FR2866506A1 - Systeme d'illumination sequentielle d'un imageur et dispositif de segments colores utilisable dans le systeme - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'illumination séquentielle d'un imageur comprenant:- une source émettant en direction de l'imageur un faisceau de lumière polychromatique dans le domaine des longueurs d'ondes du visible comprenant au moins trois couleurs primaires,- une roue colorée comprenant au moins quatre segments transmissifs ou réflectifs destinés à défiler sur le chemin optique dudit faisceau de lumière pour qu'ils coupent successivement la direction de propagation dudit faisceau. De plus, deux au moins des segments sont de couleurs présentant un caractère antagoniste.Les segments sont répartis dans le dispositif de défilement, dans un ordre tel que, pour deux au moins des segments qui sont de couleurs présentant un caractère antagoniste au sens du système visuel humain, celui des segments pour lequel on veut que l'oeil humain ait une sensibilité accrue est placé après l'autre selon ledit sens de défilement des segments.Applications: Systèmes de projection et de visualisation.

Description

L'invention concerne un système d'illumination séquentiel couleur

applicable notamment dans certains systèmes de projection et/ou de visualisation d'images.

Elle utilise notamment un dispositif permettant le défilement de segments ou filtres colorés transmissifs ou réflectifs dans le chemin optique d'un système d'illumination, par exemple une roue comportant des segments colorés qui défilent dans le faisceau d'éclairement d'un modulateur spatial de lumière. L'invention concerne également un procédé de réalisation desdites roues colorées.

Les systèmes de projection et/ou de visualisation d'images communément appelés projecteurs ou rétroprojecteurs selon que la projection se fait sur la face avant de l'écran pour les projecteurs, ou que la projection se fait sur la face arrière pour les rétroprojecteurs, fonctionnent selon le même principe. Un système d'illumination éclaire de manière uniforme un ou plusieurs imageurs comprenant un réseau de pixels, par exemple à cristaux liquides sur substrat en silicium ou LCOS Liquid Cristal On Silicon en langue anglaise, à micro miroirs ou DMD Digital Micro-mirror Device/Display en langue anglaise, ou à cristal liquide transmissif HTPS High Temperature Poly Silicon en langue anglaise, disposés par exemple en lignes et en colonnes sur un substrat formant une matrice active, notamment en silicium. La lumière issue du système d'illumination est modulée après passage au travers du ou des imageur(s) dans le cas des imageurs transmissifs ou après réflexion sur le ou les imageur(s) dans le cas des 2866506 2 imageurs réflectifs, par exemple LCOS ou DMD. La lumière ainsi modulée est ensuite projetée sur un écran au travers d'un dispositif optique. Pour générer des images en couleur, on illumine le ou les imageurs avec un ou des faisceaux de lumière colorée, généralement Rouge, Verte et Bleue.

Certains systèmes de projection et/ou de visualisation d'images comprennent trois imageurs, chacun des imageurs étant illuminé par un faisceau de lumière colorée correspondant à une des trois couleurs primaires. Ces systèmes de visualisation d'images à trois imageurs sont complexes, il faut en effet recombiner spatialement les trois faisceaux de lumière colorée qui ont traversé ou ont été réfléchis sur les imageurs pour ne recomposer qu'un seul faisceau de lumière modulée prêt à être projeté sur un écran. Outre le nombre d'imageurs utilisés, ces systèmes de visualisation d'images nécessitent l'emploi d'éléments optiques encombrants et coûteux. Il existe des systèmes de projection et/ou de visualisation d'images comprenant deux imageurs, comme par exemple le système de projection d'images décrit dans le brevet US5863125 d'IBM. Dans ce document, chaque imageur est alternativement illuminé d'un faisceau de lumière colorée, de manière à ce que l'adressage électronique des données pour écriture des pixels d'une trame ainsi que la stabilisation desdits pixels liée au temps de réponse des cristaux liquides, puissent être effectués sur l'imageur qui n'est pas illuminé. On qualifie de période de temps mort dead-time en langue anglaise, cette période de l'ordre de quelques millisecondes pendant lesquelles un imageur ne peut être illuminé. Le système de projection d'images décrit dans le document d'IBM a pour avantage de gérer ce temps mort, cependant, il demeure complexe et coûteux par la présence des deux imageurs. De plus les imageurs de type à. cristal liquide LCOS Liquid Cristal On Silicon en langue anglaise, ou à micro miroirs DMD Digital Micro-mirror Device/Display en langue anglaise par exemple présentent des périodes de temps mort moins importantes qu'auparavant, les imageurs de type DMD peuvent en effet opérer à des fréquences élevées supérieures à quatre cent Hertz par exemple.

