WO2006018517A1 - Dispositif optique a reseau de systemes optiques centres - Google Patents

Dispositif optique a reseau de systemes optiques centres Download PDF

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WO2006018517A1
WO2006018517A1 PCT/FR2005/001892 FR2005001892W WO2006018517A1 WO 2006018517 A1 WO2006018517 A1 WO 2006018517A1 FR 2005001892 W FR2005001892 W FR 2005001892W WO 2006018517 A1 WO2006018517 A1 WO 2006018517A1
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lens
lenticular
elementary
image
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PCT/FR2005/001892
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Franck Guigan
Martine Guigan-Reinhard
Antoine Guigan
Charles Guigan
Pierre Guigan
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Franck Guigan
Martine Guigan-Reinhard
Antoine Guigan
Charles Guigan
Pierre Guigan
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
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    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens

Definitions

  • the present invention relates to a projection device associating one or more virtual or real projectors with one or more lenticular networks, to allow viewing of still or moving flat or 3D images without the need to wear specific glasses. .
  • Optical devices known as lenticular arrays, which are often constituted by a plate of transparent material of which one face is plane and the other comprises a large number of cylindrical or spherical lenses, can be 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.
  • interlaced image the image which is affixed to the rear face of the lenticular network
  • image comprises pixels (pixel comes from “picture element” and signifies an elementary part of an image ) from several different images, these images hereinafter referred to as “primary images” being successively viewed by the viewer's eye as it moves horizontally in a plane parallel to the interlaced image.
  • the interlaced image may be produced by two methods known hereinafter as the "calculation method” and the “projection method”.
  • the interlaced image is calculated from the primary images. It is then printed on paper or on the back of the lenticular network itself, or produced by an electronic screen, or even projected on a screen frosted by a projector located at the rear of said lenticular network.
  • Kanolt and H. Ives used more splits per slit.
  • Lippmann proposed the use of spherical lens arrays in place of slits (LIPPMANN, G. 1908. Reversible tests giving the sensation of relief.) Journal of Physics 7, 4 (Nov.), 821- 825)
  • These networks are often called “fly's-eye” or integral networks, because they provide both a horizontal parallax and a vertical parallax.
  • EP 0 791 847 A (KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS NV - August 27, 1997) which uses exclusively cylindrical lenses (unlike the present application) and proposes to tilt these lenses relative to the vertical. • FR2782438 (Allio Pierre - February 18, 2000) which proposes to modify the interlace calculation by permutating the sub-pixels R, V and B.
  • WO 98/20392 published on May 14, 1998, describes how to use spherical lens arrays not to provide both a horizontal parallax and a vertical parallax, but to increase the number of images in the horizontal parallax. This patent has been the subject of two improvements:
  • FIG. 30 shows a lenticular network consisting of two cylindrical lenticular lens networks 3A and 3B, each assembly formed by the intersection of a cylindrical lens of the grating 3A and a cylindrical lens of the grating 3B constituting an optical system whose characteristics optics approach those of a centered optical system.
  • S lenticular networks with so-called “annular” optical systems have been described in the patent application FR04 / 0659.
  • FIGS. 26 to 29 Examples of lenses corresponding to these types are described in FIGS. 26 to 29.
  • the main advantage of this way of organizing the lenses according to WO 98/20392 and its subsequent improvements is the considerable increase in the number of images viewed successively by the spectator during his horizontal movement.
  • the interlaced image is obtained by projection on the lenticular network 3 of said primary images from projectors located at different locations.
  • projectors can be real projectors as well as virtual projectors, in the sense that having for example a projector along a mirror gives rise to a second virtual projector located next to the first.
  • the projection surface comprises in this case, in order from the projector 1, a first lenticular network 3 said upstream network, a screen 4 which is a frosted, and a second lenticular network 5 said downstream network.
  • the viewer is facing audit second lenticular network, that is to say on the opposite side of the projector 1.
  • each lens of the upstream lenticular network corresponds on the screen a number of areas illuminated by the real or virtual projectors which is equal to the number of points of view of the stereoscopic image, and a lens of the downstream lenticular network that serves the viewer to see these lighted areas.
  • a stereoscopic video retro-projector is known in particular from the article by Chin Hasegawa and collaborators entitled "Three dimensional image technology" published on July 25, 1991 in the report TEC 1991 (Tokyo - Japan) has a first cylindrical lenticular network upstream of a diffusing screen, and a second cylindrical lenticular network downstream of the diffusing screen.At each cylindrical lens of the first lenticular array, there corresponds a number of vertical lines equal to the number The image thus formed on the diffusing (frosted) screen is conventionally taken up by the second grating, the gratings having a pitch equal to n times the size of a pixel, n being the number of points of view.
  • WO 00/35204 A (ZEBRA IMAGING, INC) of June 15, 2000 (2000-06-15) relates to an optical device obtained by juxtaposition of elementary devices called "lentslet pixel modules" comprising both the lens and the zone of pixels corresponding to this lens, which is fundamentally different from the present application in which the lens and the zone of pixels corresponding to this lens are essentially dissociated since they do not have the same width.
  • WO 00/35204 is as much concerned with lenticular spherical lens networks as lenticular networks with cylindrical lenses, and depicted in FIG. 5 a lenticular network with spherical lenses of the "fIy 's-eye" type, which must be recalled that it had already been described in 1908 by LIPPMAN as explained above.
  • This document describes spherical lenses for providing both a horizontal parallax and a vertical parallax, and spherical elementary lenses which are logically aligned in horizontal lines and vertical columns. This alignment necessarily has the effect that all the pixels displayed on the screen by all the real or virtual projectors through the same elementary lens of the lenticular network has at most the width of an elementary lens.
  • the projection devices consist of independent elementary devices called “lentlets pixel modules” comprising both the lens and the pixel area corresponding to this lens.
  • the projection surface is constituted in this case of a single lenticular array 3, and the viewer is on the same side as the projector 1 relative to this set. On the opposite side to the viewer is the screen 4 on which the interlaced image is formed.
  • an antireflection layer such as a layer of magnesium fluoride, but this has a significant cost, decreases the brightness, and some residual parasitic reflections persist.
  • the invention consists mainly in associating the principle of the so-called projection method with the arrangement of the lenses that are the subject of the patent WO 98/20392 (GUIGAN).
  • a projection device with a single projector which does not have the disadvantage related to the deformation of the images to be projected, while allowing to minimize the volume of the projected data.
  • the images may be fixed or animated, and may be both direct projection and back projection.
  • the proposed device is a projection system comprising: o several projection devices of real or virtual images called "projectors" 1, la, Ib and following each comprising:
  • At least one image to be projected 61 called “primary image” and at least one convergent lens or an equivalent optical system called “objective” 111, o a projection screen called “screen” 4; o a device called “lenticular network” 3 located between the lens 111 of the projector 1 and said screen 4, said lenticular array comprising a plurality of optical devices called “elementary devices” juxtaposed, said elementary devices each comprising a convergent elementary lens or an equivalent optical system called “elementary lens” 31, said elementary lens 31 of the lenticular network 3 being a centered optical system or the like, it being specified that the term "optical system centered or assimilated” means: both an optical system having an axis of symmetry of revolution substantially perpendicular to the focal plane of said elementary lens, o that an optical system having characteristics close optical ticks, that is to say, allowing it to focus at the focal length parallel light rays:
  • the small word meaning here that the considered surface is equal to a fraction of the surface of the pupil of the elementary lens considered. characterized by the fact that the surface of the set of pixels projected on the screen 4 by all the real or virtual projectors 111, 112 and following through the same elementary lens 31 of the lenticular network 3 has a greater greater dimension to the largest dimension of the pupil of the elementary lens 31 considered.
  • Q the number of elementary lenses is substantially equal to the useful surface of the lenticular network multiplied by the ratio between: o on the one hand the product
  • a primary image 61 to be projected by the lens 111 of a projector 1 has substantially the same proportions as the useful area of the assembly composed by the lenticular network 3 and the screen 4; ⁇ the N primary images 61, 62, 63 and following are juxtaposed in a checkerboard;
  • Said checkerboard has the same number of rows and columns
  • the image on the screen 4 of the pupil of a real or virtual objective 111 produced by an elementary lens of the lenticular array is a polygon which has a side common with a side of the image close to the pupil of a another real or virtual objective 112 produced by the same elementary lens of the lenticular network;
  • the device comprises a complementary optical device called "optical distributor” 2, consisting of several elementary optical devices called “deviators” 21, 22 and following deviating each of the light rays from the lens 111 of the projector 1 so that each of primary images is projected substantially on the same surface of the projection screen 4;
  • optical distributor consisting of several elementary optical devices called “deviators” 21, 22 and following deviating each of the light rays from the lens 111 of the projector 1 so that each of primary images is projected substantially on the same surface of the projection screen 4;
  • said optical splitter 2 comprises on one of its faces as many diverging diopters as deflectors 21, 22 and following and on the other of its faces a convergent diopter 105;
  • Q the lenticular network 3 has dimensional characteristics such that it corresponds to the presentation of N + 1 images, N being the number of primary images;
  • the device comprises a second lenticular network 5 located on the opposite side to the first relative to the screen 4, and the screen 4 is a frosted;
  • Q the projection system includes a printer that prints the primary images on demand;
  • the device comprises means for modifying at least one of its geometrical characteristics;
  • Q the screen 4 is retro-reflective, it being specified that we enter here retro-reflective the property that the screen to reflect more than three quarters of the light energy received from a light source in a direction that is within 10 degrees of the light source considered;
  • Q the surface of the screen 4 comprises means for diffusing light in the plane of the screen 4, so that the area of the screen 4 taking the intensity and the color of the image of the pupil a real or virtual objective 111 produced by an elementary lens of the lenticular array, has a surface substantially larger than that of said image;
  • Q screen 4 consists of the following two elements: a frosted or scattering surface, and a reflecting surface located on the side of the frosted surface opposite to the projector.
  • Q Screen 4 consists of independent plates.
  • Said elementary lenses of the lenticular network 3 are constituted by a convergent lens and a divergent lens associated therewith;
  • the device comprises before the lenticular network 3, projector side 1, a multitude of small prisms juxtaposed so that all light rays are deflected.
  • Figure 1 is a perspective view of a device according to the invention comprising four projectors 1, la, Ib, and Ic aligned horizontally which are associated with a lenticular lens array 3 and a projection screen 4; 2, a perspective view of a device according to an embodiment having only one real projector 1 associated with an optical splitter 2, which is equivalent to four virtual projectors, the screen 4 being constituted by the juxtaposition of independent plates 81, 82 and following; 3, a perspective view, seen from the side of the screen opposite to the projector 1, of a spherical elementary lens 31 of a lenticular network 3, and the portion of the screen 4 associated with this elementary lens 31 which comprises square pixels 311 to 314 collectively called strip 31a; 4, a perspective view of the elementary lens 31 and the strip 31a which are described in FIG. 3, seen from the side of the
  • FIG. 6 a perspective view of two elementary lenses 31 and 32 similar to that of FIG. 5, with the corresponding pixels, these lenses being seen from the same point of view as for FIG. 5;
  • Figure 7 is a perspective view of a set of elemental lenses 31, 32 and following similar to that of Figure 5, with the corresponding strips, these lenses being seen from the same point of view as for Figure 5;
  • FIG. 8 a perspective view of the set of elementary lenses of FIG. 7 seen from the same point of view as for FIG. 4;
  • Figure 9 is a perspective view of the detail of three of the elementary lenses shown in Figure 7, showing the strips associated with these lenses;
  • Figure 10 is a perspective view of an optical splitter 2 in which the elementary deflectors 21, 22, 23 and 24 are prisms; 11, a perspective view of a variant of the optical splitter 2 comprising 16 elementary deflectors 21, 22, 23 and 24 and following, with a concave spherical diopter by deviator o and a single convex spherical diopter on the face of the opposite splitter to the projector 1; 12, a perspective view of another variant of the optical splitter 2 comprising 9 elementary deflectors 21, 22, 23 and 24 and following, with a concave spherical diopter by deviator o and a plane diopter on the other side of the splitter ;
  • Figure 13 is a perspective view of an optical distributor 2 similar to that of Figures 12 or 14, the diopters are replaced by Fresnel lenses on both sides of a sheet of transparent material.
