FR2812404A1 - Voilure de fresnel - Google Patents

Abstract

La pr esente invention a pour objet un dispositif rotatif destin e à l'obtention d'images en relief et de très grandes dimensions flottant dans le vide caract eris e en se r ef erant au dessin Ndegre2 par une portion de lentille de Fresnel (1) mise en rotation grâce à un système p eriph erique (3) assez rapide de sorte que l'oeil humain normale en raison du ph enomène de persistance r etinienne voit une lentille de Fresnel totalement reconstitu ee. La dite lentille ainsi constitu ee pourra être de dimension quelconque et donne une image flottant dans l'espace d'une image source (4). La pr esente invention est particulièrement destin ee à des applications à moyenne et grande echelle, la retransmission d'images flottant dans le vide devant de nombreux spectateurs par exemple le cin ema et les spectacles en g en eral mais aussi la publicit e et les simulateurs.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif rotatif ou non destiné à

l'obtention d'images ren relief et de

très grandes dimensions flottant dans le vide.

La présente invention est particulièrement destinée à des applications à moyenne et grande échelle la retransmission d'images flottant dans le vide devant de nombreux spectateurs par exemple le cinéma et les spectacles en général mais aussi la publicité, les jeux vidéo, l'informatique, l'information dans les espaces

publique tels les gares, les aéroports et les stades.

Le dispositif comprend dans son principe une " voilure de Fresnel " qui est caractérisée par un arrangement d'éléments optiques mis en rotation très rapide par l'extérieure grâce à un système adéquat, la rotation du dit arrangement engendre une lentille de Fresnel de préférence recouverte d'une surface translucide de protection. On dispose alors à une distance convenable du dit dispositif rotatif une source caractérisée par un objet éclairé ou auto éclairé ou un écran sur lequel sont retransmises des images. La source du fait des propriétés optiques de la lentille ainsi reconstituée est reconstituée dans le vide et peut être vue par plusieurs

observateurs cormmne flottant efiectivement dans le vide.

La plupart des dispositifs existant qui permettent de produire des images flottant dans le vide génèrent des images dont les dimensions sont directement tributaires des dimensions des surfaces optiques utilisées. On constate qu'il y a parmi les dites surfaces optiques utilisées toujours des lentilles et plus spécialement des lentilles de Fresnel. Or il se trouve que les plus grandes lentilles de Fresnel du monde n'excèdent pas trois mètres de diamètre. De plus ces lentilles en question sont très coûteuses très rares (fabriquées à titre très

exceptionnel) et nécessitent pour leur réalisation un gros appareillage teuchnique très spécial et très onéreux.

Par ailleurs il existe également des systèmes pour produire des images sur plusieurs plans dans l'espace mais ceux-ci utilisent systématiquement plusieurs intermédiaires optiques tels par exemple des surfaces semi réfléchissantes de renvoie. En outre on remarquera qu'il n'existe pas de système permettant d'engendrer des

surfaces qui se comportent simultanément comme des lentilles, des écrans et des miroirs.

Par conséquent voici les références de quelques documents connus qui prouvent les différences

fondamentales entre le concept innovateur de la présente invention et les brèves descriptions des documients

connus ci dessous.

Document P.C.T. dont le titre est: THREE dimentiornnal image Projector, N IT 89 00009 du 23 février 1989, Classification: G02B 27 22, G03B 35 00 (européen) et

le numéro de la publication internationale: W0 89 09423 PUBLIE LE 5 octobre 1989.

Ce document met en évidence deux renvoies par miroirs. 9 et i0, un générateur d'images. 3 et une lentille de Fresnel au travers de laquelle passent les rayons lumineux. Contrairement à l'aspect novateur de la

présente invention.

Documenit N de publication i 776 882, N d'emnregistremient National. 9803604. Date de dépôt. 24 Mars 1998 ( document francais) dont le titre est: Dispositif de visualisation stéréoscopique. Ce dispositif est lourd et encombrant puisqu'il met en oeuvre une source d'image 2, un miroir sphérique 4, une lame semi relécnlissarnte 3, un obturateur à cristaux liquides $ disposé au foyer du miroir et une lentille (une seule) S. ii

est précise que l'obturateur est commandé en synchronisme avec la tformation d'images oeil droit, oeil gauche.

