FR2834569A1 - Reseau lenticulaire a dioptres specialises - Google Patents

Abstract

La présente invention est une amélioration de l'écran statique pour images animées objet de la demande de brevet PCT/ FR97/ 01976 du 5 novembre 1997, qui permet au spectateur de voir à travers l'écran un grand nombre d'images différentes selon sa position par rapport à l'écran, lorsqu'il se déplace parallèlement à l'axe dit horizontal. Elle apporte des solutions aux limitations connues de cet écran lorsque le spectateur s'approche trop près de l'écran ou change de position selon un axe vertical.Ses principales applications sont la publicité, la décoration, le mobilier, les façades d'immeubles, les cloisons, le carrelage, les jeux et jouets, les attractions des parcs de loisirs, l'éducation, les terminaux informatiques, l'imagerie médicale, les systèmes d'analyse de mouvement, la photographie personnelle, la photographie aérienne, les cartes postales, la signalisation.

Description

sont satisfaites.

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Réseau lenticulaire à dioptres spécialisés La présente invention est une amélioration de l'écran statique pour images animées objet de la demande de brevet PCT/FR97/01976 du 5 novembre 1997, ci-après dénommé l'" écran GC ". L'écran GC comporte une pluralité de dispositifs optiques dits " dispositifs élémentaires " juxtaposés, lesdits dispositifs élémentaires comprenant chacun: - une lentille élémentaire 51 ou un système optique équivalent dit " lentille élémentaire ", - et une image élémentaire 41, située en vis à vis de ladite lentille élémentaire, constituce d'un ensemble de points 411, 412, 413 et suivants dits pixels que le spectateur peut voir à travers de ladite lentille élémentaire 51, le spectateur voyant un ou plusieurs pixel(s) différent(s) selon sa position par rapport à la lentille élémentaire 51, caractérisé par le fait: - que la forme de ladite image élémentaire 41 n'est pas identique à la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur la surface de l'écran, mais au contraire d'une hauteur moyenne inférieure à la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, et d'une largeur moyenne supérieure à la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, ce qui a pour effet qu'une partie de l' image élémentaire est située en vis à vis d'une partie d'une lentille élémentaire voisine de la lentille élémentaire 51 considérée, et que deux images élémentaires voisines sont décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre afin de ne pas se chevaucher, - étant précisé que l'on entend ci-avant et ci-après par hauteur et par largeur de s me sures faite s re spectivement selon deux axes quelcouques perpendiculaires entre eux dits respectivement axe vertical et axe horizontal, situés tous les deux dans le plan de l'écran, aucun de ces axes n'étant obligatoirement vertical ou horizontal par rapport à la terre. L'écran GC permet, selon les modalités de sa mise en _uvre, la vision d' images animées, par la présence possible d'un grand nombre d' images successives, la vision d' images en relief, et la vision d' images qui sont à la fois animées et en relief, avec un écran ne comportant aucune pièce en mouvement, simple

de conception et économique à la fabrication.

Il permet ainsi au spectateur de voir à travers l'écran un grand nombre d' images différentes ci-après dénommées les " images primaires " selon sa position par rapport à l'écran, lorsqu'il se déplace parallèlement à l'axe dit horizontal,

mais il comporte deux limitations connues.

La première limitation se produit par exemple lorsque les images visibles successivement sur l'écran, ci-après dites images primaires, sont les images successives d'un film de cinéma. Dans ce cas, qui est l'une des applications principales de l'écran GC, lorsque le spectateur se déplace

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selon un axe qui n'est pas parallèle à l' axe dit horizontal, par exemple parallèlement à l' axe dit vertical, les images primaires qu'il voit successivement né sont pas touj ours les images primaires qui se suivent chronologiquement dans le film de cinéma. Pour un déplacement donné du spectateur selon l'axe dit vertical, l'image primaire n+1 visible à l'écran qui succède à l' image primaire n visible à l'écran peut ne pas être l' image primaire suivant l'image primaire n dans le film de cinéma, mais une image primaire de rang n-k ou n+k dans le film de cinéma, k étant un nombre entier dépendant de la géométrie de l'écran GC. Cet inconvénient est peu important lorsque l'écran GC est destiné à être vu de loin, parce qu'il faut alors un déplacement important du spectateur selon l'axe dit vertical pour que ce phénomène se produise. Il devient préjudiciable à l'efficacité de l'écran GC lorsque le spectateur est près de l'écran, ce qui est le cas en particulier pour les écrans de petites dimensions situés par

exemple dans une maison.

La seconde limitation de l'écran GC se produit lorsque le spectateur est à une distance de l'écran très différente de la distance pour laquelle l'écran GC a été concu. Dans ce cas, il existe une erreur de parallaxe, d'autant plus préjudiciable que la distance entre les plans contenant respectivement la lentille élémentaire 51 et l' image élémentaire 41 est importante. Cette erreur de parallaxe a pour conséquence que, au lieu de voir à travers les lentilles élémentaires 1 un ensemble de points issus de la même image primaire, l'image visible à l'écran est composoe de bandes horizontales

provenant d' images primaires différentes.

L'écran proposé permet de remédier à ces deux limitations connues. Le dispositif proposé est un écran comportant une pluralité de dispositifs optiques dits " dispositifs élémentaires " juxtaposés, lesdits dispositifs optiques élémentaires comprenant chacun: - une lentille élémentaire 51 ou un système optique équivalent dit " lentille élémentaire ", - et une image élémentaire 41, située en vis à vis de ladite lentille élémentaire, constituée d'un ensemble de points 411, 412, 413 et suivants dits pixels que le spectateur peut voir à travers ladite lentille élémentaire 51, le spectateur voyant un ou plusieurs pixcl(s) différent(s) selon sa position par rapport à la lentille élémentaire 51, la forme de ladite image élémentaire 41 n'étant pas identique à la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur la surface de l'écran, mais au contraire d'une hauteur moyenne différente de la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, et d'une largeur moyenne différente de la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, ce qui a pour effet qu'une partie de l' image élémentaire est situse en vis à vis d'une partie d'une lentille élémentaire voisine de la lentille élémentaire 51 considérée, deux images élémentaires voisines étant décalées en hauteur et/ou en largeur l'une par rapport à l'autre afin de ne pas se chevaucher,

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caractérisé par le fait - que le système optique 51 est composée de deux lentilles 21 et 31 situées entre l' image élémentaire 41 et l'_il 111 du spectateur, ou deux systèmes optiques équivalents, - et que l'une au moins des deux lentilles 21 et 31 est spécialisée dans la convergence selon un axe particulier, étant précisé que l'on entend ci-avant et ci- après par hauteur et par largeur de s me sures faite s re spectivement selon deux axes quelconques perpendiculaires entre eux dits respectivement axe vertical et axe horizontal, situés tous les deux dans le plan de l'écran, aucun de ces axes n'étant

obligatoirement vertical ou horizontal par rapport à la terre.

Selon d'autres caractéristiques de l' invention: - l'une au moins des deux lentilles convergentes 21 et 31 est spécialisée dans la convergence selon l' axe horizontal ou vertical, étant précisé que l'on entend ci- avant et ci après - par lentille spécialisée dans la convergence selon l' axe horizontal le fait que le centre optique de ladite lentille spécialisée est - un segment de droite parallèle à l'axe 11 de déplacement du spectateur - ou une ligne droite ou de forme libre voisine d'une telle droite; - et par lentille spécialisoe dans la convergence selon l'axe vertical le fait que le centre optique de ladite lentille spécialisée est - une droite orthagonale à l'axe 11 de déplacement du spectateur - ou une ligne droite ou de forme libre voisine d'une telle droite; - le centre optique de la lentil le convergente 3 1 dite la plus lointaine du spectateur est une droite très inclinée par rapport à une parallèle à l' axe de déplacement du spectateur, par exemple d'un angle de 60 à 80 degrés; - l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une plaque transparente 7, et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur est une plaque transparente 8; - l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes les plus lointaine du spectateur sont les deux faces d'une plaque transparente unique 6; - l'inclinaison de l'axe longitudinal d'une image élémentaire 41 par rapport à l' axe de déplacement du spectateur est un angle dont la tangente est un nombre entier - Le dispositif de vision est à double face, formé par l' assemblage de deux écrans 9a et 9b dos à dos, et les deux écrans 9a et 9b sont symétriques par rapport au plan d'assemblage, les ensembles 4a d' images élémentaires 41a, 42a et suivantes de l'écran 9a, et les ensembles 4b des

