FR2561398A1 - Optical device enabling the position or the dimensions of the images appearing on television screens to be modified - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF OPTIQUE PERMETTANT DE MODIFIER LA POSITION OU LES
DIMENSIONS DES IMAGES APPARAISSANT SUR DES ECRANS DE TELEVISION
La présente invention a pour objet un dispositif optique permettant de déplacer les images formées sur des écrans de télévision (ou d'en modifier les dimensions), principalement dans le but de réaliser des images de grandes dimensions composées d'images partielles fournies par des écrans groupés en batterie.OPTICAL DEVICE FOR CHANGING THE POSITION OR THE
DIMENSIONS OF IMAGES APPEARING ON TELEVISION SCREENS
The subject of the present invention is an optical device making it possible to move the images formed on television screens (or to modify their dimensions), mainly for the purpose of producing large images composed of partial images supplied by screens. grouped in battery.
Il est connu de réaliser des images de télévision de grandes dimensions par projection avec un certain grandissement des images fournies par un écran unique De telles images projetées souffrent d'un manque de luminosité et de contraste. Il est également connu de former des images de grandes dimensions en réunissant des tuages partielles fournies avec une bonne luminosité et un bon contraste par plusieurs écrans groupés cSte à cote. Mais les images partielles ne peuvent etre exactement juxtaposées en raison de l1encombrement des tubes cathodiques sur les écrans desquels elles apparaissent, de sorte que l'image composite comporte des bandes obscures entre les images partielles. It is known to produce large television images by projection with a certain magnification of the images provided by a single screen. Such projected images suffer from a lack of brightness and contrast. It is also known to form large images by combining partial tapes provided with good brightness and good contrast by several grouped screens side by side. However, the partial images cannot be exactly juxtaposed because of the size of the cathode ray tubes on the screens from which they appear, so that the composite image has dark bands between the partial images.
a présente invention a pour but de remédier à ces ineonvénients à l'aide d'un dispositif optique permettant de faire apparaltre, à partir d'une image formée sur l'écran d'un tube de télévision, une image semblable dont l'un des côtés au moins a .subi un décalage transversal, et comportant une pluralité de guides de lumière disposés devant l'écran du tube, leurs faces d'entrée étant contiguës à 1' écran et leurs faces de sortie étant tournées vers l'espace extérieur 'où peut etre observée l'image à travers lesdits guides de lumière
Selon l'invention, les guides de lumière sont constitués par des lamelles planes en matière transparente de forme générale sensiblement rectangulaire, dont les chants contigus à l'écran et les chants opposés constituent les faces d'entrée et de sortie de lumière et qui sont juxtaposées, leurs chants contigus à 1' écran étant parallèles à une meme direction, avec une inclinaison de leurs plans, par rapport au plan de l'écran, fonction du décalage désiré.a present invention aims to remedy these drawbacks using an optical device to make appear, from an image formed on the screen of a television tube, a similar image, one of which at least sides have a transverse offset, and comprising a plurality of light guides arranged in front of the screen of the tube, their inlet faces being contiguous to the screen and their outlet faces being turned towards the outside space '' where the image can be observed through said light guides
According to the invention, the light guides consist of flat strips of transparent material of generally substantially rectangular shape, the edges of which adjoin the screen and the opposite edges constitute the light entry and exit faces and which are juxtaposed, their edges contiguous to the screen being parallel to the same direction, with an inclination of their planes, relative to the plane of the screen, depending on the desired offset.
Chaque lamelle transparente reçoit les rayons lumineux issus des points de l'image alignés en regard de la face d'entrée de la lamelle, et ces rayons émergent de sa face de sortie avec un certain décalage dépendant de la distance entre lesdites faces d'entrée et de sortie et de l'inclinaison du plan de la lamelle, de sorte que la ligne de points correspondante vue par un observateur se trouve décalée transversalement dans le sens de l'inclinaison de la lamelle. En recouvrant l'écran d'un réseau de lamelles étroitement juxtaposées, on obtient une image finale qui est issue de l'image d'origine par décalage et/ou homothétie suivant les paramètres géométriques du réseau de lamelles. Each transparent strip receives the light rays coming from the points of the image aligned opposite the entry face of the strip, and these rays emerge from its exit face with a certain offset depending on the distance between said entry faces. and exit and the inclination of the plane of the lamella, so that the corresponding line of points seen by an observer is offset transversely in the direction of the inclination of the lamella. By covering the screen with a network of closely juxtaposed lamellae, a final image is obtained which comes from the original image by offset and / or homothety according to the geometric parameters of the lamella network.