L'angle de vision est tres réduit et d'autre part il y a encore une formation d'image au travers d'une classique lentille de Fresnel

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Document N de publication. 2657 969, N d'enregistrement National: 91 01251, date de dépôt. 31

janvier 1991 ( français). Dont le titre est: Appareil d'affichage tête haute.

Il est dit que cet appareil d'affichage à tête haute offre un grand champ de vision. Il comporte un élément de renvoie 6 de l'affiche tête haute et un dispositif holographique à diffraction ou de Fresnel, qui réfléchit le faisceau de rayonnement provenant de l'écran 3 et d'un tube cathodique 1, sous un angle R inférieure à l'angle d'incidence 1. Dans ce contexte, on comprend nettement qu'il s'agit là d'une forme d'effet Dysney, puisque la formation de l'image à l'angle de vue restreint est un effet vu dans la vie de tous les jours principalement la nuit lorsque l'on voit des images derrière des vitres et dont la source se situe du

coté de l'observateur.

L'ensemble des autres documents cités ci dessous entrent dans le même cadre que la description des

documents ci dessous: Le document Japonais 4385 du 24 mai 1983 Le document français N de publication: 2702 871, N d'enregistrement National: 93 03229, date de dépôt: le 19 Mars 1993, le document US states Patent N 4391 495 du 5 juillet 1983 Le document US 5782 547 PUBLiE ie 2i juillet 1998, classification est. i.PC. GO3B 21i 14 Le document US N 4571 041 du 18 février 1986, classification GO3B 21 00; Le document français N 2768 822 N d'enregistrement National: 9711902 déposé le 19 septembre 1997. Comme ii a été dit, les dispositifs de l'état de la technique actuelle ont l'inconvénient de produire des images n'excédant jamais trois mètres de diamètre et sont pour la plupart lourds et encombrants contrairement à la présente invention qui peut aisément être démontée en kit pour être transportée. La présente invention est légère relativement peut coûteuse an rapport du prix de revient d'un mur d'images par

exemple et fait preuve d'une grande polyvalence.

Le dispositif selon la présente invention remédie aux difficultés posées par les appareils actuels en rendant possible la production d'images de très grandes dimensions et en relief frottant dans le vide. Le dispositif peut en outre être aisément réalisé par une entreprise spécialisée dans la production de lentille de Fresnel de

petite dimension et cela à un coût accessible.

Le dispositif selon la présente invention comprend donc une " voilure de Fresnel " caractérisée plus généralement par un arrangement d'éléments optiques caractérisé en ce que la rotation de ce dit arrangement selon un axe donné engendre une lentille de Fresnel qui pourra être à focale variable et/ou qui pourra présenter d'autres caractéristiques telles par exemple être semi-réfiléchissant et/ou semi-transparent. Le dit arrangement selon la présente invention pourra à titre d'exemple non limitatif se caractérisé par une portion de lentille de Fresnel qui sera à titre d'exemple un secteur circulaire d'une lentille de Fresnel mais la dite portion pourra être un élément de forme triangulaire dont l'un des sommets coïncide avec le centre d'une lentille de Fresnel, d'autres formes pourront bien entendu convenir telle à titre d'exemple une forme rectangulaire dont la longueur coïncidera avec un rayon ou un diamètre d'une lentille de Fresnel La realisation de telle portion s'obtient théoriquement en découpant dans une lentille de Fresnel la dite portion l'objectif est que la rotation de la dite portion selon un axe particulier engendre une lentille de Fresnel complète. Des arrangements plus sophistiqués tels à titre d'exemple non limitatif des arrangements en

damier réalisés à partir d'élérment optique et d'autres mratériaux et/ou de vide pourront aussi faire l'affaile.

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Pour reconstituer les effets optiques produits par une lentille de Fresnei la dite " voiiuie de Fresrinel " est mise en rotation par un système périphérique adéquat à une vitesse angulaire suffisante de sorte qu'un observateur moyen du fait du phénomène de la persistance rétinienne voit une lentille de Fresnel circulaire totalement reconstituée. Mentionnons que dans certains cas la dite rotation n'est pas une condition nécessaire par exemple si le nombre de portion de lentille de Fresnel caractérisées par des secteurs circulaire de lentille de Fresnel est tel qu'une lentille est partiellement ou totalement reconstituée. Dans le cas ou la "voilure " n'est pas rmise en rotation d'autres formes pourront être utilisées telles à titre d'exemple non limitatif des portions triangulaires convenablement réparties et en nombre suffisant tel que sera partiellement voire totalement engendrée une interface optique dont les effets optiques produits seront très voisins de ceux

produits par une lentille de Fresnei.