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images élémentaires 41b, 42b et suivantes de l'écran 9b étant accolés ou confondus i - l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une plaque transparente 7, et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur est une plaque transparente 8, - la plaque transparente 7 est constituée de sous-ensembles 701, 702 et suivants, et la plaque transparente 8 est constituée de sous-ensembles 801, 802 et suivants, - les sous -ensembles de la plaque 7 ne s ont pas al igné s selon un axe perpendiculaire au plan contenant la plaque 7 avec les sousensembles de la plaque 8 mais disposés en quinconce, - les sous-ensembles de la plaque 7 comportent des moyens d' assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 8 et/ou avec les sous ensembles de la plaque 8 situés en vis-à-vis, et les sous-ensembles de la plaque 8 comportent des moyens d'assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 7 et/ou avec les sous ensembles de la plaque 7 situés en vis-à-vis; - l'écran est utilisé dans le sens inverse, les principaux sous- ensembles étant placés dans l'ordre suivant à partir de l'_il du spectateur: - En premier l'ensemble 4 des images élémentaires, - En second l'ensemble 3 des lentilles 31 dites les plus lointaines du spectateur, - En troisième l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les plus proches du spectateur; - un ou plusieurs des sous-ensembles suivants sont mobiles - l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les plus proches du spectateur, - l'ensemble 3 des lentilles 31 dites les plus lointaines du spectateur, - l' ensemble 4 des images élémentaires; l'ensemble 4 des images élémentaires se déroule d'un cylindre 1005 pour s'enrouler sur un cylindre 1006 après être passé devant l'ensemble formé par l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les plus proches du spectateur et l'ensemble 3 des lentilles 31 dites les plus lointaines du spectateur; l'invention est une plaque plane ou non de matériau transparent comportant une pluralité de lentilles convergentes 21 et/ou 31 selon la revendication 1; - la lentille convergente 21 dite la plus proche du spectateur et/ou la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur est remplacée par un j our dans une plaque opaque; - chaque écran constitue un module de construction d'un jeu d' assemblage permettant de réaliser des objets complexes comme des éléments de mobilier ou des jouets; - l'invention est un jeu de construction permettant de réaliser des objets complexes comme des éléments de

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mobilier ou des jouets, dont certains éléments sont des écrans selon l' invention i - l' invention est un projecteur d' images animées constitué par l' assemblage d'un écran, d'une source lumineuse et d'un objectif de projection. L' invention sera bien comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celleci apparaîtront plus clairement à la

lecture de la description qui va suivre, laquelle est

illustrée par les figures 1 à 22 qui représentent toutes des

vues de dispositifs selon l'invention.

Figure 1, une vue en perspective d'un système optique élémentaire 51, composé de deux lentilles convergentes 21 et 31 qui sont les faces opposées d'un même bloc de matériau transparent, et d'une image élémentaire 41 associée à ce système optique, la lentille convergente 21 dite la plus proche du spectateur étant spécialisée dans la convergence selon l' axe vertical, et la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur étant spécialisoe dans la

convergence selon l'axe horizontal.

Figure 2, une vue en perspective d'un système optique élémentaire 51 composé de deux lentilles convergentes 21 et 31 qui sont des blocs différents de matériau transparent, et d'une image élémentaire 41 associée à ce système optique, la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur

étant spécialisée dans la convergence selon l'axe horizontal.

Figure 3, un schéma optique représentant - le trajet dans un plan horizontal des rayons lumineux issus d'un point 411 d'une image élémentaire 41 situé en Z. allant jusqu'à l'_il 111 d'un spectateur situé en V en passant par une lentille convergente dont le centre optique passe par le point M. - Et le trajet dans un plan vertical des rayons lumineux issus d' un point 412 situé en Z2 d' une image élémentaire 41, allant jusqu'à l'_il 111 situé en V d'un spectateur en passant par une lentille convergente dont le centre optique

passe par le point M2.

Figure 4, une vue en perspective d'un ensemble 6 de lentilles convergentes 21, 22 et suivantes, et de lentilles 31, 32 et suivantes qui sont les faces opposoes d'un même bloc de matériau transparent, et d'une image 4 associée à cet ensemble, les lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur étant spécialisées dans la convergence selon l' axe vertical, et les lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur étant spécialisoes dans la convergence selon l' axe horizontal. Figures 5, 6 et 7 trois schémas d'une image 4 composée d' images élémentaires 41, 42 et suivantes, figure 5, une image 4 dont les images élémentaires sont peu inclinées par rapport à l' axe de déplacement du spectateur, - figure 6, une image 4 dont les images élémentaires sont très inclinées par rapport à l' axe de déplacement du spectateur, - et figure 7, une vue grossie d'une image élémentaire 41 de

la figure 6.

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Figures 8 et 9, les ensembles de lentilles convergentes associés à l/image élémentaire de la figure 5, - figures 8, un ensemble 3 de lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur, - et figure 9, un ensemble 2 de lentilles convergentes 21, 22

et suivantes dites les plus proches du spectateur.

Figure 10, une vue en perspective de deux plaques transparentes 7 et 8, et d'une image élémentaire 41 associée à cet ensemble, - la plaque 7 étant un ensemble de lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur, spécialisées dans la convergence selon l' axe vertical - et la plaque 8 étant un ensemble de lentilles 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur,

spécialisées dans la convergence selon l'axe horizontal.

Figure 11, un schéma en perspective de trois rayons lumineux particuliers issus des points A3, B3 et C3 d'une image élémentaire 41, allant jusqu'aux positions A, B et C prises par un _il 111 du spectateur en passant successivement, - respectivement en A2 B2 et C2 à travers une lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur, - et re spe ctivement en A1 B1 et C1 à travers une lentil le

convergente 21 dite la plus proche du spectateur.

Figure 12 une partie grossie de la figure 11.

Figure 13, une vue en perspective d'un système optique élémentaire 51 composé de; - deux blocs différents de matériau transparent, - l'un comprenant la lentille convergente 21 et la lentille convergente 31a, - et l'autre étant la lentille convergente 31b, - et d'une image élémentaire 41 associée à ce système optique. Figure 14 un schéma dans un plan perpendiculaire à l'axe 11 du mouvement du spectateur des rayons lumineux issus d'un point Z d'une image élémentaire 41, allant jusqu'à l'_il 111 du spectateur, situé en V, à travers deux lentilles convergentes 311 et 312 dont la combinaison forme une lentille convergente 31, et dont les centres optiques passent respectivement par les points O et M. Figure 15 une figure similaire à la figure 11, dans une variante de construction o la focale de la lentille 312 est inférieure à la distance entre les lentilles 311 et 312, et o les rayons lumineux issus du point Z convergent en une ligne

horizontale W situé entre ces deux lentilles.

Figure 16 une figure complémentaire de la figure 15, dans un plan parallèle à l'axe 11 du mouvement du spectateur, des rayons lumineux issus d'un point Z d'une image élémentaire 41, allant jusqu'à l'_il 111 du spectateur situé en V, à travers un bloc transparent à faces parallèles 311 et une lentille convergente 211 dont le centre optique passe par le point M. Figure 17, trois schémas représentant deux écrans accolés horizontalement 1010 et 1011, lors du passage d'un film proposant successivement les représentations d' images primaires 81, 82 et 83, dans une configuration o chacune de

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ces représentations est décalée par rapport à la précédente

parallèlement à l'axe de déplacement du spectateur.

Figure 18, deux schémas représentant deux écrans accolés verticalement 1010 et 1011, lors du passage d'un film proposant successivement les représentations d' images primaires 81 et 91, et les images représentations d' images primaires 82 et 92, dans une configuration o chacune de ces représentations est décalée par rapport à la précédente

perpendiculairement à l'axe de déplacement du spectateur.

Figure 19, une vue en perspective d'une lampe selon l' invention, comprenant - un socle 1003 solidaire - d'un bâti 1002 - d'une ampoule 1001 - et des ensembles 2 et 3, respectivement de lentilles 21 et suivantes et de lentilles 31 et suivantes, d'un écran selon l' invention, - un ensemble 4 d' images élémentaires 41 et suivantes, tournant autour d'un axe vertical 1000, sous l'effet de la chaleur produite par l'ampoule 1001, laquelle fait s'élever l'air ambiant qui crce une dépression sur l'extrados des

ailettes 1004a, 1004b et suivantes.

Figure 20, une vue en perspective d'un afficheur de cinéma en relief selon l' invention, composé; - d'un ensemble fixe 2 de lentilles 21 et suivantes dites les plus proches du spectateur, - d'un ensemble fixe 3 de lentilles 31 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur, - et d'un ensemble mobile 4 d' images élémentaires 41 pouvant être déplacé verticalement dans un plan parallèle à celui de l'écran, cet ensemble 4 s'enroulant sur deux cylindres;

1005 et 1006.

Figure 21, une vue en perepective d'un écran selon l' invention, composé de trois ensembles de pièces: - un ensemble 4 d' images élémentaires 41, 42 et suivantes, - un ensemble 7 de plaques 71, 72 et suivantes comportant des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes, - un ensemble 8 de plaques 81, 82 et suivantes comportant des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes,; Figure 22, une vue en perepective d'un clip permettant l' assemblage démontable d' une plaque quelconque de l' ensemble

7 avec une plaque quelconque de l'ensemble 8.

