Dispositif parallactique iconoscopique et procédé pour sa fabrication La présente invention se rapporte à des dispositifs optiques comportant des écrans lenticulaires, qui sont généralement connus dans la technique sous le nom de dispositifs -parallactiques iconoscopiques , et à un pro- cédé pour leur production.
Pour bien -comprendre les divers aspects de la pré sente invention, il est utile de saisir initialement les prin cipes qui sont à la base de la construction et de l'utilisa tion des dispositifs parallactiques.
Les dispositifs parallactiques iconoscopiques sont des dispositifs optiques qui produisent une illusion de relief ou d'images changeantes. Dans un dispositif en relief, l'observateur voit une image qui semble être en trois di mensions et ce, que le dispositif parallactique soit légè rement déplacé ou non.
Par contre, un dispositif à images changeantes est, lors de son utilisation normale, déplacé par rapport aux yeux de l'observateur. Par suite de ce mouvement, l'ob servateur a l'illusion qu'une partie, au moins, de l'image change de position. C'est ainsi, par exemple, que l'obser vateur peut avoir l'impression que l'image bouge, par exemple, qu'un homme déplace son bras d'une position où sa main est dans la poche à une position où la main est au-dessus de la tête.
Il convient de préciser que le terme iconoscopique ne se rapporte pas nécessairement à une image, mais qu'il entend désigner n'importe quelle sorte de représen tation, que celle-ci ait la forme d'un texte, d'une vérita ble création artistique ou d'une autre vue quelconque, la présente invention ayant trait à des dispositifs parallac- tiques iconoscopiques pouvant aussi bien montrer une image en relief qu'une image changeante, ou des varian tes de ces dernières.
Les dispositifs parallactiques iconoscopiques com prennent une couche d'image lignée (ou formée de li gnes) au-dessus de laquelle est disposé un écran ligné. Cette couche d'image lignée comprend un certain nom- bre de panneaux, ayant tous sensiblement la même lar geur.
Dans un dispositif parallactique iconoscopique créant l'illusion optique ou la perception sensorielle d'une image changeante, les panneaux voisins de la couche d'image contiennent souvent une partie d'une image prise du même point de vue, mais à des instants différents. C'est ainsi, que si l'on désire produire un dispositif don nant l'illusion d'un homme levant la main, les panneaux voisins de la couche d'image comprennent essentielle ment des parties de deux images qui diffèrent par la po sition de la main, vue du même point de vue, c'est-à-dire deux images prises à des instants différents.
Les pan neaux voisins pourraient être constitués par des parties d'image séparées, adaptées à être regardées successive- ment, mais la disposition fondamentale est essentielle ment la même.
Par contre, lorsqu'un dispositif parallactique iconos- copique est adapté à créer un effet de relief, les panneaux voisins de la couche d'image portent des parties de la même image, mais des points espacés d'un panneau quelconque suivant un axe parallèle donné, parallèle à 1a largeur des panneaux, représentent un point de l'ob jet représenté qui est considéré d'un point de vue rela tif ou sous un angle différent.
Quoique les principes optiques sur lesquels sont fon dés les dispositifs adaptés à créer des illusions rie relief ou d'images mouvantes soient connus depuis longtemps, et malgré qu'il existe à l'heure actuelle sur le marché un besoin constant pour des dispositifs attirant 1'oeil, il sub siste dans l'industrie le besoin d'un dispositif parallacti- que pratique pouvant être fabriqué à peu de frais par des techniques de production de masse.
Diverses suggestions ont été faites auparavant pour résoudre ce problème. C'est ainsi, par exemple, qu'il a été envisagé qu'une feuille de matière plastique raide relativement épaisse pouvait être amollie et formée en un écran lenticulaire venant se placer au-dessus d'une couche de base. Il a également été envisagé de liquéfier une matière plastique au moyen d'un solvant et de l'ap pliquer ensuite sur une couche de base. le solvant étant évaporé après formation d'un écran lenticulaire dans la matière plastique. Il a encore été suggéré d'utiliser des pellicules plastiques qui pourraient être fixées à une ban de sous-jacente portant des images. par la chaleur et la pression ou par un solvant.
Enfin. il a été suggéré d'uti liser des émulsions photosensibles qui pourraient être appliquées à l'arrière d'un écran lenticulaire, avant d'être exposées et développées.
L'utilisation des solvants a eu pour résultat de ma culer l'image. de sorte que son apparence était grave ment affectée. L'utilisation de minces feuilles avait pour conséquence. par suite de leur minceur et/ou de leur élasticité. de conduire à des produits non uniformes. alors que l'uniformité est une condition essentielle im posée par des exigences optiques précises. D'autre part. le recours à des feuilles épaisses avait non seulement pour résultat d'augmenter le prix, mais également de li miter sévèrement les utilisations auxquelles le produit pouvait être adapté.
Quant à l'utilisation -d'émulsions photosensibles. le temps exigé pour le traitement de cha que dispositif étant excessif et, en outre. à cause des trai tements chimiques. la matière des écrans lenticulaires était apparemment limitée au verre.
Les propositions antérieures étaient orientées vers des modifications de la forme du- produit et vers des va riations des techniques par lesquelles le produit était réalisé. aucune attention n'étant accordée aux caracté ristiques physiques elles-mêmes. Malgré les nombreuses propositions antérieures qui ont été faites. il n'existe. sur le marché. qu'un seul type de dispositif parallactique. Plus précisément, le seul dispositif commercial existant comprend un écran lenticulaire relativement épais et pratiquement rigide qui est fixé à une couche d7imaae sous-jacente par un adhésif. Pour réaliser le dispositif.
l'écran et la couche d'image sont initialement formés sé parément. puis un revêtement adhésif est appliqué entre ceux-ci, après quoi. avant que l'adhésif ne soit sec. un ouvrier aiuste manuellement la couche d'image par rap- port à l'écran pour obtenir un alignement correct. Cette procédure a limité l'utilité du produit. qui était relatï- vement coûteux. et. en outre, la netteté de l'image était médiocre. Du point de vue pratique. il est clair que plus l'écran lenticulaire est épais. meilleure est l'illusion de relief qui peut être créée. mais avec des matières plasti ques à bon marché, les propriétés de transparence et de diffusion posent des problèmes.
En même temps. du point de vue économique. ainsi que de celui de l'utilité et de l'universalité du produit. il est clair que plus l'écran lenticulaire est mince mieux cela vaut, mais que. plus l'écran est mince. plus critiques sont sa résistance à l'ab rasion et son élasticité. En outre. on conçoit qu'il est pré férable de pouvoir utiliser les matières existantes ou des matières qui ne sont que légèrement modifiées pour pro duire un dispositif parallactique commercial.
Or. non seulement ces propriétés ou caractéristiques physiques quelque peu incompatibles posent des problè mes aux techniciens. mais, en outre. on doit affron"er le problème de la réalisation d'écrans lenticulaires uni formes car ceux-ci doivent assumer la fonction d'un élé ment optique. à quoi s'ajoute le problème de pouvoir manipuler la matière de façon qu'une image puisse être correctement unie à celle-ci à une échelle de production industrielle.
La présente invention apporte, pour la première fois, une. solution pratique à ce problème en s'écarta it des suggestions de la technique antérieure. La titulaire a découvert qu'en adoptant une combinaison particulière de caractéristiques physiques dans un dispositif de type particulier, on pouvait résoudre tous les problèmes an térieurs. Plus précisément, la titulaire a essentiellement découvert qu'en adoptant un compromis entre un grou pe sélectionné de caractéristiques physiques dans un dis positif de type particulier, des résultats satisfaisants pou vaient être obtenus à une échelle industrielle.
Quoique l'ordre de présentation de ce groupe sélec tionné de particularités découvertes par la titulaire n'ait qu'une importance secondaire, il est utile de considérer ces particularités plus en détail. En ce qui a trait au pro duit lui-même, la. titulaire s'est détournée des domaines et des techniques hautement développés pour lier des ban des ensemble avec un adhésif ou un solvant en vue d'unir des couches préformées et analogues et a découvert que des matières thermoplastiques devaient être utilisées.
En outre. la titulaire a découvert que le fait soit de coucher et de former la matière thermoplastique directement au- dessus d'une couche sous-jacente portant l'image, soit d'imprimer l'image directement au dos d'un écran ainsi formé, constituaient une approche pratique du point de vue industriel.
Ensuite, tout en reconnaissant les avantages des écrans relativement épais pour obtenir une meilleure illu sion de relief, mais en tenant compte du problème de l'obtention d'une transmission lumineuse convenable et de la diffusion de la lumière par des écrans épais faits de matières existantes et en tenant également compte de la dépense qui s'y rattache, la titulaire a adopté un compro mis d'épaisseur se situant entre des limites particuliè res et a situé la diffusion et la transmission de la lumière entre des limites particulières, de manière à obtenir un produit possédant des propriétés convenables du point de vue pratique et économique pour créer une illusion,
tout en maintenant une netteté satisfaisante.
Toutefois, le simple fait d'adopter un compromis concernant le type général de la matière utilisée, de l'épaisseur de celle-ci et de ses propriétés de diffusion et de transparence, ne suffit pas pour rendre le produit in dustriellement valable: Au contraire, tout en restant dans les limites prescrites par ces facteurs, la titulaire a trou vé qu'on devait adopter un compromis entre l'élasticité et la flexibilité, afin que le produit ait la stabilité voulue et qu'il soit adapté, par exemple, à supporter les pres sions de manipulation et/ou les pressions exercées par un cliché ou autre.
Ensuite, en relation directe avec ces facteurs, la titulaire a adopté un compromis entre la résistance à l'abrasion de l'écran lenticulaire et la lar geur des lentilles, afin de réaliser des combinaisons géné rales mutuellement dépendantes.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'écran est formé d'une résine synthétique thermo- plastique à une épaisseur comprise entre 0,125 et 0,625 mm mesurée entre ladite face de base et le sommet des petites lentilles et une flexibilité comprise entre 70 et 140 kg/cm2, en ce que les petites lentilles ont une lar- peur comprise entre 0,125 et 0,625 mm, l'écran a une résistance à l'abrasion comprise entre 5 et 50 mg, un module d'élasticité compris entre 700 et 4200 kg/cm2 à 220 C, une transparence entre 40 et 100 % et un coef ficient de diffusion compris entre 0 et 15 % .
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on forme ledit écran au moyen d'une matière thermo plastique ayant une température comprise entre 105 et 260 C- et une viscosité entre 10 et -200. poises, et on met la couche d'image en contact matériel avec la face de base de l'écran.
