FR2873456A1

FR2873456A1 - Optical device for e.g. outdoor advertising, has lenticular network situated between projector and screen, where screen permits to diffuse only certain images towards series of locations and not towards other locations

Info

Publication number: FR2873456A1
Application number: FR0408164A
Authority: FR
Inventors: Franck Andre Marie Guigan; Charles Albert Marie Guigan; Pierre Alexandre Jacobu Guigan; Martine Nicole Jeanne Reinhard; Antoine Jean Roger Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-01-27

Abstract

The device has a screen (4) and a projector (1) e.g. camera, to project three dimensional images. A lenticular network (3) is situated between the projector and the screen. The network has a set of elementary devices, where each device has an elementary lens. The screen permits to diffuse only certain images towards a series of locations and not towards other locations.

Description

Dispositif optique à réseau lenticulaireOptical device with lenticular network

La présente invention est un dispositif optique à réseau lenticulaire permettant de réaliser des écrans ne diffusant certaines images que vers une série d'emplacement et pas vers d'autres. The present invention is a lenticular array optical device for producing screens that diffuse certain images only to a series of locations and not to others.

Dans certains modes de mise en oeuvre, elle permet à un spectateur de percevoir le relief lorsqu'il regarde une image ou une série d'images projetées par un projecteur de diapositives ou de télévision. In some embodiments, it allows a viewer to perceive relief when viewing an image or series of images projected by a slide projector or television.

Les avantages par rapport à l'art antérieur sont - d'améliorer la résolution des images vues par le spectateur tout en minimisant le volume des données projetées. The advantages over the prior art are to improve the resolution of the images viewed by the viewer while minimizing the volume of the projected data.

et de permettre une réalisation très simple, bon marché et facile à régler d'un dispositif de projection d'images en relief. and to allow a very simple, inexpensive and easy to adjust embodiment of a projection image projection device.

Le dispositif proposé est un dispositif optique comportant: - un dispositif de projection d'images fixes ou animées dit projecteur - et un écran de projection dit écran 4 caractérisé par le fait qu'un dispositif dit réseau lenticulaire 3 est situé entre le projecteur 1 et ledit écran 4, ce dispositif dit réseau lenticulaire comportant une pluralité de dispositifs optiques dits dispositifs élémentaires juxtaposés, lesdits dispositifs élémentaires comprenant chacun une lentille élémentaire ou un système optique équivalent dit lentille élémentaire 31, Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'image 6 projetée par le projecteur 1 est constituée de plusieurs images 61, 62, 63 et suivantes juxtaposées dites images primaires, chacune de ces images primaires, et le dispositif comprend un dispositif optique complémentaire dit répartiteur optique 2, constitué de plusieurs dispositifs optiques élémentaires dits déviateurs 21, 22 et suivants déviant chacun les rayons lumineux issus de l'objectif 11 du projecteur 1 de telle sorte que chacune des images primaires soit projetée sur la même surface de l'écran de projection 4. The proposed device is an optical device comprising: a device for projection of still or moving images called projector and a projection screen, said screen 4, characterized in that a device called lenticular network 3 is located between the projector 1 and said screen 4, said lenticular network device comprising a plurality of optical devices said juxtaposed elementary devices, said elementary devices each comprising an elementary lens or an equivalent optical system said elementary lens 31, According to other features of the invention: - l image 6 projected by the projector 1 consists of several images 61, 62, 63 and following juxtaposed said primary images, each of these primary images, and the device comprises a complementary optical device said optical splitter 2, consisting of several basic optical devices said deviators 21, 22 and following deviating each n light rays from the lens 11 of the projector 1 so that each of the primary images is projected on the same surface of the projection screen 4.

- les images primaires 61, 62, 63 et suivantes sont juxtaposées en un damier comportant plusieurs lignes et plusieurs colonnes, - une lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 est un système optique centré ; l'image 6 projetée par le projecteur 1 a sensiblement les mêmes proportions que chacune des images primaires 61, 62, 63 et suivantes qui la composent; - la surface de l'écran 4 est translucide et un second réseau lenticulaire 5 comportant une pluralité de dispositifs optiques dits dispositifs élémentaires juxtaposés, lesdits dispositifs élémentaires comprenant chacun une lentille élémentaire ou un système optique équivalent dit lentille élémentaire 51, ce second réseau lenticulaire 5 étant disposé au dos de l'écran 4, c'est à dire du côté opposé à celui où se trouve le premier réseau lenticulaire 3, - Le déviateur 21 est un prisme - Le déviateur 21 est une lentille associée à un prisme - Le déviateur 21 est un ensemble de miroirs - Le répartiteur optique 2 est constitué d'un dioptre sphérique convexe situé du côté de l'écran 4 et de N dioptres sphériques concaves situés du côté du projecteur 1 - Le dispositif d'imagerie dit projecteur 1 est un dispositif d'acquisition d'images comme une caméra ou un appareil photographique. the primary images 61, 62, 63 and following are juxtaposed in a checkerboard comprising several rows and several columns; an elementary lens 31 of the lenticular network 3 is a centered optical system; the image 6 projected by the projector 1 has substantially the same proportions as each of the primary images 61, 62, 63 and following which compose it; the surface of the screen 4 is translucent and a second lenticular network 5 comprising a plurality of optical devices, said elementary devices juxtaposed, said elementary devices each comprising an elementary lens or an equivalent optical system called elementary lens 51, this second lenticular network 5 being disposed on the back of the screen 4, that is to say on the side opposite to that where the first lenticular array 3 is located, - The deflector 21 is a prism - The deflector 21 is a lens associated with a prism - The deflector 21 is a set of mirrors - The optical splitter 2 consists of a convex spherical diopter located on the side of the screen 4 and N concave spherical diopters located on the side of the projector 1 - The imaging device said projector 1 is a image acquisition device such as a camera or a camera.

L'invention sera bien comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 12, représentant toutes des vues de dispositifs selon l'invention. The invention will be well understood, and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows, which is illustrated in Figures 1 to 12, showing all views of devices according to the invention.