Le présent dispositif se décline selon différentes variantes et pourra alors servir d'intermédiaire optique de

choix destiné à la production d'images de très grandes dimensions et en relief flottant dans le vide.

Le dispositif selon la présente invention se décline en plusieurs variante qui surmontent chacune divers préjugées: L'arrangement d'éléments optiques mis en rotation pourra se présenter selon diverses formes et configurations: On pourra par exemple mettre un ou deus ou plusieurs secteurs circulaires de lentille de Fresnel et/ou autres types d'arrangements d'éléments optiques en rotation et cela sui un axe corilrnun etiou dans des plans pouvant être commun ou distinct et/ou selon des sens de rotation quelconques De plus les arrangements utilisés pourront chacun engendrer des lentilles circulaires de Fresnel de focale différente ce qui permettra de produire dans le cadre de réalisations spécifiques grâce à un seul intermédiaire optique plan des images flottant dans l'espace sur plusieurs plans distincts. Bien sur d'autres types de surfaces telles des éléments réfléchissants et/ou des éléments filtrant et/ou des éléments opaques pourront être mis en rotation selon une mise en reuvre spéciale pour des applications spécifiques. Le dispositif et les différenites variantes seront mieux compris grâce aux dessins suivants: -Le dessin N l représente la voilure de Fresnel caractérisée par un secteur circulaire de lentille de Fresnel en position statique et lorsque celui-ci est mis en rotation rapide. L'aspect circulaire ainsi constitué résulte de la

persistance rétinienne.

-Les dessins n 2 et n 3 représentent une vue en perspective du dispositif destiné à l'obtention d'images flottant dans le vide utilisant la voilure de Fresnel décrite dans ie dessin N i, sur le dessin N 2 la poI tion de

Fresnel n'est pas en rotation contrairement au dessin N 3.

-Le dessin N 4, N 5 et N 6 représentent divers versions de voilures de Fresnel pouvant être mises en rotation rapide.

-Le dessin N 7 représente un exemple de voilure dont la rotation n'est pas une nécessité.

-Les dessins N 8,9,10 représentent un dispositif destiné à la réalisation de deux plans utilisant la voilure de

Fresnel. un réel suI un écran i'autie flottant dans l'espace.

-Les dessins N I I et 12 représentent un système à plusieurs focales particulièrement destiné à la réalisation

d'images flottant dans le vide sur plusieurs plans.

-ile dessin N 1 3 présente une autre vai tante de système à plusieurs focales -Le dessin N 14 présente une amélioration du dispositif présenté dans les dessins N l 1 et N 12 caractérisé par I'utilisation d'un masque polarisant

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-Le dessin N 15 présente un dispositif destiné à produire des images flottant dans le vide sur plusieurs plans

en utilisant un masque caractérisé par un obturateur à cristaux liquides.

-Le dessin N 16 est une variante du dispositif présenté dans le dessin N 15 caractérisé en ce que le

mécanisme d'obturation est de nature mécanique.

- Le dessin N I représente en figl un secteur circulaire (1) d'une lentille de Fresnel. Théoriquement il suffit pour réaliser une telle portion de découper un tel secteur circulaire dans une vraie lentille de Fresnel. Le dit secteur pourra comprendre éventuellement en son centre une lentille de Fresnel non dessinée. La réalisation d'une telle portion de lentille de Fresnel ne pose pas de problèmes particuliers de réalisation pour l'homme du métier et constitue par conséquent une solution d'une très grande souplesse pour la réalisation de lentilles

de Fresnel de dimensions supérieures.

La figure 2 représente ce que verrait un observateur moyen si la dite portion était mise en rotation assez rapide: une lentille de Fresnel circulaire (2) totalement reconstituée. Par conséquent sont reconstituées toutes les propriétés optiques caractéristiques des lentilles de Fresnel. il faut préciser que l'élément mis en rotation pourra être une portion de lentille de Fresnel ou une portion de lentilles de Fresnel accolées stries contre stries mais il va de soit que ces exemples sont cités à titre non limitatif

-Le dessin n 2 représente un dispositif complet destiné à la production d'images flottant dans le vide.

