FR2641874A1 - Dispositif mecanique portant et dirigeant le systeme de deviation optique en stereoscopie utilisant deux ecrans - Google Patents

Abstract

Le dispositif consiste en un bras mécanique comportant deux ou trois éléments coulissants ou articulés susceptibles, chacun, d'effectuer un déplacement suivant une ou même deux directions. Soit, par exemple, dans ce dernier cas, un bras comportant un premier élément E1 s'articulant au point fixe F dont une extrémité S peut se déplacer suivant une direction OZ, et auquel s'attache un second élément E2 comportant les plateaux P1 et P2 que des tiges T maintiennent parallèles, pendant que les joints de cardan K1 et K2 en assurent le maintien et l'absence de rotation relative. Des ressorts et contrepoids R, R' et CP compensent les effets de la pesanteur de l'ensemble.

Description

Tant à l'égard de la télévision que de la cinématographie, il a déjà été inventé divers procédés pour restituer le relief dont aucun, à ce jour, n'a eu d'application pratique.

Les défauts et inconvénients prbsentés par ces procédés compensant, sans doute, de façon négative le bénéfice que l'on pouvait en tirer.

I1 en est pourtant un qui semblait prometteur puisque dans des conditions bien précises il restitue parfaitement le relief. Ce procédé part dt principe que la vision steréoscopi- que est donnée au cerveau par les images rétiniennes reçues par deux yeux qui, de par leur écartement, ne captent pas tout à fait la même chose et qui, convergeant vers le point observé lui permettent d'en déterminer l'éloignement.

De là, l'idée de projeter sur deux écrans séparés les images prises par deux objectifs d' appareils de prises de vues qui opèreraient comme le font les yeux, puis de restituer dans une même direction, lors de la lecture, à chaque oeil, l'image qui lui correspond par un jeu de prismes ou de miroirs (jeu que nous appellerons désormais "l'optique"). Comme le montre la figure 1, fournie pour mémoire, deux voies s'ouvraient alors: en A une double optique, chacune de ses parties prenant à sa charge une demi-déviation d'images; en B une simple optique, placée devant un oeil seulement et chargée de la déviation totale.L'optique devant conserver un parallélisme constant avec elle-m & e (la droite intersection de ses plans de réflexion devant rester parallèle à la droite séparant les écrans de projection) et les inventeurs de ce procédé suggérant de l'attacher aux lunettes de correction de vue ou à des montures dépourvues de verres, il devenait impossible au spectateur de bouger la tête. Cela entraîne, en effet, un déplace mfnt avec rotation de l'image observée à travers l'optique et détruit la juxtaposition souhaitée.

Or, il est possible de réaliser des systèmes mécaniques permettant de palier cet inconvénient et dont l'emploi passe inaperçu à l'utilisateur. L'optique n'est plus, dans ce cas, liée de façon rigide à une monture de lunettes mais simplement entrainée en déplacement par un doigt venant s'agrafer en un point (et en ce point articulé en toutes directions )
- soit à une monture de lunettes (Figure 2 A),
- soit à un bandeau que porterait autour de la tête le spectateur (Figure 2 B)
- cet entraînement pouvant encore être donné par une tige guidée par la main, comme celle utilisée dans les faces-àmain (Figure 2 C)
Ainsi entraînée à suivre les mouvements de la tête du spectateur, l'optique doit, dès lors, être portée et guidée en direction pE.r un système mécanique que nous appellerons ie bras ". Ce bras pouvant avoir divers points de départ possibles, par exemple, un fauteuil se trouvant en face, un accoudoir sur le coté, le-dossier du fauteuil du spectateur...

Pour déterminer ce que doit être "le bras", considé rcns que tous les points d'un espace limité peuvent être atteints par la soninie de trois translations se faisant suivant trois directions OX, OY, OZ, non confondues, de l'espace.

Dans l'application pratique (Figure 3) ces trois translations peuvent être celles de coulisseaux se mouvant dans des glissières appropriées, sans rotation possible sur eux-memes, puisque "l'optique' ne doit pas pouvoir tourner. (coulisseaux et glissières de section non circulaire ou munis de clavette et rainure de clavette).

Dans un tel élément du bras (coulisseau et sa glissière), le coulisseau (cs) apparatt comme un organe mobile par rapport à sa glissière (gel), et le fait d'attacher la glissière d'un élément au coulisseau de l'élément précédent permettra d'ajouter, dans des directions différentes et choisies, leurs translations. Notons que la glissière (gl1) du premier élément part du point fixe à proximité du spectateur, et que le coulisseau du troisième élément; (eS3) porte l'optiqtse.

Cette figure 3 montre le principe d'un tel systène et fait apparattre que, si un élément est plus ou n.oins vertical, un ressort R (ou un contrepcids) pourrait compenser les effets de la pesanteur de la partie du bras se trouvant au delà, optique comprise. L'union de ces 3 éléments successifs du bras pouvant se faire de façon amovible, pour en faciliter la séparation éventuelle.