Figure 1, une vue en perspective d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant quatre projecteurs 1, lb, le et 1d, un réseau lenticulaire 3 et un écran de projection 4; Figure 2, une vue en perspective d'un dispositif selon un second mode de réalisation qui est préféré, ne comportant qu'un seul projecteur mais comportant un répartiteur optique 2; Figure 3, une vue en perspective, vue de l'arrière c'est-à-dire du côté de l'écran opposé au projecteur 1, d'une lentille élémentaire 31 d'un réseau lenticulaire 3 à lentilles sphériques, et la portion de l'écran 4 associée à cette lentille élémentaire 31 qui comprend les pixels 311 à 314 collectivement dénommés bandelette 31a; Figure 4, une vue en perspective de la lentille élémentaire 31 et la bandelette 31a qui sont décrits par la figure 3, vus du côté du projecteur 1; Figure 5, une vue en perspective d'un ensemble de lentilles élémentaires 31, 32 et suivantes semblables à celle de la figure 3, avec les bandelettes correspondantes, ces lentilles étant vues du même point de vue que pour la figure 3; Figure 6, une vue en perspective de l'ensemble de lentilles élémentaires de la figure 5 vu du côté du projecteur 1; Figure 7, une vue en perspective du détail de trois lentilles élémentaires représentées à la figure 3, montrant les bandelettes associées à ces lentilles; Figure 8, une vue en perspective d'une variante du répartiteur optique 2 dans lequel les déviateurs élémentaires 21, 22, 23 et 24 sont des prismes. Figure 1 is a perspective view of a device according to a first embodiment of the invention, comprising four projectors 1, 1b, 1c and 1d, a lenticular array 3 and a projection screen 4; Figure 2 is a perspective view of a device according to a second embodiment which is preferred, having only one projector but having an optical splitter 2; 3, a perspective view, seen from the rear, that is to say on the side of the screen opposite to the projector 1, of an elementary lens 31 of a lenticular network 3 with spherical lenses, and the portion screen 4 associated with this elementary lens 31 which comprises the pixels 311 to 314 collectively called strip 31a; Figure 4 is a perspective view of the elementary lens 31 and the strip 31a which are described in Figure 3, seen from the side of the projector 1; Figure 5 is a perspective view of a set of elemental lenses 31, 32 and following similar to that of Figure 3, with the corresponding strips, these lenses being seen from the same point of view as for Figure 3; Figure 6 is a perspective view of the elementary lens assembly of Figure 5 seen from the side of the projector 1; Figure 7 is a perspective view of the detail of three elemental lenses shown in Figure 3, showing the strips associated with these lenses; Figure 8 is a perspective view of a variant of the optical splitter 2 in which the elementary deflectors 21, 22, 23 and 24 are prisms.

Figure 9, une vue en perspective d'une variante du répartiteur optique 2 comportant 16 déviateurs élémentaires 21, 22, 23 et 24 et suivants, o un dioptre sphérique concave par déviateur o et un dioptre sphérique convexe unique sur la face du répartiteur opposée au projecteur 1; Figure 10, une vue en perspective d'une variante du dispositif selon l'invention, projetant 16 images primaires avec un répartiteur optique composé de miroirs. 9, a perspective view of a variant of the optical splitter 2 comprising 16 elementary deflectors 21, 22, 23 and 24 and following, o a spherical concave diopter by deviator o and a single convex spherical diopter on the face of the splitter opposite to the projector 1; Figure 10 is a perspective view of a variant of the device according to the invention, projecting 16 primary images with an optical splitter composed of mirrors.

Figure 11, une vue en perspective d'une variante du dispositif selon l'invention dans laquelle les projecteurs 1, lb et suivants sont remplacés par des dispositifs d'acquisition d'image comme des caméras 91 à 94. 11, a perspective view of a variant of the device according to the invention in which the projectors 1, 1b and following are replaced by image acquisition devices such as cameras 91 to 94.

Figure 12, une vue en perspective d'une variante du dispositif selon l'invention, fonctionnant en rétro-projection, dans laquelle un réseau lenticulaire supplémentaire 5 est ajouté au dos de l'écran 4. 12, a perspective view of a variant of the device according to the invention, operating in back projection, in which an additional lenticular network 5 is added to the back of the screen 4.

Les dispositifs optiques connus sous le nom de réseaux lenticulaires, qui sont généralement constitués par une plaque de matériau transparent dont une face est plane et l'autre constituée d'un grand nombre de lentilles cylindriques ou sphériques, sont souvent utilisés pour émettre des images différentes selon les directions. Ils sont utilisés en particulier pour la production d'images en relief ou pour la restitution d'animations. Optical devices known as lenticular arrays, which are generally constituted by a plate of transparent material of which one face is plane and the other consists of a large number of cylindrical or spherical lenses, are often used to emit different images. according to the directions. They are used in particular for the production of relief images or for the restitution of animations.

Dans ces systèmes connus, l'image qui est apposée sur la face arrière du réseau lenticulaire, ci-après appelée entrelacée, peut être imprimée sur du papier, ou bien image produite par un écran électronique, ou bien encore projetée sur un écran dépoli par un projecteur situé à l'arrière dudit réseau lenticulaire. In these known systems, the image which is affixed to the rear face of the lenticular network, hereinafter called interlaced, can be printed on paper, or else an image produced by an electronic screen, or else projected onto a screen frosted by a projector located at the rear of said lenticular network.

Cette image est appelée entrelacée parce qu'elle comporte des pixels provenant de plusieurs images différentes, ces images étant vues successivement par l'oeil du spectateur lorsqu'il se déplace latéralement face au réseau lenticulaire. This image is called interlaced because it includes pixels from several different images, these images being viewed successively by the viewer's eye as it moves laterally towards the lenticular array.

La présente invention part de l'idée que cette image peut être produite par une projection sur le réseau lenticulaire lui-même. The present invention proceeds from the idea that this image can be produced by a projection on the lenticular array itself.

