FR2661259A1 - Systeme de presentation d'images stereoscopiques par projection sur ecran lenticulaire. - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte au domaine de la stéréoscopie. La projection de couples stéréoscopiques sur écran exigeant une sélection de chaque image droite ou gauche vers l'œil correspondant, conduit, dans le cas de la sélection optique par écran lenticulaire prismatique, à l'obligation d'imposer à l'observateur des emlacements particuliers et étroitement limités, liées à l'orientation des deux faisceaux lumineux (29) et (30) dirigés vers l'écran. L'invention fait appel, en plus de ces faisceaux principaux, à des faisceaux additionnels tels que (36) et (37), d'angles différents, créés par des miroirs à réflexion partielle(32) et (34), augmentant l'angle global d'observation utilisable. Les applications sont notamment celles de la présentation de spectacles stéréoscopiques en images fixes ou animées.

Description

L'invention faisant l'objet du présent brevet se rapporte au domaine de la sté- réoscopie, procédé où l'observation, avec les deux yeux, de deux images d'un mgme su- jet, vu sous deux angles légèrement différents, procure une sensation de vision en relief.

L'obtention des deux images est habituellement réalisée par une double prise de vue.

Cette prise de vue peut être simultanée, par emploi d'un appareil à deux struc tures disposées c8te-a-cote ( objectifs, miroirs, prismes ); elle peut être successi ve, en deux temps, en déglacant un appareil de prise de vues de type habituel en deux emplacements successifs. On obtient, dans les deux cas, un couple d'images stéréosco- piques dites à parallaxe geométrique.

Si l'on réalise une pluralité de ces images en faisant varier l'angle de prise de vue autour du sujet, par exemple avec un appareil photographique muni de plusieurs objectifs, on obtient, par prélèvement d'un couple stéréoscopique quelconque dans cette pluralité, la vision de ce sujet sous des angles différents. Un tel ensemble d'images est dit stéréoscopique à parallaxe panoramique.

I1 a dgalement été fait appel à un autre mode de création de couples d'images procurant une sensation de vision en relief, les deux images résultant de la prises de vues successives d'un meme sujet, également par emploi d'un appareil de type habituel mais dans ce cas l'appareil est fixe, et ce sont des éléments de tout ou partie du sujet qui doivent être en déplacement. L'observation simultanée des couples d'images obtenus procure la sensation d'un échelonnement des éléments mobiles par rapport aux céments fixes du sujet , d'arrière en avant, proportionnellement à l'amplitude de leur déplacement latéral dans les deux images successives mises en oeuvre. Un tel couple d'images est dit stéréoscopique å parallaxe temporelle.

Un des modes connus de présentation de couples d'images stéreoscopiques est la projection simultanee sur un écran des deux images t il est alors indispenawble d'assurer l'acheminement à chaque oeil, droit ou gauche, de l'image correspondante droite ou gauche qui lui est destine ; c'est la condition fondamentale de la sélection.

La condition de sélection est habituellement réalisée par appel à l'optique physique, en dotant la lumière manant des deux images du couple de caractéristiques choisies pour s'exclure mutuellement - couleurs complémentaires, lumières å plans de polarisation croisés - , et en munissant les yeux de l'observateur de filtres de mime nature éteignant, pour chaque oeil, l'image qui ne lui est pas destinée. Cette solution présente l'inconvénient d'obliger au port de l-Wrettes.

C'est pourquoi on a fait appel à une autre solution, du domaine de l'optique géométrique. Pour cela2 dans la sélection optique, les deux images d'un couple sont décou pees suivant une pluralité de bandes étroites, perpendiculairement a la base d'observa- tion horizontale représentée par les deux yeux , ces bandes étant juxtaposées alternativement côte-à-cEte sur un plan. La sélection est assurée par I'interpositon entre ce plan et les yeux de l'observateur, d'une grille munie d'une pluralité de barreaux parallèles à la pluralité des bandes, chaque barreau masquant pour chaque oeil la bande qui ne lui est pas destinée.Les barreaux peuvent être constitues par de singles masques opaques, mais on les réalise habituellement, pour un meilleur rendement lumineux, sous la forme de lentilles optiques verticales jUxtapOsées . L'ensemble matérialise la solution dite de l'écran lenticulaire, les deux images respectives d'un couple stéréoscopique y étant réalisées par projection suivant deux angles respectifs distincts.