Les lentilles convergentes de l'écran GC sont décrites comme des lentilles classiques dont la surface est d'un côté une portion de sphère et de l'autre soit une portion de sphère soit une surface plane. Il en résulte que: - lorsque l'_il 111 du spectateur se déplace d'un point A à un point B selon un axe de déplacement horizontal, les points de l' image 4 qu'il voit sont successivement un point A3 et un point B3 éloignés l'un de l'autre d'une distance

proportionnelle au déplacement AC.

- lorsque l'_il 111 du spectateur se déplace d'un point A à un point C selon un axe de déplacement vertical, les points de l' image 4 qu'il voit sont successivement un point A3 et

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un point C3 éloignés l'un de l'autre d'une distance

également proportionnelle au déplacement AC.

Il est avantageux que la distance A3B3 soit importante pour qu'un faible déplacement horizontal du spectateur permette un changement de l' image vue à travers l'écran, mais dans la construction proposée par l'écran GC, une augmentation de la distance A3B3 a pour conséquence une augmentation proportionnelle de la distance A3C3. Or cette distance devient supérieure à la hauteur d'une image élémentaire 41 lorsque le déplacement vertical du spectateur est trop important. Au lieu de voir à travers la lentille un point de la même image élémentaire 41, le spectateur voit alors un point d'une autre image élémentaire. L' image alors vue par le spectateur à travers l'ensemble des lentilles provient non pas d'une seule

image primaire, mais d' images primaires différentes.

Cet inconvénient peut être limité à la condition que le rapport entre la distance A3C3 et la distance AC soit inférieur au rapport entre la distance A3B3 et la distance AB. Cela peut être obtenu en utilisant non pas une lentille sphérique mais un système optique 51 composée de deux lentilles convergentes 21 et 31 situées entre l' image élémentaire 41 et l'_il 111 du spectateur, - la lentille 21 conditionnant le rapport entre la distance A3B3 et la distance AB, - et la lentille 31 conditionnant le rapport entre la

distance A3C3 et la distance AC.

Pour que le rapport A3C3/AC soit inférieur au rapport A3B3/AB, il suffit: - que la lentille 31 soit plus proche de l' image élémentaire 41 que la lentille 21, - et que l'une au moins des deux lentilles convergentes 21 et 31 soit spécialisoe dans la convergence selon l' axe

horizontal ou vertical.

Par exemple,

- la lentille 31 a pour fonction la convergence des rayons dans le plan vertical, - et la lentille 21 a pour fonction la convergence des rayons dans le plan horizontal, ce qui est le cas si ces deux lentilles sont par exemple des lentilles cylindriques dont les centres optiques sont

respectivement une droite horizontale et une droite verticale.

Le système optique élémentaire 51 de la figure 1 répond à cette règle. Il composé de deux lentilles convergentes 21 et 31 qui sont les faces opposces d'un méme bloc de matériau transparent. La lentille 21, en fait un simple dioptre, est une lentille cylindrique dont le centre optique est une droite verticale. Ce dioptre est le plus proche du spectateur. La lentille 31, en fait également un simple diopÉre, est une lentille cylindrique dont le centre optique est une droite horizontale. Ce diopÉre 31 est le plus lointain du spectateur

et donc le plus proche de l' image élémentaire 41.

Pour éviter toute distorsion, il est souhaitable que les deux lentilles convergentes 21 et 31 soient situces dans des plans parallèles, ces deux plans étant eux-mêmes parallèles au plan

dans lequel se situe l' image élémentaire 41.

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Cette organisation procure les six avantages suivants: 1. Les images changent peu lorsque le spectateur se déplace selon un axe orthogonal à l'axe pour lequel l'écran a été prévu, et le spectateur peut donc sans inconvénient se déplacer selon un axe vertical face à un écran prévu pour

un déplacement horizontal.

2. La profondeur de champ du dispositif est tellement améliorce qu'il est possible de réaliser des écrans

visibles d'une très faible distance à l'infini.

3. On peut concevoir des écrans plus épais (donc permettant de voir plus d' images différentes lors d'un mouvement horizontal du spectateur). En effet, le nombre d' images était limité car en augmentant le nombre d' images, on augmentait du même coup la sensibilité de l'écran au déplacement vertical, ce qui produisait les deux

inconvénients décrits.

4. Pour la même raison, mais cette fois à nombre d' images égal, on peut imprimer les images avec une résolution plus faible, ce qui ouvre de nouvelles possibilités et en particulier l'utilisation des technologies utilisoes pour

l' impression d' images directement sur du verre.

5. Lorsque l' on utilise la solution du double-vitrage, l'écran a des caractéristiques d' isolation acoustique et thermique améliorées, ce qui est important dans certaines applications. 6. Les lentilles cylindriques pouvant être obtenues par extrusion, ce qui n'était pas le cas des lentilles sphériques, les sous-ensembles de lentilles peuvent être produits par cette méthode très économique et efficace, maintenant bien au point chez les spécialistes de la production de réseaux lenticulaires classiques, ce qui ouvre aussi la voie non seulement à la réalisation de réseaux à haute résolution, mais aussi à la production de cartes postales et de posters avec animation 3D par

exemple.

Le système optique élémentaire 51 de la figure 2 répond également à cette règle. Il composé de deux lentilles convergentes 21 et 31 qui sont des blocs différents de matériau transparent, et d'une image élémentaire 41 associée à ce système optique. La lentille 21 dite la plus proche du spectateur est une lentille cylindrique, spécialisée dans la convergence selon l'axe vertical et la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur est spécialisée dans la

convergence selon l'axe horizontal.

La Figure 3 permet à l'homme de l'art de calculer les focales des deux dioptres, aussi bien pour la disposition illustrée par la figure 1 que pour celle illustrée par la figure 2, en fonction de la position des deux lentilles et de la distance du spectateur. Sur cette figure, les trajets optiques dans les plans horizontal et vertical sont superposés: dans le plan horizontal, les rayons lumineux issus du point 411 de l' image élémentaire 41 en Z convergent horizontalement à travers la lentille 21 de centre optique M, et les rayons lumineux issus du point 412 de l'image élémentaire 41 en Z2 convergent

horizontalement à travers la lentille 31 de centre optique M2.

Ces rayons parviennent ainsi à l'_il du spectateur 111 en V. 2834569 i Les points F et F', F2 et F' 2 sont respectivement les focales

objet et image des lentilles 21 et 31.

La fabrication des lentilles représentée par la figure 1 est particulièrement aisée, puisque ces lentilles s'associent dans une plaque unique de matériau transparent décrit par la figure

4, selon un damier.

Dans ce mode de réalisation, l' ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes les plus lointaine du spectateur sont les deux

faces d'une plaque transparente unique 6.

Le relief de la face dite la plus proche du spectateur est une juxtaposition de portions de cylindres dont les axes de synétrie longitudinal sont verticaux ou légèrement inclinés par rapport à la verticale. Le relief de la face dite la plus lointaine du spectateur est une juxtaposition de portions de cylindres dont les axes de symétrie longitudinal sont horizontaux ou inclinés par rapport à l'horizontale. Ces deux axes peuvent être perpendiculaires entre eux, mais il faut alors que ni l'un ni l'autre ne soient vertical ou horizontal, faute de quoi l'on ne se situerait plus dans le cadre de

l' invention GC et des avantages qui s'y rapportent.

Les deux diopÉres composant le système optique 51 fonctionnent en association. Ces deux diopÉres forment alors un système optique virtuel équivalent à une lentille convergente unique, dont le centre optique virtuel est un point dont la position

varie lors du mouvement du spectateur.

Lorsque les deux dioptres sont très proches l'un de l'autre le

mouvement du centre optique est faible et peut être nagligé.

En revanche, lorsque les deux lentilles sont éloignées, ce qui estsouhaitable pour bénéficier des avantages de la présente invention, le centre optique virtuel se déplace significativement pendant le déplacement du spectateur. La lentille élémentaire 51 ou le système optique équivalent dit " lentille élémentaire " est alors composé d'une partie d'une lentille 21 et d'une partie d'une lentille 31, qui ne sont pas

touj ours les mêmes lors du déplacement du spectateur.

La figure 5 montre la partie du centre optique 3101 de la lentille 31 dite la plus lointaine du spectateur qui constitue le domaine 3101a des points du centre optique de la lentille 31 utilisés en association avec la lentille 21 pendant le mouvement du spectateur. Ce domaine est le segment qui va du point V au point W. Le spectateur voit le point visé de l' image élémentaire 41 à travers le point V lorsqu' il est à une extrémité de son domaine de visibilité, et à travers le point W lorsqu'il est à l'autre extrémité de son domaine de visibilité. Plus la lentille 31 est proche de l' image élémentaire 41 à laquelle elle est associée, plus le segment VW, c'est à dire le domaine 3101a des points du centre optique de la lentille 31 utilisés en association avec la lentille 21 pendant le mouvement du spectateur, est grand. Cette proximité est souhaitable, on l'a vu, pour bénéficier des avantages de

l' invention.