En effet, si l'on associe un réseau lenticulaire 3 comportant des lentilles élémentaires 31, 32 et suivantes à un écran 4 constitué d'une feuille de papier blanc qui est située dans le plan image du réseau lenticulaire 3 - c'est-à-dire le plan situé à une distance des centres optiques des lentilles élémentaires 31 du réseau lenticulaire 3 égale à la longueur focale desdites lentilles élémentaires 31 - une source lumineuse 1 située du côté du réseau opposé à cet écran n'éclairera qu'une partie des points de l'écran dits pixels 311, 321, 331 et suivants: ceux qui sont alignés avec la source lumineuse et respectivement les centres optiques des lentilles élémentaires 31, 32, 33 et suivantes. Indeed, if one associates a lenticular network 3 comprising elementary lenses 31, 32 and following to a screen 4 constituted by a blank sheet of paper which is located in the image plane of the lenticular network 3 - that is, ie the plane located at a distance from the optical centers of the elementary lenses 31 of the lenticular array 3 equal to the focal length of said elementary lenses 31 - a light source 1 located on the side of the array opposite this screen will illuminate only a part of the points of the screen called pixels 311, 321, 331 and following: those which are aligned with the light source and respectively the optical centers of the elementary lenses 31, 32, 33 and following.

Si le réseau lenticulaire est composé de lentilles élémentaires cylindriques, les points éclairés forment des segments ou des rectangles allongés parallèles aux axes longitudinaux des lentilles. Si le réseau est composé de lentilles sphériques ou plus généralement de systèmes centrés, ces points éclairés sont des points ou de petits disques ou des petites surfaces d'autres formes. If the lenticular array is composed of cylindrical elemental lenses, the illuminated points form elongate segments or rectangles parallel to the longitudinal axes of the lenses. If the network is composed of spherical lenses or more generally centered systems, these illuminated points are points or small disks or small surfaces of other forms.

Si l'on utilise deux sources lumineuses, par exemple de couleurs différentes, le dispositif donnera naissance à deux séries de points lumineux similaires, chacune de ces séries ayant la couleur d'une des deux sources lumineuses. Un tel produit peut par exemple constituer un luminaire de fantaisie. If two light sources, for example of different colors, are used, the device will give rise to two series of similar luminous points, each of these series having the color of one of the two light sources. Such a product may for example constitute a fancy luminaire.

Ce qui est remarquable est qu'un spectateur situé dans l'alignement d'une source lumineuse 1 voit les lentilles 31, 32 et suivantes du réseau lenticulaire 3 prendre sur toute leur surface apparente la couleur de la source lumineuse 1 correspondante. What is remarkable is that a spectator situated in the alignment of a light source 1 sees the lenses 31, 32 and following of the lenticular network 3 take on their entire apparent surface the color of the corresponding light source 1.

Ceci provient du fait que le pixel 311 qui a reçu la lumière de la source lumineuse 1 à travers la lentille 31 prend la couleur de cette source lumineuse, et que, à travers la même lentille 31, le spectateur voit ce pixel 311 ainsi éclairé. This is because the pixel 311 which has received light from the light source 1 through the lens 31 takes the color of this light source, and that through the same lens 31, the viewer sees this pixel 311 thus illuminated.

Il est à noter qu'il existe de nombreuses autres positions dans lesquelles le spectateur considéré voit les lentilles 31, 32 et suivantes du réseau lenticulaire 3 prendre sur toute leur surface apparente la couleur de la source lumineuse 1 correspondante. Cela tient au fait que le pixel 311 associé à la lentille 31 peut aussi être vu à travers les lentilles voisines de la lentille élémentaire 31. It should be noted that there are many other positions in which the viewer considered sees the lenses 31, 32 and following of the lenticular array 3 take over their entire apparent surface the color of the corresponding light source 1. This is because the pixel 311 associated with the lens 31 can also be seen through the lenses adjacent to the elementary lens 31.

L'écran change ainsi de couleur selon l'emplacement du spectateur, de façon cyclique lorsqu'il se déplace dans une direction parallèle au plan de l'écran 2. The screen thus changes color according to the location of the viewer, cyclically as it moves in a direction parallel to the plane of the screen 2.

Il est évidemment possible de remplacer la source lumineuse par un projecteur 1 comportant un. objectif photographique 11 projetant sur la totalité du réseau lenticulaire une image photographique ou cinématographique. Dans ce cas, le spectateur situé dans l'alignement du projecteur verra cette image. Il pourra aussi la voir à partir d'autres points de vue comme cela a été expliqué précédemment. It is obviously possible to replace the light source by a projector 1 having a. photographic lens 11 projecting on the entire lenticular network a photographic or cinematographic image. In this case, the viewer located in the projector's alignment will see this image. He can also see it from other points of view as explained above.

L'une des meilleures méthodes connues pour donner à un spectateur une perception du relief est la stéréoscopie, qui consiste à faire parvenir aux deux yeux des images sensiblement différentes, dites images primaires, correspondant chacune à un point de vue proche mais différent de la scène représentée. One of the best known methods for giving a viewer a perception of relief is stereoscopy, which consists in conveying to the two eyes substantially different images, called primary images, each corresponding to a point of view close to but different from the scene. represented.

Dans le cadre de 1a présente invention, la méthode utilisée pour créer l'image entrelacée consiste à projeter à partir d'emplacements différents plusieurs images dites images primaires sur le réseau lenticulaire, en les superposant sur le réseau lenticulaire 3, pour que ces projections superposées donnent naissance à une image entrelacée sur l'écran 4. In the context of the present invention, the method used to create the interlaced image is to project from different locations several images called primary images on the lenticular array, by superimposing them on the lenticular network 3, so that these superposed projections give birth to an interlaced image on screen 4.

Cela peut se faire avec plusieurs projecteurs comme cela est illustré par la figure 1, mais il est évidemment moins coûteux de le faire avec un ensemble composé d'un seul projecteur émettant les images primaires simultanément et d'un dispositif optique permettant de séparer les rayons lumineux correspondant aux différentes images projetées, comme cela est illustré par la figure 2. This can be done with several projectors as illustrated in Figure 1, but it is obviously less expensive to do with a set consisting of a single projector emitting the primary images simultaneously and an optical device for separating the rays. corresponding to the different projected images, as shown in Figure 2.

Cette figure pourrait aussi illustrer un mode très simplifié de mise en oeuvre de l'invention dans lequel les projecteurs 1, lb,lc et ld sont de simples lampes sans objectif optique. This figure could also illustrate a very simplified mode of implementation of the invention in which the projectors 1, lb, lc and ld are simple lamps without optical objective.

