FR2711296A1 - Dispositif pour vidéo tridimensionnelle. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif optique stéréoscopique, conçu pour être placé sur une caméra vidéo ou un camescope, ainsi qu'un récepteur spécial à deux écrans, pour restituer des images tridimensionnelles. Le dispositif comporte un système optique additionnel placé devant l'objectif de prise de vues, qui impose une rotation de 90 degrés aux images analysées par la caméra, afin d'obtenir un format de proportion agréable. La restitution des images est obtenue par un récepteur à deux écrans, perpendiculaires entre eux et basculés de 90 degrés pour rétablir les orientations correctes. Le dispositif suivant l'invention est conçu pour toutes les applications de la vidéo ou de la télévision tridimensionnelle, professionnelle ou grand public.

Description

La présente invention concerne un dispositif permettant
la prise de vues et la restitution d'images tridimen
sionnelles.

Dans l'état actuel des techniques d imagerie vidéo,
il existe des compléments optiques stéréoscopiques qui,
ajoutés à l'objectif de prise de vues, permettent d'obtenir
sur la surface photosensible de la caméra, le couple d'ima
ges des vues gauche et droite; mais quand ils ne sont pas
intégrés à des systèmes séquentiels à obturateurs alternés, ils divisent par deux le format et le champ horizontal,
tout en introduisant des déformations en trapèzes symétri
ques, qui gênent le fusionnement et faussent la restitution
du relief. Un complément optique à prismes de Crova donne
des images qui seraient satisfaisantes, si elles ne présentaient pas sur l'écran d'un moniteur vidéo, des inversions
et des orientations opposées, actuellement jugées rédhibi
toires.

Le dispositif suivant l'invention utilise pour la prise
de vues une caméra vidéo ou un camescope (1), dont l'objectif est muni d'un complément optique à prismes de Crova (2 et
3). Ce dispositif additionnel, connu en photographie, permet
d'obtenir avec un seul objectif (7), un couple d'images
stéréoscopiques dont le champ horizontal est plus important que le champ vertical et proche du champ donné par un objectif standard. Mais les images (5 et 6) obtenues sur
la surface photosensible (4) sont symétriques entre elles;
de plus, la double réflexion dans les prismes oriente chacune
d'elles de telle sorte que l'image du plan horizontal de
l'espace objet est parallèle à la droite H H' de la fig.l, c'est à dire sur l'axe d'analyse verticale de la caméra vidéo ou du camescope. Sur la surface sensible analysée
(4), les flèches X Y et Xd Yd montrent les orientations
g g
opposées des deux images. Pour restituer l'image tridimensionnelle, le dispositif suivant l'invention utilise un récepteur spécial à deux écrans, ou deux moniteurs vidéo ou deux téléviseurs, qui reçoivent le signal vidéo composite
issu de la caméra ou du camescope. Après décodage et
exploitation du vidéosignal, chaque écran pourrait présen
ter côte à côte les deux images du couple stéréoscopique,
mais l'une d'entre elles est éliminée, sur chacun d'eux.

Les dessins annexés illustrent l'invention :
La figure 1 représente le système additionnel à prismes
de Crova et indique sa position par rapport à l'objectif
(7) de la caméra ou du camescope, ainsi que par rapport
à la verticale Y et l'horizontale X de l'espace objet.

Cette figure montre aussi l'orientation du couple stéréos
copique formé sur la surface photosensible (4) et met
en évidence les inversions et rotations des images (5
et 6) des vues gauche et droite, qui le composent.

La figure 2 esquisse la représentation d'une caméra
(1) et de son viseur électronique (8), équipée du système
optique additionnel à prismes de Crova (2 et 3), pour
montrer leurs positions et leurs orientations relatives.

Les figures 3 et 4 représentent le système optique addi
tionnel à prismes de Crova, auxquels sont ajoutés les
prismes (13 et 14) qui permettent de conserver ltorien-
tation habituelle de la caméra vidéo ou du camescope.

La figure 5 montre que le miroir (15) peut remplacer
les deux prismes (13 et 14) des figures 3 et 4.

La figure 6 montre les orientations contraires des
images (9 et 10) sur chaque écran (11 ou 12), si l'une
d'entre elles n'était pas masquée ou "effacée".

En schématisant deux tubes cathodiques (16 et 17)
choisis à titre d'exemple, les figures 7 et 8 représentent
les dispositions préférées des écrans (11 et 12) du
récepteur, par rapport à un observateur.

I1 est possible d'ajouter aux prismes de Crova (2 et 3)
deux autres prismes (13 et 14) ou deux miroirs, dont la
fonction est de rétablir l'orientation normale de la caméra
ou du camescope, en imposant une réflexion supplémentaire.

La disposition du système optique additionnel devient celle de la figure 3 ou de la figure 4. L'orientation des images
sur la surface d'analyse est modifiée en conséquence. Les
deux prismes (13 et 14) ou les deux miroirs peuvent être
remplacés par un seul prisme ou par un seul miroir (15)
représenté sur la figure.5.