Depuis quelques années, les systèmes de projection d'images s'orientent vers un dispositif monoimageur, mono-valve en langue anglaise, de type transmissif ou réflectif, moins encombrants et moins coûteux que les systèmes de projection d'images comprenant plusieurs imageurs.

Pour générer des images en couleur, les systèmes de projection de ce type affichent séquentiellement des images de couleurs différentes sur l'écran, généralement les trois couleurs primaires RVB (rouge, vert et bleu). Ces dispositifs sont nommés Field Sequential color en langue anglaise. Ces systèmes de projection d'images comprennent généralement des dispositifs d'illumination pour illuminer l'unique imageur d'une lumière alternativement rouge, verte et bleue par l'emploi, par exemple, de roues colorées ( Color Wheel en langue anglaise par exemple) telles que décrites dans la demande de brevet EP 0749250. Ces roues colorées comprennent généralement un segments rouge, un segment vert, et un segment bleu, R, V, B transmissifs (filtres colorés) ou 2866506 4 réflectifs. Les données vidéo commandant l'écriture des pixels de l'imageur sont synchronisées avec la couleur d'illumination de l'imageur afin de former une image assurant la meilleure restitution possible. Cependant les systèmes de projection et/ou de visualisation d'images à unique imageur de ce type ont certains désavantages par rapport aux systèmes à plusieurs imageurs. Par exemple, l'imageur doit opérer à des fréquences élevées, généralement trois fois la fréquence des images pour une roue colorées à trois segments de couleurs primaires, soit au moins 150 à 180Hz, et de façon générale à n fois la fréquence des images lors de l'emploi d'une roue colorée à n segments de couleurs primaires et/ou composées. De plus, étant donné qu'une seule couleur est affichée à la fois, une part importante du flux lumineux issu de la source lumineuse est perdue puisque filtrée séquentiellement.

Ainsi, pour améliorer la luminosité des images projetées, certaines roues colorées comprennent un segment blanc comme par exemple le dispositif décrit par Texas Instrument dans le brevet US5233385. Ce dispositif permet d'afficher des images plus lumineuses, au détriment de la qualité des couleurs qui seront dé saturées (moins vives) en raison de la présence d'une lumière polychromatique couvrant au minimum une partie du domaine du visible et d'aspect blanche.

Un autre inconvénient majeur lié à l'affichage séquentiel d'images de couleurs différentes sur un écran est la perception par le spectateur de la décomposition ou séparation des couleurs en ces composantes primaires lorsque, par exemple, certains objets de l'image bougent rapidement ou lors d'un brusque mouvement de la tête, d'un clignotement d'yeux, ou toute autre quelconque variation spatiale soudaine de l'image rétinienne de la scène observée, et ceci quelles que soient les conditions d'observation. Ce phénomène appelé "color break up" ou "Rainbow effect" en langue anglaise, se manifeste également pour des images fixes, par exemple lorsque les yeux du spectateur balayent rapidement l'écran, lorsque les yeux de l'observateur sont soumis au nystagmus ou phénomène de micro-accomodation, ou bien pour des images en mouvement rapide avec un observateur fixe. Un des moyens pour réduire ce phénomène de "color break up" est d'augmenter la fréquence d'affichage/illumination séquentielle de l'imageur. Certaines roues colorées comprennent six segments de couleurs par exemple sous la forme de deux sous-ensembles coplanaires de trois segments colorés RVB comme décrit dans le brevet américain de Texas Instrument US5448314, ou bien sous la forme de deux sous ensembles coplanaires de 3 segments colorés différents RVB et CMJ comme décrit dans le brevet americain de Phillips US6147720 relatif à un système d'illumination comportant deux lampes et un seul imageur. La vitesse de rotation de la roue colorée étant déterminée, ce procédé permet de doubler la fréquence d'illumination séquentielle couleur sur l'imageur dont la fréquence d'adressage doit également être doublée. Néanmoins le "color break up" est atténué mais reste encore bien visible puisque la fréquence image est très en dessous du seuil définissant la limite de perception du phénomène soit deux mille cinq cents Hertz d'après la largeur minimale d'un artéfact coloré correspondant à un 2866506 6 pixel image, et selon l'acuité visuelle de l'observateur standard.

L'invention cherche à résoudre ce problème.

