and 62, this optical axis 60 is therefore located in a vertical plane containing the optical axis 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. As for the second lens 57, it comprises two deflection mirrors 63 and 64 making it possible to deflect the optical axis 65 from the upper optical half-field 66 situated above, so that the resulting deflected optical axis 68 is offset from the horizontal plane containing the optical axis 51 by a certain distance which will be determined below.
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. For this, the first mirror 63 has a rectilinear edge 67 located in the horizontal plane passing through the optical axis 51 and in the half-space limited by this plane opposite to that comprising the first module 56. With this first mirror 63 is associated the second 64 which is located at a determined distance from the first and, for example, in a position allowing it to form with the first, a system of reflective plates with parallel faces, so that the part 68 of the optical axis 65 is offset from the vertical plane passing through the axis 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. This distance is determined, as for the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, so that the distance separating the optical axis 60, obtained by deflection with the first module 56, and the optical axis 68, obtained by deflection with the second module 57, be equal to the stereoscopic base which is generally equal to the interpupillary distance between the eyes of the average spectator.
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. These two modules 56 and 57 will advantageously be produced in two separate housings which can be associated with a centered system such as 1 or 50 by ring type attachment means, for example one of those commonly used in the field. photographic, cinematographic, 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. In summary, when it is desired to obtain a pair of stereoscopic images arranged one next to the other along a substantially horizontal axis, only a module of type 56 will be used, positioned as shown in FIGS. 1 and 2, that is to say laterally to the lens 1 and so that the reflection planes of the two mirrors are substantially parallel to a vertical axis.
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. On the other hand, when it is desired to obtain a pair of stereoscopic images arranged one below the other along a substantially vertical axis, as illustrated in FIGS. 3 to 5, it is necessary to associate with the optical system centered the two modules 56, 57 so that the mirrors of the first module 56 have their reflection faces substantially parallel to a horizontal axis, while those of the mirrors of the second module 57 are substantially parallel to a vertical axis.
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. The objective for stereoscopic views according to the invention and as described above, both in its production according to FIGS. 1 and 2 and in its production according to FIGS. 3 to 5, can be used for recording views with cameras of the photographic or cinematographic type, but also for their restitution, by working in the same way, according to the principle of the reverse return of the light, with projectors for slides or films.
Claims (6)
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FR2624984A1 true FR2624984A1 (en) | 1989-06-23 |
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ID=9357966
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FR8717619A Pending FR2624984A1 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Camera lens (objective) and stereoscopic projection |
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