Sur chaque écran de l'ensemble récepteur, les deux images
(9 et 10) de l'espace objet pouvant être restituées à partir du vidéosignal composite issu de la caméra ou du camescope,
ont des orientations opposées, aussi bien sur l'axe vertical
que sur l'axe horizontal. Une caractéristique particulière
du dispositif suivant l'invention consiste à masquer ou
"effacer" une des deux images de chaque écran; à titre
d'exemple, si sur un écran, l'image destinée à l'oeil
gauche est utilisée, 1 image destinée à l'oeil droit est
éliminée; tandis que sur l'autre écran, c'est l'image
destinée à l'oeil droit qui est utilisée, l'autre image
étant éliminée. Suivant une technique connue, il est possible d'effacer 1 image indésirable de chaque écran par un signal
électronique approprié, dit de "blanking". Parceque chaque
écran ne présente qu'une des deux images du couple
stéréoscopique, il suffit de basculer chaque écran sur
le côté qui convient, ou chaque moniteur vidéo tout entier, par rotation de 90 degrés, pour présenter horizontalement
l'image du plan horizontal de l'espace objet.

Pour permettre à l'observateur (19) de fusionner les
images des vues gauche et droite, suivant une technique
connue, les deux moniteurs ou téléviseurs sont placés de telle sorte que leurs écrans (11 et 12) forment un angle
droit, un miroir semi-réfléchissant (18) étant placé entre
eux, à 45 degrés. Le coefficient de transmission de lumière
de ce miroir est proche de son coefficient de réflexion,
ce qui permet de voir une image par transmission et l'autre par réflexion. Pour placer les deux écrans (11 et 12) à angle
droit, les deux dispositions préférées sont indiquées par
les figures 7 et 8. Dans une variante du dispositif suivant
l'invention, les deux moniteurs ou les deux téléviseurs
sont remplacés par un récepteur spécial à deux écrans, disposés à angle droit. Les écrans peuvent Autre à cristaux
liquides, ou des écrans de tubes cathodiques, ou de
projection. Dans les dispositions d'écrans indiquées par
les figures 7 et 8, la réflexion d'une image sur le miroir
de fusionnement (18) provoque son renversement vertical.

Tout renversement indésirable peut être corrigé par un
procédé électronique; à titre d'exemple, un renversement droite gauche ou bas haut est facilement corrigé par simple
inversion de branchement de bobine de déviation, si l'image
est restituée par un tube cathodique.

Pour que le miroir semi-réfléchissant (18) réalise la
superposition correcte, tout décalage des deux images utilisées peut être compensé en ajustant la position d'un écran
par rapport à l'autre, ou par réglage électronique de
cadrage, ou par combinaison des deux. Les images gauche
et droite du couple stéréoscopique étant rétablies dans
les orientations correctes, il suffit de les recouvrir de feuilles de matèriau polarisant la lumière sur les plans
convenables, pour que le ou les observateurs qui regardent
par l'intermédiaire du miroir (18), sélectionnent l'image
de la vue gauche pour l'oeil gauche et l'image de la vue
droite pour l'oeil droit, au moyen de lunettes polarisées (20), suivant une technique bien connue; on sait que ces
lunettes peuvent être remplacées par des filtres polarisés,
convenablement orientés, fixés sur un support, permettant
à un ou plusieurs observateurs de regarder par leur
intermédiaire.

Le dispositif suivant l'invention permet d'utiliser faci
lement les caméras et camescopes grand public ou semi
professionnels, par simple addition du complément optique
à prismes de Crova. Le récepteur à deux écrans qui est
utilisé pour restituer les images tridimensionnelles, peut
être réalisé avec des moniteurs ou des téléviseurs ordi
naires. Les signaux de synchronisation n'étant pas altérés
ou modifiés par le dispositif suivant l'invention, celui-ci
autorise l'emploi des magnétoscopes usuels et de nombreux
accessoires prévus pour la vidéo ou la télévision en deux dimensions. La présente invention concerne tous les domaines
d'application de la vidéo et de la télévision tri
dimensionnelle.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de prise de vues stéréoscopiques et de restitution d'images tridimensionnelles, caractérisé en ce qu'il utilise une caméra vidéo ou un camescope, équipé d'un système optique additionnel, et présente les couples d'images stéréoscopiques essentiellement au moyen de deux moniteurs vidéo ou téléviseurs, ou d'un moniteur vidéo à deux écrans.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système optique additionnel placé devant l'objectif de la caméra ou du camescope (1) est essentiellement constitué de deux prismes de Crova (2 et 3), permettant d'obtenir sur la surface photosensible (4) un couple stéréoscopique d'images (5 et 6) des vues gauche et droite, en leur imposant une rotation de 90 degrés, pour maintenir un format de proportion agréable.

3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, bien que les signaux vidéo issus de la caméra ou du camescope permettent aux deux moniteurs ou téléviseurs, ou ou au moniteur spécial à deux écrans, de restituer sur chaque écran les images des vues gauche et droite du couple stéréoscopique, on utilise seulement l'image de la vue gauche présentée par un écran et l'image de la vue droite présentée par l'autre écran.

4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur chacun des écrans (11 et 12), l'image indésirable est masquée, ou bien éliminée par un dispositif électronique approprié.

5) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les images restituées sur le ou les récepteurs, présentent l'image du plan horizontal de l'espace objet orientée sur l'axe de balayage vertical, qui est celui du balayage trame.

6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux écrans de restitution (11 et 12) sont basculés sur le côté adéquat par rotation de 90 degrés, pour ramener l'image du plan horizontal de l'espace objet sur un axe sensiblement parallèle au plan de l'horizon.

7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que toute inversion d'image indésirable, sur l'axe gauche droite ou haut bas, peut être rectifiée par un moyen électronique.