Des formes d'exécution particulières du dispositif se lon l'invention sont exposées dans la description qui suit, en référence au dessin annexé, dans lequel la fi-. 1 est une perspective partielle agrandie d'un dispositif parallactique iconoscopique conforme au mode de réalisation préféré-de l'invention, la fig. 2 est une vue partielle en bout du dispositif de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe schématique agrandie d'un dispositif; tel que celui de la fig. 1, mais qui est adapté à créer l'illusion d'une image changeante à deux posi tions ;
la fig. 4 est une coupe schématique agrandie, analo gue à la fig. 3, mais qui présente un dispositif modifié adapté à créer l'illusion d'une image changeante à plu sieurs positions ;
la fig. 5.est une vue de coupe en bout schématique agrandie d'un dispositif adapté à créer l'illusion d'une image changeante et montre la disposition de ce disposi tif par rapport aux yeux d'un observateur, la fi-. 6 est une vue en bout partielle schématique agrandie d'un dispositif, tel que celui de la fig. 1, mais qui est adapté à créer une illusion de relief, et montre la disposition de ce dispositif par rapport aux yeux de l'ob servateur; la fig. '7 est une vue schématique partielle agrandie d'un dispositif, tel que celui de la fig. 6 ;
la fig. 8 est une vue schématique partielle agrandie d'un dispositif, tel que celui de la fig. 1, et montre les caractéristiques dimensionnelles qui jouent un rôle im portant ; la fi-. 9 est une vue partielle schériiatique agrandie d'une couche d'image adaptée à être incorporée dans un dispositif tel que celui de la fig. 1 et montre les l < pan neaux constituant cette couche ; la fig. 10 est une vue latérale schématique d'un dis positif adapté à unir les couches de base portant l'image à une matière plastique ; la fi-. 11 est une élévation partielle d'une variante de réalisation de l'invention ;
la fig. 12 est une vue en coupe partielle agrandie du dispositif de la fig. 11, la couche d'image étant exagérée pour plus de clarté la fig. 13a est une vue latérale schématique partielle agrandie de la partie antérieure d'une forme modifiée de lentille pouvant être formée sur un écran lenticulaire, la fig. 13b est une vue latérale schématique.- partielle agrandie de la partie arrière de la lentille modifiée de la fig. 13a ; la fig. 14 est un plan partiel agrandi d'un écran lenti culaire conforme aux fig. 13a et 13b ;
la fig. 15 est une coupe partielle agrandie d'un dis positif conforme à l'invention, comportant les lentilles modifiées des fig. 13a et 13b ; la fig. 16 est une vue latérale schématique agrandie d'une autre variante de forme d'une lentille pouvant être incorporée à un dispositif- conforme à l'invention ; la fig. 17 est un plan partiel agrandi d'un écran lenti culaire conforme à la variante de la fig. 16 ;
la fig. 18 est une coupe partielle agrandie d'un dispo sitif conforme à l'invention, comportant un écran, tel que celui représenté- sur la fig. 17 ; et la fig. 19 illustre un dispositif et un procédé pour réa liser le-dispositif - de -la- fila.- 11. En se référant au dessin, on voit un dispositif paral- lactique iconoscopique 2 qui comprend une couche d'image lignée ou rayée 4 au-dessus de laquelle est fixé directement un écran lenticulaire 6. L'écran 6 comporte une face inférieure ou de base 8 et une face supérieure ou antérieure lenticulée 10.
La couche d'images 4 est di rectement appliquée contre la face inférieure 8 de l'écran 6, sans aucune interposition d'un adhésif ou d'une ma tière analogue. L'écran 6 ou, plus précisément, sa face lenticulée 10, comprend une série de courbures semi-cy- lindriques formant la face intérieure des éléments de len tille allongés 12. Comme représenté. chaque élément de lentille constitue. de préférence, une lentille simple ayant une -face antérieure à courbure circulaire et une face arrière plane. Le foyer des lentilles 12 de l'écran est si tué. au moins sensiblement. dans le plan de la base de celui-ci ou dans le plan de l'image porté par la couche 4.
L'écran 6 lui même a une épaisseur comprise entre 0.125 mm et 0.625 mm. Cette épaisseur sera mieux com prise en se référant à la fi-. 2. Sur cette figure. la lettre t désigne l'épaisseur maximale de l'écran. c'est-à-dire la distance entre 1e sommet d'une lentille 12 et la face arrière 8 de celle-ci.
L'expression couche d'image lignée est utilisée ci-contre dans un sens très général, pour désigner n'im porte quel type de couche constituant des panneaux al longés ayant sensiblement la même largeur et disposés côte à côte de façon à produire une ou plusieurs images lenticulées. La couche de base portant les images peut être constituée d'une partie d'une feuille de papier, de carton. etc.
Toutefois, il est clair que dans certains cas. il pour rait être avantageux d'imprimer la couche de base di rectement sur la face arrière de l'écran lenticulaire. com me il est décrit plus en détail ci-après à propos d'un au tre mode de réalisation de l'invention.
Ayant ainsi esquissé les caractéristiques générales de la couche de base incorporée dans le mode de réalisa tion préféré de l'invention. on peut maintenant considé rer l'image lignée qu'elle porte. A cet effet. il convient de se référer à la fig. 9, où l'on voit la couche de base com me étant constituée par un certain nombre de panneaux 5, 5a. 5b et 5c. ayant sensiblement la même largeur et qui sont séparés par un certain nombre de panneaux iden tiques 7. 7a. 7b et 7c. Dans le cas où l'on cherche à pro duire l'illusion d'une image changeante. les panneaux 5- 5c seraient différents (dans le temps) des panneaux 7-7c.
Autrement, dans le cas où l'on cherche à produire une image en relief, chacun des panneaux 5-5c et 7-7c dif féreraient en ce qui concerne le point de vue . En se référant à la fig. 3, qui présente une vue en coupe forte ment agrandie du dispositif de la fi-. 1, ou du moins, d'une partie de celui-ci. on note que chaque lentille 12 possède une face antérieure incurvée 16 et une face ar rière plane 18, formant ainsi un simple élément de len tille convergent plan-convexe. A l'arrière de l'élément de lentille 12 est fixée une partie de la couche de base 4.
Sur<B>là</B> fi-. 3, chaque panneau porté par la couche de base 4 est présenté comme étant disposé au-dessus de celle- ci car ces panneaux sont imprimés -de la même maniè re qu'une impression est appliquée à la surface d'un mor- ceâu de papier.
Il va de soi que le terme impression<B> </B> est utilisé ci-contre pour désigner un procédé d'impression classi que du type à lettres en relief, ainsi que les procédés li thographiques. de gravure, de sérigraphie et/ou les tech niques d'impression en couleurs, l'impression. normale à l'encre ou d'autres moyens appropriés pour appliquer une image.
En se reportant à nouveau à la fig. 3, on note que les panneaux représentés sur celle-ci sont hachurés par des croix et par des lignes parallèles exactement comme sur la fig. 9. Sous chaque lentille 12, se trouve un pan neau x et un panneau y et on suppose que le dispositif de la fig. 3 est un dispositif à image changeante. Le pan neau x peut, par exemple, être l'un des panneaux 5 à 5c, le panneau y pouvant ainsi être l'un des panneaux 7 à 7c, de la fig. 9. Le point essentiel à comprendre, en l'occurrence, est que sous chaque lentille, sont dispo sés, au moins, deux panneaux.
Ces panneaux pourraient, le cas échéant, être relativement plus étroits que repré sentés ou pourraient être communs à deux lentilles 12 voisines.
On suppose, en se référant à nouveau à l'exemple de la fig. 3, que les panneaux x et y diffèrent en ce qui con cerne le temps ou l'instant, et que tous les panneaux x forment une image composite d'un homme, dont la main est baissée, tandis que tous les panneaux y constituent une image composite d'un homme dont la main est levée. En d'autres termes, on suppose que la couche d'image se compose de deux images séparées et que ces deux images ont été divisées en un certain nombre de rubans très étroits. On suppose encore que les rubans consti tuant l'une des images sont intercalés successivement en tre ceux de l'autre.
Dans ces conditions, si l'on regarde en même temps tous les panneaux x, on voit l'une des ima ges, tandis qu'en examinant simultanément tous les pan neaux y, on voit l'autre image. Il a été supposé ici, que ces deux images représentent l'une un homme dont la main est baissée et l'autre un homme dont la main est levée. On supposera, encore, que le dispositif parallacti que est disposé par rapport aux yeux de l'utilisateur, comme le montre la fig. 5, c'est-à-dire que l'axe longitu dinal des petites lentilles s'étend horizontalement ou parallèlement à une droite horizontale passant entre les yeux de l'utilisateur.
Dans cette hypothèse. on suppose ra aussi que les yeux de l'utilisateur voient le dispositif parallactique de manière que les rayons réfléchis par ce dispositif et qui passent par les yeux de l'utilisateur, cou pent les petites lentilles 12 suivant un certain angle.
On supposera encore que le dispositif parallactique iconographique 2 adapté à présenter une image chan geante est orienté de manière que les rayons Cl et C2 (fig. 3) représentent des rayons parallèles allant vers les yeux de l'utilisateur. Cette hypothèse de rayons paral lèles se justifie par le fait que les lentilles sont très peti tes et qu'elles ont une très courte focale, de sorte que la distance de l'image est extrêmement petite comparative ment à la distance de l'objet ou à la distance des yeux de l'utilisateur.
Quand la ligne de vision est dirigée suivant les lignes CI et C2 de la fig. 3, il en résulte, par suite de la posi tion du dispositif parallactique et de l'indice de réfrac tion commun des éléments de lentille 12, que l'obser vateur ne voit que les panneaux y. Les rayons sont in fléchis dans les lentilles, comme l'indique la fig. 3. Ainsi, l'observateur ne perçoit que l'image représentant l'hom me dont la main est levée, dans le présent exemple.
A supposer maintenant que le dispositif parallactique est tourné autour d'un axe horizontal de manière que les rayons lumineux réfléchis de l'image et allant vers les yeux de l'utilisateur sont les rayons parallèles C'1 et C'2 de la fig. 3. Par suite de l'indice de réfraction des petites lentilles et de la position relative du dispositif et des yeux de l'utilisateur, ces rayons ne proviennent que des panneaux x qui, en accord avec le présent exemple, re produisent l'image d'un homme dont la main est bais sée.
En d'autres termes, quand on regarde un dispositif de ce genre, sous un certain angle, on voit tous les pan neaux représentant une même image, et quand on la re garde sous un autre angle, on aperçoit tous les panneaux représentant une autre image.
Bien qu'il n'ait été question que de deux positions dif férentes d'un homme lors de la description de la fig. 3, on pourrait incorporer autant de positions différentes qu'on le désire. La seule limitation réside dans le fait que plus le nombre des panneaux incorporés augmente, plus la définition des détails diminue et, ainsi, du point de vue de la netteté des détails, le nombre des panneaux doit être limité. Toutefois, sur la fig. 4, on voit quatre images différentes disposées derrière chaque petite len tille.
Plus précisément, on voit que des panneaux Pl, P2, P3 sont disposés successivement derrière chaque lentil le voisine, et qu'il en est de même pour les panneaux<B>QI,</B> Q2, Q3, SI, S2, S3 et TI, T2, T3. On supposera que les panneaux Pl, P2 et P3, ou comme ils seront qualifiés ci- après :
les panneaux < < P constituent respectivement les sections linéaires de l'image d'un garçon ayant la main dans la poche, que les panneaux Q1, Q2 et Q3, quali fiés ci-après de panneaux Q proviennent d'une image montrant le même garçon dans la même position, mais ayant sorti sa main de la poche et l'ayant amenée près de la poitrine; que les panneaux S1, S2 et S3, qualifiés ci-après de panneaux S présentent la même image du même garçon, mais qui a levé sa main près de sa tête; que les panneaux Tl, T2 et T3 qualifiés ci-après de panneaux T , représentent la même image du même garçon, mais ayant levé la main au-dessus de la tête;
que le dispositif parallactique iconoscopique est initia lement disposé de manière que les rayons cheminent, entre les yeux de l'utilisateur et le dispositif, le long des trajectoires indiquées par les flèches en pointillés. Dans ces conditions, par suite de l'indice de réfraction des pe tites lentilles et de l'orientation du dispositif, l'utilisateur ne verra que les panneaux P. On supposera alors que le dispositif a été tourné de manière que les rayons entre les yeux de l'utilisateur et celui-ci soient parallèles aux flèches en tirets. Dans ces conditions, l'utilisateur ne voit que les panneaux Q.