Cette solution présente cependant l'incoevenient d'obliger l'observateur a se placer devant écran en des emplacements précis pour bénéficier correctement de la sélection optique recherchée. En dehors de ces emplacements, l'observateur ne voit, soit qu'une des deux images, soit même aucune des deux, inconvénient qui limite notablement le nombre d'observateurs pouvant simultanément examiner les images stéréoscopiques.

L'objet de la présente invention est un système de présentation d'images stéréos copiques par projection sur écran lenticulaire ne comportant pas cet inconvénient.

Essentiellement, il assure la vision simultanée des deux images d'un couple suivant des emplacements élargis peu critiques.

Dans son principe, il fait appel, en plus de la projection des deux images sui vant deux angles distincts, à une pluralité de projections de chacune de ces deux images suivant une pluralité d'angles de valeurs voisines, l'ensemble des valeurs de ces angles respectivement principaux et secondaires, assurant ltélargissement avantageux des emplacements d'observation procurant la sélection optique recherchée.

L'invention fait appel, pour la création des images secondaires caractéristiques de l'invention, à une pluralité de miroirs à transmission partielle, disposés sur le parcours du faisceau lumineux de chaque image principale.

Plus précisément, l'invention concerne un système de présentation d'images stéréos- copiques par projection sur écran lenticulaire, ces images constituant des couples représentant des sujets vus sous des angles différents, comprenant deux dispositifs de projection des couples , 'a axe de projection horizontal, chacun comportant une source lumineuse et un objectif de projection, et un écran lenticulaire, comprenant une pluralité de lentilles prismatiques convergentes orientées verticalement, c s ctérisé en ce que les deux dispositifs de projection sont disposés avec leur axe optique parallèle à l'é- cran, les images desdits couples étant projetées sur l'écran par une pluralité de mi roirs de renvoi, disposés en succession sur les axes optiques respectifs des deux dispositifs de projection, les miroirs intermédiaires de chacune desdites successions étant a' réflexion partielle.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès, en s'appuyant sur les figures annexées, où :
- la figure I représente , suivant une vue schématique, un dispositif de présente tion d'un couple d'images stéréoscopiques sur écran lenticulaire suivant l'art connu
- la figure 2 représente un dispositif de projection d'un couple d'images sté réoscopiques sur écran lenticulaire suivant l'invention
- la figure 3 représente une portion d'un film cinématographique stéréoscopique suivant l'art connu ;
- la figure 4 représente un dispositif de projection d'un film représenté fig. 3 suivant l'invention ;;
- la figure ss représente une portion d'un film photographique stéréoscopique phoen parallaxe panoramique suivant l'art connu
- la figure 6 représente un dispositif de projection du film représenté fig. 5 suivant l'invention
- la figure 7 représente une portion d'un film cinématographique comportant quatre images stéréoscopiques en parallaxe panoramique , représentées sur la figure 5 réunies suivant un carré
- la figure 8 représente un dispositif de projection suivant l'invention du film représenté figure 7
- la figure 9 représente un dispositif de projection suivant l'invention, d'un film cinématographique de type normal, mettant en oeuvre la stéréoscopie en parallaxe temporelle.

La figure I représente, suivant une vue schématique, un dispositif de présenta tion d'un couple dl images stéréoscopiques sur écran lenticulaire suivant l'art connu.

Ce dispositif comporte d'une part deux appareils de projection disposés sur une base horizontale, correspondant aux deux images (I) et (2) du couple, chacun des deux étant constitué d'une source lumineuse (3) et (4) et d'un objectif convergent (5) et (6), et d'autre part un écran lenticulaire (7) . Cet écran se compose d'une surface diffusant la lumière (8) , et d'une pluralité de lentilles prismatiques verticales å face convexe telles que (9) , avec un centre optique (po), en vis-a-vis des appareils de projection.

Les deux images (I) et (2) étant projetées sur l'écran suivant deux faisceaux distincts tels que (I7) et (I8) , les lentilles (9) y produisent un découpage suivant une pluralité de bandes juxtaposées alternées , telles que (II) et < 12) . Lors de l'exa- men de 11 écran, l'un ou l'autre des yeux (I3) e.t.(I4)d'un observateur verront seulement l'un ou l'autre des deux groupes de bandes alternées en (I5) et (I6) , réalisant ainsi la sélection de chacune des deux images vers chacun des deux yeux auquel elle est destinée.