  • FIG. 14 a perspective view of an optical splitter of the same type as that shown in FIG. 11, associated with a divergent lens 102 and a convergent lens 103, which has the effect that the images of the pupil of the projector lens on the screen 4 be larger.
  • Figure 15 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;
  • FIG. 16 a perspective view of an overhead projector according to the invention, of which the projector 1 projects 4 primary checkerboard images on an optical splitter made up of 4 deviators 21, 22, 23 and 24 which are mirrors forming a pyramid, the device having an additional lenticular network 5 added to the back of the screen 4;
  • FIG. 17 is a perspective view of a component of a device according to the invention, in which the projector 1 comprises
  • a light source 12 which is a luminous tube
  • Figure 18 is a sectional view of the component shown in Figure 17;
  • FIG. 19 a perspective view of a subassembly according to the invention composed of a juxtaposition of projectors Ia, Ib and following identical to those of Figures 17 and 18, associated with a screen and a lenticular array 3 not shown ;
  • FIG. 20 a perspective view of a subset of a device according to the invention consisting of:
  • a lenticular network 3 comprising lens lines 61, 62 and following arranged in lines parallel to an axis 301,
  • a screen 4 comprising a means of diffusing light in the plane of the screen 4 which consists of a set of vertical grooves 41, 42 and following.
  • FIG. 21 a perspective view of a lenticular network 3 comprising means for deflecting the parasitic reflections from the projector 1, seen from the side of said projector 1, this means consisting of a series of horizontal parallel prisms situated between the plane of the elementary lenses. 31 and 32 of the lenticular network 3 and the projector 1, and having the effect of deflecting the light beam Rp from the projector 1 in the direction Rd, and to create a reflected ray Rr symmetrical Rp relative to the perpendicular N to the face 105n of one of said prisms.
  • FIG. 22 a perspective view of the subassembly according to the invention of FIG. 21, seen this time on the opposite side to the projector 1.
  • FIG 23 a perspective view of a particularly economical and bright version of a projector according to the invention.
  • Figure 24 is a perspective view of an assembly of primary images 61, 62 and following on an elastic band 200, to separate the primary images from each other by tending more or less the rectangular elastic band 200 in the direction of its length.
  • Figure 25 is a perspective view of an automobile accessory according to the invention allowing the driver of an automobile to easily assess the distance to which it must be located of the car in front.
  • FIG. 26 a perspective view of an elementary lens 61 comprising a first spherical portion 3001a, a cylindrical portion 3002 and a second spherical portion 3001b.
  • Figure 27 is a perspective view of an elementary lens 61 similar to that shown in Figure 26 but the cylindrical portion 3002 is very small.
  • Figure 28 is a perspective view of the portion of the elementary lens 61 shown in Figure 27 which is retained in a lenticular array.
  • FIG. 29, a lenticular network consisting of elementary lens lines similar to that represented in FIG. 28, arranged in lines parallel to an axis 301.
  • FIG. 30, a lenticular array consisting of the superposition of two lenticular networks 3A and 3B with cylindrical lenses .
  • FIG. 1 shows a first simplified embodiment of the invention, in which:
  • V the lenticular network 3 consists of spherical elementary lenses
  • each of the projectors projects a different image on the entire surface of the lenticular network 3, and gives rise to 4 arrays of pixels on the screen 4 through the elementary lenses of this lenticular network 3.
  • the quality of the perception of the relief by stereoscopy essentially depends essentially on the difference that can exist between the images seen simultaneously by the two eyes of the spectator. This difference is generally considered to be limited by the rule that, from one primary image to the next, no detail of the viewed scene may have moved a distance greater than that of the width of an elementary lens of the network. lenticular. To obtain an important sensation of relief, it is therefore necessary that the two eyes of the spectator see not two images which follow each other in the order of the primary images, but two images which are as distant as possible in the ordered list of the primary images. This has the consequence that it must simultaneously display a very large number of primary images seen through a lenticular network whose lenses have a very long focal length.
  • the essential characteristic for obtaining this higher number of images is that all the pixels displayed on the screen 4 by all the real or virtual projectors 111, 112 and following through the same elementary lens 31 of the lenticular network 3 must have a larger dimension greater than the largest dimension of the pupil of the elementary lens 31 considered.
  • the elementary lenses of the lenticular networks can thus meet one or the other of the following descriptions: an optical system having an axis of symmetry of revolution substantially perpendicular to the focal plane of said elementary lens, an optical system having optical characteristics close, that is to say, allowing it to focus at the focal length parallel light rays:
  • the small word meaning here that the considered surface is equal to a fraction of the surface of the pupil of the elementary lens considered.
  • the surface considered is ideally equal to the surface of the pupil of the elementary lens considered divided by the number of primary images projected simultaneously by the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows an implementation of the device according to the invention comprising:
  • a projector that is here unique for reasons of economy or simplicity, this projector projecting 4 primary images 61, 62, 63 and following juxtaposed checkerboard, each of the images corresponding to a different point of view of the scene," a optical splitter 2 deflecting the light rays so that each of the images is finally projected onto the entire projection surface described below,
  • Each primary image is projected onto one of the deflectors 21, 22 and following of the splitter 2, which deflects the light rays so that the 4 images are projected without deformation over the entire surface of the lenticular network 3.
  • the layout of the checkerboard images offers a very important advantage, namely that all the images projected by the same projector retain the same proportions and that their quality is therefore limited by the same width and height value when they have a limited surface area. which is always the case since these images can not have an infinite dimension.
  • the checkers are composed of several lines of pixels and it is sufficient to have these checkers, and therefore the lenses, so that the rows of pixels are reconstituted.
  • FIG. 5 shows such a checkerboard of pixels obtained by projection through the lens 31, and it can be seen in FIG. 6 that the pixels 311 and 312 obtained via the lens 31 combine with those numbered 323 and 324 obtained via the lens 32 to form an illuminated surface called strip which can be seen by the viewer through the lens 31 or through the lens 32, according to its position.
  • the best angle is the one whose tangent is equal to [H / (N 1/2 XL)] ie the height H of a primary image divided by the product of the square root of the number N of primary images multiplied by the width L of a primary image.
  • the pupil of the objective 111 illustrated in Figure 2 is a rectangle, instead of being a disc as for most commercial projectors.
  • the image on the screen 4 of the pupil of a real or virtual objective 111 through an elementary lens of the lenticular network must be a polygon that has a side with one side of the lens. image close to the pupil of another real or virtual objective 112 through the same elementary lens of the lenticular network.
  • additional virtual projectors can be created by the use of mirrors, prisms or other optical devices. known.
  • the device may comprise a complementary optical device known as an "optical splitter" 2, consisting of several elementary optical devices known as “deviators” 21, 22 and following deviating each of the light rays from the lens 111 of the projector 1 so that each of the primary images is projected substantially on the same surface of the projection screen 4.
  • an optical splitter consisting of several elementary optical devices known as “deviators” 21, 22 and following deviating each of the light rays from the lens 111 of the projector 1 so that each of the primary images is projected substantially on the same surface of the projection screen 4.
  • FIG. 10 shows a splitter 2 that is simple to manufacture, made up of 4 prisms 21 to 24.
  • This splitter has the disadvantage of slightly deforming each of the four images, which requires a correction which may consist, for example, that the primary images have been previously deformed.
  • the optical splitter 2 comprises on one of its faces as many diverging diopters than deviators 21, 22 and following and on the other of its faces a convergent diopter 105.
  • optical splitters 2 work equally well in one direction and in the other, and the convex sphere portion may be on the projector side 1, the 4 concave spherical diopters then being on the screen side.
  • the devices according to the invention can be used to produce relief images.
  • the viewer can see by moving laterally with respect to the screen o a pair of images composed of the primary images 61 and 62, where a pair of images composed of the primary images 62 and 63 , o a pair of images composed of the primary images 63 and 64, o a pair of images composed of the primary images 64 and 61.
  • Three of these successive pairs are stereoscopic pairs, but the fourth is then 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 viewer. To cite an example, a face is thus seen with a nose that is a hollow instead of being a hump.
  • any increase in the number of primary images results either in an increase in the total weight of the digital file defining the projected images, or a decrease in the resolution of the images perceived.
  • a particularly interesting option is to add a blurred, less luminous or black primary image at the end of the series.
  • the viewer never sees an inverted stereoscopic pair, but twice in succession pairs having only one image and a blurred image, less bright or black, and such couples are not perceived as reversed stereoscopic pairs.
  • the spectator can deduce a very powerful perception of the relief, this perception of the relief being in this case related to the analysis of the scene by the brain of the spectator, in order to deduce by reasoning the distance between him and the objects composing this scene.
  • 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.
  • the lenticular network 3 has dimensional characteristics such that it corresponds to the presentation of N + 1 images, N being the number of primary images. It should be noted that N can be exactly equal to 1, and that the network intended to present 2 images must in this case send an image of the scene to only one eye of the spectator.
  • Figure 16 shows a variant adapted to the realization of overhead projectors
  • the device comprises, as previously, a projector 1 with an objective 111, a distributor 2 comprising deviators 21, 22 and following which are here mirrors, a lenticular network 3 and a screen
  • a second lenticular network 5 located opposite side to the first compared to the screen 4 which is in this case a frosted.
  • This frosted material can be any type of translucent surface on which an image can be formed.
  • a simple sheet of thin white paper or tracing paper may do the trick, but it is more advantageous to use the new technologies known in the field of the manufacture of retro-projection screens, and in particular those consisting of to embed micro-balls in the face of the screen 4 furthest from the projector.
  • This second network can be glued to the back of the first, the glue before in this case have a refractive index different from that of the material of the network whose plane face has been frosted.
  • the frosted material is advantageously the finest possible, for example with small depressions or bumps of a size of the order of 10 microns.
  • the second lenticular network 5 ideally comprises as many lenses as the first lenticular array 3, and these lenses are preferably substantially symmetrical with those of the first lenticular array 3 with respect to the plane of the screen 4.
  • the second lenticular network 5 is not always perfectly symmetrical to the first lenticular array 3 with respect to the plane of the screen 4, because a slight decrease or a slight increase in its pitch may be defined by the man of the art for defining 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.
  • the pitch of the second lenticular network 5 can be easily calculated by those skilled in the art by taking into account:
  • the question of the surface of the pupil of the objective 111 of a projector 1 is particularly sensitive.
  • Each pixel appearing on the screen 4 is in fact the image of the pupil of an objective 111, if N is the number of real or virtual projectors, that is to say the number of different primary images produced by the device, the surface of the pupil of an elementary lens 31 of the lenticular network 3 must be N times greater than that of one of these pixels, increased to take account of the parallax difference of the ratio between, on the one hand, the sum of the distance of the projector to the plane containing the optical centers of the elementary lenses of the lenticular network 3 and the distance from this plane to that of the screen 4, and secondly the distance from the projector to the focal plane of the elementary lenses of the lenticular network 3.
  • the surface of the pupils of the objectives of the projectors is not always modifiable on demand, for example when commercial video projectors are used.
  • the distance between the screen and the projectors may, for various reasons, not correspond to that envisaged during the study of the device,
  • the image change during the horizontal movement of the viewer towards the screen is accelerated or decreased, for example accelerated so that the viewer simultaneously sees with his two eyes images separated by a larger number primary images
  • a first method is to change the apparent surface of the pupil of the projector lens 1 a. or to increase it by placing between the projector on the screen one or more pairs consisting of a divergent lens 102 projector side and a converging lens 103 screen side as shown in Figure 14, b. or to reduce it by arranging in the order of the on-screen projector one or more pairs consisting of a convergent lens on the projector side and a diverging lens on the screen side, as illustrated by FIGS. 17 to 19 and FIG. 23 .
  • a second method is to have in front of the lens of the projector 1 emitting a quantity of light q: a. a mirror passing 1 / n of light q to the screen and reflecting the rest to a second mirror b. said second mirror in turn reflecting 1 / n of the light q to the screen and passing the remainder to a third mirror, c. said third mirror in turn reflecting 1 / n of light q to the screen and passing the remainder to a fourth mirror, d. and so on until the mirror of order n, this second method creating as many virtual projectors as necessary, at the locations that the person skilled in the art can calculate so that the corresponding pixels are juxtaposed on the screen 4.