La portion de lentille de Fresnel (1) est mise en rotation autour de l'axe (100) grâce à un système adéquat (3).

le tout est coiffé d'une surface (3 bis) de protection qui n'est cependant pas nécessaire pour obtenir l'effet escornpté une image source (4) donnée par une source (59) est disposée à distance convenable de la voilure de Fresnel; l'ensemble est intégré dans une structure (5) dont les parois internes seront de préférences

opaque et de préférence noir mat.

-Le dessin N 3 représente le dispositif en fonctionnement c'est à dire lorsque la portion de Fresnel est mise

en rotation rapide.

La rotation de la dite portion engendre grâce au phénomène de persistance rétinienne une lentille de Fresnel complète (2), ceilie-ci donne de l'objet source (4) une image (4bis) inversée pouvant être vue par un

observateur (6) flottant effectivement dans le vide.

Il est alors évident que pour une vitesse angulaire suffisante l'oeil humain "n'a pas le temps "de percevoir la source et perçoit par conséquent uniquement la lentille de Fresnel engendrée ainsi que les effets optiques dont elle est le siège. On fera remarquer en plus que les éventuels défauts propres à notre élément optique s'atténuent ou se "diluent" avec l'effet de rotation de la même façon que les pales blanches d'un ventilateur deviennent quasiment invisibles avec la rotation rapide de celles-ci. Ce phénomène constitue un avantage

supplémentaire non négligeable de la présente invention.

-Le dessin N 4 présente deux variantes de voilures de Fresnel: en figure 5 sont représentées deux portions triangulaires (7) tandis qu'en figure 6 la voilure de Fresnel compiend huit portions (i). Au centre de ces quatre portions pourra être intégrée une lentille de Fresnel non dessinée. La rotation assez rapide de ces systèmes autour de leur axe (1 00) engendre une lentille de Fresnel. Les ouvertures angulaires ou surfaces des dits secteurs utilisés pourront être quelconques cependant il est préféiable dans le cadre de la présente invention d'utiliser des surfaces de faible ouverture angulaire ce qui permet des faciliter la réalisation industrielle de ces dits secteurs par exemple les rainures pratiquées dans les dits secteurs de lentille de Fresnel pourront être parallèles et rectilignes entre elles au lieu d'être tracées selon des portions de ceicles

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concentriques comme cela serait le cas si l'on découpait effettivermert un secteur d'unie lentille de Flesnîel.

Le nombre des secteurs circulaires pourra être quelconque mais celui-ci sera cependant directement tributaire des types de réalisation mis en oeuvre; par exemple si la voilure de Fresnel est constituée d'un grand nombre de secteurs circulaires de lentille de Fresnel alors la rotation de la dite voilure ne sera pas obligatoire. On conçoit par ailleurs aisément dans le cadre de la reconstitution d'une simple lentille de Fresnel que plus le nombre de secteurs circulaires de lentille de Fresnel est important plus l'image est reproduite avec une netteté optimale. Il va de soit que ces considérations s'appliquent pour les cas ou les éléments optiques utilisés sont

d'autres formes.

-Le dessin N05 représente deux portions de lentille de Fresnel en forme de secteur circulaire (1) de lentille de Fresnel, en forme de triangle aux rainures parallèles entre elles et rectilignes avec une extrémité périphérique circulaire (101) ou avec une extrémité périphérique quelconque ici pou l'exemple rectiligne (102) associée à une portion de matériau (103) qui selon les destinations pourra être en matière pour restituer des images issues d'un rétro projecteur ou en matière filtrante réductrice des reflets ou en matière réfléchissante. Il va de soit que cet configuration est donnée à titre d'exemple non limitatif et que par conséquent des combinaisons arbitraires peuvent être réalisées. La rotation assez rapide d'un tel système autour de sonr axe optique (100)

engendre une lentille de Fresnel qui en plus possède les propriétés des autres matériaux mis en rotation.

-Le dessin N 6 représente en figure 51 un exemple non limitatif d'arrangement d'élément optique qui constituent chacun une partie d'une lentille de Fresnel. La rotation d'un arrangement tel que celui ue ia rgure 51 autour de son axe (100) engendre une lentille de Fresnel car chaque élément du dit arrangement constitue une portion d'une lentille de Fresnel. La figure 61 représente une autre forme d'arrangement possible

exploitant le même principe.