La figure 6 permet de constater que la longueur du segment VW augmente lorsque l'on incline l'axe optique de la lentille 31 dite la plus lointaine du spectateur, pour tendre au maximum vers la longueur qui va d'une extrémité U de l'image élémentaire 41 à l'autre extrémité T de cette image élémentaire 41. I1 est donc avantageux que l'inclinaison par rapport à l' axe de déplacement du spectateur du segment formé par le domaine 3101a des points du centre optique de la lentille 31 utilisés en association avec la lentille 21 pendant le mouvement du spectateur, soit le plus important possible. Ce segment appartenant à la droite composant le centre optique 3101 de la lentille 31 dite la plus lointaine du spectateur, le centre optique de la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur doit donc être une droite très inclinée par rapport à une parallèle à l'axe de

déplacement du spectateur.

Dans la pratique, l'on a vérifié que cette inclinaison peut se rapprocher de 90 , sans toutefois atteindre cette valeur. La lentil le dite spécial i sée dans la convergence dans le plan dit vertical conserve alors une importante fonction de convergence dans le plan dit horizontal, mais cela n'a pas d'inconvénient, l'essentiel étant que la lentille 21 dite la plus proche du spectateur ne soit pas spécialisée dans la convergence selon

l'axe horizontal.

La figure 7 est un grossissement de la partie de la figure 6 représentant l' image élémentaire 41. Sur cette figure, l' on voit les pixels imprimés par le moyen d' impression retenu (une imprimante par exemple). L'on entend ci-après - par longueur la mesure selon l'axe UT, - par largeur une mesure faite selon un axe perpendiculaire à l'axe UT - et par hauteur une mesure selon l'axe vertical de la figure. La largeur de l' image élémentaire 41 peut comprendre un seul

pixel. L' image élémentaire a alors un pixel de large.

Il est cependant préférable de concevoir l'écran selon l' invention de telle sorte qu'une image élémentaire 41 ait plusieurs pixels de large, ne serait-ce que pour améliorer la

tolérance à un dérèglement faible de la géométrie de l'écran.

On peut affiner encore la construction de l' image élémentaire 41 en disposant les pixels identiques non pas perpendiculairement à l'axe longitudinal de l' image élémentaire 41, mais selon l'axe dit " correspondant au mouvement perpendiculaire du spectateur ", cet axe étant celui des points vus par le spectateur lorsqu'il se déplace selon un

axe perpendiculaire à celui pour lequel l'écran a été concu.

Il est aussi intéressant de tenir compte de la meilleure performance des imprimantes lorsqu'on leur fait imprimer des pixels qui sont juxtaposés parallèlement ou perpendiculairement à l' axe vertical du document imprimé. Ceci conduit à choisir comme inclinaison de l' axe longitudinal d' une image élémentaire 41 par rapport à l' axe de déplacement

du spectateur un angle dont la tangente soit un nombre entier.

On vient de décrire les pixcls voisins d'un pixcl central dans le sens de l' axe " correspondant au mouvement perpendiculaire du spectateur " comme identiques à un pixel dit central, mais ils peuvent être différents. Dans ce cas, l'ensemble des

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pixcls situés d'un côté ou de l'autre du pixel central dans la largeur de l' image élémentaire 41 sont tous vos simultanément pour produire une image différente lorsque le spectateur se déplace perpendiculairement à l' axe de son déplacement prévu lors de la création de l'écran. Les images provenant de tous les pixels situés immédiatement à droite du pixel central sont ci-après dénommoes les " images de seconde génération droite 1 ", celles situces immédiatement à droite du pixel immédiatement à droite du pixcl central sont ci-après dénommoes les " images de seconde génération droite 2", et ainsi de suite. De même, les images provenant de tous les pixels situés immédiatement à gauche du pixel central sont ciaprès dénommées les " images de seconde génération gauche 1 ", celles situées immédiatement à gauche du pixel immédiatement à gauche du pixel central sont ci-après dénommées les " images de seconde génération gauche 2 ", et

ainsi de suite.

Pour un écran proposant successivement au spectateur des vues situées de points différant par leur position dans un même plan horizontal, l'ensemble des images de seconde génération gauche 1 peut correspondre à une série de vues différentes de la scène proposce, par exemple des vues prises d'un point situé plus haut; - l'ensemble des images de seconde génération gauche 2 peut correspondre à une série de vues prises d'un point situé encore plus haut, et ainsi de suite; - de même, l'ensemble des images de seconde génération droite 1 peut correspondre à une série de vues différentes de la scène proposée, par exemple des vues prises d'un point

situé plus bas.

- l'ensemble des images de seconde génération droite 2 peut correspondre à une série de vues prises d'un point situé

encore plus bas, et ainsi de suite.

L'écran permet ainsi non seulement de voir une scène en 3D et de tourner autour dans le plan horizontal, mais aussi de s'élever ou de s'abaisser pour voir la scène proposée de plus

haut ou de plus bas.

Symétriquement, le raisonnement qui vient d'être fait peut

être retait en inversant l'axe horizontal et l'axe vertical.

Comme cela est décrit dans le brevet GC, les lentilles peuvent être carrées et avoir leur centre optique décentré par rapport au centre du carré. Cela a pour intérêt de modifier l'emplacement apparent de la lentille lorsqu'une ligne de lentilles juxtaposées est inclince. Pour obtenir cet effet avec des lentilles cylindrique 31, 32 et suivantes spécialisées dans la convergence selon l'axe vertical, il suffit d'abaisser ou d'élever l'axe du cylindre comme cela est

illustré par la figure 8.

Ces lentilles 31, 32 et suivantes sont compatibles avec les

lentilles 21, 22 et suivantes reproduites sur la figure 9.

L'homme de l'art pourra caleuler aisément avec des formules connues les focales de ces lentilles en fonction de leur position par rapport à l' image élémentaire 41 qui leur est

associée.

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Dans un mode de mise en _uvre de l' invention particulièrement bien adaptée à la réalisation d'écrans composites comprenant d'une part une vitre et d'autre part un feuille en matériau de synthèse extrudé, l'ensemble des lentilles 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une vitre dont la face côté image élémentaire 41 est plane et dont la face côté spectateur est une série de portions de cylindres dont l'axe est proche de la verticale, - l'ensemble des lentilles 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur est une feuille en matériau de synthèse extrudé dont la face côté image élémentaire 41 est plane et dont la face côté spectateur est une série de portions de cylindres dont l'axe est proche de l'horizontale.

Un tel écran est représenté à la figure 10.

La méthode pour calculer les lentilles est simple. Pour un spectateur situé à une distance infinie de l'écran, la focale d'une lentille 31 dite la plus lointaine du spectateur est égale à la distance entre le centre optique de cette lentille et le plan contenant les images élémentaires 41. L'homme de l'art sait calouler cette focale pour un spectateur placé plus près, avec des formules connues. La focale d'une lentille 21 dite la plus proche est calculée selon la même méthode si la droite qui forme son centre optique est perpendiculaire à la lentille 31. Dans le cas contraire, le calcul se fait dans un plan qui est simultanément parallèle à l' axe optique de la lentille 31 et perpendiculaire au plan contenant les images élémentaires 41, car dans ce plan. Dans ce plan, la lentille 31 se comporte en effet comme une lame à faces parallèles. La forme obtenue est une coupe de la lentille 21 par ce plan, et l'on en déduit facilement la forme de la lentille 21 qui est obtenu par translation de cette coupe selon une génératrice qui est le centre optique de la lentille 21. Dans ce cas, la lentille 31 n'est pas une lentille cylindrique classique

puisque sa section n'est pas un cercle, mais une ellipse.

Deux méthodes peuvent être utilisées pour calouler l'ensemble des images élémentaires: la méthode numérique et la méthode analogique. Avec la méthode dite numérique, la règle de construction à observer, illustrée par la figure 5, est que pour tout point visé de l' image élémentaire 41, et par exemple pour le point situé au centre 411 de l' image élémentaire 41, les projections sur le plan contenant les images élémentaires selon l' axe qui va de l'_il 111 du spectateur au point visé, d'une part des axes optiques 2101, 2201 et suivants des lentilles 21, 22 et suivantes, et d'autre part des axes optiques 3101, 3201 des lentilles 31, 32 et suivantes, doivent se croiser sur les points 411, 421 et suivants qui sont au centre des images

élémentaires respectives 41, 42 et suivantes.