Cependant un tel système présente un grave inconvénient, a' savoir la nécessité que les bandes d'observation (I5) et (I6) coïncident sensiblement avec les bandes de projection (II) et (I2) , imposant pour les yeux (I3) et (I4) de l'observateur, et par conséquent ajour celui-ci, des emplacements étroitement limités. En dehors de ces emplacements, il peut y avoir disparition visuelle totale d'une des bandes, et même inversion par vision de bandes adjacentes.

La figure 2 représente un rnode de réalisation du dispositif de projection du système de présentation d'images stéréoscopiques suivant l'invention.

I1 comporte deux appareils de projection correspondant aux deux images (2I)(22) du couple, avec deux sources lumineuses (23)(24) et deux objectifs (25) et (26) . Les deux appareils sont disposés en vis-a-vis , et unepaire de miroirs (27)(28) à 452 renvoie les deux faisceaux lumineux (29)(30) vers l'écran lenticulaire ( 37 ) de l'art connu.

Selon l'invention , ilest créé plusieurs faisceaux additionnels tels que (35)(36) et (37)(38) , d'angles d'incidence sur l'écran plus grands, par interposition, devant chaque objectif (25)(26) , de miroirs à réflexion partielle tels que (3I)(32) et (33) (34) . Les faisceaux procurent ainsi une avantageuse augmentation de l'angle total sous l'observation peut être faite. Deplus, la valeur de leur intensité lumineuse relative peut être librement choisie, en fixant le coefficient de réflexion des miroirs, en vue de créer toute variation progressive désirée d'intensité en fonction de l'angle d'observation.

La figure 3 représente une portion d'un film cinématographique stéréoscopique suivant l'art connu. Un tel film (40) comporte les deux images (41) et "(42) d'un couple stéréoscopique, disposées côte-3-c8te sur la hauteur (43) d'une image unique, typiquement de 5 perforations latérales pour un film de 70 mm de largeur.

La figure 4 représente, sur une vue en plan, un dispositif de projection d'un film représenté figure 3 , selon l'invention. Il comporte un dispositif d'entrainement du film (45) suivant la floche (46) , une source lumineuse non représentée, et un objectif de projection (47) , formant limage des couples stéréoscopiques du film sur un cran lenticulaire, par réflexion sur les miroirs a 450 (48) et (49) . Selon l'inven tion, des miroirs à réflexion partielle (50)(5I) et (52)(53) augmentent l'angle d'observation total recherché.

La figure 5 représente une portion d'un film photographique stéréoscopique en parallaxe panoramique suivant l'art connu.

Dans une longueur totale (50) , le film porte quatre images distinctes (5I)(52) (53)(54) , obtenues simultanément par quatre objectifs. De tels ensembles d'images sont par exemple réalisés par le procédé NI2BLO ( marque déposée ), et procurent trois couples d'images stéréoscopiques prises deux a deux, réalisant une application de la méthode dite de la parallaxe panoramique.

La figure 6 représente, selon l'invention, un dispositif de projection du film représenté sur la figure 5
Les quatre images sont pour cela avantageusement séparées en deux groupes de deux (61) et (62) , et l'angle total d'observation obtenu est encore plus grand par suite de 'accroLsserllent procuré par quatre images réalisées en parallaxe panoramique.

La figure 7 représente une portion d'un film cinématographique comportant les quatre images stéréoscopiques en parallaxe panoramique représentées sur la figure 5 , réunies suivant un carré.

Sur une hauteur totale (70) , les quatre images (7I)(72)(73)(74) peuvent ainsi être projetées suivant un format cinématographique compatible avec les formats connus.

La figure 8 représente un dispositif de projection suivant l'invention, du film représenté figure 7
La disposition et les caractéristiques des miroirs principaux (82)(83)(84)(85) et des miroirs 'a réflexion partielle (86)(87)(88)(89) étant les mêmes que dans les cas précédents ne seront pas cornmentés.

La figure 9 représente un dispositif de projection selon l'invention, d'un film cinématographique de type normal, mettant en oeuvre la méthode de la stéréoscopie en parallaxe temporelle.