La figure 2 montre un dispositif selon l'invention dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention. Figure 2 shows a device according to the invention in a preferred embodiment of the invention.

Ce dispositif comporte: - un dispositif de projection d'images fixes ou animées dit projecteur 1 comprenant un objectif 11. This device comprises: a device for projecting still or moving images, said projector comprising an objective 11.

un dispositif dit afficheur comportant: o un écran de projection dit écran 4 o et un réseau lenticulaire situé entre le projecteur 1 et ledit écran 4, ce réseau lenticulaire étant constitué de plaques juxtaposées 81, 82 et suivantes. a so-called display device comprising: a projection screen 4 o said screen and a lenticular network located between the projector 1 and said screen 4, this lenticular network consisting of juxtaposed plates 81, 82 and following.

L'image projetée par le projecteur 1 est constituée de 4 images primaires, juxtaposées en damier de 4 images primaires, chacune de ces images primaires représentant la scène projetée vue sous un angle différent. The image projected by the projector 1 consists of 4 primary images, juxtaposed in a checkerboard of 4 primary images, each of these primary images representing the projected scene viewed from a different angle.

Ces quatre images parviennent sur le répartiteur 2, chaque image primaire étant projetée par le projecteur 1 sur l'un des déviateurs 21, 22 et suivants du répartiteur 2, l'image entière projeté par le projecteur 1 étant de préférence projetée sur la totalité du répartiteur 2. These four images reach the splitter 2, each primary image being projected by the projector 1 on one of the deflectors 21, 22 and following of the splitter 2, the entire image projected by the projector 1 being preferably projected on the entire distributor 2.

Ce répartiteur optique 2 est constitué par un bloc de matière transparente dont la face côté écran est une portion convexe de sphère et la face côté projecteur 1 est constituée par 4 dioptres sphériques concaves chacun correspondant à un déviateur 21, 22 ou l'un des suivants. This optical splitter 2 consists of a block of transparent material whose screen side is a convex sphere portion and the projector side 1 is constituted by 4 concave spherical dioptres each corresponding to a deflector 21, 22 or one of the following .

Ce répartiteur optique 2 est conçu par l'homme de l'art pour que les rayons lumineux en provenance de l'objectif 11 et se rapportant à une image primaire 61 soient déviés de telle sorte que cette image soit projetée sur la même surface de l'écran de projection 4 que les autre images primaires, par exemple sur la totalité de la surface de l'écran 4. This optical splitter 2 is designed by those skilled in the art so that the light rays coming from the lens 11 and relating to a primary image 61 are deflected so that this image is projected onto the same surface of the lens. projection screen 4 than the other primary images, for example on the entire surface of the screen 4.

Ce répartiteur 2 à dioptres sphériques peut être remplacé par tout autre dispositif optique assurant la même fonction, par exemple un ensemble de prismes 21, 22, 23 et 24 comme illustré à la figure 8. This splitter 2 with spherical diopters may be replaced by any other optical device performing the same function, for example a set of prisms 21, 22, 23 and 24 as illustrated in FIG. 8.

Il peut être intéressant que le répartiteur 2 soit amovible, par exemple pour que le projecteur 1 puisse aussi servir à projeter des images ordinaires destinées à être projetées sur la totalité de la surface de l'écran. Pour que ces images aient la même dimension sur l'écran que chacune des images primaires dans le cas de l'utilisation d'un répartiteur 2, il faut donc que les images primaires projetées à travers chacun des déviateurs soient agrandies. Ceci peut être réalisé par les répartiteurs 2 dont les déviateurs 21, 22 et suivants comprennent des dioptres sphériques comme illustré aux figures 2 et 9, mais aussi en utilisant des prismes associés à des lentilles que l'homme de l'art sait calculer. It may be interesting that the splitter 2 is removable, for example so that the projector 1 can also be used to project ordinary images intended to be projected on the entire surface of the screen. So that these images have the same size on the screen as each of the primary images in the case of the use of a splitter 2, it is necessary that the primary images projected through each of the deviators are enlarged. This can be achieved by the splitters 2 whose deflectors 21, 22 and following comprise spherical diopters as shown in Figures 2 and 9, but also using prisms associated with lenses that one skilled in the art can calculate.

Le réseau lenticulaire 3 est idéalement constitué par des lentilles élémentaires sphériques 31, 32 et suivantes qui sont juxtaposées. L'une de ces lentilles est illustrée par la figure 3 qui permet de voir la lentille 31 à laquelle est associée un ensemble de 4 pixels carrés 311, 312, 313 et 314. I1 y a quatre pixels puisqu'il y a 4 images primaires 61, 62 et suivantes, et 4 déviateurs 21, 22 et suivants. The lenticular network 3 is ideally constituted by spherical elementary lenses 31, 32 and following which are juxtaposed. One of these lenses is illustrated in FIG. 3 which makes it possible to see the lens 31 to which is associated a set of 4 square pixels 311, 312, 313 and 314. There are four pixels since there are 4 primary images 61, 62 and following, and 4 deviators 21, 22 and following.

L'axe optique de cette lentille est horizontal et sa longueur focale est telle que l'image d'un objet situé à l'infini du côté sphérique de la lentille donne lieu à une image nette le plan de l'écran 4 contenant les pixels 311, 312, 313 et 314. The optical axis of this lens is horizontal and its focal length is such that the image of an object located at infinity on the spherical side of the lens gives rise to a sharp image the plane of the screen 4 containing the pixels 311, 312, 313 and 314.

Ainsi, selon un principe connu et exposé notamment dans la demande de brevet PCT/FR97/01976, lorsqu'un spectateur se déplace horizontalement, parallèlement au plan contenant l'écran 4 il voit successivement la couleur de l'un des pixels 311, 312, 313 ou 314 sur l'ensemble de la surface sphérique de la lentille, puis la couleur du pixel adjacent, et ainsi de suite. Thus, according to a known principle and disclosed in particular in patent application PCT / FR97 / 01976, when a spectator moves horizontally, parallel to the plane containing the screen 4, he successively sees the color of one of the pixels 311, 312 , 313 or 314 over the entire spherical surface of the lens, then the color of the adjacent pixel, and so on.

La figure 4 représente la même lentille sphérique 31, vue cette fois du côté du spectateur. Figure 4 shows the same spherical lens 31, seen this time on the side of the viewer.