  • a third method is to use as project objectives lenses with variable focal length
  • a fourth method consists in using lenticular networks with variable focal length, for example composed of two superposed lenticular arrays whose positions relative to the screen are adjustable by the user.
  • a fifth method is particularly suitable for television in relief, and generally when one wishes to limit the number of projectors. It consists in using a screen provided with a means of lateral diffusion of the light.
  • a first mode of implementation of this method is to use a screen whose surface diffuses the light laterally, so that a light ray propagates a short distance along this surface, and that the area that becomes bright has not the surface of the pupil image of a real or virtual lens 111 through an elementary lens of the lenticular array, but a substantially larger surface.
  • a second mode of implementation consists in that the screen comprises concave cells of a dimension substantially larger than the width along the horizontal axis of the image on the screen 4 of the pupil of a real objective or virtual 111 through an elementary lens of the lenticular array, so that this image is reflected on the walls of said cell so that the latter takes the color of said image over its entire width.
  • a third mode of implementation consists in that the screen comprises the following two sub-elements:
  • a fourth mode of implementation represented in FIG. 20, consists in that the surface of the screen 4 comprises concave vertical grooves having the height of the screen and a width that is substantially greater than the width along the axis. horizontal of the image on the screen 4 of the pupil of a real or virtual objective 111 through an elementary lens of the lenticular array, so that this image is reflected on the walls of the groove for the groove to take on its full width the color of said image.
  • the width of the groove is ideally equal to the width of the pupil image of a real or virtual objective 111 through an elementary lens of the lenticular array, multiplied by the ratio that exists between the average distance between two eyes of human beings, about 6cm, and the width of the pupil of the lens 111 of the projector 1.
  • the lenticular array is composed of several elementary plates juxtaposed 81, 82 and following, it does not It is not necessarily desirable for said vertical grooves to be molded on the back of said plates, because if it is desired, for example, to have a pitch between the grooves close to one-third of the pitch between the vertical columns of elementary lenses of the lenticular array, such as is desirable to obtain 9 different views, the pitch of the grooves is not exactly equal to the third of the pitch between the columns of lenses elementary, but slightly higher to account for the difference in parallax.
  • a simple way to make such a ridged screen is to use a vertical cylindrical lens lenticular array, the lenses being disposed on the face of the screen opposite the projector and painted white.
  • a fifth and last mode of implementation of said fifth method, not shown, is very similar to the previous one, but with grooves that are much thinner. These grooves are located on one of the faces of a transparent plate located between the screen 4 and the lenticular network 3. Each of these very thin grooves substantially deflects the light rays coming from the projector 1, so that they form on the screen 4 a lit area substantially enlarged. After returning to reflection on the screen 4, these light rays are again deviated and are perceived by the viewer through the elementary lens of the lenticular array 3 during a greater displacement along the axis called Horizontal Axis. ,
  • Said fifth method is therefore generally described by considering that the surface of the screen 4 must comprise means for diffusing light in the plane of the screen 4, so that the area of the screen 4 taking the intensity and the color of the pupil image of a real or virtual objective 111 through an elementary lens of the lenticular array, has a surface substantially larger than that of said image.
  • the five methods just described can be combined with each other.
  • the number of elementary lenses is substantially equal to the useful surface of the lenticular array multiplied by the ratio between
  • each elementary lens line parallel to the axis 301 inclined with respect to the horizontal axis comprises a lens for each vertical distance equal to the height of a image on the screen 4 of a lens 111 of a projector 1,
  • One of the many possible ways to achieve this magnification is to have between the screen 4 and the lenticular array 3 a transparent plate, one of whose faces has grooves for example parallel to the axis called Horizontal axis. Each of these very thin grooves substantially deflects the light rays from the projector 1, so that they form on the screen 4 a lighted area substantially enlarged in the vertical direction. Upon return after reflection on the screen 4, these light rays are again deviated and are perceived by the viewer through the elementary lens of the lenticular array 3 during a greater movement along the axis called Vertical axis.
  • FIG. 15 shows a solution to 16 primary images operating with two sets of mirrors: the mirrors 210 to 240 reflect the light rays coming from the objective 111 of the headlamp respectively to the sets of mirrors 2101 to 2104, 2201 to 2204, 2301 to 2304 , and 2401 to 2404.
  • the mirrors 210 to 240 may advantageously be concave (not shown), and the others may be convex.
  • FIG. 15 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.
  • Another device for shooting is to juxtapose commercial cameras on a common fastener as could be illustrated in Figure 1 if the projectors la, Ib and following were replaced by cameras.
  • the devices shown in Figures 1 to 15 can display from 4 to 16 views as appropriate, but it is interesting to project simultaneously a much larger number of views, for example when it is fixed views.
  • Figure 17 shows a projector component for a particularly economical and efficient implementation of the invention.
  • the light source 12 is here a simple fluorescent or incandescent tube which illuminates from the rear a set 6 of 8 primary images which respectively correspond to 8 convex lenses denoted 111, 112 and following, which can be molded in one piece.
  • This device is equivalent to 8 juxtaposed projectors.
  • the light loss is particularly low when the entire front surface of the device consists of lenses, and when the rays from the light source can easily be reflected to the plane of the lenses.
  • the projection system includes a printer printing on demand primary images, on external control, for example via a network such as the Internet.
  • a printer advantageously stores its blank print medium on a roll, while an additional roll or other type of receptacle makes it possible to preserve the unused printed images.
  • the primary images are stored on slides or rollers, in order to sequentially broadcast series of primary images.
  • the horizontal distance between the primary images 61, 62 and following determines the distance of the screen to which the image is perceived by the viewer.
  • FIG. 24 A simple way of modifying this distance, illustrated by FIG. 24, may for example consist in sticking the rigid supports of the primary images 61, 62 and following on an elastic band 200. By stretching this elastic band horizontally, the primary images move apart , and it results in a comparison of the 3D images seen by the spectator. Conversely, one can also have fixed primary images, and vary the distance between the objectives 111, 112 and following.
  • the device comprises means for modifying at least one of its geometric characteristics to change the distance of the screen 4 at which the scene is perceived by the viewer. Variation of these geometric characteristics may be of interest simply to optimize the perceived image, but there is a particularly interesting application that is a useful accessory to the driving of automobiles. This accessory is described in FIG. 25.
  • the light source 12 illuminates, by way of an optical concentrator (not shown), the set 6 of the primary images 61, 62 and following, which are for example constituted together by a screen with a backlight. liquid crystal.
  • the set 11 of the objectives 111, 112 and following is constituted by a single transparent plate 11 as described in FIG. 17.
  • an interlaced image is formed on the screen 4 which is a frosted.
  • the viewer sees the corresponding virtual image reflected on the windshield of the automobile through the second lenticular network 5.
  • the primary images 61, 62 and following of the assembly 6 are located vis-à-vis the objectives 111, 112 and following corresponding of the set 11, the image seen by the viewer is infinite.
  • These primary images can be moved away from the control of the on-board computer according to the speed of the vehicle, so that the image perceived by the viewer approaches him when the speed of the vehicle decreases.
  • the screen 4 is preferably retroreflective, it being specified that we enter by retro-reflective property of the screen to reflect more than three quarters of the light energy received in a direction that is 10 degrees closer than the light source.
  • the lenticular arrays have been described as having a lenticular face and a plane face which is confused with the focal plane of the lenses, as is most commonly the case, but any other arrangement may be considered.
  • the lenses of the lenticular network may in particular be distant from the screen 4.
  • These plates 81, 82 and following can also be hinged to form a blind that can be rolled when it is not needed.
  • An economical method for industrially producing such networks is to juxtapose these small elements 81, 82 and following lenticular array on a transparent face, and to have behind this set a projection screen 4 at a distance corresponding to the focal length of the elementary lenses of the lenticular network 3.
  • the device according to the invention can be implemented in many different ways that those skilled in the art can easily design.
  • Such devices can work both in back projection and direct projection. They can be juxtaposed vertically and laterally without limitation, which allows to display a very large number of successive primary images.
  • each primary image projection is shifted with respect to the previous one in a given direction, for example horizontally.
  • the first solution is more suitable for the representation of relief scenes when the number of primary images is limited.
  • the second is of great interest when the number of primary images is very large, because in this case the number of images can even become unlimited.
  • Figure 23 shows a particularly inexpensive arrangement of a projector according to the invention.
  • the bodywork is not shown.
  • This implementation also has the advantage of providing a very good light output.
  • This projector consists of a light source such as fluorescent tubes denoted 12a, 12b and following, a projection image 6 which is slid between two transparent rigid sheets, and two lens plates. ⁇
  • the first plate collects lenses 111, 112 and following which are rectangular convergent lenses, and a second plate collects lenses 211, 212 and following which are rectangular diverging lenses.
  • a projector according to the invention can be used both in direct projection and back projection.
  • the lenticular network 3 may also consist of two superposed lenticular arrays, one comprising the convergent lenses, and the other comprising the diverging lenses. In the latter case, it is possible to provide the device with a mechanical means making it possible to vary the distance between these two lenticular networks to vary the focal length of said elementary lenses of the lenticular network 3, which has been described as a plus high
  • FIGS. 21 and 22 Such a device is illustrated in FIGS. 21 and 22 in which the lenticular array is disposed with its elementary lenses 32 and following on the opposite side to the projector 1.
  • This network comprises on its face opposite to the lenses, on the projector side, a series of parallel prisms which are horizontal here, but which could be oriented in any other direction. These prisms deviate little Rp light beam received from the projector 1 in a direction Rd, but deviate much more the reflection of the projector which is in the case shown in Figures 21 and 22 directed in the direction Rr to the ground.
  • Another way of removing unwanted reflections that remain is to orient the lenticular array relative to the projector so that the reflections are directed to an area where there is no spectator, or to use a concave lenticular network returning all reflections in a direction where there is no spectator.
  • lenticular array is used to describe sets of lenses of different types. It goes without saying that this expression must be understood in the broad sense, and that lenticular networks with optical systems centered, with double cylindrical or annular lenses can be replaced by opaque plates having holes or circular transparent zones, or whimsical shapes in place and place of optical systems described. To simplify the descriptions, it has been deliberately omitted to describe the presence of light concentrators between the light source and the primary images. Those skilled in the art can calculate the characteristics of such concentrators which are often simple convex lenses and may advantageously be made of Fresnel lenses.
  • the lenticular network 3 and the screen 4 have been presented as plans. They can be perfectly convex or concave, or whimsical shapes, the person skilled in the art can very well adapt the characteristics of the projectors accordingly.
  • the concave screens are particularly well suited to the projection of advertising images in subterranean walls whose walls are concave (metro, train, etc.).
  • the main applications of the present invention are:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)

Abstract

Système de projection associant une source lumineuse comme un projecteur d'images fixes ou animées, un réseau lenticulaire et un écran pour produire des images en relief. Les réseaux lenticulaires sont à lentilles sphériques ou assimilées. 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. • et de permettre une réalisation très simple, bon marché et facile à régler. Le principe permet aussi de réaliser des multi-projecteurs projetant des animations 3D à partir d'images fixes, des luminaires, et d'autres objets de décoration.

Description

Dispositif optique à réseau de systèmes optiques centrés
La présente invention a pour objet un dispositif de projection associant un ou plusieurs projecteurs virtuels ou réels avec un ou plusieurs réseaux lenticulaires, pour permettre la vision d'images fixes ou animées plates ou en 3D sans qu'il soit nécessaire de porter des lunettes spécifiques.
Les dispositifs optiques connus sous le nom de réseaux lenticulaires, qui sont souvent constitués par une plaque de matériau transparent dont une face est plane et l'autre comprend un grand nombre de lentilles cylindriques ou sphériques, peuvent être 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.
Dans ces systèmes connus, l'image qui est apposée sur la face arrière du réseau lenticulaire est appelée ci-après « image entrelacée » parce qu'elle comporte des pixels (pixel vient de « picture élément » et signifie une partie élémentaire d'image) provenant de plusieurs images différentes, ces images que l'on appelle ci-après « images primaires » étant vues successivement par l'œil du spectateur lorsque ce dernier se déplace horizontalement dans un plan parallèle à l'image entrelacée.