On supposera encore que le dispositif est ensuite tourné de manière que les rayons entre les yeux de l'utilisateur et celui-ci sont parallèles aux flèches à hampe continue. Dans ce cas, seuls les panneaux S sont visibles. Maintenant, en allant encore plus en avant, on supposera que le dispositif est tourné à la position où les flèches ondulées sont parallèles aux rayons passant entre les yeux de l'utilisateur et le dispo sitif. Dans ce cas, seuls les panneaux T seraient visibles.
Ainsi, en tournant le dispositif parallactique par rapport aux yeux de l'utilisateur, l'image qu'il porte, qui est sup posée ici, être celle d'un garçon, présente des caractéris tiques changeantes, c'est-à-dire, que l'illusion est créée que le garçon retire sa main de la poche et l'amène au- dessus de la tête.
Dans les paragraphes qui précèdent a été décrit un dispositif à image changeante. La construction d'un dis positif donnant l'illusion d'une image en relief corres pond à celle du dispositif ci-dessus. Toutefois, dans le dispositif en relief, un panneau individuel de la couche d'image est placé sous chaque petite lentille de l'écran faisant partie du dispositif et tous les panneaux présen tent la même image. C'est ainsi, que, comme le montre la fig. 7, sous chaque petite lentille 12a, 12b et 12c est placé un panneau complet individuel X, X' et X".
Sur chacun des panneaux X, le point de vue varie le long de sa lonjgueur suivant un axe donné s'étendant perpendicu lairement à l'axe longitudinal de la lentille. En principe, chacun des panneaux X comprend une série continue d'images linéaires ou allongées indivisibles changeantes qui se fondent l'une dans l'autre et qui commencent. par exemple, au bord droit du panneau. Cette série d'ima ges linéaires se déplace continuellement à travers la lar geur du panneau X et ne s'arrête qu'en arrivant au bord de gauche de celui-ci. L'image linéaire du panneau X' commence à proximité immédiate de la fin de l'image linéaire du panneau X.
En conséquence, il y a une ima ge complète qui est continue dans un certain sens, mais dont le point de vue varie le long d'un axe transversal donné de chacun des panneaux constituant l'image. En plus des différences de points de vue sur chaque axe transversal d'un panneau, il y a également une différen ce de points de vue entre les parties longitudinalement es pacées des panneaux, de sorte qu'une image complète est formée par la série de panneaux.
Pour utiliser le dispositif en relief décrit ci-dessus. on dispose les axes longitudinaux des petites lentilles per pendiculairement à une droite s'étendant entre les yeux de l'utilisateur. Ainsi, comme le montre la fig. 7. l'oeil gauche de l'utilisateur reçoit des rayons réfléchis le long des lignes Ll et L2, par exemple.
tandis que son oeil droit voit les rayons réfléchis le long des lignes Ri et R2. Les rayons Ll et L2 émanent d'un point, d'un pan neau donné, qui est espacé latéralement du point de ce même panneau dont émanent les rayons Ri et R2. L'ef fet est le même que si l'observateur regardait une diapo sitive stéréoscopique placée dans un stéréoscope.
Des vues séparées de la même image provenant de points de vue différents sont reçues simultanément par les deux yeux de l'observateur et le cerveau de celui-ci synthétise ces images et crée par perception sensorielle l'illusion d'une image tridimensionnelle. ou en relief.
Le fonctionnement du dispositif de la fig. 7 vient d'être décrit en considérant une petite lentille 12 de ce lui-ci, mais il est bien évident que l'observateur reçoit les rayons émanant de toutes les petites lentilles et qu'il per çoit ainsi une image générale en relief. Le fonctionne ment. en ce qui a trait à chaque petite lentille du dispo sitif. étant le même que celui décrit ci-dessus. l'illusion créée par chacune d'elles n'a, par conséquent, pas besoin d'être discutée en détail.
L'alignement entre les petites lentilles de l'écran et les panneaux sur la couche de base ou d'image dans les dispositifs parallactiques finaux repose pratiquement sur les mêmes considérations, qu'il s'agisse d'images en re lief ou d'images changeantes et, dans les deux cas. les techniques d'impression existantes peuvent être utilisées. La différence réside dans la position exacte des panneaux par rapport aux lentilles surjacentes, comme il a été ex pliqué ci-dessus. De même, la forme de l'écran lenticu laire est pratiquement la même. indépendamment du ty pe d'illusion à créer.
En conséquence, les principes de l'invention s'appliquent également aux deux types d'ima ges parallactiques et. ayant ainsi décrit les principes fon damentaux de fonctionnement de ces dispositifs, on va décrire maintenant - d'une manière générale - l'ap plication de l'invention à chacun de ces deux types de dispositifs, étant bien entendu que les différences rési dent dans la forme particulière de la couche d'image et dans l'orientation de l'écran lenticulaire et de la couche d'image.
On se souvient qu'il a été expliqué dans le préambule du présent mémoire que les caractéristiques physiques interdépendantes du produit de l'invention sont impor tantes, car elles rendent ce produit à la fois commerciali- sable et adapté à être produit en grande série à peu de frais. L'épaisseur de l'écran, désigné par la lettre t sur la fig. 2, se situe entre 0,125 et 0,625 mm. Quoique cette épaisseur définisse les limites maximales et minimales d'un écran réalisé conformément à l'invention, le mode de réalisation préféré de celle-ci envisage de former l'écran avec une épaisseur comprise entre 0,225 et 0.50 mm.
De plus, l'écran terminé, dans sa forme définitive, a une résistance à l'abrasion comprise entre 5 et 50 mg, déterminée par la méthode d'essai normalisée ASTM D-1044-56, en utilisant des roues < (calibrage No CS-17 pendant 1000 cycles.
De plus, l'écran a une transparen ce comprise entre 40 et 100 %, déterminée par la métho de d'essai normalisée ASTM D-1746-69T, et un coeffi cient de diffusion compris entre 0 et 15 %, déterminé par la méthode d'essai normalisée ASTM D-1003-59T. L'écran a une flexibilité comprise entre 70 et 1400 kg/ cm2 mais, de préférence, entre 70 et 700 kg/cm2, dé terminée par la méthode d'essai normalisée ASTM D- 747-58T et a un module d'élasticité compris entre 70 et 420 kg cm2,
à 25oC, déterminé par la méthode d'essai normalisée ASTM 790-58T. Il est à noter, d'autre part, que l'écran comporte des éléments lenticulaires ayant une largeur W, comme représenté sur la fig. 8, com prise entre 0,40 mm et 0,125 mm mais, de préférence, entre 0,17S mm et 0,30 mm.
Selon l'invention. ces len tilles ont un rayon r comme indiqué sur la fig. 8, compris entre 0.0625 mm et 0, 280 mm, mais dans le mode de réalisation préféré, on envisage des lentilles ayant un rayon compris entre 0,075 mm et 0,225 mm.
L'invention envisage d'utiliser des matières purement thermoplastiques pour la réalisation des dispositifs paral- lactiques iconoscopiques qui en font l'objet. La désigna tion générale des matières propres à être utilisées pour former une couche de base dans un tel dispositif est, généralement, celle de: hydrocarbure éthylénique non saturé.
Les matières spécifiques entrant dans ce groupe et qui donnent les meilleurs résultats, et qu'on envisage de retenir pour former l'écran par des techniques de cou chage sont le polyéthylène. le polypropalène, le poly éthylène térathylate, le vinyl toluène, le chlorure de poly vinyle non plastifié et le chlorure de vinylidène. Quoi que ces matières possèdent toutes les caractéristiques désirables, on a trouvé que les meilleurs résultats sont obtenus avec les polyoléfines et, par conséquent, la for mation d'un écran à partir d'une polyoléfine est un mo de de construction préféré d'un dispositif conforme à l'invention.
Les dispositifs conformes à l'invention peuvent être produits, par exemple, par un procédé tel que celui qu'il lustre la fig. 10. Sur cette figure, une feuille de papier 254 est entraînée en continu dans le pincement situé entre un cylindre de couchage 229 et un cylindre de transfert 232. Le papier reçoit un revêtement 236 qui est fourni par une source d'alimentation 230 sous le con trôle d'une lame de raclage 231. Le papier ainsi couché passe ensuite dans le pincement 272 situé entre le cylin dre de transfert 232 et un cylindre d'impression 233 dont la surface périphérique est formée de manière à empreindre les petites lentilles dans le revêtement 236.
Le cylindre d'impression 233 est. de préférence. refroidi et le revêtement 236 ainsi formé en un écran lenticulai re solidifié, de sorte que la structure lamée 237 quitte le cylindre d'impression 233 pour se rendre à un dispo sitif de réception 238. Quelle que soit la matière du groupe mentionné ci- dessus qui est utilisée, et qui convient pour produire des dispositifs couchés, celle-ci doit également posséder cer taines propriétés physiques et, notamment, avoir un point de fusion compris entre 105o C et 260o C mais, de pré férence, entre 135 et 1751, C ;
une viscosité de revête ment à ces températures comprise entre 10 et 200 poi- ses ; une température de solidification supérieure à -17,8 C mais, de préférence, qui n'est pas supérieure à la température ambiante normale ou environ 220 C ; et, en outre, elle doit pouvoir être étalée à sa tempéra ture de fusion et à sa viscosité de revêtement en une couche 236 ayant une épaisseur comprise entre 0,01 mm et 0,6 mm.
Les propriétés physiques précédentes de la matière plastique sont importantes, car le procédé décrit en re gard de la fig. 10 est, de préférence, exécuté de maniè re que la matière plastique ait une température compri se entre 105 et 2600 C avec une viscosité entre 10 et 200 poises, quand elle est appliquée sur le papier. De plus, comme il a été indiqué, celle-ci est formée et solidi fiée après le couchage, la solidification ayant lieu pen dant que la matière plastique est au contact du cylindre d'impression 233, de sorte que les petites lentilles sont formées au contact de ce qui constitue leur matrice de formage et, ensuite, gardent leur forme.
Les petites lentilles ont été décrites ci-dessus comme étant circulaires, mais il ressort des paragraphes qui vont suivre, que ces lentilles pourraient également être asphé- riques, c'est-à-dire pas exactement sphériques, et avoir, au lieu de cela, une forme légèrement parabolique afin de corriger l'aberration sphérique.
Si l'on considère le procédé de couchage ci-dessus ou même la technique d'impression décrite ci-après dans le contexte de l'invention, il devient évident que les di vers facteurs physiques sont interdépendants. Plus pré cisément, l'épaisseur doit être en rapport avec la trans parence et avec la diffusion pour que les propriétés op tiques de l'écran soient satisfaites et, ensuite, l'élasticité doit être en rapport avec la flexibilité dans les limites optiques d'autres facteurs, afin que la matière maintien ne sa forme optique tout en étant suffisamment flexible pour être largement utilisée et pour s'adapter à la techni que de production en grande série représentée sur la fig. 10.