L'invention concerne donc un système d'illumination séquentielle d'un imageur comprenant: une source émettant en direction de l'imageur un faisceau de lumière polychromatique dans le domaine des longueurs d'ondes comprenant au moins trois couleurs primaires, - un dispositif de défilement de segments colorés comprenant au moins trois segments transmissifs ou réflectifs, permettant de faire défiler, selon un sens de défilement défini, lesdits segments colorés sur le chemin optique dudit faisceau de lumière polychromatique pour qu'ils transmettent successivement ledit faisceau selon sa direction de propagation dans le cas où les segments sont transmissifs, ou pour qu'ils réfléchissent successivement ledit faisceau dans le cas où les segments sont réflectifs. Les différents segments sont de couleurs différentes et ont chacun une teinte, une saturation, une transmissivité ou une réflectivité, et une taille adaptées pour obtenir un faisceau présentant une teinte de référence lorsqu'ils défilent séquentiellement dans ladite zone de transmission du faisceau. De plus, deux au moins des segments sont de couleurs présentant un caractère antagoniste. Enfin, les segments sont répartis dans le dispositif de défilement, dans un ordre tel que, pour deux au moins des segments qui sont de couleurs présentant un caractère 2866506 7 antagoniste, celui desdits deux segments antagonistes pour lequel on veut que l'oeil humain ait une sensibilité accrue est placé après l'autre selon le sens de défilement des segments.

Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif de défilement comporte quatre segments, trois premiers segments étant de couleurs rouge, verte et bleue, le quatrième segment étant d'une couleur jaune antagoniste à la couleur bleue. Le segment de couleur jaune est placé avant le segment de couleur bleue et le segment de couleur verte est placé avant le segment de couleur rouge selon ledit sens de défilement des segments.

Selon une autre forme de réalisation, un cinquième 15 segment de couleur cyan est situé entre le segment bleu et le segment vert.

Selon une variante de réalisation, un sixième segment de couleur magenta est situé entre le segment bleu et le segment rouge, le segment vert étant situé entre les segments rouge et jaune.

Selon une autre forme de réalisation, le sixième segment de couleur magenta est situé entre les segments rouge et jaune et le cinquième segment de couleur cyan est situé entre le sixième segment de couleur magenta et le segment de couleur rouge.

Avantageusement, le dispositif de défilement comporte un nombre pair de segments et les segments sont regroupés par paires de segments de couleurs présentant un caractère antagoniste.

Egalement avantageusement, ledit dispositif de défilement de segments colorés comporte une roue colorée 2866506 8 comprenant au moins trois segments transmissifs ou réflectifs, ladite roue étant montée sur des moyens de rotation de manière à faire défiler lesdits segments sur ledit chemin optique dudit faisceau de lumière émis par la source.

Avantageusement, les différents segments sont de dimensions différentes de façon à diminuer les écarts de stimulation perçus entre les différents segments.

L'invention concerne également un dispositif de segments colorés comportant une pluralité de zones juxtaposées de couleurs différentes permettant de fournir, par éclairement des différentes zones, des faisceaux de couleurs différentes. Le dispositif comporte au moins trois premiers segments de couleurs différentes.

Au moins un quatrième segment de couleur, présentant un caractère antagoniste avec la couleur d'un segment déterminé parmi les trois premiers segments, est placé juste à côté dudit segment déterminé pour accroître la sensibilité de l'oeil à l'énergie transmise par ledit segment déterminé.

Selon une forme de réalisation de ce dispositif, par exemple, trois segments sont de couleurs rouge, verte et bleue et un quatrième segment est d'une couleur jaune antagoniste à la couleur bleue et est placé à côté du segment de couleur bleue. Le segment de couleur verte est placé à côté du segment de couleur rouge.

Selon une autre forme de réalisation avantageuse du dispositif de l'invention, un cinquième segment de couleur cyan est situé entre le segment bleu et le segment vert.

2866506 9 Egalement, selon une autre forme de réalisation avantageuse, un sixième segment de couleur magenta est situé entre le segment bleu et le segment rouge, le segment vert étant situé entre les segments rouge et jaune.

Selon une variante de réalisation de l'invention, un cinquième segment de couleur magenta est situé entre les segments rouge et jaune ainsi qu'un sixième segment de couleur cyan est situé entre le cinquième segment de couleur magenta et le segment de couleur rouge.

Avantageusement, le dispositif de défilement comporte un nombre pair de segments et les segments sont regroupés par paires de segments de couleurs présentant un caractère antagoniste.

Egalement avantageusement, le dispositif de segments colorés comporte une roue colorée.