Suivant cette méthode, il est fait appel, pour constituer un couple d'images stédifférents * - -., - réoscopiques, à deux images réalisées à des instants,/et dont les cliflerences uues aux éléments mobiles qui y sont contenus, suggèrent un échelonnement en profondeur par rapport aux éléments fixes lorsqu'elles sont examinées simultanément.Le dispositif de projection suivant l'invention comporte des sources de lumière telles que (IOI)(I02) (103) (104) , éclairant plusieurs images d'un film cinématographique de format standard (90) , défilant dans le sens de la flèche (II5)
I1 comporte de plus des objectifs de projection (9I)(92) , assurant la projection de plusieurs images du film, typiquement quatre sur la figure 9 , et un ensemble de miroirs principaux et de miroirs à réflexion partielle, dont les caractéristiques et le rôle sont les mêmes que dans les cas précédents.Selon les lois de la méthode de la parallaxe temporelle, pour qu'un élément mobile de l'image paraisse en avant-plan par rapport au fondS ilest nécessaire que le prélèvement dans le temps des deux images succeE sives destinées à constituer un couple s'effectue dans un ordre respectivement direct ou inverse, suivant que l'élément se déplace respectivement dans le sens gauche-droite, ou le sens droite-gauche.

Pour cela, suivant un cas pratique donné à titre d'exemple, le système de l'invention fonctionne comme suit : le film cinématographique a été préalablement muni d'un repère (I20) , indiquant si l'élément mobile principal de l'image se déplace dans les sens gauche-droite ou droite-gauche . Ce repère, lu par le détecteur (1212 2 provoque, à travers le circuit inverseur (I22) , l'alimentation, à partir de la borne d'entrée (I23) , soit des sources de lumière (IOI)(I03) , soit des sources de lumière (102)(104).

Les paires de miroirs sont disposées de telle sorte que l'une assure le sens directs et l'autre le sens inverse.

Lorsque les sources (IOI)(I03) sont en service les miroirs (IIO)(II2) créent deux faisceaux dans le sens gauche-droite ; lorsque les sources (I02)(I04) , les miroirs (III)(II3) créent deux faisceaux, respectivement dans le sens droite-uche.

Ainsi, tout film cinématographique de type standard peut fournir une projection stéréoscopique en parallaxe temporelle, au prix d'un premier visiomiement pour y placer des repères en fonction du sens de déplacement de l'élément mobile principal présent dans l'image.

Il est à remarquer que, dans tout ce qui précèdes la description des modes de réalisation de l'invention a été faite en mettant en oeuvre des images photographiques ou cinématographiques ; il est cependant compris dans le domaine de la présente invention, au prix d'adaptations évidentes pour l'homme de l'art, la mise en oeuvre d'images du domaine de la vidéo

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   R. I. Système de présentation d'images stéréoscopiques par projection sur écran lenticulaire,ces images constituant des couples représentant des sujets vus sous des angles différents, comprenant deux dispositifs de projection des couples, à axe de projection horizontal, chacun comportant une souroelumineuse ( 23 ) et un objectif ( 25 ), et un écran lenticulaire ( 37 ) , comprenant une pluralité de lentilles prismatiques convergentes ( 39 ) orientées verticalement,

   caractérisé en ce que les deux dispositifs de projection sont disposés avec leur axe optique parallèle à l'écran, les images ( 21 )( 22 ) desdits couples étant projetées sur l'écran par une pluralité de miroirs de renvoi, disposés en succession sur les axes optiques respectifs des deux dispositifs de projection, les miroirs intermédiaires ( 31 )( 32 )( 33 )( 34 ) de chacune desdites successions étant a réflexion partielle.

   R. 2. Système de présentation selon la R. I , caractérisé en ce que lesdits couples sont portés par un film cinématographique.

   R. 3. Système de présentation selon la R. 2, caractérisé en ce que les images des couples ( 41 )( 42 ) en stéréoscopie géométrique sont disposées en paires c8te-a'-cOte.

   R. 4. Système de présentation selon la R. 2, caractérisé en ce que les images des couples ples, en stéréoscopie panoramique, sont disposées en juxtaposition suivant des quadrilatères ( 71 )( 72 )( 73 )( 74 ).

   R. 5. Système de présentation selon la R. 2 , caractérisé en ce que les images des couples, en stéréoscopie temporelle, sont disposées les unes à la suite des autres.

   R. 60 Système de présentation selon la R. 5 , caractérisé en ce que les sources lumineu- ses assurant la projection de certaines desdites images sont contrôlées par un signal-re-5 père porté par le film.