En outre, ces facteurs doivent être liés à une largeur correcte des lentilles par rapport à l'épaisseur de l'écran et, également, par rapport à la résistance de l'abrasion, en vue de la durabilité et des possibilités de manipulation du dispositif. Comme il a été mentionné ci-dessus. ces di vers facteurs sont quelque peu incompatibles et, pour cette raison, la combinaison totale est importante.
Comme le montre la fig. 8, le plan focal de la petite lentille se situe le long de la ligne fp où la longueur fo cale est égale à F et où le foyer est désigné par f. On remarque sur cette figure que le plan focal définit un arc. Pour obtenir un maximum de netteté, la couche d'image ou l'image portée par celle-ci devrait être située le long de cet arc. Toutefois, lors de la formation d'un dispositif parallactique iconoscopique, la réalisation d'une surface arrière incurvée soulève certains problè mes et, par conséquent, du point de vue pratique, il est préférable que la surface arrière de l'écran lenticulaire soit plane.
Compte tenu de ces problèmes de fabrication, et du fait de la préférence donnée à un mode de construc tion comportant une face arrière plane, il est clair que l'image ne peut pas être située exactement dans le plan focal. D'autre part, si l'image était disposée à l'une ou l'autre extrémité du plan focal, il en résulterait nécessai rement qu'une partie de l'image serait particulièrement nette et que l'autre serait particulièrement floue. En con séquence. l'invention envisage de situer le plan focal des éléments lenticulaires à une position intermédiaire entre les limites supérieure et inférieure du plan d'image ou du plan focal fp.
Dans l'exposé qui précède. on s'est plus particulière ment attaché au mode de réalisation préféré de l'inven tion dans lequel un dispositif parallactique iconoscopique est formé de deux morceaux séparés de matière. notam ment d'un écran lenticulaire en matière plastique et d'une couche de base directement fixée sur celui-ci sous la for me d'un morceau de papier. par exemple.
Sur la face supérieure. dans le dispositif final. une image était impri mée sur la couche de base et pendant le traitement dont résultait la formation du dispositif final. cette image était alisynée en guidant la feuille 254 vers le cylindre d'impres sion 233. comme l'exigeait le type particulier de disposi tif à réaliser. les petites lentilles étant formées dans l'écran de ce dispositif.
A la différence du dispositif feuilleté ou à couches su perposées décrit en détail ci-dessus. la variante de réâ1i- sation préférée du dispositif de l'invention envisage d'éli miner une couche de base séparée et d'imprimer une image directement sur un écran lenticulaire en matière plastique préalablement formé.
En accord avec cette variante préférée. que repré sente la fia. 11. le dispositif final comprend un écran lenticulaire flexible en matière plastique 600 sur la face de base duquel est imprimée directement une couche d'image 602 L'écran 600 présente un certain nombre de petites lentilles 604 qui sont formées dans celui-ci.
Cet écran correspond. d'une manière générale. à l'écran lenticulaire décrit à propos du dispositif de la fig. 1. Les dimensions physiques de cet écran et des élé ments lenticulaires formés dans celui-ci devraient être les mêmes que dans un écran. tel que celui utilisé dans le mode de réalisation de la fig. 1. et dont les limites ont été spécifiées ci-dessus. Plus précisément. la largeur des petites lentilles. l'épaisseur de l'écran. la flexibilité, la transparence et la diffusion se situent dans les limi tes indiquées à propos de l'écran de la fig. 1, et n'ont pas besoin d'être répétées ici.
Toutefois. en ce qui a trait au dispositif de la fig. 11, il est certains autres facteurs qui doivent être pris en considération Plus précisément. dans un dispositif fabri qué en accord avec la modification préférée de l'inven tion. les problèmes d'incompatibilité et analogues n'ont pas une grande importance du fait de l'absence d'une couche de base absorbante susceptible d'aspirer le sol vant ou le plastifiant de l'écran. lequel pourrait détruire l'image imprimée et la couche de base portant celle-ci. Quand l'image est imprimée directement sur l'écran, tous ces problèmes sont éliminés.
La matière plastique qui peut être choisie pour for mer l'écran du mode de réalisation de la fig. 1 est à nou veau une matière thermoplastique dont le type peut va rier sensiblement. C'est ainsi. par exemple. que l'on peut adopter du polyéthylène térathvlate. du chlorure de po lyvinyle plastifié ou non. du polypropalène. du polystyrè ne orienté, des résines époxydes de forme appropriée, des résines polycarbonatées et des acétates plastifiées et/ou des butyrates, parmi beaucoup d'autres.
La matière plastique doit également avoir une résis tance à l'abrasion se situant entre 1 et 50 mg; de préfé rence, entre 5 et<B>25</B> mg,. déterminée selon la méthode d'essai normalisée ASTM D-1044-56 en utilisant des roues calibras No Cs-17 pendant 1000 cycles.
La flexi bilité de l'écran doit se situer entre 70 et 1400 kg/cm2 , mais dans le mode de réalisation de la fig. 11. il est pré férable qu'elle soit comprise entre 350 et 1050 kg/cm2 , déterminée selon la méthode d'essai normalisée ASTM D-747-58T.
La stabilité dimensionnelle de l'écran du mode de réalisation de la fig. 11 a également de l'importance. L'écran du mode de réalisation de la fig. 11 doit avoir une dureté Rockwell comprise entre M20 et M125, dé terminée selon la méthode d'essai normalisée ASTM D 785-51. La résistance de déchirement de la variante pré férée doit être au minimum de 200g. déterminée selon la méthode d'essai normalisée ASTM D 689-44.
Pour maintenir l'alignement prédéterminé voulu en tre l'écran et l'image aussi bien dans le mode de réalisa tion. couché que dans celui où l'image est imprimée di rectement sur l'écran, les coefficients de dilatation doi vent, de préférence, rester dans des limites prescrites. D'une caractéristique particulièrement importante de tou tes les matières plastiques utilisées pour fabriquer les dis positifs conformes à l'invention. est le coefficient de dila tation thermique linéaire de celle-ci, lequel. en l'occur rence, doit se situer entre 7.5.10-4 et 7.5.10-3 mm/o C, déterminé selon la méthode d'essai normalisée ASTM D 696-44.
Avec certaines matières plastiques, le coefficient de dilatation à l'humidité a également de l'importance et quoiqu'il soit difficile de prescrire des limites à cet égard, d'après des essais définis, il est clair que ce coefficient de dilatation à l'humidité doit être tel que la dilatation ne dépasse pas 0.1 % dans n'importe quelle direction en fonction des variations hygrométriques de l'atmosphère dans un écran donné en train d'être manipulé ou traité. Cette grandeur peut, évidemment, varier légèrement. l'es sentiel étant que le coefficient de dilatation à l'humidité n'ait pas pour conséquence de désaligner l'écran pendant le traitement dans la variante de réalisation préférée.
L'impression directe sur la face arrière de l'écran 600 de la fig. 11 d'une image a été décrite dans ses gran des lignes ci-dessus, mais en fait, il est préférable que cette impression soit exécutée en accord avec une techni que préférée qui est précisée ci-après.
De plus, à la dif férence de la simple impression d'une couche unique d'encre, par exemple, registrée de façon à créer une il lusion avec l'écran lenticulaire, et sur la face arrière de celui-ci, il est préférable. dans certains cas, lorsqu'on désire obtenir un dispositif opaque d'appliquer une cou che d'impression supplémentaire. A cet égard, il con vient de se référer plus particulièrement à la fig. 12, où l'on voit que l'écran 600 porte, sur sa face arrière. une première couche d'impression désignée par la référen ce 606 et une seconde couche d'impression disposée sous la face arrière de la première.
Cette seconde couche est désignée par la référence 608 et est généralement cons tituée par une couche d'encre blanche ou d'encre ayant une couleur pastel convenable.
Il a été suggéré que la couche 600 soit une seule cou che et lorsqu'il s'agit d'un dispositif en noir et blanc, elle est, en fait, constituée par une seule impression. Toutefois, la couche 606 peut également comporter une couche d'image en couleur, auquel cas, cette couche pourrait être formée par des opérations d'impression suc cessives déposant des encres de diverses couleurs à des emplacements sélectionnés de façon à produire la repré sentation finale voulue, c'est-à-dire que la couche peut être: produite. selon-des techniques classiques de sélection de couleurs.
On se rappelle, évidemment, que la couche 606, quelle que soit la manière dont elle est déposée ou appliquée, constitue une image lenticulée incluant des panneaux disposés sous les éléments de lentille respec tifs 604 et, en alignement correct avec ceux-ci, compte tenu du type particulier de dispositif parallactique à pro duire.
Sur la fig. 12, la couche 606 est formée pour produi re une image en relief ou à trois dimensions et comprend des panneaux x et x' dont chacun est sous-jacent à un élément de lentille 604 et couvre l'aire comprise entre les bords longitudinaux de celle-ci.
Les considérations énoncées en ce qui concerne le repérage des panneaux de la couche d'image évoquées ci-dessus à propos du mode clé réalisation de la fig. 1, s'appliquent également à cette variante préférée et, par conséquent, la manière dont un dispositif à image changeante doit être produit et dont la concordance entre les panneaux de la couche d'image de celle-ci doit être réalisée, qui ont été discu tées ci-dessus, s'appliquent également à ce mode de réa lisation.
La fig. 19 montre un appareil adapté à former des écrans lenticulaires pour le dispositif de la fig. 11. Cet appareil comprend un dispositif d'extrusion de forme classique comportant une tête d'extrusion 610 présen tant une ouverture d'extrusion 612 de forme générale rectangulaire. A la sortie de cette ouverture, on obtient conformément aux techniques de traitement classiques des matières plastiques, un ruban mobile et fluide 614. Ce ruban, pendant qu'il est encore plastique, est intro duit entre deux cylindres coopérants 616 et 618. Le pro fil du cylindre 616 correspond sensiblement à celui du cylindre d'impression 233 décrit en regard de la fig. 10.
Il présente une série de rainures parallèles 72, s'éten dant autour de sa périphérie et ses rainures servent à profiler la face supérieure du ruban 614 pour y former des petites lentilles parallèles ou des éléments de lentille 604.
Le ruban 614 est légèrement comprimé pendant son passage entre les cylindres 616 et 618, afin de polir la face inférieure de la structure et former les petites len tilles dans la face supérieure de celle-ci. Les limites en ce qui concerne l'épaisseur de la feuille extrudée et for mée correspondent à celles spécifiées ci-dessus pour le revêtement du mode de réalisation de la fig. 1.
Pour produire un bord de guidage sur la feuille for mée, on procède, en même temps, que celle-ci est for mée, à une opération de coupe. Comme le montre la fig. 19, deux arbres coopérants 620 et 622 sont suppor tés parallèlement de part et d'autre du ruban 614 directe ment à la droite des cylindres coopérants 616 et 618. L'arbre 622 porte un couteau circulaire 624 et dans l'arbre 620 est formée une gorge 626. La gorge 626 est alignée avec le couteau 624 et reçoit une partie de tran chant de celui-ci.
Le couteau 624 et la gorge 626 sont disposés intérieurement à l'un des bords notamment, du bord antérieur selon la fig. 19, de la feuille 614' et en ligne avec une jonction entre deux petites lentilles 604. Ainsi, le couteau circulaire 624 coupe la feuille formée 614' parallèlement à l'axe longitudinal des petites len tilles qui y ont été formées.