Les différents aspects et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: - les figures la et lb, des exemples de systèmes de visualisation auxquels s'applique l'invention, - les figures 2a à 2c, des exemples de roues colorées 25 auxquelles s'applique l'invention, -les figures 3a à 3c, un exemple de roue colorée non optimisée, - les figures 4a à 4c, différents exemples de réalisation de roues colorées selon l'invention, -les figures 5a à 5c, des variantes de réalisation de roues colorées selon l'invention.

-La figure 6, une représentation synthétique de la théorie de Herring sur la vision des couleurs selon 3 canaux antagonistes.

En se reportant à la figure la, on va tout d'abord décrire le principe général de fonctionnement d'un système de visualisation et/ou de projection d'images de type mono-imageur ou modulateur spatial de lumière.

Un système de projection ne comportant qu'un seul imageur est représenté schématiquement sur la figure 1. Le système comporte un système d'illumination 1 comprenant notamment une source de lumière 2 qui envoie la lumière sur un dispositif d'illumination 10 chargé d'illuminer séquentiellement l'unique imageur 12 d'un faisceau de lumière colorée successivement en rouge, en vert et en bleu de façon à obtenir une image couleur après ces illuminations successives.

La lumière issue du système d'illumination 1 illumine un imageur 12 qui fonctionne soit en transmission soit en réflexion. L'exemple du système de la figure la représente un imageur fonctionnant en transmission. Cet imageur comprend un réseau de pixels dont la commande est gérée par des moyens de gestion de données vidéo. La commande des pixels est associée notamment à des moyens de synchronisation 11 pour synchroniser la lumière issue du système d'illumination des pixels avec les données vidéo provenant desdits moyens de gestion des données vidéo ou inversement, pour synchroniser des données vidéo commandant les pixels de l'imageur 12 modulant la lumière incidente, en fonction de la couleur d'illumination reçue.

Après transmission, ou réflexion, au niveau de l'imageur 12, la lumière ainsi modulée est projetée sur un écran 5 via un dispositif optique 4. Les dispositifs 3 et 4, ainsi que la source de lumière 2 sont connus en eux-mêmes et ne seront décrits plus en détail par la suite.

Le système d'illumination 10 selon l'invention comprend un dispositif permettant de faire défiler séquentiellement un nombre défini d'éléments transmissifs colorés, par exemple une roue colorée 6 appelée aussi Color Wheel en langue anglaise. On entend par roue colorée un disque monté en son axe sur des moyens de rotation. Un tel disque comporte, comme représenté par exemple en figure 2a, des segments ou secteurs colorés 6 transmissifs ou non, généralement des filtres de couleurs rouge R, verte V et bleue B, dichroïques ou non, lesquels, lors de la rotation de la roue 6, coupent successivement le faisceau de lumière polychromatique, généralement de teinte blanche, émis par la source lumineuse 2. Dans ce cas, le faisceau de lumière émis par la source lumineuse 2 donne lieu, après transmission ou réflexion sur la roue 6, selon que les segments colorés sont transmissifs ou réflectifs, successivement à au moins, un faisceau de lumière de couleur rouge R, un faisceau de lumière de couleur verte V, et un faisceau de lumière de couleur bleue B. La figure 2b représente une roue colorée à quatre segments: un segment coloré rouge, un vert et un bleu (RVB) et un segment de teinte blanche W, connu de l'art antérieur.

La figure 2c présente une roue colorée à six segments colorés RVBRVB également connue de l'art antérieur.

Dans l'exemple de réalisation de la figure la, le système d'illumination est placé de telle sorte que les segments ou filtres le composant, puissent défiler sur le chemin optique du faisceau lumineux émis par la source de lumière 2. La roue colorée fonctionne ainsi en transmission et les filtres de couleurs fonctionnent en transmission, le filtre de couleur rouge laissant passer la lumière appartenant au domaine des longueurs d'ondes du rouge, le filtre de couleur verte laissant passer la lumière appartenant au domaine des longueurs d'ondes du vert et le filtre de couleur bleue laissant passer la lumière appartenant au domaine des longueurs d'ondes du bleu.

Cependant les filtres de la roue colorée pourraient fonctionner en réflexion. Dans ce cas on aurait un agencement du système optique tel que représenté en figure lb. La source de lumière 2 éclaire le système d'illumination 10 qui comporte principalement une roue colorée dont les segments réfléchissent sélectivement la lumière rouge, la lumière verte ou la lumière bleue. Lorsque la roue colorée tourne, elle renvoie vers l'imageur 12 successivement un faisceau de lumière rouge, un faisceau de lumière verte, un faisceau de lumière bleue.

Dans la description qui va suivre, on va décrire

un système dans lequel les segments de la roue colorée fonctionnent en transmission, mais le fonctionnement serait similaire si les segments étaient utilisés en réflexion.