Ces lentilles 31, 32 et suivantes peuvent être juxtaposées de façon à constituer un réseau lenticulaire dont une portion est représentée par les figures 5, vue du côté écran, et 6 vue du côté spectateur. These lenses 31, 32 and following can be juxtaposed so as to form a lenticular network, a portion of which is represented by FIGS. 5, seen from the screen side, and seen from the viewer side.

Ainsi, le spectateur se déplaçant horizontalement, parallèlement au plan contenant l'écran 4 voit successivement o un ensemble de pixels dont le pixel 311 et ses correspondants des autres lentilles, dits pixels de rang 1, formant une première image, o puis un ensemble de pixels dont le pixel 312 et ses correspondants des autres lentilles, dits pixels de rang 2, formant une seconde image, o et ainsi de suite. Thus, the viewer moving horizontally, parallel to the plane containing the screen 4 successively sees o a set of pixels including the pixel 311 and its corresponding other lenses, said pixels of rank 1, forming a first image, o then a set of pixels whose pixel 312 and its corresponding other lenses, said pixels of rank 2, forming a second image, o and so on.

A la condition que les pixels de rang 1 proviennent de l'image primaire 61, que ceux de rang 2 proviennent de l'image 62 et ainsi de suite jusqu'à l'image primaire 64, le spectateur voit successivement l'image primaire 61, l'image primaire 62, l'image primaire 63 et l'image primaire 64 lors de son déplacement. With the condition that the pixels of rank 1 come from the primary image 61, that those of rank 2 come from the image 62 and so on until the primary image 64, the spectator successively sees the primary image 61 , the primary image 62, the primary image 63 and the primary image 64 during its displacement.

Comme cela est connu, o si les images primaires 61 et 62 forment un couple stéréoscopique, c'est-à-dire montrent la même scène vues d'emplacements différents mais voisins, o et si le spectateur voit l'image primaire 61 avec un oeil et l'image primaire 62 avec l'autre, il perçoit la scène en relief. L'homme de l'art sait calculer les focales et les positions des lentilles élémentaires 31, 32 et suivantes en fonction des positions qu'il souhaite proposer aux spectateur. As is known, o if the primary images 61 and 62 form a stereoscopic pair, that is to say show the same scene views from different but neighboring locations, o and if the viewer sees the primary image 61 with a eye and the primary image 62 with the other, he perceives the scene in relief. Those skilled in the art can calculate the focal lengths and positions of the elementary lenses 31, 32 and following depending on the positions he wishes to propose to the viewer.

Dans le cas représenté aux figures 1 à 8, c'est-à-dire lorsque le projecteur projète un damier de 4 images primaires, que le répartiteur 2 comprend 4 déviateurs 21, 22, 23 et 24, que les lentilles sont calculées par l'homme de l'art pour que deux séries de pixels 311, 312, 313, et 314 se poursuivent par une autre série de pixels similaires correspondant à une autre lentille, le spectateur dispose de 4 séries de positions o celle dans laquelle ses yeux voient les o celle dans laquelle ses yeux voient les o celle dans laquelle ses yeux voient les o celle dans laquelle ses yeux voient les Trois de ces couples successifs peuvent être des couples stéréoscopiques, mais le quatrième est un couple stéréoscopique inversé. Ce phénomène est bien connu de l'homme de l'art et est particulièrement désagréable parce que le relief est à l'inverse de ce que perçoit normalement le images primaires 61 et 62, images primaires 62 et 63, images primaires 63 et 64, images primaires 64 et 61, spectateur. Pour citer un exemple, un visage est ainsi vu avec un nez qui est un creux au lieu d'être une bosse. In the case shown in Figures 1 to 8, that is to say when the projector projects a checkerboard of 4 primary images, the splitter 2 includes 4 deviators 21, 22, 23 and 24, the lenses are calculated by the Those skilled in the art for two sets of pixels 311, 312, 313, and 314 to continue by another series of similar pixels corresponding to another lens, the viewer has 4 sets of positions where the one in which his eyes see o the one in which his eyes see o o the one in which his eyes see o o the one in which his eyes see the Three of these successive couples can be stereoscopic pairs, but the fourth is an inverted stereoscopic pair. This phenomenon is well known to those skilled in the art and is particularly unpleasant because the relief is the opposite of what is normally perceived by the primary images 61 and 62, primary images 62 and 63, primary images 63 and 64, primary images 64 and 61, spectator. To cite an example, a face is thus seen with a nose that is a hollow instead of being a hump.

Pour diminuer le nombre de positions du spectateur où le relief est ainsi inversé par rapport au nombre total de positions possibles, il est tentant d'augmenter le nombre d'images primaires. Mais toute augmentation du nombre d'images primaires a pour conséquence soit une augmentation du poids des images projetées, soit une diminution de la résolution des images perçues. To reduce the number of positions of the viewer where the relief is thus reversed compared to the total number of possible positions, it is tempting to increase the number of primary images. But any increase in the number of primary images results in an increase in the weight of the projected images, or a decrease in the resolution of the images perceived.

Une option particulièrement intéressante consiste à ajouter une image primaire noire à la fin de la série. Ainsi, le spectateur ne voit jamais un couple stéréoscopique inversé, mais deux fois de suite des couples ne comportant qu'une seule image et une image noire. A particularly interesting option is to add a black primary image at the end of the series. Thus, the viewer never sees an inverted stereoscopic pair, but twice in succession couples having only one image and a black image.

Contrairement à ce que l'on peut penser, il peut en déduire une perception du relief très puissante. La perception du relief est en effet liée à l'appréciation, par le cerveau du spectateur, de la distance entre lui et les objets composant la scène qu'il regarde. Contrary to what one may think, he can deduce a very powerful perception of the relief. The perception of the relief is in fact related to the appreciation, by the brain of the spectator, of the distance between him and the objects composing the scene that he looks at.

Pour apprécier ces distances, le cerveau du spectateur dispose de plusieurs moyens dont la convergence des deux yeux qui semble être utilisé par priorité, et qui est le moyen utilisé pour la stéréoscopie. To appreciate these distances, the brain of the spectator has several means including the convergence of the two eyes which seems to be used by priority, and which is the means used for stereoscopy.