Il est à noter que la matière plastique utilisée pour former la feuille 614' doit avoir une température de soli dification comprise entre -17,8 et 221) C, de façon qu'elle soit dimensionnellement :stable à sa sortie du cy lindre de profilage 616. Le cas échéant, un dispositif de refroidissement classique, incluant des canaux de refroi dissement ménagés dans le cylindre 616, et des moyens pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers ceux-ci pourraient être utilisés pour solidifier la matière plastique à son passage à travers le cylindre 616.
La feuille profilée 614' qui quitte le mécanisme de la fig. 19 pourrait être enroulée de façon classique sur un noyau approprié et pourrait être conservée pour être utilisée ultérieurement. Quand on le désire, en vue de réaliser le produit final, on fait passer le rouleau dans un dispositif de coupe et le bord sectionné 628 résultant de l'opération de coupe décrite ci dessus, est utilisé comme guide. La feuille continue est sectionnée en segments appropriés en la tranchant perpendiculai rement à l'axe longitudinal des petites lentilles, en utili sant le bord 628 pour maintenir le couteau perpendicu laire.
Des dispositifs de coupe classiques peuvent être utilisés à cette fin, ainsi que les moyens d'alignement classiques dont ils sont pourvus.
Quand les segments ont été coupés dans une feuille, telle que celle désignée par 614 ci-dessus, l'étape suivan te consiste à imprimer la couche d'image directement sur la face arrière plane de celle-ci. Il convient de remar quer, à ce propos, que plusieurs sections d'image pour raient être imprimées en même temps sur un segment donné de la feuille, ce segment étant ensuite subdivisé en dispositifs parallactiques individuels.
Dans la description détaillée qui précède. les disposi tifs ont été considérés comme comportant des lentilles ou des éléments de lentille ayant une surface antérieure arquée, constituée par un arc de cercle. De plus, cha que élément de lentille a été représenté et décrit. comme comportant une face arrière plane. Ces particularités fa cilitent la fabrication avec un équipement relativement peu coûteux, mais certains avantages peuvent être obte nus en modifiant la forme des éléments de lentille.
Plus précisément, en accord avec une telle variante. une cor rection est apportée pour l'aberration sphérique, ainsi que pour les variations du plan focal.
En continuant à se référer au dessin. on voit sur les fig. 13-15. un écran lenticulaire construit en accord avec cette modification. Pour la commodité de la représenta tion. les fil-. 13a et 13b ont été dessinées à une échelle d'environ 1000/1. L'écran lenticulaire<B>110</B> (fig. 15) est formé d'une matière plastique appropriée. comme spéci fiée, et ayant des propriétés ou caractéristiques nécessai res pour le type particulier de dispositif à produire.
L'écran 110 comprend une série de petites lentilles 112, mais pour la commodité de la représentation, les fig. lia et l3b ne montrent qu'une seule lentille 112 et une partie d'une lentille voisine désignée par 1l2'. Il est bien évi dent que dans la variante de réalisation considérée. tout comme dans l'écran fondamental, toutes les lentilles ont des propriétés optiques identiques et sont analogues à celle représentée sur la fig. 15, les lentilles modifiées étant allongées et disposées parallèlement entre elles.
La partie frontale<B>113</B> de la lentille 112 est convexe mais, conformément à ce mode de réalisation modifié, elle présente la forme d'une courbe cylindrique obtenue avec la formule ci-dessous.
Etant donné que chaque len tille de l'écran de cette variante de réalisation constitue une lentille simple unitaire ayant une longueur focale relativement courte et, étant donné que dans ce type de lentille, il n'est possible de corriger que l'aberration sphé rique, le résultat est que tous les rayons lumineux éma nant de la lentille, dans les limites de l'angle de vision, lequel est fixé ici à 300 de part et d'autre de l'axe opti que, sont collimatés ou parallèles à l'axe optique de la lentille.
Tous les rayons lumineux qui entrent dans la face de la courbe non sphérique suivant un angle de 01), sont focalisés à un foyer situé en fB = F2. Ceci peut être confirmé en suivant les rayons (internes) émanant de Ft qui, comme on le voit, cheminent et sont réfractés par les points B, C, D, E, F, G puis se coupent tous en F2.
La fig. 13b montre que la face arrière 14 de la lentil le 112 présente une surface concave 115 et que la courbu re de cette surface est déterminée graphiquement de ma nière que tous les rayons parallèles entrant ou sortant de la lentille 112, entre les limites de 300 de chaque côté de l'axe optique, viennent se focaliser ou émanent de points coïncidant avec la surface arrière 115. Ainsi. avec un an gle de vision de 00, l'ouverture maximale utilisable de la lentille est égale à sa largeur et tous les rayons lumineux viennent se rencontrer au point F@, comme le montrent les fig. 13a et 13b.
Quand l'angle de vision est situé d'un côté ou de l'autre de l'axe optique. les rayons sont éga lement focalisés à un point, coïncidant avec la surface 115, mais qui est situé à côté du point F2. L'ouverture maximale de la lentille 112 à 15o et à 300 de l'axe optique est indiquée sur la fig. 13a par des lignes portant les indi cations correspondantes. l'ouverture maximale utilisa ble à 15o étant indiquée par la ligne LLl et l'ouverture maximale utilisable à 300 étant indiquée par la ligne MM,.
Comme il a été mentionné ci-dessus, l'ouverture utilisable maximale à l'axe optique est égale à la largeur totale de la lentille.
Il est bien évident que l'écran modifié qui est décrit dans cette partie du présent mémoire peut être formé comme un revêtement sur la couche d'image de base en accord avec le mode de réalisation préféré de l'in vention. ou bien peut être formé comme un écran indé pendant adapté à recevoir directement une image im primée en accord avec la modification préférée de cel le-ci.
La fig. 15 monstre, à une échelle fortement agran die, une coupe d'un dispositif parallactique iconoscopi- que comportant un écran 110 présentant un certain nom bre de petites lentilles 112, dont chacune possède une surface frontale convexe 117 ayant la forme d'une cour be asphérique et une surface arrière concave 119 for mée comme il est décrit ci-dessus. La base de la couche d'image de la feuille de papier 20 est directement appli quée et liée à la surface arrière de l'écran 110 et forme avec celui-ci une structure composite.
En se référant plus particulièrement aux fig. 16, 17 et 18. on voit une forme iégèrement modifiée d'un écran lenticulaire construit conformément à la variante de réa lisation de l'invention considérée ici et en se référant plus particulièrement à la fig. 16. on voit un écran lenti culaire 121 qui peut être formé comme il a été expliqué ci-dessus. Sur cette figure, on voit une lentille complète 122 et une partie des lentilles voisines<B>123</B> et 124.
Dans la variante de réalisation de la fig. 16, la surfa ce frontale 125 de chaque lentille a la forme d'une cour be asphérique analogue à celle décrite ci-dessus, mais alors que la courbe ci-dessus était pourvue d'une surfa ce arrière incurvée, la surface arrière 126 de la lentille représentée sur la fig. 16 est plane.
En conséquence. la surface arrière 126 a été placée à une distance moyenne entre le point focal le plus à l'intérieur et le point focal le plus à l'extérieur et, malgré le compromis que repré- seule cette position, on obtient des résultats parfaitement satisfaisants du point de vue pratique.
de sorte que cette forme de réalisation particulière de l'écran lenticulaire convient parfaitement pour des réalisations industrielles et, de toute évidence, est plus économique que l'écran de la variante de réalisation décrite immédiatement au- dessus et comportant des surfaces arrière incurvées.
Dans cette forme de l'invention, l'écran lenticulaire 121 est extrêmement mince et a une épaisseur située dans les limites spécifiées ci-dessus. En accord avec cette modification, un dispositif parallactique iconoscopi- que final est obtenu en fixant l'écran lenticulaire 121, le long de sa surface arrière 126, à une feuille de papier 127 ou en imprimant une image directement sur celui- ci.
A la lumière de l'exposé détaillé qui précède, on con viendra que l'invention atteint effectivement les buts qu'elle s'est proposée.
The present invention relates to optical devices comprising lenticular screens, which are generally known in the art as iconoscopic -parallactic devices, and to a process for their production.
In order to fully understand the various aspects of the present invention, it is useful to initially grasp the principles which underlie the construction and use of parallactic devices.
Iconoscopic parallactic devices are optical devices that produce an illusion of relief or changing images. In a relief device, the observer sees an image which appears to be in three dimensions, whether the parallactic device is slightly displaced or not.
On the other hand, a device with changing images is, during its normal use, displaced with respect to the eyes of the observer. As a result of this movement, the observer has the illusion that at least part of the image changes position. Thus, for example, the observer may have the impression that the image is moving, for example, a man moves his arm from a position where his hand is in the pocket to a position where the hand is above the head.
It should be noted that the iconoscopic term does not necessarily refer to an image, but that it intends to designate any kind of representation, whether this is in the form of a text, of a real creation. artistic or any other view, the present invention relates to iconoscopic parallel devices capable of showing both a raised image and a changing image, or variations thereof.
Iconoscopic parallactic devices consist of a lined image layer (or formed of lines) above which is placed a lined screen. This ruled image layer comprises a number of panels, all of substantially the same width.
In an iconoscopic parallactic device creating the optical illusion or sensory perception of a changing image, neighboring panels of the image layer often contain part of an image taken from the same point of view, but at different times. Thus, if one wishes to produce a device giving the illusion of a man raising his hand, the neighboring panels of the image layer essentially comprise parts of two images which differ in position. of the hand, seen from the same point of view, that is to say two images taken at different times.
The neighboring panels could be constituted by separate image parts, adapted to be viewed successively, but the basic arrangement is essentially the same.
On the other hand, when an iconic parallactic device is adapted to create a relief effect, the neighboring panels of the image layer bear parts of the same image, but points spaced from any panel along a parallel axis. given, parallel to the width of the panels, represents a point of the object shown which is viewed from a relative point of view or from a different angle.
Although the optical principles on which devices suitable for creating illusions or relief or moving images are based have been known for a long time, and despite the fact that there is at present on the market a constant need for devices which attract 1 In the industry, there remains a need for a practical parallel device which can be inexpensively manufactured by mass production techniques.
Various suggestions have been made before to resolve this issue. Thus, for example, it has been envisioned that a relatively thick stiff plastic sheet could be softened and formed into a lenticular screen placed on top of a base layer. It has also been envisaged to liquefy a plastic material by means of a solvent and then to apply it to a base coat. the solvent being evaporated after forming a lenticular screen in the plastic material. It was again suggested to use plastic films which could be attached to an underlying strip bearing images. by heat and pressure or by a solvent.
Finally. it has been suggested to use photosensitive emulsions which could be applied to the back of a lenticular screen, before being exposed and developed.
The use of solvents resulted in my image being damaged. so that his appearance was seriously affected. The consequence of using thin sheets was. due to their thinness and / or their elasticity. to lead to non-uniform products. whereas uniformity is an essential condition imposed by precise optical requirements. On the other hand. the use of thick sheets not only resulted in an increase in price, but also severely limited the uses to which the product could be adapted.
As for the use of photosensitive emulsions. the time required for the treatment of each device being excessive and, moreover. because of chemical treatments. the material of the lenticular screens was apparently limited to glass.