Cette première étape permet de connaître un premier point pour chacune des images élémentaires: les points 411, 421 et suivants, et de déterminer leurs coordonnées en fonction de l'inclinaison des centres optiques des deux ensembles de lentilles et de l'écartement entre les centres optiques de

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chacun des ensembles de lentilles. Les valeurs de couleur et de luminosité de tous ces points dans l'ensemble 4 des images élémentaires 41 sont les valeurs de couleur et de luminosité

de l'image primaire N 1 aux mêmes coordonnées.

De la même facon, l' image primaire N 2 fournit les points voisins des points 411, 421 et suivants, en suivant l'axe

longitudinal de l' image élémentaire, et ainsi de suite.

Pour calculer ces points, il faut connaître l'angle " r " fait par l' axe longitudinal de l' image élémentaire avec l'axe de déplacement du spectateur. Il se caloule à partir des paramètres suivants de l'écran: - " s " est l' angle fait par l'axe de symétrie longitudinal de la lentille 31 avec l' axe de déplacement du spectateur; - " t " est l' angle fait par l'axe de symétrie longitudinal de la lentille 21 avec l' axe de déplacement du spectateur; - " d " est la distance entre le spectateur et le plan contenant l'image élémentaire 41 - " e " est la distance entre le centre optique de la lentille 21 et le plan contenant l' image élémentaire 41 - " m " est la distance entre le centre optique de la lentille 31 et le plan contenant l' image élémentaire 41

La figure 11 illustre le calcul suivant.

tan(r) = B3H3/A3H3 tan(r) = B3H3/{A3C3+C3H3} = B3H3/{(A2L2 x AlC3/AlL2)(AlHl x (BH3/BH1))} tan(r) = B3H3/{((A2H2-L2H2) x AlC3/AlL2)+((BlHl/tan(t) ) x

(BH3/BH1))};

tan(r) = B3H3/{(((B2H2/tan(s)) - L2H2) X AlC3/AlL2)+(((B3H3 X (BH1/BH3)) /tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = B3H3/{ ((((B1Hl x (BH2/BH1))/tan(s))-L2H2) x A1C3/AlL2)+ (((B3H3 x (BH1/BH3))/tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = B3H3/{((((B3H3 x (BH1/BH3) x (BH2/BH1))/tan(s))-L2H2) x AlC3/AlL2)+ (((B3H3 x (BH1/BH3))/tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = B3H3/{((((B3H3 x (BH1/BH3) x (BH2/BH1))/tan(s))-(AlHl x (BH2/BH1))) x A1C3/AlL2)+(((B3H3 x (BH1/BH3))/tan(t)) x

(BH3/BH1))}

tan(r) = B3H3/{((((B3H3 x (BH1/BH3) x (BH2/BHl))/tan(s)) ((B1Hl/tan(t)) x (BH2/BH1))) x A1C3/AlL2)+(((B3H3 x: (BH1/BH3))/tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = B3H3/{((((B3H3 x (BH1/BH3) x (BH2/BH1))/tan(s))- ((B3H3 x ((BH1/BH3))/tan(t)) x (BH2/BH1))) x A1C3/AlL2)+ (((B3H3 x (BH1/BH3)) /tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = l/{((((1 x (BH1/BH3) x (BH2/BH1))/tan(s))((1 x ((BH1/BH3))/tan(t)) x (BH2/BH1))) x A1C3/AlL2)+(((1 x (BH1/BH3)) /tan(t)) x (BH3/BH1))} tan(r) = 1/{(((((BH2/BH3))/tan(s))- ((((BH2/BH3)) /tan(t)))) x A1C3/AlL2)+(((1)/tan(t)))} tan(r) = 1/{((((BH2/BH3)/tan(s))((BH2/BH3) /tan(t))) x A1C3/AlL2)+( 1/tan(t))} tan(r) = 1/{(((((d-m)/d) /tan(s))- (((d-m)/d) /tan (t))) x e/(e-m)) + (1/tan(t))} L'homme de l'art tiendra aussi compte de la différence de parallaxe pour déterminer ces dimensions, puisque le plan contenant les lentilles 21, 22 et suivantes, celui contenant les lentilles 31, 32 et suivantes, et celui contenant les

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images élémentaires 41, 42 et suivantes ne sont pas situés à la même distance que l'_il 111 du spectateur, et que ce

dernier n'est pas situé à l'infini.

Avec la méthode dite analogique, il suffit de placer en lieu et place de l'ensemble 4 des images élémentaires 41 une feuille de papier photographique, et, en chambre noire, de projeter avec un projecteur sur l'écran les images primaires successives, chacune à partir de 1' emplacement du domaine de visibilité du spectateur o elle doit être vue par le spectateur, et de révéler ensuite le papier photographique avec les procédés de tirage photographique classique pour

obtenir l'ensemble 4 des images élémentaires 41.

Pour obtenir des écrans de petites dimensions ou à faible prix, comme des cartes postales ou des affiches à courte conservation, il est possible de réaliser les deux écrans lenticulaires en matériau de synthèse extrudés et de les coller l'un à l'autre. La nature de la colle peut même être utilisée pour diminuer la focale des lentilles 31, 32 et suivantes. Il est connu de combiner plusieurs lentilles convergentes pour obtenir le même effet qu'en utilisant une seule lentille de focale inférieure. Cette technique peut être utilisée avec profit pour créer des écrans de faible épaisseur en limitant la focale de la lentille 31. Une telle lentille 31 dédoublée est obtenue lorsque le système optique élémentaire 51 est composé de deux lentilles convergentes 21 et 31 qui sont les faces opposées d'un même bloc de matériau transparent, comme cela est illustré par la figure 13. Le schéma optique correspondant à ce mode de mise en _uvre est reproduit à la

figure 14.

Dans ce cas, la lentille convergente 21 dite la plus proche du spectateur est spécialisoe dans la convergence selon l' axe vertical, et les lentilles convergentes 31a et 31b sont associces pour obtenir la convergence selon l'axe horizontal avec une faible focale. Il en résulte une amélioration de l'efficacité de l' invention, puisque la longueur du segment A2C3 pour un déplacement vertical donné AC de l'_il 111 du spectateur doit être la plus faible possible, et que cette distance est elle-même proportionnelle à la focale de la

lentille 31.

Il est connu d'éloigner deux lentilles convergentes associées pour augnenter l'effet de leur association dans le but de diminuer la focale résultante. Cela est illustré par la figure qui montre les trajets optiques projetés sur un plan vertical, et par celui de la figure 16 qui montre les trajets

optiques projetés sur un plan horizontal.

Dans cette disposition, les rayons issus du point Z de l' image élémentaire 41 convergent à travers la lentille 31b dite la plus proche de l' image élémentaire 41 sur une droite

horizontale Z situé entre la lentille 31b et la lentille 31a.

Cette technique est avantageuse mais comporte une limite qui est que, lorsque l' on analyse en sens inverse la trajectoire des rayons lumineux, il apparaît clairement que l'_il 111 du spectateur risque de voir à travers la lentille 31a non pas uniquement la lentille 31b associée à la lentille 31 a considérée, mais une autre lentille 32b située immédiatement

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en dessous ou au dessus. La disposition reproduite sur la figure 15 n'est donc utilisable que pour des écrans de faible

épaisseur totale comportant des lentilles de grande surface.

Le brevet GC décrit deux méthodes pour réaliser des ensembles d' images élémentaires 41. D'une part une méthode permettant de proposer au spectateur des images d'un film de cinéma sur un écran fixe, et d'autre part une méthode permettant de lui proposer des images sur une partie d'un écran qui semble se déplacer elle-même lors du déplacement du spectateur. Les

écrans selon l' invention permettent les mêmes possibilités.

La figure 17 montre que l'on peut accoler deux écrans 1010 et 1011, et que les images produites 81, 82 et 83 peuvent être décalées latéralement. La méthode est identique à celle utilisée pour produire des images sur un écran ne proposant pas un tel déplacement: il suffit de décaler les pixels des

images primaires avant le calcul des images élémentaires 41.

La technique qui vient d'être décrite est ci-après dénommée la technique des " écrans virtuels mouvants " Comme cela est illustré par la figure 18, ce mouvement apparent de l'écran peut aussi être fait verticalement, et il est même possible d'afficher deux images superposées 81 et 91, qui seront ensuite remplacces par les deux images 82 et 92, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'image 91 finisse par

apparaître à l'emplacement o était affichée l'image 81.

Tout au long de cette description, pour simplifier l'exposé,

on a décrit les images élémentaires 41 comme disposées de façon fixe par rapport aux lentilles élémentaires 51, mais il peut être intéressant au contraire d'organiser le déplacement horizontal de l'ensemble 4 des images élémentaires 41 par rapport à l'ensemble des lentilles élémentaires 51, sans que lesUites images élémentaires changent de plan. Ce mouvement, dont l' amplitude optimale est égale à plus grande dimension d'une image élémentaire (par exemple la longueur du rectangle si l'image élémentaire est un rectangle), permet à un spectateur de voir l'ensemble des images produites par l'écran

selon l' invention, sans avoir à se déplacer.