Les coulissements, si bons soient-ils, entraînant des frictions, il parait plus judicieux de remplacer certains, au moins, des éléments ainsi conçues, par des systèmes en pa rallélogrammes articulés (Figure 4). En effet, si ur. segment (bc) d'un tel parallélogramme articulé en ses sommets, est considéré comme fixe et joue le rôle de la glissière, le côté opposé (ad) peut se déplacer en restant toujours parallèle à (bc) et rendre le même service que le coulisseau. De tels déplacements ne seraient pas des translations pures, au sens mathématique du terme, comme dans le premier cas, mais en l'occurrence cela ne gênerait pas, les autres éléments composant le bras pouvant compenser les effets involontairement induits.

La figure 5 fait apparaitre un bras qui serait composé de trois éléments en parallélogramme. Le segment (bc) étant parallèle-à une direction OZ, un plateau P1 fixé à (ad) peut, à son tour, et suivant ce même principe, être le point de départ du déplacement d'un segment (a'd'), portant un plateau P2 parallèlement à une direction OX. Enfin, de P2 partirait l'élément en parallélogramme final dont le plateau P3, se dépla çact suivant une direction OY, porterait l'optique.

Toutefois, il est possible d'utiliser comme éléments du bras, de simples segments rigides, articulés autour d'axes parallèles à la droite intersection des plans de réflexion de l'optique. La figure 6 montre l'emploi de deux tels éléments (u) et (\r), articulés, le premier en J, le second en J'. Le basculement de l'optique qu'il entraîne, lors de certains mouvements de l'utilisateur, est une exception à l'impossibilité de rotations pour cette optique. Le troisième élément du bras peut, alors, être fait du système à coulisseau ou en parallélogramme.

Si un bras, comportant ce type d'élément (deux au plus), limite les mouvements permis au spectateur, car l'image peut ne plus entrer entièrement dans l'optique, il a l'avantage de la simplicité.

Plus judicieux encore est de composer le bras, non plus de trois éléments mais de deux, dont l'ordre peut être interverti, et définis comme suit : le premier, E1 (Figure 7) peut être composé à partir de l'un des trois procédés précédemment décrits; le second, E2 , fonctionnant aussi en parallélogramme articulé,mais suivant deux directions simultanément, pourra balayer, par son élément mobile, toute la surface d'un secteur sphérique. Considérons donc, sur cette figure 7, un plateau P1 porté par un premier élément E1; réunissons ce plateau par au minimum 3 tiges T, de meme longeur, non alignées, parallèles entrtelles, à un second plateau P2. Queue que soit l'inclinaison des tiges T, P2 restera parallèle à P1.

L'adjonction (Figure a) des joints de cardan (K1) et (K2) et de l'axe (Q) qui les relie, maintiendra ces deux plateaux en contact avec les tiges, tout en les empêchant de tourner suivant les flèches (f) et (f'), l'un par rapport à l'autre. Donc Si P1 ne peut pas tourner de par sa liaison a vec (S), (un segment tel que (ad)), P2 ne le fera pas non plus. Si l'on considère fixe le centre d'articulation (k1) du cardan (K1), celui (k2) du cardan (K2). pourra balayer tout un secteur de la sphère de centre (k1) et de rayon (k1k2).

En choisissant convenablement la longueur de l'élément E1 ét celle des tiges de celui en double parallélogramme E2, il est possible de balayer tout l'espace nécessaire aux déplacements de la tête du spectateur. En outre, un tel bras peut comporter le contrepoids (CP) ou le ressort (R) (ou une composante de ces deux moyens), pour compenser sa propre pesanteur et celle de la partie optique. De même E2 peut comporter un système de ressort (R') au niveau de l'un des joints de cardan (K1) ou (K2) (ou des deux) pour compenser le ccuple dû à la pesanteur, dès qu'il quitte la position d'équilibre instable.

(Voir détail agrandi de la figure 8).

Ainsi conçu, un tel élément de bras a pour organe fixe le plateau P1 et pour organe mobile, le plateau P2.

Il faut mentionner une variante possible de la constitution de cet élément. Considérons que le jeu d'organes cardan (K1), plus axe (Q), plus cardan (K2), joue aussi le rale de la tige (T) dans le maintien à une distance constante de deux points correspondants,(tels que (k) et (k2)) des plateaux (P1) et (P2). Dans ces conditions, il est possible de substituer tout ou partie des tiges (T) par de tels jeux installés, comme ces dernières à la périphérie des plateaux; le jeu central n'ayant alors plus de raison d'exister.

On voit sur ia figure 8
- que l'élément E1 peut recevoir un fourreau (G1), lié à
l'un ou l'autre de ses segments 3es plus longs, jouant
un r81e protecteur et esthétique.