-Le dessin N 7 représente un exemple d'arrangement d'éléments optiques (105) dont la réunion constitue une lentille de Fresnel (2). Ce type d'arrangement ne nécessite pas de mouvement rotatif bien que celui-ci contribueiait à atténuer les défauts optiques non désireux a priori provoqués par les jonctions entre les divers

éléments.

-Le dessin N08 représente un dispositif particulier destiné à produire deux plans. pour l'exermple le dispositif en question comprend un disque (lObis) divisé ici en deux portions; une première portion est une demi lentille de Fresnel (9) la seconde portion (10) est un écran destiné à recevoir l'image d'un rétroprojecteur (i 1). Le rétroprojecteur est disposé convenablement pour que la lumière issue de l'orjectif de celuici nie soit

pas vue par les observateurs; une position inclinée et surélevée pourra convenir.

Le disque en question est mis en rotation rapide. Chaque demi-portion du disque a pour rôle de retransmettre une portion d'image. Pour l'exemple on désire reconstituer l'image d'un vase et l'image d'une auto sur deux plans distincts. On reconstitue sur l'écran réel (10) l'image d'un vase dont est représentée une première moitié (4bis), le rétroprojecteur émet l'intégralité de l'image du pot de fleur. L'image (4) est reconstituée

dans le vide grâce à la portion de Fresnel (9).

-Le dessin N 9 représente le disque (lObis) dans une autre position de sorte que le haut du pot de fleurs

(41bis) se forme sur l'écran (9).

-Le dessin N 10 représente le dispositif lorslque le disque (i0bis) est mis ren rotation rapide autour de son axe optique (100): Un observateur (6) placé convenablement observe alors simultanément l'image du pot de fleurs (12) totalement reconstitué sur le disque (1Obis) et l'image de l'auto (4) flottant dans le vide image

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(4bis). L'avantage de cette conrifiguiatiorn est de produire une image avant dans le vide et une image nette de plan arrière sur un écran matériel contrairement à la très grande majorité des dispositifs existants qui proposent deux plans dans le vide. De plus la dite configuration peut-être construite selon des grandes dimensions par fragmentation du demi disque de Fresnel ce qui est irréalisable pour les dispositifs déjà existants. -Le dessin N*i i représente une voilure de Fresnel caractérisée en ce qu'elle se compose de deux portions (1) et (13)

de lentille de Fresnel de distance focale propre pouvant être différente et pouvant être de signe opposé.

Pour obtenir l'effet escompté on opposera face à chacune des dites portions deux images source ( i 4) et ( 15) délivrée de préférence par une source commune (59) de sorte que la rotation rapide de la voilure de Fresnel synchronisée avec la rotation des images source permette de reconstituer deux images complètes flottant dans le vide sur deux plans différents. Pour pallier aux éventuels effets de chevauchement indésirables entre portions et images source on pourra à titre d'exemple non limitatif écarter les deux portions d'un angle de

degrés.

iS -Le dessin N i2 représente en perspective ce que voit un observateur lorsque le disque est mis en rotation rapide autour de son axe optique (100). La source (17) est en rotation synchrone avec la rotation de la voilure on remarquera que seul est nécessaire la rotation de l'image source aisément réalisable par exemple à l'aide d'un module informatique intermédiaire. Celle-ci donne pour un observateur (6) convenablement placé deux images (18) et (19) flottant dans le vide selon deux plans distincts. Il va alors de soit que le nombre de portions peut-être plus ou moins et/ou que les focales des dites portions pourront être les mêmes ou être différentes. On ajoutera qu'il est bien entendu possible d'ajouter une ou plusieurs portions de filtre et/ou

d'élément réfléchissant.

-Le dessin N l 3 représente une autre variante d'un système à plusieurs plans: En figure 8 qui est une vue en perspective, les voilures de Fresnel sont disposées de préférence sur un axe commun (100) qui est également l'axe de rotation et de préférence l'axe optique du système mais selon des plans différents (22) et (23); la figure 7 est une vue de face représentant la disposition respective des portions de Fresnel utilisées. En se référant pour l'exemple et à titre non limitatif à le figure 8, on a considéré deux voilures caractérisées chacune par une portion respectivement (1) et (21). Il correspond à chacune de ces dites portions une image (14) et (15) respectivement qui tourne en synchronisation avec les portions de Fresnel considérées. Il est bien évident que l'on pourra combiner la présente variante avec les précédentes et/ou que l'on pourra disposer en

série plus de deux voilures.