Previous proposals were directed towards changes in the shape of the product and variations in the techniques by which the product was produced. no attention is paid to the physical characteristics themselves. Despite the many previous proposals that have been made. it does not exist. on the market. only one type of parallactic device. Specifically, the only commercial device in existence comprises a relatively thick and substantially rigid lenticular screen which is secured to an underlying d7imaae layer by adhesive. To realize the device.
the screen and the image layer are initially formed separately. then an adhesive coating is applied between them, after which. before the adhesive is dry. a worker manually scales the image layer relative to the screen to achieve correct alignment. This procedure limited the usefulness of the product. which was relatively expensive. and. furthermore, the sharpness of the image was poor. From a practical point of view. it is clear that the thicker the lenticular screen. the better the illusion of relief that can be created. but with cheap plastics, transparency and diffusion properties are problematic.
At the same time. from an economic point of view. as well as that of the usefulness and universality of the product. it is clear that the thinner the lenticular screen the better, but that. the thinner the screen. more critical are its abrasion resistance and elasticity. In addition. It will be appreciated that it is preferable to be able to use existing materials or materials which are only slightly modified to produce a commercial parallactic device.
However, not only do these somewhat incompatible physical properties or characteristics pose problems for technicians. but, in addition. one has to face the problem of making uniform lenticular screens because these must assume the function of an optical element. to which is added the problem of being able to manipulate matter so that an image can be properly linked to it on an industrial scale of production.
The present invention provides, for the first time, a. A practical solution to this problem departed from prior art suggestions. The licensee discovered that by adopting a particular combination of physical characteristics in a particular type of device, all of the foregoing problems could be solved. More precisely, the licensee has essentially discovered that by adopting a compromise between a selected group of physical characteristics in a device of a particular type, satisfactory results could be obtained on an industrial scale.
Although the order of presentation of this selected group of features discovered by the licensee is of secondary importance, it is useful to consider these features in more detail. With regard to the product itself, the. Holder has turned away from the highly developed fields and techniques of bonding strips together with adhesive or solvent to join preformed layers and the like and has discovered that thermoplastics must be used.
In addition. the licensee discovered that either laying and forming the thermoplastic material directly on top of an underlying layer carrying the image, or printing the image directly on the back of a screen thus formed, constituted a practical approach from an industrial point of view.
Second, while recognizing the advantages of relatively thick screens in obtaining a better relief illusion, but taking into account the problem of obtaining adequate light transmission and light scattering by thick screens made of materials. existing systems and also taking into account the related expense, the licensee adopted a compromise between specific limits and located the scattering and transmission of light between specific limits, so as to to obtain a product having suitable properties from a practical and economical point of view to create an illusion,
while maintaining satisfactory sharpness.
However, the mere fact of adopting a compromise concerning the general type of material used, its thickness and its diffusion and transparency properties, is not sufficient to make the product industrially valid: On the contrary , while remaining within the limits prescribed by these factors, the licensee found that a trade-off between elasticity and flexibility had to be adopted, so that the product had the desired stability and that it was suitable, for example, to withstand handling pressures and / or pressures exerted by a cliché or the like.
Then, in direct relation to these factors, the licensee adopted a compromise between the abrasion resistance of the lenticular screen and the width of the lenses, in order to achieve mutually dependent general combinations.
The device according to the invention is characterized in that the screen is formed from a thermoplastic synthetic resin with a thickness of between 0.125 and 0.625 mm measured between said base face and the top of the small lenses and a flexibility of between 70 and 140 kg / cm2, in that the small lenses have a width of between 0.125 and 0.625 mm, the screen has an abrasion resistance of between 5 and 50 mg, a modulus of elasticity of between 700 and 4200 kg / cm2 at 220 C, a transparency between 40 and 100% and a diffusion coefficient between 0 and 15%.
The method according to the invention is characterized in that said screen is formed by means of a thermoplastic material having a temperature between 105 and 260 C- and a viscosity between 10 and -200. poises, and the image layer is placed in material contact with the base face of the screen.
Particular embodiments of the device according to the invention are set out in the following description, with reference to the appended drawing, in which the fi. 1 is an enlarged partial perspective of an iconoscopic parallactic device according to the preferred embodiment of the invention, FIG. 2 is a partial end view of the device of FIG. 1; fig. 3 is an enlarged schematic section of a device; such as that of FIG. 1, but which is adapted to create the illusion of a changing two-position image;
fig. 4 is an enlarged schematic section, analogous to FIG. 3, but which presents a modified device adapted to create the illusion of a changing image in several positions;
fig. 5. is an enlarged schematic end sectional view of a device adapted to create the illusion of a changing image and shows the arrangement of this device relative to the eyes of an observer, the fi-. 6 is an enlarged schematic partial end view of a device, such as that of FIG. 1, but which is adapted to create an illusion of relief, and shows the arrangement of this device in relation to the eyes of the observer; fig. '7 is an enlarged partial schematic view of a device, such as that of FIG. 6;
fig. 8 is an enlarged partial schematic view of a device, such as that of FIG. 1, and shows the dimensional characteristics which play an important role; the fi-. 9 is an enlarged scheriatic partial view of an image layer adapted to be incorporated into a device such as that of FIG. 1 and shows the l <panels constituting this layer; fig. 10 is a schematic side view of a positive device adapted to join the base layers bearing the image to a plastic material; the fi-. 11 is a partial elevation of an alternative embodiment of the invention;
fig. 12 is an enlarged partial sectional view of the device of FIG. 11, the image layer being exaggerated for the sake of clarity in FIG. 13a is an enlarged partial schematic side view of the anterior part of a modified form of lens capable of being formed on a lenticular screen, FIG. 13b is an enlarged partial schematic side view of the rear part of the modified lens of FIG. 13a; fig. 14 is an enlarged partial plan of a lenticular screen according to FIGS. 13a and 13b;
fig. 15 is an enlarged partial section of a positive device according to the invention, comprising the modified lenses of FIGS. 13a and 13b; fig. 16 is an enlarged schematic side view of another alternative form of a lens which can be incorporated into a device according to the invention; fig. 17 is an enlarged partial plan of a lenticular screen according to the variant of FIG. 16;
fig. 18 is an enlarged partial section of a device according to the invention, comprising a screen, such as that shown in FIG. 17; and fig. 19 illustrates a device and method for making the-de-la-fila-device 11. Referring to the drawing, an iconoscopic paral-lactic device 2 is seen which comprises a lined or striped image layer 4 at the bottom. above which is directly fixed a lenticular screen 6. The screen 6 comprises a lower or base face 8 and an upper or anterior lenticular face 10.
The layer of images 4 is directly applied against the lower face 8 of the screen 6, without any interposition of an adhesive or a similar material. The screen 6 or, more precisely, its lenticular face 10, comprises a series of semi-cylindrical curvatures forming the interior face of the elongate lens elements 12. As shown. each lens element constitutes. preferably a single lens having a circularly curved front face and a planar back face. The focus of the 12 lenses of the screen is so killed. at least noticeably. in the plane of the base thereof or in the plane of the image carried by layer 4.
The screen 6 itself has a thickness between 0.125 mm and 0.625 mm. This thickness will be better understood by referring to the fi. 2. In this figure. the letter t designates the maximum thickness of the screen. that is, the distance between the top of a lens 12 and the rear face 8 thereof.
The expression lined image layer is used opposite in a very general sense, to denote any type of layer constituting elongated panels having substantially the same width and arranged side by side so as to produce one or more several lenticulated images. The base layer carrying the images may consist of part of a sheet of paper, cardboard. etc.
However, it is clear that in some cases. it could be advantageous to print the base layer directly on the back side of the lenticular screen. as it is described in more detail below with regard to another embodiment of the invention.
Having thus outlined the general characteristics of the base layer incorporated in the preferred embodiment of the invention. we can now consider the lineage image it carries. For this purpose. it is advisable to refer to fig. 9, where we see the base layer com me being constituted by a number of panels 5, 5a. 5b and 5c. having substantially the same width and which are separated by a number of identical panels 7. 7a. 7b and 7c. In the event that one seeks to produce the illusion of a changing image. panels 5-5c would be different (in time) from panels 7-7c.
Otherwise, in the event that one seeks to produce a relief image, each of panels 5-5c and 7-7c would differ with respect to the point of view. Referring to fig. 3, which shows a greatly enlarged sectional view of the device of the fi. 1, or at least part of it. it is noted that each lens 12 has a curved front face 16 and a planar rear face 18, thus forming a simple element of the converging plane-convex lens. To the rear of the lens element 12 is attached a part of the base layer 4.
On <B> there </B> fi-. 3, each panel carried by the base layer 4 is shown as being disposed on top of it because these panels are printed - in the same way that a print is applied to the surface of a piece of paper.
It goes without saying that the term <B> </B> printing is used opposite to denote a conventional printing process of the type with raised letters, as well as li thographic processes. engraving, screen printing and / or color printing techniques, printing. normal ink or other suitable means of applying an image.
Referring again to fig. 3, it is noted that the panels represented thereon are hatched by crosses and by parallel lines exactly as in FIG. 9. Under each lens 12, there is an x panel and a y panel and it is assumed that the device of FIG. 3 is an image changing device. The panel x can, for example, be one of the panels 5 to 5c, the panel y thus being able to be one of the panels 7 to 7c, of FIG. 9. The essential point to understand, in this case, is that under each lens, there are at least two panels.
These panels could, where appropriate, be relatively narrower than shown or could be common to two neighboring lenses 12.
Suppose, referring again to the example of FIG. 3, that the x and y panels differ with regard to time or instant, and that all x panels form a composite image of a man, with his hand down, while all of the y panels constitute a composite image of a man with his hand raised. In other words, it is assumed that the image layer consists of two separate images and that these two images have been divided into a number of very narrow ribbons. It is further assumed that the ribbons constituting one of the images are successively inserted between those of the other.
Under these conditions, if we look at all the panels x at the same time, we see one of the images, while by examining all the panels y simultaneously, we see the other image. It has been assumed here that these two images represent one of a man with his hand down and the other a man with his hand up. It will be assumed, again, that the parallacti device is arranged relative to the eyes of the user, as shown in FIG. 5, that is to say that the longitudinal axis of the small lenses extends horizontally or parallel to a horizontal line passing between the eyes of the user.
In this hypothesis. it will also be assumed that the eyes of the user see the parallactic device so that the rays reflected by this device and which pass through the eyes of the user, cut the small lenses 12 at a certain angle.
It will also be assumed that the iconographic parallactic device 2 adapted to present a changing image is oriented so that the rays C1 and C2 (FIG. 3) represent parallel rays going towards the eyes of the user. This parallel ray hypothesis is justified by the fact that the lenses are very small and have a very short focal length, so that the distance from the image is extremely small compared to the distance from the object or away from the user's eyes.
When the line of sight is directed along the lines CI and C2 of FIG. 3, it follows, owing to the position of the parallactic device and the common refractive index of the lens elements 12, that the observer sees only the panels y. The rays are bent in the lenses, as shown in fig. 3. Thus, the observer perceives only the image representing the man whose hand is raised, in the present example.
Suppose now that the parallactic device is rotated about a horizontal axis so that the light rays reflected from the image and going towards the eyes of the user are the parallel rays C'1 and C'2 of FIG. 3. Due to the refractive index of the small lenses and the relative position of the device and the user's eyes, these rays come only from the x-panels which, in accordance with the present example, reproduce the image. of a man whose hand is kissed.
In other words, when we look at a device of this kind, from a certain angle, we see all the panels representing the same image, and when we look at it from another angle, we see all the panels representing another image. picture.