Avantageusement, à la face d'entrée et/ou à la face de sortie de chaque lamelle peut être associé un prisme redressant les rayons lumineux entrant dans la lamelle etfou en émergeant, de façon à minimiser les pertes de lumière du point de vue de 1 'observateur. Certains au moins des prismes peuvent redresser les rayons lumineux par réfraction, et certains au moins par réflexion totale. Par ailleurs, certains au moins desdits prismes peuvent faire corps avec les lamelles auxquelles ils sont associés. Advantageously, the entry face and / or the exit face of each strip can be associated with a prism rectifying the light rays entering the strip and / or emerging, so as to minimize the light losses from the point of view of 1 'observer. At least some of the prisms can straighten the light rays by refraction, and some at least by total reflection. Furthermore, at least some of said prisms can be made integral with the lamellae with which they are associated.
Les lamelles peuvent être soit des lamelles pleines et continues, soit des lamelles découpées suivant des fentes sensiblement perpendiculaires à leurs faces d'entrée et de sortie, qui leur donnent la forme d'un peigne dont les dents constituent des conduits de lumière. The lamellae can be either solid and continuous lamellae, or lamellae cut along slits substantially perpendicular to their inlet and outlet faces, which give them the shape of a comb, the teeth of which constitute light conduits.
Dans une forme d'exécution du dispositif selon l'invention adapté à la formation d'une image composite combinant les images rectangulaires partielles fournies par quatre écrans groupés, les lamelles associées à chaque écran sont inclinées sous un même angle vers un même point central situé à égale distance des coins mutuellement adjacents desdites images partielles, les lamelles étant dimensionnées et positionnées de façon que les extrémités de leurs faces de sortie se raccordent suivant deux droites orthogonales constituant les axes de l'image composite. Ici, les lamelles sont toutes inclinées vers le centre de la grande image finale, les quatre images se trouvant ainsi rapprochées par translation vers ledit point central et se raccordant sans solution de continuité. In one embodiment of the device according to the invention suitable for forming a composite image combining the partial rectangular images provided by four grouped screens, the slats associated with each screen are inclined at the same angle towards the same central point located equidistant from the mutually adjacent corners of said partial images, the lamellae being dimensioned and positioned so that the ends of their exit faces are connected along two orthogonal straight lines constituting the axes of the composite image. Here, the slats are all inclined towards the center of the large final image, the four images thus being brought together by translation towards said central point and connecting without any solution of continuity.