-Le dessin N 014 met en évidence une amélioration du dispositif présenté au dessin N l i. devant chaque portion de Fresnel on accole un filtre polarisant la lumière (52) et (53); par ailleurs des filtres polarisant (50) et (5 l) placés respectivement devant les images source ( I 5) et (14) sont mis en rotation synchrone autour du même axe (100) grâce au système (50bis) avec la " voilure de Fresnel ", les filtres sont orientés de telle suite que la lumière issue de l'image source (14) soit polarisée à chaque instant perpendiculairement à la direction de polarisation imposée par le filtre (53) il en est de même pour l'image source (15) et le filtre (52). Les doubles flèiches indiquent les dilectiions de polarisation des différents filtres utilisés. Ainsi un observateur peut observer l'image (14) uniquement à travers le filtre (52) et l'image (15) uniquement à travers le filtre

(53). L'avantage de cette configuration est de supprimer les effets possibles indésirables de chevauchement.

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-Le dessin N 15 présente un dispositif destiné à l'obtention d'images pouvant flotter dans le vide sui plusieurs plans. Il existe déjà de tels systèmes mais leur dimension sont limités aux tailles des lentilles que propose le marcher et qui excède rarement un mètre de diagonale. De plus le présent dispositif à l'avantage de nécessiter un seul intermédiaire optique ce qui a pour intérêt d'améliorer la qualité et la clarté des images reproduites et de faciliter la fabrication. La voilure de Fresnel (58) est constituée par des portions de Fresnel

telle que (57) de distance focale propre quelconque négative ou positive.

Un obturateur à cristaux liquides (54) est disposé face à la dite voilure de Fresnel' celui-ci fait office de masque destiné à supprimer les effets de chevauchement. A titre d'exemple considérons comme cela est illustré sur le dessin une voilure composée de onze portions de lentille de Fresnel chacune destinée à retransmettre une image dans un plan donné de l'espace. L'obturateur produit une image opaque recouvrant une surface de préférence égale ou supérieure à la voilure qui rappelons le constitue ici le disque complet avec ses portions, excepté qu'une ouverture (55) laissant passer la lumière (partie non opaque) est mise en rotation synchrone autour d'un axe commun (100) avec la voilure. ii va de soit que dans une situation plus générale plus d'une ouverture ou aucune ouverture pourra être pratiquée. Considérons pour l'exemple les deux portions parmi les onze (57) et (57bis) à qui il correspond à chacune un plan et une image donnée A l'instant i l'ouverture (55) est exactement face à la portion (57) et reste eni face de celle-ci durant un tour complet puis l'ouverture (55) se place instantanément grâce à l'obturateur face à la portion (57bis) pendant également un tour complet. Lorsque l'ouverture est face à la portion (57) la source (59) délivre une image donnée correspondante, idem lorsque l'ouverture est face à la portion (57bis). Puis l'ouverture se place face à la portion suivante pendant un tour et ainsi de suite pour toutes les portions de la circonférence de la voilure jusque qu'à ce que l'ouverture soit a nouveau face à la portion initiale (57) puis ce même processus recommence. Si la rotation de la voilure est suffisamment élevée alors l'oeil humain percevra simultanémi'ent les images fournies par chaque portion de Fresnel. A priori chaque portion engendre dans sa rotation une lentille de Fresnel d'une longueur focale donnée. On peut bien entendu considérer que certaines lentilles engendrée par rotation aient même longueur focale. La séquence des images retransmit par la source pourra de préférence être synchronisée avec l'obturateur via par exemple un module électronique ou un modulateur de phase entre l'obturateur et la voilure dont la réalisation ne pose pas de difficulté majeure pour l'homme

du métier.