L'image entrelacée peut être produite par deux méthodes connues ci-après dénommées la « méthode par calcul » et la « méthode par projection ».
S La « méthode par calcul »
Dans cette méthode, l'image entrelacée est calculée à partir des images primaires. Elle est ensuite imprimée sur du papier ou au dos du réseau lenticulaire lui-même, ou bien produite par un écran électronique, ou bien encore projetée sur un écran dépoli par un projecteur situé à l'arrière dudit réseau lenticulaire.
• Cette méthode peut être considérée comme connue depuis 1903, puisque, à cette date, F. Ives a déjà utilisé une plaque à fentes verticales comme barrière de parallaxe permettant de voir une image entrelacée comportant des stries verticales alternées provenant d'images œil-droit et d'images œil-gauche (Parallax stereogram and process for making same. Brevet U.S. 725,567, Avril 1902) .
" Pour augmenter l'angle de visibilité et les positions possibles de vue, Kanolt et H. Ives ont utilisé plus de stries par fente.
" En 1908, Lippmann a proposé d'utiliser des réseaux de lentilles sphériques en lieu et place des fentes. (LIPPMANN, G. 1908. Epreuves réversibles donnant la sensation du relief. Journal of Physics 7, 4 (Nov.), 821-825)
Ces réseaux sont fréquemment dénommés "fly's-eye" ou réseaux intégraux, parce qu'ils procurent à la fois une parallaxe horizontale et une parallaxe verticale.
" De très nombreux documents décrivent depuis longtemps des réseaux lenticulaires associés à des dispositifs affichant les images entrelacées par des moyens électroniques, et de très nombreux perfectionnements ont été proposés dans cette famille de produits. On peut citer en particulier :
• EP 0 791 847 A (KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.- 27 août 1997) qui utilise exclusivement des lentilles cylindriques (à la différence de la présente demande) et propose d'incliner ces lentilles par rapport à la verticale. • FR2782438 (Allio Pierre - 18 février 2000) qui propose de modifier le calcul d'entrelacement en permutant les sub-pixels R, V et B.
- Le brevet WO 98/20392 (GUIGAN) publié le 14 mai 1998, décrit la façon d'utiliser des réseaux de lentilles sphériques non pas pour procurer à la fois une parallaxe horizontale et une parallaxe verticale, mais pour augmenter le nombre d'images dans la parallaxe horizontale. Ce brevet a fait l'objet de deux perfectionnements :
S de nouveaux types de lentilles ayant des performances similaires à celles des lentilles sphériques ont été découverts, et des réseaux lenticulaires à systèmes optiques dits « à lentilles cylindriques doubles » ont été décrits dans la demande de brevet FR02/0013, et sont illustrées par la figure 30 qui montre un réseau lenticulaire constitué de deux réseaux lenticulaires 3A et 3B à lentilles cylindriques, chaque ensemble formé par l'intersection d'une lentille cylindrique du réseau 3A et d'une lentille cylindrique du réseau 3B constituant un système optique dont les caractéristiques optiques se rapprochent de celles d'un système optique centré. S des réseaux lenticulaires à systèmes optiques dits « annulaires » ont été décrits dans la demande de brevet FR04/0659.
Des exemples de lentilles correspondant à ces types sont décrits par les figures 26 à 29. Le principal avantage de cette façon d'organiser les lentilles selon WO 98/20392 et ses perfectionnements ultérieurs est l'augmentation considérable du nombre d'images vues successivement par le spectateur lors de son déplacement horizontal.
Elle a une caractéristique constante qui est que l'ensemble des pixels correspondant à une lentille élémentaire a une plus grande dimension supérieure à la plus grande dimension de la pupille de la lentille élémentaire considérée, étant précisé que l'on considère comme pixels « correspondant » à une lentille élémentaire les pixels présents sur l'écran, provenant d'images primaires différentes, et visibles à travers une même lentille élémentaire du réseau lenticulaire.
Il est à noter que, à l'inverse de la présente demande, WO 98/20392 et ses perfectionnements ne décrivent que la méthode dite « par calcul ». La « méthode par projection »
Dans cette méthode, l'image entrelacée est obtenue par projection sur le réseau lenticulaire 3 des images dites primaires à partir de projecteurs situés à des emplacements différents.
Ces projecteurs peuvent être aussi bien des projecteurs réels que des projecteurs virtuels, dans le sens où le fait de disposer par exemple un projecteur le long d'un miroir donne naissance à un second projecteur virtuel situé à côté du premier.
Cette méthode peut être mise en œuvre de deux façons différentes, toutes deux connues : la rétro-projection et la projection directe. S la rétro-projection
La surface de projection comporte dans ce cas, dans l'ordre à partir du projecteur 1, un premier réseau lenticulaire 3 dit réseau amont, un écran 4 qui est un dépoli, et un deuxième réseau lenticulaire 5 dit réseau aval. Le spectateur se trouve face audit deuxième réseau lenticulaire, c'est-à-dire du côté opposé au projecteur 1.
A chaque lentille du réseau lenticulaire amont, correspond sur l'écran un nombre de zones éclairées par les projecteurs réels ou virtuels qui est égal au nombre de points de vue de l'image stéréoscopique, et une lentille du réseau lenticulaire aval qui sert au spectateur à voir ces zones éclairées.
" Selon la demande de brevet FR-2705009, un rétro-projecteur vidéo stéréoscopique est connu notamment de l'article de Chin Hasegawa et collaborateurs intitulé "Three dimensional image technology" publié le 25.07.91 dans le compte-rendu TEC 1991 (Tokyo - Japon) . Il comporte un premier réseau lenticulaire cylindrique en amont d'un écran diffusant, et un deuxième réseau lenticulaire cylindrique en aval de l'écran diffusant. A chaque lentille cylindrique du premier réseau lenticulaire, correspond un nombre de lignes verticales égal au nombre de points de vue de l'image stéréoscopique. Une telle image ainsi formée sur l'écran diffusant (dépoli) est reprise de manière classique par le deuxième réseau. Les réseaux ont un pas égal à n fois la taille d'un pixel, n étant le nombre de points de vue.
• Le brevet WO 00/35204 A (ZEBRA IMAGING, INC) du 15 juin 2000 (2000-06-15) a pour objet un dispositif optique obtenu par juxtaposition de dispositifs élémentaires appelés « lentslet pixel modules » comprenant à la fois la lentille et la zone de pixels correspondant à cette lentille, ce qui est fondamentalement différent de la présente demande où la lentille et la zone de pixels correspondant à cette lentille sont par essence dissociés puisqu'ils n'ont pas la même largeur.
Le document WO 00/35204 s'intéresse autant aux réseaux lenticulaires à lentilles sphériques qu'aux réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques, et décrit à sa figure 5 un réseau lenticulaire à lentilles sphériques de type « fIy' s- eye » dont il faut rappelé qu'il avait déjà été décrit en 1908 par LIPPMAN comme cela est exposé plus haut. Ce document décrit des lentilles sphériques permettant de procurer à la fois une parallaxe horizontale et une parallaxe verticale, et des lentilles élémentaires sphériques qui sont donc logiquement alignées en lignes horizontales et en colonnes verticales. Cet alignement a nécessairement pour effet que l'ensemble des pixels affichés sur l'écran par l'ensemble des projecteurs réels ou virtuels à travers une même lentille élémentaire du réseau lenticulaire a au maximum la largeur d'une lentille élémentaire.
Ceci est d' ailleurs largement confirmé par le fait que l'innovation décrite par ce brevet (revendication 1) consiste précisément à ce que :
1. les dispositifs de projection sont constitués de dispositifs élémentaires indépendants appelés « lentslet pixel modules » comprenant à la fois la lentille et la zone de pixels correspondant à cette lentille.
2. et que l'écran est obtenu par la juxtaposition de ces modules, ce qui implique qu'une zone de pixels correspondant à une lentille ne peut pas être située en vis-à-vis d'une autre lentille. En tout état de cause, ce document s'intéresse principalement à la méthode dite « par calcul » et n' envisage la méthode dite « par projection » que pour la constitution dudit « lenslet pixel module », et non pas pour la totalité de l'image comme c'est le cas dans la présente demande, uniquement dans la mise en œuvre par rétro-projection, et non pas dans la mise en œuvre par projection comme c'est le cas dans la présente demande. " Dans une communication au « 31st International Conférence on Computer Graphics and Interactive Technique, SIGGRAPH 2004 », Wojciech Matusik et Hans-peter Pfister, du MERL (Mitsubishi Electric Research Laboratories - Cambridge, MA. USA) , ont publié, sous le titre « 3D TV : A Scalable System for Real-Time Acquisition, Transmission, and Autostereoscopic Display of
Dynamic Scènes » une description d'un tel dispositif.
•/ la projection directe
La surface de projection est constituée dans ce cas d'un seul réseau lenticulaire 3, et le spectateur se trouve du même côté que le projecteur 1 par rapport à cet ensemble. Du côté opposé au spectateur se trouve l'écran 4 sur lequel se forme l'image entrelacée.
• Le principe de la projection sur réseau lenticulaire à lentilles cylindrique doit être considéré comme connu au moins depuis 1931, date à laquelle H.Ives a inventé le multi-projecteur à réseau lenticulaire. Il a peint la face arrière d'un réseau lenticulaire avec une peinture diffusante et l'a utilisé comme une surface de projection pour 39 projecteurs de diapositives (IVES, H. E. 1931. The projection of parallax panoramagrams. Journal of the Optical Society of America, 21 (JuIy), 397-409.
" On retrouve une antériorité similaire le 25.07.91, date de publication de l'article de Chin Hasegawa et collaborateurs intitulé "Three dimensional image technology" cité plus haut, puisque le projecteur crée bien une image entrelacée par projection à travers ledit premier réseau lenticulaire cylindrique.
Les deux modes de mise en œuvre connus de la méthode par projection ont été perfectionnées ultérieurement, en particulier par le brevet US 5 192 969 A (IGARASHI ET AL) du 9 mars 1993 (1993-03-09), qui expose comment on peut utiliser des miroirs pour projeter sur l'ensemble [réseau lenticulaire + écran] plusieurs images à partir d'un même projecteur.
Ce document expose que cette technique s'applique aussi bien à la projection directe qu'à la rétro projection. Il est à noter cependant qu'il n'envisage aucun autre réseau lenticulaire que des réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques.
Ces systèmes de projection selon l'art antérieur comportent trois inconvénients connus :
1. les réflexions parasites en cas de projection directe. 2. La limitation du nombre d'images visibles lors du déplacement horizontal du spectateur, tenant à la géométrie
S des réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques
S ou des réseaux lenticulaires à lentilles sphériques de type « fly's-eye » décrits dans WO 00/35204 A (ZEBRA IMAGING, INC) 3. la faible qualité des images dans le cas d'une projection de plusieurs images primaires par le même projecteur selon la disposition décrite dans le brevet US 5 192 969 A (IGARASHI ET AL) .
1. les réflexions parasites en cas de projection directe. Lorsque l'on projette une image sur un réseau lenticulaire, une partie de l'image est nécessairement réfléchie par la face du réseau qui fait face au projecteur, laquelle ne peut pas perdre ses qualités de réflexion sans que les lentilles perdent simultanément leur efficacité. Ce problème apparaît en particulier dans les dispositions de l'art antérieur, c'est-à-dire lorsque l'on utilise des réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques verticales, que ces réseaux sont situés dans des plans verticaux et que le projecteur est situé face à l'écran, mais il apparaît aussi dans la plupart des autres cas. Les auteurs qui ont décrit cette solution technique et qui l'ont essayée n'en on peut-être pas été entièrement satisfaits, car la vérité est qu' elle ne fonctionne pas de façon satisfaisante parce que le spectateur est ébloui par le reflet du projecteur dans l'écran, ce reflet prenant la forme d'une bande lumineuse perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire.
C'est probablement pour cette raison que de tels dispositifs, et en particulier la projection directe proposée par le brevet US 5 192 969 A (IGARASHI ET AL), n'ont pas connu de grande diffusion commerciale.