Suivent l'interprétation du contenu de l'image et, dans une moindre mesure, l'accommodation des yeux. Then follow the interpretation of the content of the image and, to a lesser extent, the accommodation of the eyes.

Si l'on supprime le moyen utilisé par priorité, c'est à dire la convergence des deux yeux, ce qui est le cas lorsque l'une des images est inexistante, le cerveau utilise alors par priorité le moyen suivant, c'est à dire l'interprétation du contenu de l'image. If we remove the means used by priority, ie the convergence of the two eyes, which is the case when one of the images is non-existent, then the brain uses the following means by priority, it is at say the interpretation of the content of the image.

Le relief est d'autant mieux perçu que l'image contient de nombreuses informations permettant au cerveau du spectateur d'apprécier les distances des objets de la scène entre eux d'une part, et la distance entre au moins l'un de ces objets et le spectateur. Le mouvement des objets les uns par rapport aux autres est un élément qui permet au cerveau d'apprécier assez facilement et donc rapidement leur distance. Par exemple, lorsqu'un objet A est caché par un objet B lors du mouvement, le cerveau peut en déduire que cet objet A est derrière l'objet B, donc plus loin. Le cerveau peut aussi apprécier la vitesse de défilement latérale apparente des objets lorsque la caméra elle-même se déplace, et en déduire la distance des objets par rapport à la caméra, laquelle sera interprétée par spectateur comme étant la mesure de la distance des objets considérés à lui-même. The relief is all the better perceived that the image contains a lot of information allowing the brain of the viewer to appreciate the distances of the objects of the scene between them on the one hand, and the distance between at least one of these objects and the viewer. The movement of objects relative to each other is an element that allows the brain to appreciate quite easily and therefore quickly their distance. For example, when an object A is hidden by an object B during the movement, the brain can deduce that this object A is behind the object B, so further. The brain can also appreciate the apparent lateral scrolling speed of the objects as the camera itself moves, and deduce the distance of the objects from the camera, which will be interpreted by spectator as the measure of the distance of the objects considered. to himself.

Un mode de réalisation préféré de l'invention, non représenté, consiste donc à ce que le réseau lenticulaire ait un pas tel que le projecteur ne crée pas tous les pixels 311, 312 et suivants possibles derrière une lentille 31, et qu'à la fin d'une série horizontale de pixels 311, 312 et suivants, il existe un pixel non éclairé ou mal renseigné (flou par exemple). A preferred embodiment of the invention, not shown, is therefore that the lenticular network has a pitch such that the projector does not create all the possible pixels 311, 312 and following behind a lens 31, and that at the end of a horizontal series of pixels 311, 312 and following, there is a pixel unlit or misinformed (blur for example).

Dans une variante, une des images primaires projetée, la première ou la dernière de la série stéréoscopique, peut être noire ou floue. In one variant, one of the projected primary images, the first or the last of the stereoscopic series, may be black or fuzzy.

L'utilisation de réseaux lenticulaires à systèmes optiques élémentaires centrés comme ceux décrits dans les demandes de brevets PCT/FR97/01976 ou PCT/FR03/00016 est particulièrement favorable à une bonne mise en oeuvre de l'invention. The use of lenticular networks with elementary optical systems centered as those described in patent applications PCT / FR97 / 01976 or PCT / FR03 / 00016 is particularly favorable to a good implementation of the invention.

La portion du réseau lenticulaire représentée par la figure 7 représente 3 lentilles élémentaires 31 32 et 33 qui sont des systèmes optiques élémentaires centrés juxtaposées, et les bandelettes correspondantes. The portion of the lenticular network represented by FIG. 7 represents 3 elementary lenses 31 32 and 33 which are elementary optical systems centered juxtaposed, and the corresponding strips.

On peut constater que les pixels 322, 323, 314 et 331 constituent un damier et peuvent donc être obtenus par les rayons lumineux issus du projecteur 1 ayant été déviés respectivement par chacun des 4 déviateurs en damier du répartiteur 2. It can be seen that the pixels 322, 323, 314 and 331 constitute a checkerboard and can therefore be obtained by the light rays from the projector 1 having been deflected respectively by each of the 4 checkerboard deflectors of the splitter 2.

Il en résulte que ces pixels proviennent chacun d'une image primaire différente. As a result, these pixels each come from a different primary image.

Cette disposition provient de ce que le haut de la bandelette associée à l'image 31 est colinéaire avec le bas de la bandelette associée à la lentille élémentaire 32 voisine; et que le bas de la bandelette associée à l'image 32 est aussi colinéaire avec le haut de la bandelette associée à la lentille élémentaire 33 voisine, ce qui est le cas pour les dispositifs décrits dans les demandes de brevets PCT/FR97/01976 ou PCT/FR03/00016. This provision comes from the fact that the top of the strip associated with the image 31 is collinear with the bottom of the strip associated with the elementary lens 32 adjacent; and that the bottom of the strip associated with the image 32 is also collinear with the top of the strip associated with the neighboring elementary lens 33, which is the case for the devices described in the patent applications PCT / FR97 / 01976 or PCT / FR03 / 00016.

La mise en uvre préférée de la présente invention consiste donc à ce que les réseaux lenticulaires utilisés répondent aux descriptions des demandes de brevets PCT/FR97/01976 ou PCT/FR03/00016. The preferred embodiment of the present invention is therefore that the lenticular arrays used meet the descriptions of PCT / FR97 / 01976 or PCT / FR03 / 00016 patent applications.

Avec de tels réseaux lenticulaires, le centre du damier formé par les pixels 322, 323, 314 et 331 n'est pas obligatoirement situé dans l'axe longitudinal de la lentille 32 comme cela est d'ailleurs le cas sur la figure 7. With such lenticular gratings, the center of the checker formed by the pixels 322, 323, 314 and 331 is not necessarily located in the longitudinal axis of the lens 32, as is the case in FIG. 7.

Pour simplifier l'exposé et les illustrations, les réseaux lenticulaires décrits ont une face plane qui est confondue avec le plan focal des lentilles, comme c'est le plus généralement le cas, mais toute autre disposition peut être envisagée. To simplify the presentation and the illustrations, the lenticular arrays described have a plane face which is confused with the focal plane of the lenses, as is most generally the case, but any other arrangement can be envisaged.