Les conduits de lumière des lamelles découpées en forme de peigne offrent de préférence une certaine divergence en allant de la face d'entrée vers la face de sortie de celles-ci, de façon à donner un grandissement positif à la ligne de points lumineux traitée par chaque lamelle. Cette disposition débouche sur la possibilité de faire apparattre une image agrandie homothétique de l'image d'un écran. Il convient à eet effet de prévoir que les faces d'entrée des lamelles s'étendent parallèlement à l'un des eôtés de l'image formée sur l'écran et que les lamelles reçoivent une inclinaison différente de sorte que leurs plans vont en divergeant à partir de l'écran, les degrés de divergence des plans des lamelles et de leurs conduits de lumière étant identiques.On peut ainsi réaliser un dispositif adapté à la formation dune image composite combinant les images rectangulaires partielles de quatre écrans groupés ou plus, en donnant aux dimensions des lamelles et au degré de convergence de leurs plans et de leurs conduits de lumière des valeurs telles que les rectangles dans lesquels s'inscrivent les faces de sortie de l'ensemble des lame îles se raccordent le long de leurs cotés adjacents sans solution de continuité.Les images obtenues sont homothétiques des images des écrans par rapport aux centres de ceux-ci, et se raccordent exactement entre elles pour former l'image composite de grandes dimensions, sans limitation du nombre d'écrans associés. The light conduits of the lamellae cut in the form of a comb preferably offer a certain divergence going from the entry face towards the exit face of these, so as to give a positive magnification to the line of light points treated by each slat. This arrangement leads to the possibility of showing an enlarged image homothetic to the image of a screen. The effect should be that the entry faces of the slats extend parallel to one of the sides of the image formed on the screen and that the slats receive a different inclination so that their planes are diverging. from the screen, the degrees of divergence of the planes of the slats and of their light pipes being identical. This makes it possible to produce a device suitable for the formation of a composite image combining the partial rectangular images of four or more grouped screens, giving the dimensions of the lamellae and the degree of convergence of their planes and their light conduits values such that the rectangles in which the exit faces of the assembly of the laminae are inscribed are connected along their adjacent sides without continuity solution. The images obtained are homothetic of the screens' images with respect to their centers, and are exactly connected to each other to form the composite image of large he dimensions, without limitation of the number of associated screens.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront plus claîrei nt de la description qui va suivre, en regard des dessins annexes, d'exemples de réalisation non limitatifs. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, with reference to the accompanying drawings, of nonlimiting exemplary embodiments.
Les figures 1 à 5 montrent schématiquement la marche des rayons lumineux à travers une lamelle transparente d'un dispositif optique selon l'invention, dans différentes formes d'exéeutionO
La figure 6 représente en plan quatre écrans de télévision groupés et dotés de dispositifs selon l'invention, ces derniers n'étant représentés que partiellement.Figures 1 to 5 schematically show the path of light rays through a transparent strip of an optical device according to the invention, in different forms of exeeutionO
FIG. 6 shows in plan four television screens grouped together and provided with devices according to the invention, the latter being only partially represented.
La figure 7 représente une section suivant la ligne VII
VII de l1objet de la figure 6.Figure 7 shows a section along line VII
VII of the object of figure 6.
Les figures 8 et 9 représentent une lamelle transparente pleine selon deux variantes. Figures 8 and 9 show a full transparent strip in two variants.
Les figures 10 et 11 représentent une lamelle transparente découpée en peigne selon deux variantes
Les figures 12 et 13 représentent, à la façon des figures 6 et 7, quatre écrans de télévision équipés de dispositifs selon l'invention mettant en oeuvre des lamelles suivant la figure 8 ou 9.Figures 10 and 11 show a transparent strip cut in comb according to two variants
FIGS. 12 and 13 represent, in the manner of FIGS. 6 and 7, four television screens equipped with devices according to the invention using strips according to FIG. 8 or 9.
On voit sur la figure 1 en perspective une portion de l'écran 1 d'un tube de télévision sur la face interne la duquel se forme une image composée d'un grand nombre de petites taches lumineuses telles que 2. Sur 1' écran 1 est disposée une lamelle transparente 3 à faces polies, inclinée suivant un angle a par rapport au plan de l'écran. Des rayons issus d'un point de la tache 2 pénètrent dans la face d'entrée 3a de la lamelle 3 qui est contigue à écran 1, et se propagent au sein de cette lamelle entre ses faces latérales 3b, 3c qui les guident par réflexions totales éventuelles. Ces rayons émergent enfin de la face de sortie 3d de la lamelle 3, ayant subi un décalage dans le sens de l'inclinaison de cette dernière.Comme le montre la figure 2 où on a représenté le cheminement de rayons parallèles issus de points distincts de la tache 2, la tache lumineuse 2 est vue par un observateur regardant l'écran 1 avec un décalage D. We see in Figure 1 in perspective a portion of the screen 1 of a television tube on the inner side of which is formed an image composed of a large number of small light spots such as 2. On 1 screen 1 is arranged a transparent strip 3 with polished faces, inclined at an angle a relative to the plane of the screen. Rays coming from a point of the spot 2 penetrate into the entry face 3a of the strip 3 which is contiguous to screen 1, and propagate within this strip between its lateral faces 3b, 3c which guide them by reflections possible totals. These rays finally emerge from the 3d exit face of the lamella 3, having undergone a shift in the direction of the inclination of the latter. As shown in FIG. 2 where the path of parallel rays from distinct points of the spot 2, the light spot 2 is seen by an observer looking at the screen 1 with an offset D.