Il est évidemment possible de déposer sur la surface du réseau lenticulaire une couche antireflet comme une couche de fluorure de magnésium, mais ceci a un coût significatif, diminue la luminosité, et certains reflets parasites résiduels persistent.
2. La limitation du nombre d'images tenant à la géométrie des réseaux lenticulaires. On a vu que, dans l'art antérieur, les réseaux lenticulaires utilisés avec la méthode par projection sont :
V soit des réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques
S soit des réseaux lenticulaires à lentilles sphériques de type « fly's-eye » décrits dans WO 00/35204 A (ZEBRA IMAGING, INC) Dans ces deux cas, le nombre d'images primaires est égal au pas des lentilles divisé par la largeur d'un pixel. Ainsi un réseau lenticulaire de 66.67 LPI associé à une image entrelacée dont la définition est de 800 DPI ne permet-il par exemple de produire que 12 images primaires. 3. La faible qualité des images dans le cas d'une projection de plusieurs images primaires par le même projecteur.
Il est possible, en utilisant des miroirs ou d'autres dispositifs connus déviant une partie du faisceau lumineux d'un projecteur unique, de créer des projecteurs virtuels à partir du projecteur unique considéré.
Dans le texte et les revendications qui suivent, on entend par « projecteur » aussi bien un projecteur existant réellement qu'un projecteur virtuel créé par de tels procédés.
Selon l'art antérieur, dans la configuration dans laquelle les images primaires sont projetées avec un seul projecteur existant réellement, ces images sont alignées horizontalement et séparées en aval de l'objectif de projection par un dispositif optique spécifique comme par exemple les miroirs décrits dans le brevet US 5 192 969 A (IGARASHI ET AL) . Ce principe connu consiste à réduire les images primaires en largeur, par exemple pour que plusieurs images primaires juxtaposées horizontalement forment ensemble une image de la taille d'une image aux proportions classiques des images pouvant être enregistrées par une caméra du commerce ou diffusées par un projecteur du commerce. Cette déformation des images primaires nuit à leur qualité puisque ces images conservent leur définition d'origine quand au nombre de lignes de pixels, mais perdent chacune par exemple N-I colonnes de pixels sur N si l'on a juxtaposé N images. La présente invention a l'avantage de permettre une réalisation très simple, rustique et bon marché de dispositifs de projection d'images en relief et ou animées, ne présentant pas ces trois inconvénients.
L'invention consiste principalement à associer le principe de la méthode dite par projection avec la disposition des lentilles objet du brevet WO 98/20392 (GUIGAN) .
Selon un premier aspect, elle a pour objet un dispositif de projection avec un seul projecteur qui n'a pas l'inconvénient lié à la déformation des images à projeter, tout en permettant de minimiser le volume des données projetées. Selon un second aspect, elle a pour objet un dispositif de projection avec un ensemble de plusieurs projecteurs dénommé « Multi-projecteur », qui permet de projeter simultanément un très grand nombre d'images primaires.
Selon les deux aspects, les images peuvent être fixes ou animées, et il peut aussi bien s'agir de projection directe que de rétro-projection.
Le dispositif proposé est un système de projection comprenant : o plusieurs dispositifs de projection d'images réels ou virtuels dits « projecteurs » 1, la, Ib et suivants comportant chacun :
• au moins une image à projeter 61 dite « image primaire » " et au moins une lentille convergente ou un système optique équivalent dit « objectif » 111, o un écran de projection dit « écran » 4 ; o un dispositif dit « réseau lenticulaire » 3 situé entre l'objectif 111 du projecteur 1 et ledit écran 4, ledit réseau lenticulaire comportant une pluralité de dispositifs optiques dits « dispositifs élémentaires » juxtaposés, lesdits dispositifs élémentaires comprenant chacun une lentille élémentaire convergente ou un système optique équivalent dit « lentille élémentaire » 31, ladite lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 étant un système optique centré ou assimilé, étant précisé que l'on entend par système optique centré ou assimilé : o aussi bien un système optique possédant un axe de symétrie de révolution sensiblement perpendiculaire au plan focal de ladite lentille élémentaire, o qu'un système optique ayant des caractéristiques optiques proches, c'est-à-dire lui permettant de focaliser à la distance focale des rayons lumineux parallèles :
" soit sur un petit disque, " soit sur un petit rectangle accolé par ses petits côtés à deux demi-disques d'un diamètre égal audit petit côté du rectangle
" soit sur un petit parallélogramme,
• soit sur une petite surface de forme quelconque, le mot petit signifiant ici que la surface considérée est égale à une fraction de la surface de la pupille de la lentille élémentaire considérée. caractérisé par le fait que la surface de l'ensemble des pixels projetés sur l'écran 4 par l'ensemble des projecteurs réels ou virtuels 111, 112 et suivants à travers une même lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 a une plus grande dimension supérieure à la plus grande dimension de la pupille de la lentille élémentaire 31 considérée.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : Q le nombre de lentilles élémentaires est sensiblement égal à la surface utile du réseau lenticulaire multipliée par le rapport entre : o d'une part le produit
" de la distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3 " par la surface de l'écran 4 o d'autre part le produit m de la surface de la pupille d'un objectif m par le nombre d'objectifs réels ou virtuels
" par la longueur focale des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire étant précisé que l'on entend ci-avant : o par « surface utile du réseau lenticulaire » la surface du réseau lenticulaire effectivement éclairée par les projecteurs o par « distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3 » la distance entre le centre optique de l'objectif 111 du projecteur et le plan du réseau lenticulaire, o par « surface de l'écran » la surface de l'écran 4 effectivement éclairée par les projecteurs à travers les lentilles élémentaires' du réseau lenticulaire o par « surface de la pupille d'un objectif » la surface de cette pupille vue depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2 o et par « nombre d'objectifs réels ou virtuels » le nombre d'objectifs réels ou virtuels effectivement vus depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2
U une image primaire 61 à projeter par l'objectif 111 d'un projecteur 1 a sensiblement les mêmes proportions que la surface utile de l'ensemble composé par le réseau lenticulaire 3 et l'écran 4 ; Ω les N images primaires 61, 62, 63 et suivantes sont juxtaposées en un damier ;
U ledit damier comporte le même nombre de lignes et de colonnes ;
Q les lentilles sont organisées en lignes inclinées par rapport à un axe dit « Axe Horizontal », étant précisé que l'on entend ci-avant et ci-après par Axe Horizontal et par Axe Vertical des axes perpendiculaires entre eux qui sont respectivement :
- parallèle au bord inférieur et au bord supérieur de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe Horizontal
- parallèle au bord gauche et au bord droit de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe Vertical ; Q l'angle d'inclinaison desdites lignes de lentilles par rapport à un axe dit « Axe Horizontal » a une tangente égale à [ H / ( N1/2 X L ) ] c'est à dire la hauteur H d'une image primaire divisée par le produit de la racine carrée du nombre N d'images primaires multipliée par la largeur L d'une image primaire,
Q l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 produite par une lentille élémentaire du réseau lenticulaire est un polygone qui a un côté commun avec un côté de l'image voisine de la pupille d'un autre objectif réel ou virtuel 112 produite par la même lentille élémentaire du réseau lenticulaire ;
Q 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 111 du projecteur 1 de telle sorte que chacune des images primaires soit projetée sensiblement sur la même surface de l'écran de projection 4 ;
Q ledit répartiteur optique 2, comprend sur l'une de ses faces autant de dioptres divergents que de déviateurs 21, 22 et suivants et sur l'autre de ses faces un dioptre convergent 105 ; Q le réseau lenticulaire 3 a des caractéristiques dimensionnelles telles qu'il correspond à la présentation de N+l images, N étant le nombre d' images primaires ;
Q le dispositif comporte un second réseau lenticulaire 5 situé du côté opposé au premier par rapport à l'écran 4, et l'écran 4 est un dépoli ;
Q le système de projection comporte une imprimante imprimant à la demande les images primaires ; a le dispositif comporte un moyen permettant de modifier l'une au moins de ses caractéristiques géométriques ; Q l'écran 4 est rétro-réfléchissant, étant précisé que l'on entent ci- avant par rétro-réfléchissant la propriété qu'a l'écran de réfléchir plus des trois quarts de l'énergie lumineuse reçue d'une source lumineuse dans une direction qui est à 10 degrés près celle de la source lumineuse considérée ; Q la surface de l'écran 4 comporte des moyens de diffusion de la lumière dans le plan de l'écran 4, de telle sorte que la zone de l'écran 4 prenant l'intensité et la couleur de l'image de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 produite par une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, ait une surface sensiblement plus grande que celle de ladite image ;
Q l'écran 4 est constitué des deux éléments suivants : o une surface dépolie ou diffusante, o et une surface réfléchissante située du côté de la surface dépolie opposée au projecteur. Q l'écran 4 est constitué de plaques indépendantes.
U lesdites lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 sont constituées par une lentille convergente et une lentille divergente associées ;
O le dispositif comporte devant le réseau lenticulaire 3, côté projecteur 1, une multitude de petits prismes juxtaposés de telle sorte que tous les rayons lumineux soient déviés.
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 29 qui représentent toutes des vues de dispositifs selon l'invention. Figure 1, une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention comprenant quatre projecteurs 1, la, Ib, et Ic alignés horizontalement qui sont associés à un réseau lenticulaire 3 à lentilles sphériques et à un écran de projection 4 ; Figure 2, une vue en perspective d'un dispositif selon un mode de réalisation ne comportant qu'un seul projecteur réel 1 associé à un répartiteur optique 2, ce qui équivaut à quatre projecteurs virtuels, l'écran 4 étant constitué par la juxtaposition de plaques indépendantes 81, 82 et suivantes ; Figure 3, une vue en perspective, vue du côté de l'écran opposé au projecteur 1, d'une lentille élémentaire sphérique 31 d'un réseau lenticulaire 3, et la portion de l'écran 4 associée à cette lentille élémentaire 31 qui comprend les pixels carrés 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 de la lentille élémentaire 31 et de 4 pixels renseignés par les 4 déviateurs du répartiteur optique 2, vus du côté opposé au projecteur 1 ;
Figure 6, une vue en perspective de deux lentilles élémentaires 31 et 32 semblables à celle de la figure 5, avec les pixels correspondants , ces lentilles étant vues du même point de vue que pour la figure 5 ;
Figure 7, une vue en perspective d'un ensemble de lentilles élémentaires 31, 32 et suivantes semblables à celle de la figure 5, avec les bandelettes correspondantes, ces lentilles étant vues du même point de vue que pour la figure 5 ;
Figure 8, une vue en perspective de l'ensemble de lentilles élémentaires de la figure 7 vues du même point de vue que pour la figure 4 ; Figure 9, une vue en perspective du détail de trois des lentilles élémentaires représentées à la figure 7, montrant les bandelettes associées à ces lentilles ;
Figure 10, une vue en perspective d'un répartiteur optique 2 dans lequel les déviateurs élémentaires 21, 22, 23 et 24 sont des prismes ; Figure 11, une vue en perspective d'une variante du répartiteur optique 2 comportant 16 déviateurs élémentaires 21, 22, 23 et 24 et suivants, avec o un dioptre sphérique concave par déviateur o et un dioptre sphérique convexe unique sur la face du répartiteur opposée au projecteur 1 ; Figure 12, une vue en perspective d'une autre variante du répartiteur optique 2 comportant 9 déviateurs élémentaires 21, 22, 23 et 24 et suivants, avec o un dioptre sphérique concave par déviateur o et un dioptre plan sur l'autre face du répartiteur ; Figure 13, une vue en perspective d'un répartiteur optique 2 similaire à celui des figures 12 ou 14, dont les dioptres sont remplacés par des lentilles de Fresnel situées sur les deux faces d'une feuille de matériau transparent.