Cette possibilité est mise en _uvre dans les exemples

illustrés par les figures 19 et 20.

La figure 19 montre une lampe constituée de deux sous ensembles principaux: - une partie fixe comprenant - un socle 1003 - un bâti 1002 une ampoule 1001 - et les ensembles 2 et 3, respectivement de lentilles 21 et suivantes et de lentilles 31 et suivantes, d'un écran selon l' invention, qui sont non pas des plans mais des cônes homothétiques entre eux; - une partie tournante: un ensemble 4 d' images élémentaires 41 et suivantes, cet ensemble étant un cône homothétique avec les cônes précités, tournant autour d'un axe vertical 1000, sous l'effet de la chaleur produite par l'ampoule 1001, laquelle fait s'élever l'air ambiant qui crée une dépression sur l'extrados des ailettes 1004a, 1004b et suivantes.

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Le mouvement de la partie tournante a pour effet que le spectateur peut être immobile tout en voyant des images animoes sur l'écran. L'effet de la parallaxe ne permet pas de voir les images nettes sur les parties de l'écran qui sont dans des plans trop différents d'un plan perpendiculaire à l'axe qui va du spectateur au dispositif. Pour que ce dispositif fonctionne de façon satisfaisante, il faut donc se contenter de réaliser des images au centre de la partie utilisée de l'écran. Cela est possible avec la technique des " écrans virtuels mouvants " décrite ci-avant. Il suffit que les images produites par l'écran se déplacent à une vitesse telle qu'elles restent en permanence face au spectateur. Le réglage d'un tel déplacement virtuel de l'écran peut être obtenu par essais successifs ou par des calauls accessibles à

l'homme de l'art.

Une lampe similaire peut aussi être réalisée en rendant l'ensemble 3 des lentilles dites les plus lointaines du spectateur de l'ensemble 4 des images élémentaires 41, au lieu de le rendre solidaire de l'ensemble 2 des lentilles dites les

plus proches du spectateur.

Une lampe similaire peut aussi être réalisée en intervertissant les deux ensembles suivants: - ensemble A: l' ensemble 4 des images élémentaires, que l'on peut placer en périphérie et qui peut être constitué d'une

pellicule transparente similaire à une pellicule photo.

- ensemble B: l'ensemble des ensembles de lentilles 2 et 3, que l'on peut placer au centre, l'ensemble 2 restant le plus éloigné des deux de l'ensemble des images élémentaires. Le spectateur verra alors l'image se former parce que seuls les points de l' image élémentaire destinés à être vus par le spectateur à un point particulier de son déplacement seront rétro-éclairés. Le mouvement de rotation peut concerner l'un ou l'autre de ces ensembles A et B. La figure 20 illustre une autre application de la technique des " écrans virtuels mouvants " décrite ci-avant. Il s'agit d'une vue en perspective d'un afficheur de cinéma en relief selon l'invention, composé - d'un ensemble fixe 2 de lentilles 21 et suivantes dites les plus proches du spectateur, - d'un ensemble fixe 3 de lentilles 31 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur, - et d'un ensemble mobile 4 d' images élémentaires 41 pouvant être déplacé verticalement dans un plan parallèle à celui de l'écran, cet ensemble 4 s'enroulant sur deux cylindres

1005 et 1006.

L'écran est ici concu pour un mouvement vertical du spectateur, et lorsque l' ensemble 4 des images élémentaires 41 et suivantes se déroule du rouleau 1006 pour s'enrouler sur le rouleau 1005, ou inversement, le spectateur immobile voit le film se dérouler sur l'écran. Ici aussi, il faut que les images produites par l'écran se déplacent, selon la technique des " écrans virtuels mouvants " décrite ci-avant, verticalement cette fois, à une vitesse telle qu'elles restent

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en permanence face au spectateur lors du déroulement de

l' ensemble 4 des images élémentaires 41.

Le dispositif peut être perfectionné en tenant compte de ce qui a été décrit plus haut en commentaire de la figure 7, modifié de la façon suivante: - l'ensemble des images de seconde génération gauche 1 peut correspondre à une série de vues prises d'un point situé plus à droite que celles correspondant aux points situés aux pixels situés au centre de la largeur de l'image élémentaire 1; - l'ensemble des images de seconde génération gauche 2 peut correspondre à une série de vues prises d'un point situé encore plus à droite, et ainsi de suite; - de même, l'ensemble des images de seconde génération droite 1 peut correspondre à une série de vues prises d'un point

situé plus à gauche.

- et l'ensemble des images de seconde génération droite 2 peut correspondre à une série de vues prises d'un point

situé encore plus à gauche, et ainsi de suite.

Ainsi, le spectateur immobile voit avec ses deux yeux deux ensembles d' images différents correspondant à des points de vue différents en largeur, et bénéficie donc d'une vision stéréoscopique lui donnant l' impression du relief, tout en visionnant un film dont la longueur n'est conditionnée que par

le volume des cylindres 1005 et 1006.

Bien évidemment tous les couples stéréoscopiques obtenus ne sont pas corrects, certains ne correspondant pas à une vue stéraoscopique de la scène proposée, mais une part importante d'entre eux l'est, et il suffit au spectateur de se déplacer

logèrement pour se situer à un emplacement o ils le sont.

Comme pour la lampe décrite plus haut, un afficheur similaire peut aussi être réalisé en rendant l'ensemble 3 des lentilles dites les plus lointaines du spectateur de l'ensemble 4 des images élémentaires 41, au lieu de le rendre solidaire de l'ensemble 2 des lentilles dites les plus proches du spectateur. Egalement comme pour la lampe décrite plus haut, un afficheur j similaire peut être réalisé en intervertissant les deux ensembles suivants: - l'ensemble 4 des images élémentaires, que l' on peut placer en façade de l'afficheur et qui peut être constitué d'une

pellicule transparente similaire à une pellicule photo.

- l'ensemble des ensembles de lentilles 2 et 3, que l'on peut placer derrière l' ensemble 4 des images élémentaires, l'ensemble 2 restant le plus éloigné des deux de l'ensemble

des images élémentaires.

Le spectateur verra alors l'image se former parce que seuls les points de l' image élémentaire destinés à être vus par le spectateur à un point particulier de son déplacement seront

rétro-éclairés.

Cette possibilité de voir les écrans en sens inverse est

d'ailleurs applicable à tous les écrans décrits.

Il est cependant préférable, pour réaliser selon l' invention des écrans visibles aussi bien sur leur face avant que sur leur face arrière, d' assembler deux écrans 9a et 9b dos à dos,

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les ensembles 4a d' images élémentaires 41a, 42a et suivantes de l'écran 9a, et les ensembles 4b d' images élémentaires 41b, 42b et suivantes de l'écran 9b étant accolés ou confondus; Pour réaliser des économies sur le prix de l'outillage et de la fabrication, il est souhaitable de réaliser des écrans par juxtaposition d'écrans de faibles dimensions et de juxtaposer ensuite ces écrans entre eux. Ce principe peut aussi être retenu pour réaliser des écrans de très grandes dimensions à

partir de plaques transportables aisément par camion.

L' assemblage des écrans entre-eux peut être réalisé par de nombreux moyens connus, en prenant soin de bien aligner les plaques entre-elles, par exemples avec des ergots coopérant

avec des encoches.

Dans un mode de réalisation de l' invention, l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une plaque transparente 7, et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur est une plaque

transparente 8.

L'écran est alors constitué de: - un ensemble 4 d' images élémentaires 41, 42 et suivantes, - et deux plaques 7 et 8: - la plaque 7 rassemble les lentilles 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur i - la plaque 8 rassemble les lentilles 31, 32 et suivantes

dites les plus lointaines du spectateur.

Chacune de ces plaques est constituée de sous-ensembles r respectivement 7a, 7b et suivants et 8a 8b et suivants,

moulés en matériaux de synthèse injectés.

Un mode d'assemblage préféré est d' assembler les sous-

ensembles de la plaque 7 et les sous-ensembles 8 de la plaque non pas en mettant en vis à vis direct, selon un axe

perpendiculaire au plan contenant la plaque 7, les sous-

ensembles de la plaque 7 avec les sous-ensembles de la plaque 8, mais en les assemblant en quinconce comme cela est illustré

*par la figure 21. Dans cette disposition, la plaque 7 comprend 12 sous-ensembles

701 à 712 et la plaque 8 comprend 9 sous-ensembles 801 à 808.

les sous-ensembles de la plaque 7 comportent des moyens d' assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 8

et/ou avec les sous ensembles de la plaque 8 situés en vis-à-

vis, et les sous-ensembles de la plaque 8 comportent des moyens d' assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 7 et/ou avec les sous ensembles de la plaque 7 situés

en vis-à-vis.