Although only two different positions of a man have been discussed in the description of FIG. 3, you could incorporate as many different positions as you want. The only limitation is that the more the number of the built-in panels increases, the more the definition of the details decreases and thus, from the point of view of the sharpness of the details, the number of the panels must be limited. However, in fig. 4, we see four different images arranged behind each small lens.
More precisely, it can be seen that the panels P1, P2, P3 are arranged successively behind each neighboring lens, and that the same is true for the panels <B> QI, </B> Q2, Q3, SI, S2, S3 and TI, T2, T3. It will be assumed that the panels P1, P2 and P3, or as they will be qualified below:
the <<P panels respectively constitute the linear sections of the image of a boy with his hand in his pocket, that the panels Q1, Q2 and Q3, hereinafter referred to as Q panels come from an image showing the same boy in the same position, but having taken his hand out of the pocket and brought it close to the chest; that the panels S1, S2 and S3, hereinafter referred to as S panels, present the same image of the same boy, but who raised his hand near his head; that the panels T1, T2 and T3 hereinafter qualified as panels T represent the same image of the same boy, but having raised his hand above his head;
that the iconoscopic parallactic device is initially arranged so that the rays travel between the eyes of the user and the device, along the paths indicated by the dotted arrows. Under these conditions, due to the refractive index of the small lenses and the orientation of the device, the user will only see the P panels. It will then be assumed that the device has been rotated so that the rays between the user's eyes and the user are parallel to the dashed arrows. Under these conditions, the user only sees the Q panels.
It will also be assumed that the device is then rotated so that the rays between the eyes of the user and the latter are parallel to the arrows with a continuous shaft. In this case, only the S panels are visible. Now, going still further forward, it will be assumed that the device is rotated to the position where the wavy arrows are parallel to the rays passing between the eyes of the user and the device. In this case, only the T panels would be visible.
Thus, by turning the device parallactic with respect to the eyes of the user, the image he carries, which is assumed here to be that of a boy, presents changing characteristics, that is to say , that the illusion is created that the boy withdraws his hand from the pocket and brings it above his head.
In the preceding paragraphs, a device with a changing image has been described. The construction of a positive device giving the illusion of a raised image corresponds to that of the above device. However, in the raised device, an individual panel of the image layer is placed under each small screen lens that is part of the device and all panels present the same image. Thus, as shown in fig. 7, under each small lens 12a, 12b and 12c is placed an individual complete panel X, X 'and X ".
On each of the panels X, the point of view varies along its length along a given axis extending perpendicularly to the longitudinal axis of the lens. In principle, each of the X panels comprises a continuous series of changing indivisible linear or elongated images which merge into each other and begin. for example, at the right edge of the panel. This series of linear images continuously moves across the width of the X panel and does not stop until it arrives at the left edge of the panel. The linear image of panel X 'begins in the immediate vicinity of the end of the linear image of panel X.
As a result, there is a complete image which is continuous in some sense, but whose vantage point varies along a given transverse axis of each of the panels constituting the image. In addition to the differences in views on each transverse axis of a panel, there is also a difference in viewpoints between the longitudinally spaced parts of the panels, so that a complete picture is formed by the series of panels.
To use the relief device described above. the longitudinal axes of the small lenses are arranged perpendicularly to a straight line extending between the eyes of the user. Thus, as shown in fig. 7. the user's left eye receives reflected rays along lines L1 and L2, for example.
while his right eye sees the rays reflected along the lines Ri and R2. The rays L1 and L2 emanate from a point, on a given panel, which is laterally spaced from the point of this same panel from which the rays R 1 and R2 emanate. The effect is the same as if the observer were looking at a stereoscopic slide placed in a stereoscope.
Separate views of the same image from different points of view are simultaneously received by both eyes of the observer, and the observer's brain synthesizes these images and creates by sensory perception the illusion of a three-dimensional image. or in relief.
The operation of the device of FIG. 7 has just been described by considering a small lens 12 thereof, but it is quite obvious that the observer receives the rays emanating from all the small lenses and that he thus perceives a general image in relief. The operation. with regard to each small lens of the device. being the same as that described above. the illusion created by each of them therefore does not need to be discussed in detail.
Alignment between the small screen lenses and the panels on the base or image layer in the final parallactic devices relies on virtually the same considerations whether they are live images or images. changing images and, in both cases. existing printing techniques can be used. The difference lies in the exact position of the panels relative to the overlying lenses, as explained above. Likewise, the shape of the lenticular screen is practically the same. regardless of the type of illusion to be created.
Accordingly, the principles of the invention also apply to both types of parallactic images and. having thus described the fundamental operating principles of these devices, we will now describe - in general - the application of the invention to each of these two types of devices, it being understood that the differences reside in the particular shape of the image layer and in the orientation of the lenticular screen and the image layer.
It will be remembered that it was explained in the preamble of this specification that the interdependent physical characteristics of the product of the invention are important, because they make this product both marketable and suitable for mass production at little cost. The thickness of the screen, designated by the letter t in fig. 2, is between 0.125 and 0.625 mm. Although this thickness defines the maximum and minimum limits of a screen made in accordance with the invention, the preferred embodiment thereof contemplates forming the screen with a thickness between 0.225 and 0.50 mm.
In addition, the finished screen, in its final form, has an abrasion resistance of between 5 and 50 mg, determined by the standard test method ASTM D-1044-56, using wheels <(calibration No. CS-17 for 1000 cycles.
In addition, the screen has a transparency of between 40 and 100%, determined by the standardized test method ASTM D-1746-69T, and a diffusion coefficient of between 0 and 15%, determined by the method. standard test ASTM D-1003-59T. The screen has a flexibility of between 70 and 1400 kg / cm2 but, preferably, between 70 and 700 kg / cm2, as determined by the standard test method ASTM D-747-58T and has a modulus of elasticity of between 70 and 420 kg cm2,
at 25oC, determined by the Standard Test Method ASTM 790-58T. It should be noted, on the other hand, that the screen comprises lenticular elements having a width W, as shown in FIG. 8, comprised between 0.40 mm and 0.125 mm but, preferably, between 0.17S mm and 0.30 mm.
According to the invention. these lenses have a radius r as shown in fig. 8, between 0.0625 mm and 0.280 mm, but in the preferred embodiment, lenses having a radius of between 0.075 mm and 0.225 mm are contemplated.
The invention envisages using purely thermoplastic materials for the production of the iconoscopic paral-lactic devices which are the subject thereof. The general designation of the materials suitable for being used to form a base layer in such a device is, generally, that of: unsaturated ethylenic hydrocarbon.
The specific materials falling into this group which give the best results, and which are considered to be retained for forming the screen by coating techniques, are polyethylene. polypropalene, polyethylene terathylate, vinyl toluene, unplasticized polyvinyl chloride and vinylidene chloride. Although these materials possess all the desirable characteristics, it has been found that the best results are obtained with polyolefins and, therefore, forming a screen from a polyolefin is a preferred method of construction of a. device according to the invention.
The devices according to the invention can be produced, for example, by a process such as that illustrated in FIG. 10. In this figure, a sheet of paper 254 is continuously drawn into the nip between a coating cylinder 229 and a transfer cylinder 232. The paper receives a coating 236 which is supplied by a power source 230 below the control of a doctor blade 231. The coated paper then passes through the nip 272 located between the transfer cylinder 232 and a printing cylinder 233 whose peripheral surface is formed so as to imprint the small lenses in the coating 236.
The impression cylinder 233 is. preferably. cooled and the coating 236 thus formed into a lenticular screen solidified, so that the laminated structure 237 leaves the impression cylinder 233 to a receiving device 238. Regardless of the material of the group mentioned above which is used, and which is suitable for producing coated devices, it must also have certain physical properties and, in particular, have a melting point between 105o C and 260o C but preferably between 135 and 1751, VS ;
a coating viscosity at these temperatures of between 10 and 200 weight; a solidification temperature greater than -17.8 C but preferably not higher than normal room temperature or about 220 C; and, further, it should be spreadable at its melting temperature and coating viscosity into a layer 236 having a thickness of between 0.01mm and 0.6mm.
The foregoing physical properties of the plastic material are important, since the process described with reference to fig. 10 is preferably carried out so that the plastic material has a temperature between 105 and 2600 C with a viscosity between 10 and 200 poises, when applied to the paper. In addition, as indicated, this is formed and solidified after coating, the solidification taking place while the plastic is in contact with the impression cylinder 233, so that the small lenses are formed at the contact of what constitutes their forming die and, then, keep their shape.
The small lenses have been described above as being circular, but it emerges from the following paragraphs that these lenses could also be aspherical, i.e. not exactly spherical, and have, instead , a slightly parabolic shape to correct for spherical aberration.
If one considers the above coating method or even the printing technique described hereinafter in the context of the invention, it becomes evident that the various physical factors are interdependent. More precisely, the thickness must be related to the transparency and to the diffusion so that the optical properties of the screen are satisfied and, then, the elasticity must be related to the flexibility within the optical limits of d. Other factors, so that the material maintains its optical shape while still being flexible enough to be widely used and to accommodate the mass production technique shown in FIG. 10.
In addition, these factors must be related to a correct width of the lenses in relation to the thickness of the screen and also in relation to the abrasion resistance, in view of the durability and the handling possibilities of the device. . As it was mentioned above. these various factors are somewhat incompatible, and for this reason the total combination is important.
As shown in fig. 8, the focal plane of the small lens lies along the line fp where the focal length is equal to F and where the focal point is denoted by f. We notice in this figure that the focal plane defines an arc. To obtain maximum sharpness, the image layer or the image carried by it should be located along this arc. However, when forming an iconoscopic parallactic device, providing a curved rear surface raises certain problems and hence, from a practical point of view, it is preferable that the rear surface of the lenticular screen is flat. .
Taking into account these manufacturing problems, and due to the preference given to a construction method comprising a flat rear face, it is clear that the image cannot be located exactly in the focal plane. On the other hand, if the image were disposed at either end of the focal plane, it would necessarily result that part of the image would be particularly sharp and the other would be particularly blurred. Consequently. the invention contemplates locating the focal plane of the lenticular elements at an intermediate position between the upper and lower limits of the image plane or of the focal plane fp.
In the above discussion. more particular attention has been paid to the preferred embodiment of the invention in which an iconoscopic parallactic device is formed from two separate pieces of material. in particular a lenticular plastic screen and a base layer directly attached to it in the form of a piece of paper. for example.
On the upper side. in the final device. an image was printed on the base layer and during processing resulting in the formation of the final device. this image was distilled by guiding the sheet 254 towards the printing cylinder 233. as required by the particular type of device to be made. the small lenses being formed in the screen of this device.
Unlike the laminated or superimposed layer device described in detail above. The preferred alternative embodiment of the device of the invention contemplates removing a separate base layer and printing an image directly onto a previously formed plastic lenticular screen.
In accordance with this preferred variant. that represents the fia. 11. The final device comprises a flexible plastic lenticular screen 600 on the base face of which an image layer 602 is directly printed. The screen 600 has a number of small lenses 604 which are formed therein.
This screen corresponds. in a general way. to the lenticular screen described in connection with the device of FIG. 1. The physical dimensions of this screen and the lenticular elements formed in it should be the same as in a screen. such as that used in the embodiment of FIG. 1. and whose limits have been specified above. More precisely. the width of the small lenses. the thickness of the screen. flexibility, transparency and diffusion are within the limits indicated in connection with the screen of fig. 1, and need not be repeated here.