Comme on l'a expliqué précédemment, l'objet de l'invention est de réduire les phénomènes de "color break up". Pour cela l'invention va exploiter les caractéristiques intrinsèques de la vision humaine liées à l'utilisation des canaux couleurs antagonistes.

On rappelle que la théorie de la trichromaticité est née en 1802 avec les travaux de Thomas Young, puis développée en 1866 par Helmholtz. Elle est basée sur le mélange de trois canaux colorés conduisant à la constitution et à la discrimination de toutes les couleurs perceptibles. C'est ce principe qu'utilisent aujourd'hui la majorité des dispositifs de visualisation et d'affichage fonctionnant par éclairement d'une image puisqu'ils reconstituent les images à partir des 3 canaux R, V, B. La théorie des canaux antagonistes a été proposée par Hering en 1872. Elle met en évidence l'existence d'une réponse du système visuel selon 3 canaux antagonistes - Le canal rouge-vert - Le canal bleu-jaune - Et le canal achromatique noir-blanc dit de luminance.

Cette description très schématique représente les effets pratiques des processus physiologiques et simplifie exagérément les choses, et peut se synthétiser de la manière présentée par la figure 6.

Cette propriété s'illustre néanmoins par le fait qu'il est possible de percevoir soit un rouge, soit un vert, mais jamais un rouge verdâtre, ou un vert rougeâtre. Il en est de même pour le bleu et le jaune. Une telle observation aboutissant au fait que la stimulation d'un surface rétinienne par une couleur jaune par exemple, inhibe la perception du bleu sur cette même surface durant la phase de stimulation, et inversement. Il en est de même pour les couleurs dites antagonistes que sont le rouge et le vert. De plus, une considération physiologique du système visuel montre que la stimulation d'une aire rétinienne par une couleur telle que le jaune va rendre cette même aire beaucoup plus sensible à la couleur opposée dudit canal antagoniste utilisé immédiatement après l'arrêt de ladite stimulation; soit le bleu, et inversement. Ceci est démontré également pour le canal chromatique rouge- vert, et s'explique par l'inertie des mécanismes chimique de polarisation et de dépolarisation du système de transmission cortical des informations visuelles. Cet antagonisme est d'ailleurs mis en évidence par le phénomène de contraste simultané ou "after images" en langue anglaise qui veut que lorsqu'on fixe pendant un certains temps un motif vert, on verra le même motif en rouge si l'on fixe immédiatement après une surface dont le fond est blanc. Ainsi, en simplifiant le procédé, on peut considérer que pour l'ceil humain, le vert augmente la sensibilité au rouge, et inversement, que le jaune augmente la sensibilité au bleu, et inversement. Différentes expériences de différents chercheurs ont donné lieu à des publications, et mettent en évidence l'existence des canaux de couleurs antagonistes au niveau de la perception visuelle de l'oeil humain.

L'ensemble des travaux sur la vision des couleurs, et plus précisément sur l'aspect antagoniste des canaux la composant, a conduit au modèle simplifié normalisé comprenant: - un niveau receptoral avec 3 types de photorecepteurs pour la vision photopique, responsables de la perception des couleurs: les cônes L, M, S, chacun étant individuellement sensible à un domaine de longueur d'ondes différents (Le rouge, le vert, le bleu).

- un niveau post réceptorale (cellules horizontales puis cortex visuel) où a lieu le mécanisme d'opposition des couleurs.

On considère donc tout d'abord un système d'illumination comportant une roue colorée constituée avantageusement de plusieurs segments colorés de teintes différentes, lesquels, lorsque la roue est mise en rotation, coupent séquentiellement le faisceau de lumière polychromatique émis par une source lumineuse de telle sorte que l'imageur soit séquentiellement illuminé selon une fréquence déterminée par le nombre de segments composant ladite roue colorée et sa vitesse de rotation.

Chaque filtre composant un segment de couleur est caractérisé par sa bande passante, sa transmission et son temps d'affichage, le temps d'affichage étant fonction de la taille angulaire sur les roues colorées et de la vitesse de rotation de la roue colorée. Ainsi, la contribution à la transmission de l'énergie lumineuse de chaque filtre de couleur est spécifique. Chacune des couleurs entrant en jeu dans la construction d'une image possède donc un niveau d'énergie transmise spécifique à chaque filtre de couleur employé, et génère une excitation du système visuel différente selon lesdites bandes passantes respectives de ces filtres, ainsi que selon la sensibilité spectrale de l'observateur standard.