Dans le cadre de notre exemple, la source affichera l'image correspondante à la portion attribuée lorsque la dite potion sera "vue " par la source. On ajoutera que des éléments réfléchissants et/ou filtrants et/ou opaques pourront être adjoints au système et être mis en rotation. On ajoutera également que l'ordre dans iequel la dite ouverture se met face aux dites portions est arbitraire; dans le cadre de notre exemple nous avons en effet choisis des portions placées cote à cote mais il va de soit qu'un ordre arbitraire peut être choisi pour des raisons purement pratiques. Par exerrple l'ouvertuie poulait se placet face à une portion quelconque le tour suivant. Cette méthode serait utile si par exemple la voilure possédait 10 portions engendrant chacune des lentilles de distance focale différente soit potentiellement 10 plans distincts utilisables mais que pendant un laps de temps donné d'une séquence seule deux plans seraient utile soit deux focales dans ce cas seule l'alternance entre les deux portions engendrant chacune deux lentille de tfocale différente serait utile. Bien sur cet exemple n'est pas limitatif et peut être aisément généralisé dans le cas d'un nombre de plans n utiles ou

pourra etle une folnction arbitraire du terrps.

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-Le dessin N 16 constitue une variante du dispositif présenté dans le dessin N 15 caractérise en ce quc le dispositif de masquage est un disque opaque (61bis) dans lequel a été pratiquée une ouverture (61) par laquelle la lumière peut passer. De même dans une situation plus générale aucune, une ou plusieurs ouvertures pourront être pratiquées Le principe estidentique au dispositif' utilisant l'obtuateur 'a cristaux liquides excepté que la rotation relative de l'ouverture par rapport à la voilure de Fresnel est réalisée de la façon suivante le disque possede une vitesse de rotation différente de celle de la voilure (61bis) et l'ouverture (61) a une ouverture angulaire de préfeérence inférieure aux portions de la voilure, ainsi pendant pratiquement toute la durée d'une rotation complète l'ouverture est face à une portion de Fresnel donnée; la phase transitoire qui correspond au déplacement relatif de l'ouverture par rapport aux portions de Fresnel successives est alouts négligeable devant la durée du tour. Les vitesses angulaires relatives sont choisies de telle sorte que l'ouverture (61) puisse être placée face à des portions de Fresnel distinctes tous les tours. Le résultat est alors le même que précédemment à condition que la rotation des systèmes soit suffisamment élevée. ii va de soit que plus on désire un norrble important de plans différant plus ii faut des portions de Fresnel de focale distincte et plus il faut des vitesses de rotation importante. l faut préciser qu'une autre méthode de passage de l'ouverture d'une portion à une autre peut-être effectuée: la rotation du disque (6 ibis) s'eflectue à mrnê,re amplitude que la rotation de la voilure (58) excepté que par exemple chaque toui le

disque passe instantanément par une subite et brève impulsion face à une portion à une autre.

Cette variante est particulièrement adaptée pour des réalisation à grande échelle et peut coûteuses On plrécisera que pour les deux systrièe de masque qui ont été décrit le passage séquentiel de l'ouverture d'une

) portion à une autre en fonction du temps pourra être évidemment déterminé selon des besoins particuliers.

Dans la totalité des dispositifs qui ont été décrits on pourra interposer entre la voilure et les spectateurs une ou plusieurs surfaces qui pourront être des surfaces réféchiessantes et/ou des fil'tres et/ou des tissus et/ou des grillages et/ou des structures opaques percées de trous par lesquels l'information optique peut passer et/ou des matériaux spéciaux dont les caractéristiques optiques sont voisines des sacs de survie ou de certains

plastiques protecteurs utilisés dans les domaiaes de la chimrie et de la pharrmacie.

L'intérêt de la rotation est quadruple: la réalisation d'images animées de très grandes dimension flottant dans le vide est possible; la réalisation d'une séquence vidéo se déroulant simultanément sur plusieurs plans dans le vide en utilisant une seuie iteifa(;e optique est x)ssible, la réalisation d'une interace optique réalisant simultanément le rôle de lentille, de miroir et d'écran est possible, les défauts de surface sont atténues

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revendications

1) La présente invention a pour objet un dispositif destiné à i'obtention d'images en relief et de très grandes S dimensions flottant dans le vide caractérisé en ce qu'il comporte un arrangement d'éléments optique qui constituent chacun une portion d'une lentille de Fresnel de distance focale donnée; le dit arrangement est mis en rotation giâce à un système adéquat périphérique à une vitesse angulaire suffisanmmient élevée pour que l'oeil humain normale du fait de la persistance rétinienne percçoive une lentille de Fresnel de distance focale donnée totalement reconstituée; en se référant à titre d'exemple non limitatif au dessin i0 N 3 la dite lentille ainsi constituée (2) donne une image flottant dans le vide (4bis) d'une image source

(4) vue par un observateur (6).