Figure 14, une vue en perspective d'un répartiteur optique du même type que celui représenté à la figure 11, associé à une lentille divergente 102 et à une lentille convergente 103, ce qui a pour effet que les images de la pupille de l'objectif du projecteur sur l'écran 4 soient plus grandes. Figure 15, une vue en perspective d'une variante du dispositif selon l'invention, projetant 16 images primaires avec un répartiteur optique composé de miroirs ;
Figure 16, une vue en perspective d'un rétroprojecteur selon l'invention, dont le projecteur 1 projette 4 images primaires en damier sur un répartiteur optique composé de 4 déviateurs 21, 22, 23 et 24 qui sont ici des miroirs formant une pyramide, le dispositif comportant un réseau lenticulaire supplémentaire 5 ajouté au dos de l'écran 4 ;
Figure 17, une vue en perspective d'un composant d'un dispositif selon l'invention, dans lequel le projecteur 1 comporte
" une source lumineuse 12 qui est un tube lumineux, " un ensemble 6 de 8 images primaires,
• un ensemble 11 de 8 objectifs 111, 112, 113 et suivants qui sont des lentilles convergentes à pupille rectangulaire, et est associé à une lentille cylindrique convergente 101 et à une lentille cylindrique divergente 102 ;
Figure 18, une vue en coupe du composant illustré à la figure 17 ;
Figure 19, une vue en perspective d'un sous-ensemble selon l'invention composé d'une juxtaposition de projecteurs la, Ib et suivants identiques à ceux des figures 17 et 18, associés à un écran et à un réseau lenticulaire 3 non représentés;
Figure 20, une vue en perspective d'un sous-ensemble d'un dispositif selon l'invention constitué :
• d'un réseau lenticulaire 3 comportant des lignes de lentilles 61, 62 et suivantes organisées en lignes parallèles à un axe 301,
" et d'un écran 4 comportant un moyen de diffusion de la lumière dans le plan de l'écran 4 qui consiste en un ensemble de rainures verticales 41, 42 et suivantes.
Figure 21, une vue en perspective d'un réseau lenticulaire 3 comportant un moyen de déviation des reflets parasites provenant du projecteur 1, vu du côté dudit projecteur 1, ce moyen consistant en une série de prismes parallèles horizontaux situés entre le plan des lentilles élémentaires 31 et 32 du réseau lenticulaire 3 et le projecteur 1, et ayant pour effet de dévier le rayon lumineux Rp provenant du projecteur 1 dans la direction Rd, et de créer un rayon réfléchi Rr symétrique de Rp par rapport à la perpendiculaire N à la face 105n de l'un desdits prismes.
Figure 22, une vue en perspective du sous-ensemble selon l'invention de la figure 21, vu cette fois du côté opposé au projecteur 1.
Figure 23, une vue en perspective d'une version particulièrement économique et lumineuse d'un projecteur selon l'invention.
Figure 24, une vue en perspective d'un assemblage d'images primaires 61, 62 et suivantes sur une bande élastique 200, permettant d'écarter les images primaires les unes des autres en tendant plus ou moins la bande élastique rectangulaire 200 dans le sens de sa longueur. Figure 25, une vue en perspective d'un accessoire pour automobile selon l'invention permettant au conducteur d'une automobile d'évaluer facilement la distance à laquelle il doit se situer de la voiture qui le précède.
Figure 26, une vue en perspective d'une lentille élémentaire 61 comprenant une première partie sphérique 3001a, une partie cylindrique 3002 et une deuxième partie sphérique 3001b. Figure 27, une vue en perspective d'une lentille élémentaire 61 similaire à celle représentée à la figure 26 mais dont la partie cylindrique 3002 est très petite.
Figure 28, une vue en perspective de la partie de la lentille élémentaire 61 représentée à la figure 27 qui est conservée dans un réseau lenticulaire.
Figure 29, un réseau lenticulaire constitué de lignes de lentilles élémentaires semblables à celle représentée à la figure 28, arrangées en lignes parallèles à un axe 301. Figure 30, un réseau lenticulaire constitué de la superposition de deux réseaux lenticulaires 3A et 3B à lentilles cylindriques.
La figure 1 montre un premier mode de mise en œuvre simplifié de l'invention, dans laquelle :
S 4 projecteurs 1, la, Ib et Ic sont alignés horizontalement ; V le réseau lenticulaire 3 est constitué de lentilles élémentaires sphériques ;
S chacun des projecteurs projette une image différente sur la totalité de la surface du réseau lenticulaire 3, et donne naissance à 4 matrices de pixels sur l'écran 4 à travers les lentilles élémentaires de ce réseau lenticulaire 3.
La combinaison de la disposition des lentilles objet du brevet WO 98/20392 (GUIGAN) avec la méthode dite par projection apporte trois types d'avantages :
1. Les avantages de la disposition des lentilles objet du brevet WO 98/20392 (GUIGAN) avantage 1.1. une augmentation du nombre d'images primaires pour une qualité donnée d' image perçue exprimée en nombre de pixels ;
2. Les avantages de la méthode dite « par projection » avantage 2.1. le faible coût de réalisation, la grande robustesse et la grande tolérance dimensionnelle ; avantage 2.2. l'augmentation du nombre d'images primaires pour une qualité donnée d'image perçue exprimée en nombre de pixels, due au fait que les pixels produits par projection à travers une lentille peuvent être très significativement plus petits que des pixels imprimés ; avantage 2.3. la suppression du verrou de la dimension maximale des écrans utilisant la méthode dite « par calcul » : il est pratiquement impossible ou très difficile et coûteux de fabriquer de grands réseaux lenticulaires ou d'accoler de petits réseaux car se pose dans ce cas le problème de la synchronisation entre les réseaux élémentaires (il faut qu'un spectateur situé à un emplacement donné voie sur tous les réseaux élémentaires des portions d'images correspondant tous à la même image primaire) ; il est très difficile et coûteux de positionner correctement de grandes images entrelacées sur de grands réseaux lenticulaires, et encore plus de maintenir ce positionnement lors de variations de l'hygrométrie ou de la température ambiantes ; avantage 2.4. l'augmentation du nombre d'images primaires pour une qualité donnée d'image perçue exprimée en nombre de pixels, dans le cas d'utilisation d'écrans de grande taille, puisque les pupilles des lentilles peuvent elles-aussi être de plus grande surface sans que cela conduise à une diminution du nombre de pixels vus par le spectateur ;
3. Les avantages de cette combinaison originale avantage 3.1. l'absence de réflexion parasite même dans le cas de projection directe, puisque toutes les lentilles reflètent une très faible partie des rayons émis par le projecteur si elles ont un rayon suffisamment petit au regard de leur surface pupillaire ;
Cet avantage est majeur, parce qu'il est en fait la condition nécessaire pour pouvoir effectivement mettre en œuvre la méthode dite « par projection » dans sa mise en œuvre par projection directe sans avoir à ajouter un dispositif anti-reflets ; avantage 3.2. la possibilité de disposer les N images primaires 61, 62, 63 et suivantes de telle sorte qu'une image primaire 61 à projeter par l'objectif 111 d'un projecteur 1 ait sensiblement les mêmes proportions que la surface utile de l'ensemble composé par le réseau lenticulaire 3 et l'écran 4 - cette possibilité étant rendue possible même dans le cas d'une projection avec un seul projecteur réel, puisqu'une projection d'images disposées en damier est compatible avec l'invention (voir plus loin la description des répartiteurs 2) ; avantage 3.3. et la conséquence des trois facteurs d'augmentation du nombre d'images primaires (avantages notés 1.1., 2.2. et 2.3. ci-dessus), qui permet le nombre d'images primaires nécessaires à la perception d'un relief réel, allant jusqu'à la perception de l'infini.
La qualité de la perception du relief par stéréoscopie dépend en effet essentiellement de la différence qui peut exister entre les images vues simultanément par les deux yeux du spectateur. On considère généralement que cette différence est limitée par la règle selon laquelle, d'une image primaire à la suivante, aucun détail de la scène vue ne peut avoir bougé d'une distance supérieure à celle de la largeur d'une lentille élémentaire du réseau lenticulaire. Pour obtenir une sensation de relief importante, il faut donc que le deux yeux du spectateur voient non pas deux images qui se suivent dans l'ordre des images primaires, mais deux images qui sont le plus éloignées possible dans la liste ordonnée des images primaires. Cela a pour conséquence qu'il faut pouvoir afficher simultanément un très grand nombre d'images primaires vues à travers un réseau lenticulaire dont les lentilles aient une très longue focale.
Le calcul montre qu'une perception infinie n'est pas possible à atteindre sans cumuler les avantages notés
1.1., 2.2. et 2.3. ci-dessus.
On pourrait penser que cette augmentation du nombre d' images perçues n' a pas d'importance lorsque, pour la télévision en relief, on ne souhaite afficher que 4 ou 9 images primaires différentes. Il n'en est rien. La qualité du relief dépend en effet de la netteté de la séparation des zones provenant des différentes images primaires à l'intérieur d'un ensemble de pixels présents sur l'écran, provenant d'images primaires différentes, et visibles à travers une même lentille élémentaire du réseau lenticulaire. Cette netteté de la séparation dépend directement des facteurs exposés ci-dessus qui conditionnent le nombre de pixels correspondant à une lentille élémentaire.
La caractéristique essentielle pour obtenir ce nombre plus élevé d'images est que l'ensemble des pixels affichés sur l'écran 4 par l'ensemble des projecteurs réels ou virtuels 111, 112 et suivants à travers une même lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 doit avoir une plus grande dimension supérieure à la plus grande dimension de la pupille de la lentille élémentaire 31 considérée.
Ceci peut aussi s'exprimer en considérant qu'il faut que la distance entre les deux projecteurs réels ou virtuels les plus éloignés l'un de l'autre, multipliée par la longueur focale des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire et divisée par la distance entre le plan du réseau lenticulaire et le plan contenant les projecteurs, est plus grande que la plus grande dimension de la pupille de la lentille élémentaire 31. Ce résultat peut être obtenu en utilisant pour la constitution du réseau lenticulaire élémentaire 3 des lentilles correspondant à n' importe laquelle de celles décrites dans l'une ou l'autre des demandes de brevets suivantes : o réseaux lenticulaires à systèmes optiques dits « centrés » décrits dans le brevet FR96/13577 du 5 novembre 1996 ; o réseaux lenticulaires à systèmes optiques dits « à lentilles cylindriques doubles » décrits dans la demande de brevet FR02/0013, o réseaux lenticulaires à systèmes optiques dits « annulaires » décrits dans la demande de brevet FR04/0659, . Les lentilles élémentaires des réseaux lenticulaires peuvent ainsi répondre à l'une ou l'autre des descriptions suivantes : o un système optique possédant un axe de symétrie de révolution sensiblement perpendiculaire au plan focal de ladite lentille élémentaire, o un système optique ayant des caractéristiques optiques proches, c'est-à-dire lui permettant de focaliser à la distance focale des rayons lumineux parallèles :
• soit sur un petit disque,
• soit sur un petit rectangle accolé par ses petits côtés à deux demi-disques d'un diamètre égal audit petit côté du rectangle
• soit sur un petit parallélogramme,
• soit sur une petite surface de forme quelconque, le mot petit signifiant ici que la surface considérée est égale à une fraction de la surface de la pupille de la lentille élémentaire considérée. La surface considérée est idéalement égale à la surface de la pupille de la lentille élémentaire considérée divisée par le nombre d'images primaires projetées simultanément par le dispositif selon l'invention.
La figure 2 montre une mise en œuvre du dispositif selon l'invention comprenant :
" un projecteur qui est ici unique pour des raisons d'économie ou de simplicité, ce projecteur projetant 4 images primaires 61, 62, 63 et suivantes juxtaposées en damier, chacune des images correspondant à un point de vue différent de la scène, " un répartiteur optique 2 déviant les rayons lumineux de telle sorte que chacune des images soit finalement projetée sur la totalité de la surface de projection décrite ci-après,
" et une surface de projection elle-même composée d'un écran 4 sur lequel sont apposées des plaques de réseau lenticulaire à lentilles sphériques 81, 82 et suivantes, l'ensemble de ces plaques formant le réseau lenticulaire 3.
Chaque image primaire est projetée sur l'un des déviateurs 21, 22 et suivants du répartiteur 2, lequel dévie les rayons lumineux de telle sorte que les 4 images soient projetées sans déformation sur la totalité de la surface du réseau lenticulaire 3.
La disposition des images en damier offre un avantage très important qui est que toutes les images projetées par un même projecteur conservent les mêmes proportions et que leur qualité est donc limitée de la même valeur en largeur et en hauteur lorsqu'elles ont une surface limitée, ce qui est toujours le cas puisque ces images ne peuvent avoir une dimension infinie.