La figure 3a représente une roue colorée comportant six segments répartis en deux sous-ensembles RVB1 et RVB2. Les températures de couleurs des deux sous-ensembles doivent être les plus similaires possible pour éviter le papillotement de l'image ou flicker en langue anglaise. Par exemple, sur la figure 3a, les deux sous ensembles doivent posséder des segments angulaires de telle sorte que la température de couleur du système RVB1 soit sensiblement égale à la température de couleur du système RVB2 et égale à la température de couleur du système total. Ceci étant dans la limite des courbes d' isotempérature.

Pour une roue colorée comportant deux fois trois segments rouge, vert et bleu de même dimension telle que la roue colorée de la figure 3a, le tableau ci-après donne pour chaque filtre des exemples de valeurs d'énergies émises par chacun d'eux et des énergies correspondantes perçues par un oeil. Les valeurs mentionnées dans le tableau sont représentées respectivement sur la figure 3b pour l'énergie émise et sur la figure 3c pour les stimuli visuels.

Couleurs Energie Stimuli Taille des Emise en visuels Segments en Watts S. I. degrés Rouge 1,5 0,3 60 Vert 2,2 1,8 60 Bleu 1,5 0,14 60 Rouge 1,5 0, 3 60 Vert 2,2 1,8 60 Bleu 1,5 0,14 60 La transmissivité de chaque segment ou filtre coloré, combinée à la courbe de sensibilité V(A) du système visuel de l'observateur standard, et au flux lumineux issu de la source, conduit à de très grandes différences au niveau de l'énergie perçue par ledit système visuel selon la teinte rouge, verte ou bleue qui est transmise. Comme l'illustre la figure 3c, le système visuel de l'observateur est alors soumis à des stimuli faisant état d'une impression perceptive d'une très grande discontinuité ; ce qui contribue à la perception des artéfacts colorés appelés "color break up" en langue anglaise.

Lorsqu'on observe le tableau ci-dessus, on s'aperçoit que les différences de stimuli visuels AS lorsqu'on passe d'un éclairement rouge à un éclairement vert est AS(R/G) = 1,5, puis lorsqu'on passe d'un éclairement vert à un éclairement bleu AS(G/B) = 1,66, et lorsqu'on passe d'un éclairement bleu à un éclairement rouge AS(B/R) = 0,16. Ce tableau met donc en évidence cette discontinuité de différences d'énergie de stimuli visuels lorsqu'on passe d'un segment coloré à un autre.

Les graphiques des figures 3b et 3c illustrent ces variations d'énergies. La figure 3b représente les quantités d'énergies transmises par les différents secteurs colorés de la roue colorée de la figure 3a; Le graphique de la figure 3c illustre les énergies correspondantes perçues par un oeil normal (stimuli visuels). On voit sur ce graphique que les variations d'énergies perçues par l'oeil sont importantes. Ces différences d'énergies sont à l'origine de la perception du "Color Break- up" décrit précédemment Pour réduire le phénomène de "color break-up", 15 l'invention prévoit d'organiser les segments du dispositif de défilement, par exemple de la roue colorée, de façon à ce que les segments de couleurs antagonistes soient associés par paires avec leur binôme respectif, et donc de sorte que le dit arrangement ait pour effet de rendre l'oeil plus sensible à la lumière émise par les segments induisant une valeur de stimuli visuels plus faible. De façon générale, pour rendre l'oeil plus sensible à un segment de couleur déterminée, on lui associe un segment de couleur antagoniste selon le système cognitif, de telle façon qu'il permette une stimulation de l'oeil juste avant celle du segment pour lequel on veut virtuellement augmenter la sensibilité perceptive dudit système visuel Par exemple, on prévoira dans la roue colorée de 30 la figure 4a, de placer le segment vert avant le segment rouge selon le sens de rotation F de la roue colorée.