- que pour les mêmes motifs, l'élément E2 peut recevoir
le fourreau (G2) lié à l'arbre (Q). (Détail agrandi)
- enfin, que la liaison entre E1 et E2 peut être rendue
amovible en A par divers types d'emboîtements, afin
d'en faciliter la séparation : par exemple, l'élément
E1 pouvant être attaché à la salle de spectacle, l'au
tre, être la propriété du spectateur.

La figure 9 représente uri dispositif similaire'pour lequel E1 est un simple segment articulé.

La figure 10 montre une application possible, à partir du dossier d'un siège situé devant, de ce dispositif de bras portant et dirigeant un système de miroirs ou de prismes pour vision stéréoscopique. Il est muni d'une protection articulée
(PR) agissant
- en position verticale, pour le protéger des déplace
ments des spectateurs
- en position horizontale, pour le protéger des mouve
ments de son utilisateur.

Claims (12)

REVENDICATIQNS

1) La présente demande de brevet concerne l'adjonction Eu système de miroirs ou de prismes destiné à la juxtaposition des images d'un couple stéréoscopique projetées sur des écrans séparés, d'un dispositif appelé bras mécanique dont le but est de soutenir et de diriger, dans une direction constante, un tel système.

Ce bras est caractérisé en ce qu'il comporte trois éléments (Figures 3, 5 et 6), dont chacun a un organe mobile pouvant effectuer des déplacements suivant l'une de trois directions distinctes et choisies de l'espace, sans rotation possible sur lui-meme, et un organe fixe imposant cette direction.

Le premier élément a son organe fixe lié en un point de l'environnement de l'utilisateur; l'organe mobile du dernier élément porte le système optique ci-dessus. Ces éléments étant liés entre eux de manière à permettre > 1 l'organe mobile final de cumuler dans l'espace les déplacements des organes mobiles précédents.

2) Bras mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont composés de coulisseaux (organes mobiles :(cs1), (cs2), (cs3) de la figure 3) se mouvant sans rotation possible sur eux-mêmes, dans des glissières (organes fixes : (gl1), (gî2), (gui3) de la figure 3).

3) Bras mécanique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments sont composés de systèmes en parallélogrammes articulés (Figure 4), dans lesquels un côté étant dirigé suivant une direction donnée (organe fixe (bc)), le côté opposé (organe mobile (ad)) peut effectuer des déplacements en restant parallèle à la direction (bc).

4) Bras mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des trois éléments est constitué d'un simple segment rigide (organe mobile), pivotant autour d'un axe (organe fixe) parallèle à la droite séparant les deux écrans. (Par exemple, élément U de la figure 6). Les deux autres étant faits, indistinctement, à l'aide de systèmes vus aux revedi- cations 2 et 3.

5) Bras mécanique selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments constitués de segments rigides pivotant autour d'axes parallèles à la droite séparant les deux écrans; le dernier élément apparterrt aux systèmes des revendications 2 et 3 (par exemple éléments U et V de la figure 6).

6) Bras mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux des trois éléments nécessaires, faits de systèmes en parallélogrammes articulés, sont confondus en un élément double susceptible d'offrir, simultanément, des déplace- ments suivant deux directions de l'espace. Cet élément comporte pour cela (Figure 7) un plateau P1 (organe fixe), un plateau P2 (organe doublement mobile) maintenus parallèles entre eux grâce à un minimum de trois tiges T de même longueur. Ces deux plateaux ne pouvant tourner l'un Far rapport à l'autre, grSce à l'adjonction d'un jeu de joints de cardan (K1) et (K2) et d'un axe (Q) les unissant (Figure 8). Le dernier élément pouvant être l'un quelconque de ceux composant les revendications 2, 3 et 4.

7) Bras mécanique selon la revendication 1 et la revendi- cation 6, où tout ou partie des tiges T sont remplacées par des jeux de joints de cardan, tels que (K1) et (K2) et leur axe (Q).

8) Bras mécanique belon la revendication 1, comportant indistinctement et dans n'importe quel ordre, des éléments figurant aux revendications 2 à 7.

9) Bras mécanique selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce q'il comporte dans ses éléments des systèmes de contre-poids (CP) et de ressorts (R) et (R'), susceptibles de compenser les effets de la pesanteur (Figures 8 et 9).

10) Bras mecanique selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce que les divers éléments sont associés entre eux par des liaisons amovibles type mâle-femelle, ne permettant pas la rctation, pour en faciliter la séparation (liaison A, figure 8).

11) Bras mécanique selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce que ses divers éléments reçoivent des gaines protectrices ((G1) et (G2), figure 8).

12) Bras mécanique selon toutes les revendications précé dentes, caractérisé en ce que le système de miroirs ou de prismes, ainsi porté et dirigé, devra accompagner les mouvements de la tête de l'utilisateur, grâce à un doigt venant l'unir en un point, formant articulation, le liant à ces mouvements. ( A, B, C, figure 2)