Il est à noter que les positions respectives de l'ensemble formé par l'objectif 11 du projecteur 1 et le répartiteur 2 d'une part, et de celui formé par l'écran 4 et le réseau lenticulaire 3 d'autre part n'ont pas grande importance, et que les seules caractéristiques de positionnement qui importent sont la mise au point des images projetées sur l'écran et le fait que les quatre images soient projetées à peu près sur la même surface. It should be noted that the respective positions of the assembly formed by the lens 11 of the projector 1 and the splitter 2 on the one hand, and that formed by the screen 4 and the lenticular network 3 on the other hand n ' are not important, and the only positioning features that matter are the focus of the projected images on the screen and the fact that all four images are projected onto the same surface.

Cette caractéristique est l'un des grands avantages de la solution proposée. En effet, la précision nécessitée par la plupart des dispositifs de l'Art Antérieur est difficile à obtenir et rend les équipements très coûteux, tandis que le dispositif proposé peut être mis en uvre très facilement sans avoir à respecter des tolérances étroites dans le positionnement des éléments qui le composent. This feature is one of the great advantages of the proposed solution. Indeed, the accuracy required by most devices of the prior art is difficult to obtain and makes the equipment very expensive, while the proposed device can be implemented very easily without having to respect close tolerances in the positioning of the devices. elements that compose it.

Rien ne s'oppose en particulier à ce que réseau lenticulaire soit composé de plusieurs plaques élémentaires juxtaposées 81, 82 et suivantes comme illustré à la figure 1, chacune de ces plaques étant elle-même un réseau lenticulaire sphérique ou cylindrique. In particular, there is nothing to prevent the lenticular network from being composed of several juxtaposed elementary plates 81, 82 and following as illustrated in FIG. 1, each of these plates being itself a spherical or cylindrical lenticular network.

La juxtaposition de ces plaques ne requiert pas non plus une grande précision, et il est possible de créer un écran en collant sur une surface plane de telles plaques élémentaires 81, 82 et suivantes comme on collerait un carrelage sur un mur. The juxtaposition of these plates also does not require great precision, and it is possible to create a screen by gluing on a flat surface of such elementary plates 81, 82 and following as one would glue a tile on a wall.

Ces plaques 81, 82 et suivantes peuvent aussi être articulées pour constituer un store qui peut être roulé lorsqu'on n'en a pas besoin. These plates 81, 82 and following can also be hinged to form a blind that can be rolled when it is not needed.

Le dispositif selon l'invention peut être mis en uvre de très nombreuses façons différentes que l'homme de l'art pourra concevoir facilement. The device according to the invention can be implemented in many different ways that those skilled in the art can easily design.

Le dispositif représenté aux figures 1 à 8 permet d'afficher 4 points de vue, mais tout autre nombre de vues est possible. The device represented in FIGS. 1 to 8 makes it possible to display 4 points of view, but any other number of views is possible.

Toutes les façons de juxtaposer les images primaires dans l'image projetées sont possibles, mais il est évidemment plus avantageux que les proportions des images primaires soient conservées, afin d'optimiser le ratio entre leur netteté et la taille du support de données correspondant (fichier informatique ou film argentique par exemple). All the ways of juxtaposing the primary images in the projected image are possible, but it is obviously more advantageous that the proportions of the primary images are preserved, in order to optimize the ratio between their sharpness and the size of the corresponding data medium (file computer or film film for example).

Il résulte du point précédent qu'une disposition des images primaires en damier est préférable à toute autre disposition, et que les meilleurs nombres d'images sont donnés par la formule N2 dans laquelle N est un nombre entier. Dans la pratique, les meilleurs nombres d'images primaires projetées sont donc 4, 9, 16, 25, etc. L'utilisation de réseaux lenticulaires à lentilles élémentaires cylindriques de tous types est possible, mais impose dans certains cas l'utilisation de répartiteurs 2 plus complexes et plus encombrants comme celui décrit à la figure 10. It follows from the previous point that a layout of the primary images in checkerboard is preferable to any other arrangement, and that the best numbers of images are given by the formula N2 in which N is an integer. In practice, the best numbers of projected primary images are therefore 4, 9, 16, 25, etc. The use of lenticular networks with elementary cylindrical lenses of all types is possible, but in some cases requires the use of more complex and cumbersome splitters 2 as that described in FIG.

La figure 10 qui montre une solution à 16 images primaires fonctionnant avec deux séries de miroirs: les miroirs 210 à 240 réfléchissent les rayons lumineux issus de l'objectif 11 du projecteur respectivement vers les ensembles de miroirs 2101 à 2104, 2201 à 2204, 2301 à 2304, et 2401 à 2404 Ce répartiteur optique à miroirs est particulièrement bien adapté à la projection sur un réseau lenticulaire à lentilles élémentaires cylindriques à 16 images dont les lentilles cylindriques sont disposés verticalement, mais pourrait aussi être utilisé en coopération avec un réseau lenticulaire à lentilles élémentaires sphériques. FIG. 10 shows a solution with 16 primary images operating with two sets of mirrors: the mirrors 210 to 240 reflect the light rays coming from the lens 11 of the headlamp respectively towards the sets of mirrors 2101 to 2104, 2201 to 2204, 2301 at 2304, and 2401 to 2404 This optical mirror splitter is particularly well suited to projection on a lenticular array of cylindrical elementary lenses with 16 images whose cylindrical lenses are arranged vertically, but could also be used in cooperation with a lenticular network to spherical elementary lenses.

Il est à noter que la figure 10 pourrait aussi illustrer un dispositif de prises de vues dans laquelle le projecteur 1 serait remplacé par un système d'acquisition d'images fixes ou animées comme un appareil photo ou une caméra, alors que les autres répartiteurs représentés aux figures précédentes ne permettent pas une telle acquisition. It should be noted that FIG. 10 could also illustrate a shooting device in which the projector 1 would be replaced by a system for acquiring still or moving images such as a camera or a camera, while the other distributors represented to the preceding figures do not allow such an acquisition.