Le tableau des énergies d'une telle roue colorée est le suivant: Couleurs Energie Stimuli Taille des Emise en visuels Segments en Watts en Lumen degrés Vert 4.4 3.6 120 Rouge 3 0.6 120 Bleu 3 0.3 120 Sur ce tableau, on voit que le stimulus visuel du rouge est faible par rapport au vert. La perception du rouge sera alors artificiellement améliorée et diminuera l'effet de la différence d'énergie lors des transitions vert/rouge. Il reste encore que l'oeil percevra une différence d'énergie lors de latransition bleu/vert. Pour atténuer cette différence d'énergies, il convient de rendre l'oeil plus sensible au bleu. Pour cela, on place avantageusement avant le segment bleu (selon le sens de rotation F de la roue colorée) un segment de couleur jaune. On a alors une roue colorée telle que représentée en figure 4b. Le tableau des énergies de cette roue colorée est le suivant: Couleurs Energie Stimuli Taille des Emise en visuels Segments en Watts en Lumen degrés Vert 3.2466 2.6641 90 Rouge 2.2710 0.4466 90 Jaune 4.6084 3. 7737 90 Bleu 2.2976 0.2107 90 Sur ce tableau, il apparaît des différences de stimuli visuels lors des transitions entre segments, mais ces différences sont atténuées par la sensibilité accrue de l'oeil aux couleurs rouge et bleue en raison de la présence des segments de couleurs antagonistes verte et bleu qui précédent les segments rouge et bleu respectivement dans l'ordre d'éclairement indiqué sur les figures par la flèche F. De plus, on peut également réduire la dimension de certains segments par rapport aux autres afin de satisfaire une colorimétrie donnée, ce qui peut avantageusement contribuer à la diminution des écarts de stimulation perçus. C'est ainsi qu'une roue VRJB comportant des segments vert, rouge jaune et bleu telle que représentée en figure 4c pourra avoir, par exemple, des segments de dimensions suivantes pour une température de couleur de 8000 degrés Kelvin: Segment vert: 60 degrés Segment rouge: 100 degrés Segment jaune: 40 degrés Segment bleu: 160 degrés Selon une variante de réalisation de l'invention, on prévoit, dans la roue colorée, plusieurs segments de couleurs dites composées, c'est à dire laissant passer à la fois des longueurs d'ondes de plusieurs composantes primaires à la fois. Ainsi, dans la roue représentée en figure 5a on prévoit un segment de couleur cyan. Un arrangement optimal de l'ordre des segments est: jaune - bleu cyan - vert - rouge Une autre variante représentée en figure 5b prévoit un segment de couleur magenta. Un arrangement optimal des segments de la roue colorée est: jaune - bleu - vert - rouge - magenta Une autre variante de réalisation représentée en figure 5c prévoit d'associer les couleurs l'ensemble des couleurs secondaires constructible élémentairement à partir des couleurs primaires rouge, vert, bleu; c'est à dire la cyan, le jaune et le magenta. Dans ces conditions un arrangement optimum consiste à placer le segment de couleur cyan par rapport au segment de couleur magenta, de façon à ce qu'il éclaire l'oeil avant le segment de couleur magenta; et les doublets vert- rouge et jaune-bleu comme décrit précédemment On obtient alors un arrangement optimal suivant: vert - rouge - cyan - magenta - jaune - bleu. Pour un tel arrangement des segments de la roue colorée, on a le tableau des énergies suivant: Couleurs Energie Stimuli Taille des Emise en visuels Segments en Watts S.I. degrés Vert 1,8 1,5 50 Rouge 1,8 0, 35 70 Cyan 4,0 2,2 70 Magenta 3,7 0,6 70 Jaune 2,0 1,7 40 Bleu 1,5 0, 14 60 Sur cet exemple de tableau, on constate des stimuli visuels faibles pour le rouge, le magenta et le bleu, ce qui contribue à la stimulation alternative du système visuel et par voie de conséquence contribue en partie à la perception du Color Break-up . Cependant, les segments de couleurs antagonistes qui précèdent ces segments permettent de sensibiliser le système visuel d'un observateur à l'une de ces couleurs selon l'ordre de présentation, et donc dans le cas présent, aux couleurs bleu, rouge, et dans une moindre mesure au magenta puisque cette dernière est une couleur composée.

On notera également sur ce tableau que les dimensions des segments ont été modulées en fonction de la température de couleur choisie. Le segment jaune par exemple qui apporte une contribution énergétique très importante de part le spectre de la source utilisée en exemple, et en raison de la transmittance des éléments optiques choisis, possède une taille angulaire très petite en comparaison aux autres segments de couleurs.

L'invention concerne également une roue colorée à n segments et un système utilisant une telle roue. On pourra alors prévoir de regrouper par paires les segments de couleurs présentant un caractère antagoniste.