Le décalage D causé par la lamelle 3 dépend d'une part de la distance d'entre ses faces d'entrée et de sortie, et d'autre part de l'angle a. qu'elle fait avec l'écran 1. On peut diminuer la dimension d de la lamelle si on augmente son inclinaison en réduisant l'angle a. Dans ce cas, il peut être utile d'améliorer le couplage des faces d'entrée et de sortie de la lamelle respectivement à l'image de l'écran 1 et à l'espace d'observation en disposant des prismes sur ces faces Il peut s'agir de prismes 4, 5 fonctionnant par réfraction (figure 3), ou de prismes 6, 7 fonctionnant par réflexion totale (figure 4). Comme représenté, ces derniers prismes peuvent être accolés face contre face à la lamelle 3.Ils peuvent même faire partie intégrante de celle-ei, ce qui conduit à la strueture de la figure 5, où la lamelle 3' est incurvée dans des sens opposés le long de ses bords d'entrée et de sortie, dont les faces sont parallèles à la surface de l'écran 1. The offset D caused by the strip 3 depends on the one hand on the distance between its entry and exit faces, and on the other hand on the angle a. it does with screen 1. We can decrease the dimension d of the slat if we increase its inclination by reducing the angle a. In this case, it may be useful to improve the coupling of the entry and exit faces of the coverslip respectively to the image of the screen 1 and to the observation space by having prisms on these faces. may be prisms 4, 5 operating by refraction (Figure 3), or prisms 6, 7 operating by total reflection (Figure 4). As shown, these latter prisms can be joined face to face with the strip 3. They can even be an integral part of this, which leads to the structure of FIG. 5, where the strip 3 'is curved in opposite directions. along its input and output edges, whose faces are parallel to the surface of the screen 1.
On voit sur la figure 6 quatre écrans de télévision 8, 9, 10, 11 juxtaposés, donnant respectivement des images 12, 13, 14, 15 qui pour leur part ne sont pas juxtaposées, étant sépares par des bandes obscures 16, 17 croisées. Afin de faire apparaître une grande image formée de quatre images 12', 13s, 14', 15' semblables aux images 12, 13, 14, 15, mais rigoureusement juxtaposées, sans bandes obscures de sépaPation, chaque écran 8, 9y 10 il est recouvert d'un réseau de lamelles 3 disposées parallèlement les unes aux autres, avec un faible écartement mutuel et une inclinaison dirigée vers le centre O de l'ensemble des quatre images 12, 13, 14, 15.Chaque lamelle d'un réseau présente une longueur dépendant de sa position sur l'écran, de façon que l'ensemble des faces de sortie des lamelles du réseau s'inscrive dans un rectangle de memes dimensions que l'image apparaissant sur l'écran. Chaque réseau de lamelles 3 fait apparaître ainsi une image décalée vers le centre O, le décalage étant tel que les eoins intérieurs des quatre images 12', 131, 14' 15' obtenues coincddent avec. le point 0, qui. se trouve au centre de la grande image 18 formée par les quatre images décalées juxtaposees
Les lamelles utilisées peuvent avoir la forme représentée à la figure 8, où les bords extremes sont perpendiculaires au bord de sortie (le bord d'entrée étant légèrement incurvé pour épouser le bombé des écrans). On peut aussi utiliser des lamelles 3" (figure 9) dont les bords extremes comportent une certaine obliquité telle que les lamelles de deux écrans adjacents se rejoignent le long de ces bords, comme indiqué en tirets sur la figure 6.We see in Figure 6 four television screens 8, 9, 10, 11 juxtaposed, respectively giving images 12, 13, 14, 15 which for their part are not juxtaposed, being separated by dark bands 16, 17 crossed. In order to make a large image appear, consisting of four images 12 ', 13s, 14', 15 'similar to the images 12, 13, 14, 15, but rigorously juxtaposed, without dark separating bands, each screen 8, 9y 10 is covered with a network of lamellas 3 arranged parallel to each other, with a small mutual spacing and an inclination directed towards the center O of the set of four images 12, 13, 14, 15. Each lamella of a network has a length depending on its position on the screen, so that all of the exit faces of the slats of the network are inscribed in a rectangle of the same dimensions as the image appearing on the screen. Each network of lamellas 3 thus shows an image offset towards the center O, the offset being such that the interior corners of the four images 12 ′, 131, 14 ′ 15 ′ obtained coincide with. point 0, which. is at the center of the large image 18 formed by the four juxtaposed offset images