On peut aussi exprimer cette règle d'une façon plus générale en disant qu'une image primaire 61 à projeter par le projecteur doit avoir sensiblement les mêmes proportions que la surface utile de l'ensemble composé par le réseau lenticulaire 3 et l'écran 4.
La meilleure disposition est ainsi obtenue lorsque le damier comporte le même nombre de lignes et de colonnes.
Cette disposition a pour conséquence que les pixels résultant de la projection à travers chacune des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 sont aussi disposés en damier. Les figures 3 à 9 montrent que c'est parfaitement compatible avec l'utilisation de lentilles élémentaires qui sont des systèmes optiques centrés.
En effet, les damiers sont composés de plusieurs lignes de pixels et il suffit de disposer ces damiers, et donc les lentilles, de telle sorte que les lignes de pixels soient reconstituées.
La figure 5 montre un tel damier de pixels obtenus par projection à travers la lentille 31, et on peut constater à la figure 6 que les pixels 311 et 312 obtenus via la lentille 31 se combinent avec ceux numérotés 323 et 324 obtenus via la lentille 32 pour constituer une surface éclairée dite bandelette qui peut être vue par le spectateur à travers la lentille 31 ou à travers la lentille 32, selon sa position.
On peut parvenir à ce résultat par différentes méthodes, l'une d'entre elles étant que les lentilles sont organisées en lignes inclinées par rapport à un axe dit « Axe Horizontal » étant précisé que l'on entend ci- avant et ci-après par Axe Horizontal et par Axe Vertical des axes perpendiculaires entre eux qui sont respectivement : o parallèle au bord inférieur et au bord supérieur de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe
Horizontal o parallèle au bord gauche et au bord droit de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe Vertical. Le meilleur angle est celui dont la tangente est égale à [ H / ( N1/2 X L ) ] c'est à dire la hauteur H d'une image primaire divisée par le produit de la racine carrée du nombre N d'images primaires multipliée par la largeur L d'une image primaire.
La pupille de l'objectif 111 illustré à la figure 2 est un rectangle, au lieu d'être un disque comme pour la plupart des projecteurs du commerce.
Cela a pour effet que les surfaces lumineuses obtenues par projection à travers les lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 sont elles aussi des rectangles. En effet, ces surfaces sont les images de la pupille de l'objectif, chacune des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 se comportant comme l'objectif d'un appareil photographique. Ces surfaces sont de préférence des parallélogrammes accolés, l'homme de l'art calculant aisément la surface et la forme de la pupille en fonction des positions respectives du projecteur et des autres éléments du dispositif. L'avantage est que la luminosité du dispositif est alors pratiquement constante quel que soit l'emplacement du spectateur.
Pour obtenir cette luminosité pratiquement constante, il faut que l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire soit un polygone qui ait un côté commun avec un côté de l'image voisine de la pupille d'un autre objectif réel ou virtuel 112 à travers la même lentille élémentaire du réseau lenticulaire.
Lorsque l'on souhaite, pour des raisons de simplicité ou d'économie, n'utiliser qu'un nombre limité de projecteurs réels, on peut créer des projecteurs virtuels supplémentaires par l'utilisation de miroirs, de prismes ou d'autres dispositifs optiques connus.
Lorsque, pour bénéficier des avantages décrits précédemment, le projecteur 1 projette des images en damier, il peut être souhaitable que le dispositif comprenne 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 111 du projecteur 1 de telle sorte que chacune des images primaires soit projetée sensiblement sur la même surface de l'écran de projection 4.
La figure 10 montre un répartiteur 2 simple à fabriquer, constitué de 4 prismes 21 à 24. Ce répartiteur a l'inconvénient de déformer légèrement chacune des quatre images, ce qui nécessite une correction qui peut consister par exemple à ce que les images primaires aient été préalablement déformées.
L'homme de l'art peut concevoir des répartiteurs ne donnant pas naissance à une telle déformation, en respectant les principes décrits par les figures 11 et 12 dans lesquels le répartiteur optique 2, comprend sur l'une de ses faces autant de dioptres divergents que de déviateurs 21, 22 et suivants et sur l'autre de ses faces un dioptre convergent 105.
Ces répartiteurs optiques 2 fonctionnent aussi bien dans un sens que dans l'autre, et la portion convexe de sphère peut être du côté projecteur 1, les 4 dioptres sphériques concaves étant alors côté écran.
Ces dioptres peuvent avantageusement être remplacés par des lentilles de Fresnel comme illustré à la figure 13. Il y a dans ce cas autant de dioptres de Fresnel divergents que de déviateurs 21, 22 et suivants sur l'une de faces du répartiteur, et un dioptre de Fresnel convergent sur son autre face.
Les dispositifs selon l'invention peuvent être utilisés pour produire des images en relief.
Lorsque ces dispositifs projettent simultanément 4 images primaires, le spectateur peut voir en se déplaçant latéralement par rapport à l'écran o un couple d'images composé des images primaires 61 et 62, o un couple d'images composé des images primaires 62 et 63, o un couple d'images composé des images primaires 63 et 64, o un couple d'images composé des images primaires 64 et 61, Trois de ces couples successifs sont des couples stéréoscopiques, mais le quatrième est alors 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 spectateur. Pour citer un exemple, un visage est ainsi vu avec un nez qui est un creux au lieu d'être une bosse. 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 total du fichier numérique définissant les images projetées, soit une diminution de la résolution des images perçues.
Une option particulièrement intéressante consiste à ajouter une image primaire floue, moins lumineuse ou 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 floue, moins lumineuse ou noire, et de tels couples ne sont pas perçus comme des couples stéréoscopiques inversés.
Contrairement à ce que l'on peut penser, le spectateur peut en déduire une perception du relief très puissante, cette perception du relief étant dans ce cas liée à l'analyse de la scène par le cerveau du spectateur, afin d'en déduire par raisonnement la distance entre lui et les objets composant cette scène.
Pour apprécier les distances entre lui et les éléments d'une scène qu'il voit, c'est-à-dire le relief, le spectateur dispose de plusieurs moyens : o la convergence des deux yeux qui est semble être pour de nombreux êtres humains utilisée par priorité et qui a été étudié scientifiquement par Wheatstone en 1838 - c'est le moyen utilisé pour la stéréoscopie - o l'interprétation du contenu de l'image et de son mouvement qui a été décrite par Helmholtz en 1866 o et dans une moindre mesure, l'accommodation des yeux.
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'image vue par l'un des deux yeux est inexistante, floue, moins lumineuse ou noire, le cerveau utilise alors par priorité le moyen suivant, c'est à dire l'interprétation du contenu de l'image et de son mouvement. Cette méthode est souvent exposée sous la dénomination d'« effet Pullfritch ».
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.
D'une façon générale ce résultat peut être obtenu à condition que le réseau lenticulaire 3 ait des caractéristiques dimensionnelles telles qu'il corresponde à la présentation de N+l images, N étant le nombre d'images primaires. Il est à noter que N peut tout à fait être égal à 1, et que le réseau prévu pour présenter 2 images doit dans ce cas n'envoyer une image de la scène qu'à un seul œil du spectateur.
La Figure 16 montre une variante adaptée à la réalisation de rétroprojecteurs
Le dispositif comporte comme précédemment un projecteur 1 avec un objectif 111, 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. Ce dépoli peut être constitué par tout type de surface translucide sur laquelle une image peut se former. Une simple feuille de papier blanc mince, ou de papier calque, peut faire l'affaire, mais il est plus avantageux d'utiliser les nouvelles technologies connues dans le domaine de la fabrication d'écrans de rétro-projection, et en particulier celles consistant à noyer des micro-billes dans la face de l'écran 4 la plus éloignée du projecteur.
Ce second réseau peut être collé au dos du premier, la colle devant dans ce cas avoir un indice de réfraction différent de celui de la matière du réseau dont la face plane a été dépolie. Le dépoli est avantageusement le plus fin possible, par exemple avec des petits creux ou bosses d'une dimension de l'ordre de 10 microns.
Le second réseau lenticulaire 5 comporte idéalement autant de lentilles que le premier réseau lenticulaire 3, et ces lentilles sont de préférence sensiblement symétriques de celles du premier réseau lenticulaires 3 par rapport au plan de l'écran 4.
Le second réseau lenticulaire 5 n'est pas toujours parfaitement un symétrique du premier réseau lenticulaire 3 par rapport au plan de l'écran 4, parce qu'une légère diminution ou d'une légère augmentation de son pas 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.
Le pas du second réseau lenticulaire 5 peut être facilement calculé par l'homme de l'art en prenant en compte :
S le pas du premier réseau lenticulaire 3 v^ le rapport qui existe entre la distance de l'écran à la zone prévue pour le spectateur d'une part, et la distance de l'écran à l'objectif du projecteur au premier réseau lenticulaire 3, v^ et le rapport qui existe entre les longueurs focales des lentilles premier réseau lenticulaire 3 et de celles du second réseau lenticulaire 5, La question de la surface de la pupille de l'objectif 111 d'un projecteur 1 est particulièrement sensible. Chaque pixel apparaissant sur l'écran 4 étant en fait l'image de la pupille d'un objectif 111, si N est le nombre de projecteurs réels ou virtuels, c'est-à-dire le nombre d'images primaires différentes produites par le dispositif, la surface de la pupille d'une lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 doit être N fois plus grande que celle d'un de ces pixels, augmentée pour tenir compte de la différence de parallaxe du rapport entre d'une part la somme de la distance du projecteur au plan contenant les centres optiques des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 et de la distance de ce plan à celui de l'écran 4, et d'autre part la distance du projecteur au plan focal des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3.
Cette règle doit être prise en compte si l'on souhaite que l'ensemble de la surface de l'écran soit recouverte de pixels dont les bords soient nets, ce qui est un facteur de qualité du dispositif. D'une façon générale, il est souhaitable de disposer autant de lentilles élémentaires 31 que nécessaire pour que les images des projecteurs, donc les pixels de l'image entrelacée, recouvrent toute la surface de l'écran 4 sans recouvrement.
Plusieurs facteurs peuvent gêner l'application de cette règle qui est favorable à la qualité du dispositif. 1. la surface des pupilles des objectifs des projecteurs n'est pas toujours modifiable à la demande, par exemple lorsque l'on utilise des projecteurs vidéo du commerce.
2. la distance entre l'écran et les projecteurs peut, pour des raisons diverses, ne pas correspondre à celle prévue lors de l'étude du dispositif,
3. il peut être souhaitable que le changement d'image lors du déplacement horizontal du spectateur face à l'écran soit accéléré ou diminué, - par exemple accéléré pour que le spectateur voit simultanément avec ses deux yeux des images séparées par un plus grand nombre d'images primaires,
- par exemple diminué pour que l'image change pour un déplacement correspondant à la distance entre les deux yeux d'un spectateur, afin d'élargir le déplacement possible du spectateur face à l'écran, alors que la pupille de l'objectif serait inférieure à cette distance entre les deux yeux.
Plusieurs méthodes peuvent être mises en œuvre pour résoudre ces problèmes dont en particulier les suivantes : 1. Une première méthode consiste à modifier la surface apparente de la pupille de l'objectif du projecteur 1 a. soit à l'augmenter en disposant entre le projecteur à l'écran un ou plusieurs couples constitués d'une lentille divergente 102 côté projecteur et d'une lentille convergente 103 côté écran comme cela est illustré par la figure 14, b. soit à la diminuer en disposant dans l'ordre du projecteur à l'écran un ou plusieurs couples constitués d'une lentille convergente côté projecteur et une lentille divergente côté écran, comme cela est illustré par les figures 17 à 19 et par la figure 23.