Dans la description qui précède, le dispositif permettant de fournit un faisceau coloré est une roue colorée. L'invention serait applicable à tout autre dispositif permettant de faire défiler des éléments colorés pour fournir des faisceaux de différentes couleurs de manière séquentielle ou pseudo séquentielle, et diminuer la perception des artéfacts colorés dontceux définissant le phénomène visuel appellé color break-up en langue anglaise. Un tel dispositif pourrait également être un cylindre dont la surface périphérique comporterait des éléments colorés juxtaposés.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Système d'illumination séquentielle d'un imageur comprenant: - une source émettant en direction de l'imageur un faisceau de lumière polychromatique dans le domaine des longueurs d'ondes comprenant au moins trois couleurs primaires, - un dispositif de défilement de segments colorés comprenant au moins trois segments transmissifs ou réflectifs, permettant de faire défiler, selon un sens de défilement déterminé, lesdits segments colorés sur le chemin optique dudit faisceau de lumière polychromatique pour qu'ils transmettent successivement ledit faisceau dans le cas où les segments sont transmissifs, ou pour qu'ils réfléchissent successivement ledit faisceau dans le cas où les segments sont réflectifs, lesdits segments étant de couleurs différentes et ayant chacun une teinte, une saturation, une transmissivité ou une réflectivité, et une taille adaptées pour obtenir un faisceau présentant une teinte de référence lorsqu'ils défilent séquentiellement dans ladite zone de transmission du faisceau, deux au moins des segments étant de couleurs présentant un caractère antagoniste, caractérisé en ce que lesdits segments sont répartis dans le dispositif de défilement, dans un ordre tel que, pour deux au moins des segments qui sont de couleurs présentant un caractère antagoniste, celui desdits deux segments antagonistes pour lequel on veut que l'oeil humain ait une sensibilité accrue est placé après l'autre selon ledit sens de défilement des segments.

2. Système d'illumination selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte quatre segments, trois premiers segments étant de couleurs rouge, verte et bleue, le quatrième segment étant d'une couleur jaune antagoniste à la couleur bleue et étant placé avant le segment de couleur bleue, le segment de couleur verte étant placé avant le segment de couleur rouge selon ledit sens de défilement des segments.

3. Système d'illumination selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième segment de couleur cyan situé entre le segment bleu et le segment vert.

4 Système d'illumination selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un sixième segment de couleur magenta situé entre le segment bleu et le segment rouge, le segment vert étant situé entre les segments rouge et jaune.

5. Système d'illumination selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième segment de couleur magenta situé entre les segments rouge et jaune ainsi qu'un sixième segment de couleur cyan antagoniste à la couleur magenta situé entre le cinquième segment de couleur magenta et le segment de couleur rouge.

6. Système d'illumination selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de défilement comporte un nombre pair de segments et en ce que les segments sont regroupés par paires de segments de couleurs présentant un caractère antagoniste.

7. Systéme d'illumination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents segments sont de dimensions différentes de façon à diminuer les écarts de stimulation perçus entre les différents segments.

8. Système d'illumination selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit dispositif de défilement de segments colorés comporte une roue colorée comprenant au moins quatre segments transmissifs ou réflectifs, ladite roue étant montée sur des moyens de rotation de manière à faire défiler lesdits segments sur ledit chemin dudit faisceau de lumière.

9. Dispositif de segments colorés comportant une pluralité de zones juxtaposées de couleurs différentes permettant de fournir, par éclairement des différentes zones, des faisceaux de couleurs différentes, caractérisé en ce qu'au moins trois premiers desdits segments sont de couleurs différentes et qu'au moins un quatrième segment de couleur, présentant un caractère antagoniste avec la couleur d'un segment déterminé parmi les trois premiers segments, est placé à côté dudit segment déterminé pour accroître la sensibilité de l'oeil à l'énergie transmise par ledit segment déterminé.

10. Dispositif de segments colorés selon la revendication 9 caractérisé en ce que les trois premiers segments sont de couleurs rouge, verte et bleue et en ce que le quatrième segments est d'une couleur jaune antagoniste à la couleur bleue et est placé avant le segment de couleur bleue et en ce que le segment de couleur verte est placé avant le segment de couleur rouge.

11. Dispositif de segments colorés selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième segment de couleur cyan situé entre le segment bleu et le segment vert.

12. Dispositif de segments colorés selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte un sixième segment de couleur magenta situé entre le segment bleu et le segment rouge, le segment vert étant situé entre les segments rouge et jaune.

13. Dispositif de segments colorés selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième segment de couleur magenta situé entre les segments rouge et jaune ainsi qu'un sixième segment de couleur cyan antagoniste à la couleur magenta situé entre le cinquième segment de couleur magenta et le segment de couleur rouge.

14. Dispositif de segments colorés selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre pair de segments et en ce que les segments sont regroupés par paires de segments de couleurs présentant un caractère antagoniste.

15. Dispositif de segments colorés selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que les différents segments sont de dimensions différentes.

16. Dispositif de segments colorés selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte une roue colorée.