The strips used can have the shape shown in FIG. 8, where the extreme edges are perpendicular to the exit edge (the entry edge being slightly curved to match the convexity of the screens). It is also possible to use 3 "strips (FIG. 9), the extreme edges of which have a certain obliquity such that the strips of two adjacent screens meet along these edges, as indicated in dashes in FIG. 6.
Afin d'élargir l'angle de vision correcte de la grande image composite 18, on peut prévoir un certain chevauchement du contenu des portions marginales des images 12, 13, 14, 15 en bordure des bandes 16, 17, ces portions venant se recouvrir et se confondre dans l'image composite 18 du fait du décalage dû aux réseaux de lamelles 3 ou 3". In order to widen the correct viewing angle of the large composite image 18, it is possible to provide for some overlapping of the content of the marginal portions of the images 12, 13, 14, 15 at the edge of the strips 16, 17, these portions coming to overlap. and merge in the composite image 18 due to the offset due to the arrays of lamellas 3 or 3 ".
Dans la forme d'exécution des figures 10 et 11, les lamelles 3 comportent des fentes parallèles 19 qui leur donnent l'aspect d'un peigne. Les dents 20 de ce peigne, séparées par les fentes 19, peuvent être réunies par une âme non fendue soit du côté du bord de sortie (figure 10), soit du coté du bord d'entrée (figure 11). Lees dents 20 constituent des conduits de lumière distincts entre les bords d'entrée et de sortie des lamelles. In the embodiment of Figures 10 and 11, the strips 3 have parallel slots 19 which give them the appearance of a comb. The teeth 20 of this comb, separated by the slots 19, can be joined by an unsplit core either on the side of the outlet edge (Figure 10), or on the side of the inlet edge (Figure 11). The teeth 20 constitute separate light conduits between the entry and exit edges of the strips.
En donnant à ces conduits une certaine divergence, comme représenté, on obtient une dilatation longitudinale de la ligne de taches lumineuses situées sous le bord d'entrée lorsqu'elles sont vues à travers les conduits 20. By giving these conduits a certain divergence, as shown, we obtain a longitudinal expansion of the line of light spots located under the entry edge when they are seen through the conduits 20.
Dans ce cas (figures 12 et 13), en disposant sur un écran 10 un réseau de telles lamelles 3 à dents 20 divergentes, suivant des plans parallèles à la direction d'une paire des côtés de l'image 14 qui apparatt sur cet écran (ioi la direction des petits côtés de l'image) ces plans allant en divergeant de la même façon que les dents 20 à partir de 1' écran, on obtient une image 14' homothétique de l'image 14, dont elle diffère seulement par un certain grandissement positif, cette divergence bidirectionnelle étant ajustée pour ne pas modifier les proportions de l'image. In this case (FIGS. 12 and 13), by arranging on a screen 10 a network of such lamellae 3 with divergent teeth 20, in planes parallel to the direction of a pair of the sides of the image 14 which appears on this screen (ioi the direction of the short sides of the image) these planes going in diverging in the same way as the teeth 20 from 1 screen, one obtains an image 14 'homothetic of image 14, from which it differs only by a certain positive magnification, this bidirectional divergence being adjusted so as not to modify the proportions of the image.