Les dimensions des sous-ensembles 701, 712 et suivants, et 801, 802 et suivants, peuvent avantageusement être choisis de telle sorte que les plaques soient juxtaposables sans que le réseau de leurs lentilles subisse de modification de rytUme

dans la juxtaposition des lentilles.

Les assemblages des sous-ensembles de la plaque 7 avec les sous-ensembles de la plaque 8 peuvent avantageusement être réalisés avec de petits clips similaires à ceux illustrés par la figure 22 qui représente à gauche un clip ouvert et à droite un clip fermé assurant le positionnement précis d'un

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sous-ensemble 701 de la plaque 7 avec un sous-ensemble 702 de

la plaque 8.

L' association des deux méthodes décrites ci-dessus, l'assemblage d'écrans entre eux par des méthodes connues, et la constitution de plaques par assemblages de sous-ensembles, permet la réalisation d'un véritable jeu de construction, chaque écran constituant un module de construction d'un jeu d' assemblage permettant de réaliser des objets complexes comme des éléments de mobilier ou des jouets

Les écrans selon l' invention peuvent avoir des formes libres.

L'ensemble des systèmes optiques élémentaires 51 est alors contenu dans un volume compris entre une première surface non plane homothétique à ladite surface non plane contenant les images élémentaires 41, 42 et suivantes et une seconde surface non plane obtenue par une homothétie similaire par rapport à ladite surface non plane contenant les images élémentaires 41, 42 et suivantes. L'ensemble des positions que peut prendre l'_il du spectateur forme une troisième surface non plane obtenue par la même homothétie à ladite surface non plane

contenant les images élémentaires 41, 42 et suivantes.

Les lentilles décrites peuvent être remplacées par des lentilles de Freanel. Cette technique est en particulier bien adaptée à la réalisation de la lampe illustrée par la figure 19. La présente invention peut aussi être mise en _uvre en réduisant les lentilles à leur plus simple expression: la lentille convergente 21 dite la plus proche du spectateur et/ou la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du

spectateur est remplacoe par un j our dans une plaque opaque.

Ceci peut être utilisé pour réaliser de nombreux objets comme des abatsjour, des lampes, et des bibelots. Les jours peuvent être pratiqués aussi bien en perforant une plaque de carton ou de métal par exemple qu'en n'imprimant rien sur des

empacements désignés de matériaux transparents.

Une lentille sphérique a alors pour équivalent un trou circulaire de faible taille, et une lentille cylindrique une fente de faible largeur. Ces jours peuvent être de formes diverses pour obtenir des effets décoratifs. Par exemple, un trou circulaire peut être remplacé par une étoile, et une

fente droite peut être remplacée par une sinusoide.

Tout au long de cette description, pour simplifier l'exposé,

- l'on a décrit les lentilles convergentes 21 ou 31 comme étant des lentilles, mais l'homme de l'art peut remplacer ces éléments par tous types d'objectifs ayant des fonctions similaires;; - l'on a décrit l'ensemble des lentilles convergentes 21 comme étant le plus proche du spectateur, l' ensemble des lentilles convergentes 31 comme étant dites les plus lointaines du spectateur, et l' ensemble 4 des images élémentaires 41 comme étant encore plus éloignées du spectateur, mais la plupart des écrans décrits ci-avant peuvent être visionnés en sens inverse, c'est à dire avec l' image 4 vue directement par le spectateur, les deux ensembles 3 et 2 de lentilles étant situées successivement derrière cette image 4, à la condition que, derrière

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l'écran, c'est à dire sur sa face la plus éloignée du spectateur, se trouve une source lumineuse comme une ampoule électrique ou une surface éclairée par tout moyen connu. - l'on a décrit l'écran comme un plan, et l'ensemble des images élémentaires 41 comme assemblées sur un plan parallèle au plan de l'écran. L'homme de l'art peut réaliser des écrans de toutes formes, par exemple des sphères, des cylindres, ou des formes libres, à la seule condition de calouler en conséquence les caractéristiques optiques de chaque dispositif élémentaire; - l'on a décrit les écrans comme étant fixes, faits pour être vus par un spectateur en mouvement, mais il peut être intéressant au contraire d'organiser un léger mouvement d'un ou plusieurs sous-ensembles de l'écran par rapport au spectateur qui peut alors être fixe. Les ensembles dont le mouvement suffit à procurer l'animation sont toute combinaison d'un ou plusieurs des ensembles suivants: - l'ensemble 2 des lentilles 21 - l'ensemble 3 des lentilles 31 - l' ensemble 4 des images élémentaires 41 Ce mouvement, dont l'amplitude optimale est celle qui permet de voir l'ensemble des images produites par l'écran, peut être par exemple un simple mouvement alternatif de translation des

sous ensembles choisis.

Lorsque tout l'écran est mis en mouvement, le mouvement peut être un mouvement alternatif de translation ou bien un mouvement de pivotement alternatif autour d'un axe proche d'une parallèle à une droite formoe par le centre optique d'un ensemble de lentilles convergentes cylindriques 21 dites les plus proches du spectateur. Il peut être provoqué par un moteur, mais aussi par tout phénomène naturel comme le vent, agissant par exemple sur un écran vertical fixé au sol, à sa

base, par des ressorts.

On peut mettre en _uvre l' invention pour réaliser un projecteur d' images animées, de nombreuses façons simples (non représentées). Pour simplifier l'exposé, on entend ci-après par face avant de l'écran la face contenant les lentilles 21 dites les plus proches du spectateur, et par face arrière

celle qui contient l' image.

- On peut disposer un objectif du côté de la face avant, à la distance prévue pour l'_il du spectateur, et un moyen d'éclairage, par exemple un projecteur de lumière ou une lampe associée à une plaque diffusant la lumière, du côté arrière. En déplacant dans un plan parallèle au plan de l'écran, selon un axe parallèle à l' axe 11 dit axe de déplacement du spectateur - soit l'ensemble 4 des images élémentaires 41, - soit l'objectif, - soit l'écran lui-même, le dispositif projète sur un écran de projection classique

des images animées.

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- On peut retourner l'écran, sa face arrière du côté de l'objectif, disposer un moyen d'éclairage, par exemple un projecteur de lumière ou une lampe associce à un verre diffusant, du côté devenu sa face arrière après ce retournement, et une plaque diffusant la lumière du côté devenu sa face avant après ce retournement, cette plaque étant légèrement espacoe du plan contenant l' image qui peut

être imprimée sur une pellicule de type transparent.

L' image est alors projetée sur ladite plaque diffusant la lumière. En déplagant dans un plan parallèle au plan de l'écran, selon un axe parallèle à l' axe 11 dit axe de déplacement du spectateur - soit l'ensemble 2 des lentilles élémentaires 21 - soit l'ensemble 3 des lentilles élémentaires 31 - soit l'ensemble 4 des image élémentaires 41, soit la source lumineuse, - soit l'objectif le dispositif projète sur un écran de projection classique

des images animées.

En supprimant l'objectif, le dispositif devient un rétro

projecteur d' images animées.

De même, on peut réaliser un projecteur de cinéma en combinant, selon l'une quelconque des dispositions qui viennent d'être décrites, un afficheur comme celui illustré par la figure 20 avec une source lumineuse et un objectif de projection. Pour tous les écrans et dispositifs décrits ci-avant, les images élémentaires peuvent être de toutes natures. Il peut s'agir par exemple: - d'images imprimées sur un support comme une feuille de papier ou sur une pellicule transparente comme celle utilisée en photographie, ou sur la face de la plaque de lentilles convergentes 31 proprement dite dite la plus lointaine du spectateur, - ou bien d' images électroniques (écran d'ordinateur ou de téléviseur), - ou encore d' images projetées par un projecteur sur la face

de l'écran dite la plus lointaine du spectateur.