2) La présente invention selon la revendication N Il est caractérisée en ce que le dit arrangement est composé d'éléments optiques qui constituent chacun une partie d'une lentille de Fresnel de distance focale donnée; la rotation du dit arrangement en synchronisation avec la rotation d'une image source engendre pour un observateur des images pouvant être vues simultanément flottant dans le vide selon des plans différents, en se référant à titre d'exemple non linmitatii aux dessins N i i et N i2 les images (14) et (15) donnée de préférence par la source commune (59) tournent en rotation synchrone avec respectivement les portions de Fresnel (13) et (1); chaque portion d'image en rotation balaye une image complète implicite un observateur (6) voit simultanément deux images (18) et (19) totalementi reconstituée flottant dans l'espace sur deux plans distincts

3) Dispositif qui selon les revendications N Il et N 2 caractérisé en ce que les arrangements mis en rotation

pourront appartenir à des plan distincts 4) Dispositif qui est caractérisée selon la revendication N 2 en ce que des filtres polarisants pourront être disposés face aux portions de Fresnel et face aux images source mises en rotation; on disposera les dits filtres dans ie but de laisser passer pour chaque portion de Fresnel uniquement l'image source qui lui est

associée et ce quel que soit la position de l'observateur.

) Dispositif qui selon la totalité des revendications qui précèdent et en se référant à titre non limitatif au

dessin N 15 pourra être muni d'un masque à cristaux liquides (54) laissant une ou plusieurs ouvertures translucides (55) faisant face à une ou plusieurs portions de Fresnel (57) et/ou autres types de matériaux mis en rotation rapide; la ou les ouvertures sont synchronisées avec la ou les portions mise en rotation; la source (59) émet également une séquence d'images synchronisées avec la ou les ouvertures, 01on peut

ainsi reconstituer une animation vidéo sur plusieurs plans flottant dans l'espace.

6) Dispositif qui selon la revendication N 6 et en se référant à titre non limitatif au dessin N 16 caractérisé enr ce que le masque est un disque opaque (61bis) mis en rotation rapide grâce à un mnécariisrrie périphérique dans lequel on a pratiqué aucune, une ou plusieurs ouvertures (61) de préférence d'ouverture angulaire inférieure ou égale à l'ouverture angulaire des portions utilisées (57), La différec(;e des vitesses de rotation entre le disque et les portions ou une brève imrpuision de passage d'une portion à une autre permet d'engendrer grâce au phénomène de persistance rétinienne une interface optique qui reconstitue une animation vidéo sur plusieurs plans flottant dans l'espace

7) Dispositif qui selon la totalité des revendications qui précédent caractéirisé ren ce que les arrangements

mis en rotation pourront engendrer des lentilles de taille quelconque et dont les fonctions respectives pourront être divers; il pourra s'agir de lentille positive ou négative, d'autres types de matériaux pourront être engendrés tels des surfaces réfléchissante et/ou des filtres et/ou des écrans, ren se référant à titre d'exemple non limitatif aux dessins N 8, N 9 et N 10 on pourra projeter sur une portion d'écran (10) une image (12) tandis que la portion de Fresnel (9) donne une image (4bis) flottant dans le vide de

l'image source (4); un observateur (6) voit deux image totalement reconstituées sur deux plans distincts.

8) Dispositif qui selon la totalité des revendications qui précèdent caractérisé en ce que les rainures

pratiquées sur les portions de Fresnel pourront être rectilignes et parallèles entre elles dans le cas ou de préférence la valeur de l'ouverture angulaire des dites portions est assez petite devant le rayon de la

lentille engendrée par rotation.

9) Dispositif qui selon la présente invention caractérisé en ce que selon la revendication N 1 le dit arrangement d'éléments optique pourra être complètement statique dans la mesure ou le dit arrangement est compose d'élément constituant chacun une partie d'une lentille de Fresnel et que l'on a partiellement

ou totalement reconstitué une lentille de Fresnel.

) Dispositif qui selon la totalité des revendications qui précèdent pourra être adjoint d'une ou plusieurs

surfaces telles des surfaces réfléchissantes et/ou des filtres et/ou des tissus et/ou des grillages et/ou des structure opaque percées de trous par lesquels l'information optique peut passer et/ou des matériaux tels

ceux utilisés pour les sacs de survie ou dans les domaines de la pharmaceutique et de la chimie.