Lorsque, comme représenté, les divergences des dents 20 des lamelles 3 et des plans de celles-ci sont symétriques de part et d'autre du centre C de l'image 14 initiale, l'image 141 agrandie possède le même centre.When, as shown, the divergences of the teeth 20 of the lamellae 3 and of the planes thereof are symmetrical on either side of the center C of the initial image 14, the enlarged image 141 has the same center.
Les figures 12 et 13 montrent quatre écrans 8, 9, 10, 11 juxtaposés (représentés toutefois sans contact mutuel pour la clarté du dessin), qui font apparattre quatre images 12, 13, 14, 15 séparées par des bandes obscures 16, 17. Ces quatre écrans sont dotés d'un quadruple réseau de lamelles 3 conformes à la figure 10 ou 11, qui, grâce à la divergence de leurs plans et de leurs dents, donne na7ssanee à quatre images agrandies 12', 13', 14' 15 qui se juxtaposent exactement le long de leurs bords contigus pour former une grande image composite 18. FIGS. 12 and 13 show four screens 8, 9, 10, 11 juxtaposed (represented however without mutual contact for the clarity of the drawing), which show four images 12, 13, 14, 15 separated by dark bands 16, 17. These four screens are equipped with a quadruple network of lamellas 3 in accordance with FIG. 10 or 11, which, thanks to the divergence of their planes and their teeth, gives na7ssanee to four enlarged images 12 ′, 13 ′, 14 ′ 15 which juxtapose exactly along their contiguous edges to form a large composite image 18.
Les rayons lumineux issus des faces de sortie des lamelles 3 peuvent être redressés pour se propager parallèlement suivant la direction perpendiculaire au plan des écrans 8, 9, 10, 1l, ou même avec une légère convergence vers le point d'observation de l'image, en donnant aux éléments de leur face de sortie qui correspondent respectivement aux conduits 20 une orientation convenable différente pour chaque élément, comme représenté à la figure 10 où la face d'entrée de la lamelle n'est pas lisse comme dans le cas de la figure 11, mais présente l'aspect de dents de scie. The light rays coming from the exit faces of the slats 3 can be straightened to propagate parallel in the direction perpendicular to the plane of the screens 8, 9, 10, 11, or even with a slight convergence towards the point of observation of the image. , by giving the elements of their exit face which respectively correspond to the conduits 20 a different suitable orientation for each element, as shown in FIG. 10 where the entry face of the lamella is not smooth as in the case of the Figure 11, but has the appearance of sawtooth.
I1 est clair que l'usage de lamelles 3 en peigne telles que décrites ci-dessus supprime la limitation à quatre du nombre d'images qui peuvent entre juxtaposées en une grande image composite 18, et qu'il permet d'associer un nombre quelconque d'écrans, par exemple neuf ou seize. It is clear that the use of comb strips 3 as described above removes the limitation to four of the number of images which can be juxtaposed in a large composite image 18, and that it makes it possible to associate any number screens, for example nine or sixteen.
Les lamelles peuvent etre réalisées en matière plastique transparente ou en verre, par moulage par injection. Comme pour les fibres optiques de télécommunication, les faces latérales des lamelles peuvent etre revetues d'une matière dont l'indice de réfraction est plus petiot que celui de la matière des lamelles. The slats can be made of transparent plastic or glass, by injection molding. As for telecommunication optical fibers, the lateral faces of the lamellae can be coated with a material whose refractive index is smaller than that of the material of the lamellae.
Afin d'obtenir une définition satisfaisante pour l'image composite 18, le réseau de lamelles recouvrant chaque écran doit compter un grand nombre de lamelles juxtaposees, par exemple 200 ou plus. In order to obtain a satisfactory definition for the composite image 18, the network of lamellae covering each screen must have a large number of juxtaposed lamellae, for example 200 or more.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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