Les principales applications de la présente invention sont les suivantes: - la publicité: - panneaux d'affichage offrant successivement aux spectateurs des centaines ou des milliers d'affiches virtuelles différentes selon l'emplacement de chacun, pour permettre le partage d'un même espace publicitaire entre différents annonceurs; - panneaux d'affichage permettant de produire des films de publicité en relief, sans mouvement du spectateur; - panneaux offrant au spectateur une animation de type cinématographique, lorsqu'il se déplace dans la zone de visibilité optimale (couloirs piétonniers, tunnels utilisés par les automobiles, les trains et les métros,

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cages d' ascenseurs, parois d' escaliers automatiques ou de tapis roulants; - afficheurs lumineux ou non, fixes ou mobiles (rotatifs par exemple), par exemples les enseignes de points de vente ou les publicités permanentes situées au sommet des immeubles; - fagades de distributeurs automatiques; - panneaux publicitaires situés sur les flancs des autodus, des automobiles comme des taxis, des trains; - réalisation d'objets publicitaires et de gadgets; - la décoration: - points de vente (fagades, vitrines, décoration intérieure); - posters (fenêtres virtuelles donnant par exemple une vue sur un site touristique, statues virtuelles, images diverses produites en série); - éléments de décoration et bricolage (carrelages des salles de bains, des cuisines, des laboratoires, des hôpitaux, etc.); - motifs de décoration; - cloisons des immeubles de bureaux; - objets divers (objets plans ou non plans comme luminaires, bibelots, vaisselle, etc.); - le mobilier, et en particulier le mobilier par éléments, le mobilier de salles de bains et les pare-douches; - les fapades d'immeubles; - le carrelage de salles d'eaux, les jeux et jouets; - les attractions des parcs de loisirs, par exemple de nouvelles animations donnant l' illusion aux spectateurs de naviguer dans un environnement visuel virtuel en trois dimensions tout en étant transportés par un wagonnet leur procurant ou non des sensations physiques liées à la variation de la force s'appliquant à leur corps, les labyrinthes;

- Les jouets et les jeux de société.

- l'éducation (planches explicatives en trois dimensions); - les terminaux des postes de travail de création assistée par ordinateur; - l'imagerie médicale (radiographies 3D, RMN, scanner, échographie); - les systèmes d'analyse de mouvement; - la photographie personnel le: - statues virtuelles de personnes; - reproduction d' objets et de sculpLures en trois dimensions; - paysages en trois dimensions; - créations artistiques abstraites; - séries de photos fixes sur un support unique, (l'écran peut aussi être incliné de 90 sans changer le plan de l'image - le film est alors vu lorsque le spectateur se déplace verticalement, mais le spectateur change de film en se déplaçant horizontalement);

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- la photographic aorienne i - les cartes postales; - la signalization: signalization routière; - signalisation des bureaux et des bâtiments publics; - feux de signalization des automobiles, autocollants apposés à l'arrière des automobiles, permettant au conducteur suivant d'apprécier sa distance à cette automobile.

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Claims (16)

Revendications

1. Dispositif de vision comportant une pluralité de dispositifs optiques dits " dispositifs élémentaires " juxtaposés, lesdits dispositifs optiques élémentaires comprenant chacun: - une lentille élémentaire 51 ou un système optique équivalent dit " lentille élémentaire ", - et une image élémentaire 41, située en vis à vis de ladite lentille élémentaire, constituce d'un ensemble de points 411, 412, 413 et suivants dits pixcls que le spectateur peut voir à travers ladite lentille élémentaire 51, le spectateur voyant un ou plusieurs pixel(s) différent(s) selon sa position par rapport à la lentille élémentaire 51, la forme de ladite image élémentaire 41 n'étant pas identique à la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur la surface de l'écran, mais au contraire d'une hauteur moyenne différente de la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, et d'une largeur moyenne différente de la projection de ladite lentille élémentaire 51 sur l'écran, ce qui a pour effet qu'une partie de l' image élémentaire est situce en vis à vis d'une partie d'une lentille élémentaire voisine de la lentille élémentaire 51 considérée, deux images élémentaires voisines étant décalées en hauteur et/ou en largeur l'une par rapport à l'autre afin de ne pas se chevaucher, caractérisé par le fait que le système optique 51 est composée de deux lentilles 21 et 31 situées entre l' image élémentaire 41 et l'_il 111 du spectateur, ou deux systèmes optiques équivalents, - et que l'une au moins des deux lentilles 21 et 31 est spécialisoe dans la convergence selon un axe particulier, étant précisé que l'on entend ci-avant et ci-après par hauteur et par largeur des mesures faites respectivement selon deux axes quelconques perpendiculaires entre eux dits respectivement axe vertical et axe horizontal, situés tous les deux dans le plan de l'écran, aucun de ces axes n'étant obligatoirement vertical ou horizontal par rapport

à la terre.

2. Dispositif de vision selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une au moins des deux lentilles convergentes 21 et 31 est spécialisée dans la convergence selon l'axe horizontal ou vertical, étant précisé que l'on entend ci-avant et ci-après - par lentille spécialisée dans la convergence selon l'axe horizontal le fait que le centre optique de ladite lentille spécialisée est - un segment de droite parallèle à l'axe 11 de déplacement du spectateur - ou une ligne droite ou de forme libre voisine d'une

telle droite.

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- et par lentille spécialisée dans la convergence selon l'axe vertical le fait que le centre optique de ladite lentille spécialisoe est - une droite orÉhogonale à l'axe 11 de déplacement du spectateur - ou une ligne droite ou de forme libre voisine d'une

telle droite.

3. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que le

centre optique de la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur est une droite très inclinée par rapport à une parallèle à l' axe de déplacement du

spectateur, par exemple d'un angle de 60 à 80 degrés.

4. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que

l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une plaque transparente 7, et que l' ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines

du spectateur est une plaque transparente 8.

5. Dispositif de vision selon l'une quelcouque des

revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que

l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur et l'ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes les plus lointaine du spectateur sont les deux

faces d'une plaque transparente unique 6.

6. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que

l'inclinaison de l'axe longitudinal d'une image élémentaire 41 par rapport à l' axe de déplacement du spectateur est un angle dont la tangente est un nombre entier.

7. Dispositif de vision à double face, formé par l'assemblage de deux écrans dos à dos selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que

les deux écrans 9a et 9b sont symétriques par rapport au plan d'assemblage, les ensembles 4a d' images élémentaires 41a, 42a et suivantes de l'écran 9a, et les ensembles 4b des images élémentaires 41b, 42b et suivantes de l'écran

9b étant accolés ou confondus.

8. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications 1 à 6 ou selon la revendication 8,

caractérisé par le fait que: - l'ensemble 2 des lentilles convergentes 21, 22 et suivantes dites les plus proches du spectateur est une plaque transparente 7, et l' ensemble 3 des lentilles convergentes 31, 32 et suivantes dites les plus lointaines du spectateur est une plaque transparente 8, - la plaque transparente 7 est constituce de sous ensembles 701, 702 et suivants, et la plaque transparente 8 est constituée de sous-ensembles 801, 802 et suivants, - le s sous -ensembles de la plaque 7 ne sont pas al ignés selon un axe perpendiculaire au plan contenant la

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plaque 7 avec les sous-ensembles de la plaque 8 mais disposés en quinconce, - les sous-ensembles de la plaque 7 comportent des moyens d' assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 8 et/ou avec les sous ensembles de la plaque 8 situés en vis-à-vis, et les sous-ensembles de la plaque 8 comportent des moyens d'assemblage avec des sous ensembles voisins de la plaque 7 et/ou avec les sous

ensembles de la plaque 7 situés en vis-à-vis.

9. Dispositif de vision selon l'une queleonque des

revendications précédentes, utilisé dans le sens inverse,

les principaux sous-ensembles étant placés dans l'ordre suivant à partir de l'il du spectateur: - En premier l'ensemble 4 des images élémentaires, - En second l'ensemble 3 des lentilles 31 dites les plus lointaines du spectateur, - En troisième l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les

plus proches du spectateur.

10. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que un

ou plusieurs des sous-ensembles suivants sont mobiles - l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les plus proches du spectateur, - l'ensemble 3 des lentilles 31 dites les plus lointaines du spectateur,

- l' ensemble 4 des images élémentaires.

11. Dispositif de vision selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'ensemble 4 des images élémentaires se déroule d'un cylindre 1005 pour s'enrouler sur un cylindre 1006 après être passé devant l'ensemble formé par l'ensemble 2 des lentilles 21 dites les plus proches du spectateur et l'ensemble 3 des lentilles 31

dites les plus lointaines du spectateur.

12. Sous-ensemble d'un dispositif de vision selon la revendication 1 consistant en une plaque plane ou non de matériau transparent comportant une pluralité de lentilles

convergentes 21 et/ou 31.

13. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que la

lentille convergente 21 dite la plus proche du spectateur et/ou la lentille convergente 31 dite la plus lointaine du spectateur est remplacée par un j our dans une plaque opaque.

14. Dispositif de vision selon l'une quelcouque des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que

chaque écran constitue un module de construction d'un jeu d' assemblage permettant de réaliser des objets complexes

comme des éléments de mobilier ou des jouets.

15. Application d'un dispositif de vision selon l'une

quelconque des revendications précédentes à un jeu de

construction permettant de réaliser des objets complexes comme des éléments de mobilier ou des jouets, dont

certains éléments sont des écrans.

16. Dispositif de vision selon l'une quelconque des

revendications précédentes associé à une source lumineuse

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et à un objectif de projection, constituent un projecteur