However. as regards the device of FIG. 11, there are certain other factors that need to be taken into account specifically. in a device manufactured in accordance with the preferred modification of the invention. incompatibility problems and the like are not of great importance due to the lack of an absorbent base layer capable of sucking up the ground or the plasticizer from the screen. which could destroy the printed image and the base coat carrying it. When the image is printed directly to the screen, all of these problems are eliminated.
The plastic material which can be chosen to form the screen of the embodiment of FIG. 1 is again a thermoplastic material, the type of which may vary substantially. This is how. for example. that we can adopt polyethylene terathvlate. polyvinyl chloride plasticized or not. polypropalene. oriented polystyrene, appropriately shaped epoxy resins, polycarbonate resins, and plasticized acetates and / or butyrates, among many others.
The plastic must also have an abrasion resistance of between 1 and 50 mg; preferably, between 5 and <B> 25 </B> mg ,. determined according to the standard test method ASTM D-1044-56 using calibras No Cs-17 wheels for 1000 cycles.
The flexi bility of the screen should be between 70 and 1400 kg / cm2, but in the embodiment of fig. 11. It is preferred that it is between 350 and 1050 kg / cm2, determined according to the standard test method ASTM D-747-58T.
The dimensional stability of the screen of the embodiment of FIG. It is also important. The screen of the embodiment of FIG. It must have a Rockwell hardness between M20 and M125, determined according to the standard test method ASTM D 785-51. The tear strength of the preferred variant must be at least 200g. determined according to the standard test method ASTM D 689-44.
To maintain the desired predetermined alignment between the screen and the image as well in the embodiment. coated only in that where the image is printed directly on the screen, the coefficients of expansion should preferably remain within prescribed limits. Of a particularly important characteristic of all the plastics used to manufacture the positive devices according to the invention. is the coefficient of linear thermal expansion thereof, which. in this case, must be between 7.5.10-4 and 7.5.10-3 mm / o C, determined according to the standard test method ASTM D 696-44.
With some plastics the coefficient of moisture expansion is also important and although it is difficult to prescribe limits in this regard, from defined tests it is clear that this coefficient of thermal expansion is The humidity should be such that the expansion does not exceed 0.1% in any direction as a function of the humidity variations of the atmosphere in a given screen being handled or processed. This magnitude can, of course, vary slightly. the main thing being that the coefficient of expansion to humidity does not result in misaligning the screen during treatment in the preferred embodiment.
The direct print on the rear face of the screen 600 of FIG. 11 of an image has been described in its general lines above, but in fact, it is preferable that this printing be performed in accordance with a preferred technique which is specified hereinafter.
In addition, as opposed to simply printing a single layer of ink, for example, registered so as to create an impression with the lenticular screen, and on the back side thereof, it is preferable . in some cases, when it is desired to obtain an opaque device for applying an additional printing layer. In this regard, it is appropriate to refer more particularly to FIG. 12, where it can be seen that the screen 600 bears, on its rear face. a first printing layer designated by the reference 606 and a second printing layer arranged under the rear face of the first.
This second layer is designated by the reference 608 and is generally constituted by a layer of white ink or ink having a suitable pastel color.
It has been suggested that the layer 600 is a single layer and when it is a black and white device it is, in fact, a single print. However, layer 606 may also include a color image layer, in which case this layer could be formed by successive printing operations depositing inks of various colors at selected locations so as to produce the final representation. desired, that is, the layer can be: produced. according to conventional color selection techniques.
It will be remembered, of course, that the layer 606, however it is deposited or applied, constitutes a lenticular image including panels disposed under the respective lens elements 604 and, in correct alignment therewith, counts. given the particular type of parallactic device to be produced.
In fig. 12, layer 606 is formed to produce a relief or three-dimensional image and includes x and x 'panels each underlying a lens element 604 and covering the area between the longitudinal edges thereof. -this.
The considerations set forth with regard to the identification of the panels of the image layer discussed above in connection with the key embodiment of FIG. 1, also apply to this preferred variant and, therefore, the way in which an image changing device is to be produced and in which the matching between the panels of the image layer thereof is to be achieved, which have been discussed above also apply to this embodiment.
Fig. 19 shows an apparatus suitable for forming lenticular screens for the device of FIG. 11. This apparatus comprises an extrusion device of conventional shape comprising an extrusion head 610 having an extrusion opening 612 of generally rectangular shape. On leaving this opening, in accordance with conventional plastics processing techniques, a movable and fluid ribbon 614 is obtained. This ribbon, while it is still plastic, is introduced between two cooperating rolls 616 and 618. The pro wire of cylinder 616 substantially corresponds to that of printing cylinder 233 described with reference to FIG. 10.
It has a series of parallel grooves 72, extending around its periphery and its grooves serve to profile the upper face of the tape 614 to form small parallel lenses or lens elements 604 therein.
The tape 614 is slightly compressed during its passage between the cylinders 616 and 618, in order to polish the underside of the structure and to form the small lenilles in the upper face thereof. The limits on the thickness of the extruded and formed sheet correspond to those specified above for the coating of the embodiment of fig. 1.
In order to produce a guide edge on the formed sheet, a cutting operation is carried out at the same time as the latter is being formed. As shown in fig. 19, two cooperating shafts 620 and 622 are supported in parallel on either side of the strip 614 directly to the right of the cooperating cylinders 616 and 618. The shaft 622 carries a circular knife 624 and in the shaft 620 is formed a groove 626. The groove 626 is aligned with the knife 624 and receives a portion of the edge thereof.
The knife 624 and the groove 626 are arranged internally at one of the edges in particular, the front edge according to FIG. 19, of the sheet 614 'and in line with a junction between two small lenses 604. Thus, the circular knife 624 cuts the formed sheet 614' parallel to the longitudinal axis of the small lenses formed therein.
It should be noted that the plastic material used to form the sheet 614 ′ must have a solidification temperature between -17.8 and 221) C, so that it is dimensionally: stable when it leaves the profiling cylinder 616. Where appropriate, a conventional cooling device, including cooling channels formed in the cylinder 616, and means for circulating a cooling fluid therethrough could be used to solidify the plastic as it passes. through cylinder 616.
The profiled sheet 614 'which leaves the mechanism of FIG. 19 could be conventionally wound on a suitable core and could be kept for later use. When desired, in order to achieve the final product, the roll is passed through a cutting device and the severed edge 628 resulting from the cutting operation described above is used as a guide. The continuous sheet is cut into suitable segments by cutting it perpendicular to the longitudinal axis of the small lenses, using edge 628 to hold the knife perpendicular.
Conventional cutters can be used for this purpose, as well as the conventional alignment means with which they are provided.
When the segments have been cut from a sheet, such as that designated by 614 above, the next step is to print the image layer directly on the planar back side thereof. It should be noted in this connection that several image sections could be printed at the same time on a given segment of the sheet, this segment then being subdivided into individual parallactic devices.
In the detailed description above. the devices have been considered to include lenses or lens elements having an arcuate front surface formed by an arc of a circle. In addition, each lens element has been shown and described. as having a flat rear face. These features facilitate manufacture with relatively inexpensive equipment, but certain advantages can be obtained by changing the shape of the lens elements.
More precisely, in accordance with such a variant. a correction is made for the spherical aberration, as well as for the variations of the focal plane.
Continuing to refer to the drawing. we see in fig. 13-15. a lenticular screen constructed in accordance with this modification. For convenience of representation. wire-. 13a and 13b have been drawn at a scale of approximately 1000/1. The <B> 110 </B> lenticular screen (fig. 15) is made of a suitable plastic material. as speci fied, and having properties or characteristics necessary for the particular type of device to be produced.
Screen 110 includes a series of small lenses 112, but for convenience of illustration, Figs. 11a and 13b show only one lens 112 and part of a neighboring lens designated 12 '. It is quite obvious that in the embodiment considered. just like in the basic screen, all the lenses have identical optical properties and are analogous to that shown in fig. 15, the modified lenses being elongated and arranged parallel to each other.
The front portion <B> 113 </B> of the lens 112 is convex but, according to this modified embodiment, it has the shape of a cylindrical curve obtained with the formula below.
Since each lens of the screen of this alternative embodiment constitutes a single unit lens having a relatively short focal length and, since in this type of lens, it is only possible to correct the spherical aberration. , the result is that all the light rays emanating from the lens, within the limits of the viewing angle, which is fixed here at 300 on either side of the optical axis, are collimated or parallel to the optical axis of the lens.
All the light rays which enter the face of the non-spherical curve at an angle of 01) are focused at a focal point located at fB = F2. This can be confirmed by following the (internal) rays emanating from Ft which, as we see, travel and are refracted by points B, C, D, E, F, G then all intersect at F2.
Fig. 13b shows that the rear face 14 of the lens 112 has a concave surface 115 and that the curvature of this surface is determined graphically so that all the parallel rays entering or exiting the lens 112, between the limits of 300 of each side of the optical axis, come to focus or emanate from points coinciding with the rear surface 115. Thus. with a viewing angle of 00, the maximum usable aperture of the lens is equal to its width and all the light rays meet at point F @, as shown in fig. 13a and 13b.
When the viewing angle is located on one side or the other of the optical axis. the rays are also focused at a point, coinciding with the surface 115, but which is located next to the point F2. The maximum aperture of the lens 112 at 15o and 300 from the optical axis is shown in fig. 13a by lines bearing the corresponding indications. the maximum usable opening at 15o being indicated by the line LLl and the maximum usable opening at 300 being indicated by the line MM ,.
As mentioned above, the maximum usable aperture at the optical axis is equal to the total width of the lens.
It is obvious that the modified screen which is described in this part of the present specification can be formed as a coating on the base image layer according to the preferred embodiment of the invention. or it may be formed as an independent screen adapted to directly receive a printed image according to the preferred modification thereof.
Fig. 15 monster, on a highly enlarged scale, a cross section of an iconoscopic parallactic device comprising a screen 110 having a number of small lenses 112, each of which has a convex front surface 117 having the shape of a courtyard. aspherical and a concave rear surface 119 formed as described above. The base of the image layer of the paper sheet 20 is directly applied and bonded to the rear surface of the screen 110 and forms therewith a composite structure.
Referring more particularly to FIGS. 16, 17 and 18. we see a slightly modified form of a lenticular screen constructed in accordance with the variant embodiment of the invention considered here and with particular reference to FIG. 16. A lenticular screen 121 is seen which can be formed as explained above. In this figure, we see a complete lens 122 and part of the neighboring lenses <B> 123 </B> and 124.
In the variant embodiment of FIG. 16, the front surface 125 of each lens has the shape of an aspherical curve similar to that described above, but while the above curve was provided with a curved rear surface, the rear surface 126 of the lens shown in FIG. 16 is flat.
Consequently. the rear surface 126 has been placed at an average distance between the innermost focal point and the outermost focal point and, despite the compromise represented by this position alone, perfectly satisfactory results of the practical point of view.
so that this particular embodiment of the lenticular screen is very suitable for industrial implementations and, obviously, is more economical than the screen of the variant embodiment described immediately above and having curved rear surfaces.
In this form of the invention, the lenticular screen 121 is extremely thin and has a thickness within the limits specified above. In accordance with this modification, a final iconoscopic parallactic device is achieved by attaching the lenticular screen 121, along its back surface 126, to a sheet of paper 127 or printing an image directly thereon.
In the light of the detailed description which precedes, it will be understood that the invention effectively achieves the aims which it has proposed.