Un autre dispositif de prises de vues consiste à juxtaposer des caméras du commerce 91, 92 et suivantes sur un élément de fixation commun 9 comme cela est illustré par la figure 11. Another camera device consists of juxtaposing commercial cameras 91, 92 and following on a common fastening element 9 as shown in FIG. 11.

La figure 12 montre une variante de réalisation dans laquelle le dispositif fonctionne en rétro-projection. FIG. 12 shows an alternative embodiment in which the device operates in retro-projection mode.

Le dispositif comporte comme précédemment un projecteur 1 avec un objectif 11, un répartiteur 2 comportant des déviateurs 21, 22 et suivants qui sont ici des miroirs, un réseau lenticulaire 3 et un écran 4. En supplément, il comporte un second réseau lenticulaire 5 situé du côté opposé au premier par rapport à l'écran 4 qui est dans ce cas un dépoli ou tout type de surface sur lequel une image peut se former. Une simple feuille de papier blanc peut faire l'affaire. The device comprises, as previously, a projector 1 with an objective 11, a distributor 2 comprising deviators 21, 22 and following which are here mirrors, a lenticular network 3 and a screen 4. In addition, it comprises a second lenticular network 5 located the opposite side to the first relative to the screen 4 which is in this case a frosted or any type of surface on which an image can be formed. A simple sheet of white paper can do the trick.

Le second réseau lenticulaire 5 comporte idéalement autant de lentilles que le premier réseau lenticulaire 3, et ces lentilles sont semblables à celles du premier réseau lenticulaires 3. The second lenticular network 5 ideally comprises as many lenses as the first lenticular array 3, and these lenses are similar to those of the first lenticular network 3.

Le second réseau lenticulaire 5 n'est pas toujours parfaitement un symétrique du premier 3 par rapport au plan de l'écran 4, parce qu'une légère diminution ou d'une légère augmentation de taille peut être définie par l'homme de l'art pour définir une zone préférée dans laquelle le spectateur voit à travers les lentilles du second réseau lenticulaire 5 les pixels affichés par le projecteur 1 à travers le répartiteur 2 et les lentilles 31, 32 et suivantes du premier réseau lenticulaire 3. The second lenticular network 5 is not always perfectly symmetrical to the first 3 with respect to the plane of the screen 4, because a slight decrease or a slight increase in size can be defined by the man of the to define a preferred area in which the viewer sees through the lenses of the second lenticular array 5 the pixels displayed by the projector 1 through the splitter 2 and the lenses 31, 32 and following of the first lenticular array 3.

Il va de soi que, pour tous les dispositifs décrits, les lentilles élémentaires 31 et 51 des réseaux lenticulaires 31 et 51 peuvent être remplacés par tout dispositif équivalent comme par exemple de simples fentes ou trous pratiqués dans des surfaces opaques ou translucides. It goes without saying that, for all the devices described, the elementary lenses 31 and 51 of the lenticular networks 31 and 51 may be replaced by any equivalent device such as simple slots or holes made in opaque or translucent surfaces.

Les principales applications de la présente invention sont: - l'affichage publicitaire, les enseignes publicitaires, la promotion sur le lieu de vente, - toutes les applications de la télévision, de la vidéo et ducinéma, et en particulier les suivantes: - les retransmissions sportives, - les films et feuilletons, - les journaux télévisés et les reportages, les jeux vidéo, - la publicité, - les attractions des parcs de loisirs, les terminaux des postes de travail de création assistée par ordinateur; l'imagerie médicale (radiographies 3D, RMN, scanner, échographie, 5 endoscopie, microchirurgie, etc.), - les systèmes d'aide au pilotage d'engins, - la réalisation de films personnels, - les luminaires, les uvres d'art, les objets de décoration et les gadgets. The main applications of the present invention are: - advertising display, advertising signs, promotion at the point of sale, - all applications of television, video and ducinema, and in particular the following: - retransmissions sports, - movies and serials, - television news and reports, video games, - advertising, - amusement park attractions, computer-aided creation workstation terminals; medical imaging (3D X-rays, NMR, scanner, ultrasound, endoscopy, microsurgery, etc.), - equipment control systems, - making personal films, - lighting fixtures, works of art art, decorative objects and gadgets.

Claims

claims

An optical device comprising: a device for projecting still or moving images, said projector 1, and a projection screen, said screen 4; characterized by the fact that a so-called lenticular network device 3 is situated between the projector 1 and said screen 4, said so-called lenticular network device comprising a plurality of optical devices, said elementary devices juxtaposed, said elementary devices each comprising an elementary lens or a system optical equivalent said elementary lens 31,

2. Projector according to claim 1 characterized in that 1. the image 6 projected by the projector 1 consists of several images 61, 62, 63 and following juxtaposed said primary images, each of these primary images, 2. and that the device comprises a complementary optical device called optical splitter 2, consisting of several optical elementary devices said deviators 21, 22 and following each deviating the light rays from the lens 11 of the projector 1 so that each of the primary images is projected on the same surface of the projection screen 4.

3. Projector according to claim 2 characterized in that the primary images 61, 62, 63 and following are juxtaposed in a checkerboard comprising several rows and several columns,

4. Projector according to claim 1 characterized in that an elementary lens 31 of the lenticular array 3 is a centered optical system;

5. Projector according to claim 2 characterized in that the image 6 projected by the projector 1 has substantially the same proportions as each of the primary images 61, 62, 63 and following which compose it; Projector lenticular surface elementary devices 6.

according to claim 2 characterized in that the screen 4 is translucent and a second network 5 comprising a plurality of so-called elementary optical devices juxtaposed, said devices each comprising an elementary lens or an equivalent optical system said elementary lens 51, this second lenticular network 5 being disposed at the back of the screen 4, that is to say on the side opposite to that where the first lenticular network 3, 7. Projector according to claim 2 characterized in that the deflector 21 is a prism 8. Projector according to claim 2 characterized in that the deflector 21 is a lens associated with a prism 9. Projector according to claim 2 characterized in that the deflector 21 is a set of mirrors 10. Projector according to claim 2 characterized in that the optical splitter 2 consists of a convex spherical diopter located on the side of the screen 4 and N concave spherical dioptres located on the side of the projector 1 11. Projector according to claim 3 characterized in that said projector 1 is an image acquisition device such as a camera or a camera.