2. Une seconde méthode, non représentée, consiste à disposer devant l'objectif du projecteur 1 émettant une quantité de lumière q : a. un miroir laissant passer 1/n de la lumière q vers l'écran et réfléchissant le reste vers un second miroir b. ledit second miroir réfléchissant à son tour 1/n de la lumière q vers l'écran et laissant passer le reste vers un troisième miroir, c. ledit troisième miroir réfléchissant à son tour 1/n de la lumière q vers l'écran et laissant passer le reste vers un quatrième miroir, d. et ainsi de suite jusqu'au miroir d'ordre n, cette seconde méthode créant autant de projecteurs virtuels que nécessaire, aux emplacements que l'homme de l'art sait calculer pour que les pixels correspondants soient juxtaposés sur l'écran 4. Cette méthode, ainsi que la précédente, s'applique aussi bien projecteur par projecteur comme illustré par la figure 12, qu'en ajoutant une série de lentilles ou de miroirs, selon le cas, à un ensemble de projecteurs réels ou virtuels comme illustré par la figure 14, et 17 à 19, . 3. Une troisième méthode, non représentée, consiste à utiliser comme objectifs des projecteurs des objectifs à focale variable,
4. Une quatrième méthode, non représentée, consiste à utiliser des réseaux lenticulaires à focale variable, par exemple composés de deux réseaux lenticulaires superposés dont les positions par rapport à l'écran soient réglables par l'utilisateur.
5. une cinquième méthode est particulièrement indiquée pour la télévision en relief, et d'une façon générale lorsque l'on souhaite limiter le nombre de projecteurs. Elle consiste à utiliser un écran muni d'un moyen de diffusion latérale de la lumière.
Un premier mode de mise en œuvre de cette méthode consiste à utiliser un écran dont la surface diffuse la lumière latéralement, de telle sorte qu'un rayon lumineux se propage sur une courte distance le long cette surface, et que la zone qui devienne lumineuse ait non pas la surface de l'image de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, mais une surface sensiblement plus grande.
Un second mode de mise en œuvre consiste à ce que l'écran comporte des alvéoles concaves d'une dimension sensiblement plus large que la largeur selon l'axe horizontal de l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, de telle sorte que cette image se reflète sur les parois de ladite alvéole pour que cette dernière prenne sur toute sa largeur la couleur de ladite image.
Un troisième mode de mise en œuvre, non représenté, consiste à ce que l'écran comporte les deux sous-éléments suivants :
1. une surface dépolie ou diffusante,
2. et une surface réfléchissante située du côté de la surface dépolie opposée au projecteur, de telle sorte que les rayons lumineux issus d'un projecteur et focalisés par une lentille élémentaire sur la surface dépolie ou diffusante sont déviés par la surface dépolie ou diffusante, et ensuite réfléchis sur la surface dépolie. Les trois premières variantes de mise en œuvre exposées ci-dessus de ladite cinquième méthode ont l'inconvénient de diminuer simultanément la résolution apparente de l'image perçue dans le sens vertical, ce qui peut être évité par d'autres mode de mise en œuvre de ladite cinquième méthode ci-après exposés. Un quatrième mode de mise en œuvre, représenté à la figure 20, consiste à ce que la surface de l'écran 4 comporte des rainures verticales concaves ayant la hauteur de l'écran et une largeur sensiblement plus grande que la largeur selon l'axe horizontal de l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, de telle sorte que cette image se reflète sur les parois de la rainure pour que la rainure prenne sur toute sa largeur la couleur de ladite image.
La largeur de la rainure est idéalement égale à la largeur de l'image de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, multipliée par le rapport qui existe entre la distance moyenne entre deux yeux d'êtres humains, soit environ 6cm, et la largeur de la pupille de l'objectif 111 du projecteur 1. Lorsque, comme illustré à la figure 2, le réseau lenticulaire est composé de plusieurs plaques élémentaires juxtaposées 81, 82 et suivantes, il n'est pas forcément souhaitable que lesdites rainures verticales soient moulées au dos desdites plaques, parce que si l'on souhaite avoir par exemple un pas entre les rainures proche égal au tiers du pas entre les colonnes verticales de lentilles élémentaires du réseau lenticulaire, comme c'est souhaitable pour obtenir 9 vues différentes, le pas des rainures n'est pas exactement égal au tiers du pas entre les colonnes de lentilles élémentaires, mais légèrement supérieur pour tenir compte de la différence de parallaxe.
Il est donc souhaitable d'utiliser deux ensembles différents, d'une part l'ensemble des plaques de réseau lenticulaire, et d'autre part l'ensemble des plaques d'écran striées verticalement, que l'on peut alors assembler sur deux plans parallèles.
Une façon simple de fabriquer un tel écran strié est d'utiliser un réseau lenticulaire à lentilles cylindriques verticales, les lentilles étant disposées sur la face de l'écran opposée au projecteur et peintes en blanc.
Un cinquième et dernier mode de mise en œuvre de ladite cinquième méthode, non représenté, est très similaire au précédent, mais avec des rainures qui sont beaucoup plus fines. Ces rainures sont situées sur l'une des faces d'une plaque transparente située entre l'écran 4 et le réseau lenticulaire 3. Chacune de ces très fines rainures dévie sensiblement les rayons lumineux en provenance du projecteur 1, de telle sorte qu'ils forment sur l'écran 4 une zone éclairée sensiblement élargie. Au retour après réflexion sur l'écran 4, ces rayons lumineux sont une nouvelle fois déviés et sont perçus par le spectateur à travers la lentille élémentaire du réseau lenticulaire 3 pendant un déplacement plus important selon l'axe dit Axe Horizontal. ,
Ladite cinquième méthode se décrit donc d'une façon générale en considérant que surface de l'écran 4 doit comporter des moyens de diffusion de la lumière dans le plan de l'écran 4, de telle sorte que la zone de l'écran 4 prenant l'intensité et la couleur de l'image de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 à travers une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, ait une surface sensiblement plus grande que celle de ladite image. Les cinq méthodes qui viennent d'être exposées peuvent être combinées les unes avec les autres.
La combinaison de la disposition des lentilles objet du brevet WO 98/20392 (GUIGAN) avec la méthode dite par projection comporte une difficulté particulière qui tient à la nécessité d'augmenter considérablement le nombre de lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3.
En effet, lorsque de tels réseaux lenticulaires sont utilisés dans le cadre de la méthode dite « par calcul », les pixels de l'image entrelacée sont répétés plusieurs fois pour couvrir toute la surface de l'image entrelacée.
Avec la méthode dite « par projection », il faudrait en théorie disposer d'un nombre de projecteurs égal au rapport qui existe entre la surface de la pupille d'une lentille élémentaire du réseau, et l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif 111 d'un projecteur 1. Dans le cas contraire, certaines parties de la surface de l'écran 4 ne recevraient pas de rayons lumineux en provenance des projecteurs, et il y aurait donc des zones où le spectateur ne verrait aucune image.
Pour que ces zones non éclairées n'existent pas, il faut que le nombre de lentilles élémentaires soit sensiblement égal à la surface utile du réseau lenticulaire multipliée par le rapport entre
S d'une part le produit
• de la distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3 " par la surface de l'écran 4
S d' autre part le produit " de la surface de la pupille d'un objectif
" par le nombre d'objectifs réels ou virtuels β par la longueur focale des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire étant précisé que l'on entend ci-avant :
•/ par « surface utile du réseau lenticulaire » la surface du réseau lenticulaire effectivement éclairée par les projecteurs
S par « distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3 » la distance entre le centre optique de l'objectif 111 du projecteur et le plan du réseau lenticulaire,
•S par « surface de l'écran » la surface de l'écran 4 effectivement éclairée par les projecteurs à travers les lentilles élémentaires du réseau lenticulaire
•S par « surface de la pupille d'un objectif » la surface de cette pupille vue depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2
S et par « nombre d'objectifs réels ou virtuels » le nombre d'objectifs réels ou virtuels effectivement vus depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2 Le respect de cette règle conduit par exemple à mettre en œuvre l'une au moins des deux solutions suivantes :
1. démultiplier le nombre de lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3, de telle façon que chaque ligne de lentilles élémentaires parallèle à l'axe 301 incliné par rapport à l'axe horizontal comporte une lentille pour chaque distance verticale égale à la hauteur d'une image sur l'écran 4 d'un objectif 111 d'un projecteur 1,
2. munir le dispositif selon l'invention d'un moyen d'agrandissement de l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif 111 d'un projecteur 1. Lorsqu'un tel moyen existe, il est en effet possible de diminuer le nombre de lentilles.
L'un des nombreux moyens possibles pour obtenir cet agrandissement consiste à disposer entre l'écran 4 et le réseau lenticulaire 3 une plaque transparente dont l'une des faces comporte des rainures par exemple parallèles à l'axe dit Axe Horizontal. Chacune de ces très fines rainures dévie sensiblement les rayons lumineux en provenance du projecteur 1, de telle sorte qu'ils forment sur l'écran 4 une zone éclairée sensiblement agrandie dans le sens vertical. Au retour après réflexion sur l'écran 4, ces rayons lumineux sont une nouvelle fois déviés et sont perçus par le spectateur à travers la lentille élémentaire du réseau lenticulaire 3 pendant un déplacement plus important selon l'axe dit Axe Vertical.
La Figure 15 montre solution à 16 images primaires fonctionnant avec deux séries de miroirs : les miroirs 210 à 240 réfléchissent les rayons lumineux issus de l'objectif 111 du projecteur respectivement vers les ensembles de miroirs 2101 à 2104, 2201 à 2204, 2301 à 2304, et 2401 à 2404. Pour des raisons d'encombrement ainsi que pour pouvoir limiter la distance entre les miroirs voisins des ensembles de miroirs 2101 à 2104, 2201 à 2204, 2301 à 2304, et 2401 à 2404, les miroirs 210 à 240 peuvent avantageusement être concaves (non représenté) , et les autres peuvent être convexes.
Il est à noter que la figure 15 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. Un autre dispositif de prises de vues consiste à juxtaposer des caméras du commerce sur un élément de fixation commun comme cela pourrait être illustré par la figure 1 si les projecteurs la, Ib et suivants étaient remplacés par des caméras. Les dispositifs représentés aux figures 1 à 15 permettent d'afficher de 4 à 16 points de vue selon le cas, mais il est intéressant de projeter simultanément un nombre de vues beaucoup plus important, par exemple lorsqu'il s'agit de vues fixes.
La Figure 17 montre un composant de projecteur permettant une mise en œuvre particulièrement économique et efficace de l'invention.
La source lumineuse 12 est ici un simple tube fluorescent ou à incandescence qui éclaire par l'arrière un ensemble 6 de 8 images primaires auxquelles correspondent respectivement 8 lentilles convexes notées 111, 112 et suivantes, lesquelles peuvent être moulées en une seule pièce.
Ce dispositif est équivalent à 8 projecteurs juxtaposés.
La déperdition lumineuse est particulièrement faible lorsque la totalité de la surface frontale du dispositif est constitué de lentilles, et quand les rayons issus de la source lumineuse peuvent facilement être réfléchis vers le plan des lentilles.
Le fait de superposer plusieurs projecteurs comprenant chacun plusieurs objectifs comme cela est montré à la figure 19 a aussi pour avantage de permettre une augmentation de la luminosité et donc d'éclairer de très grands écrans tout en utilisant des sources lumineuses peu aveuglantes et peu onéreuses comme par exemple des tubes fluorescents.
Une solution particulièrement intéressante, non représentée, consiste à ce que le système de projection comporte une imprimante imprimant à la demande les images primaires, sur commande externe, par exemple via un réseau comme Internet. Une telle imprimante stocke avantageusement son support d'impression vierge sur un rouleau, tandis qu'un rouleau supplémentaire ou un autre type de réceptacle permet de conserver les images imprimées non utilisées.
Dans le même ordre d'idée, il est particulièrement facile de concevoir un dispositif selon l'invention dont les images primaires soient stockées sur des glissières ou des rouleaux, afin de diffuser séquentiellement des séries d' images primaires.
Lorsqu'un projecteur comporte plusieurs objectifs 111, 112 et suivants qui sont fixes, la distance horizontale entre les images primaires 61, 62 et suivantes conditionne la distance de l'écran à laquelle l'image est perçue par le spectateur.
Il peut être intéressant, pour modifier la distance de l'écran à laquelle l'image est perçue par le spectateur, que l'espacement des images primaires 61, 62 et suivantes entre elles puisse être modifié à la demande. Une façon simple de modifier cette distance, illustrée par la figure 24, peut par exemple consister à coller les supports rigides des images primaires 61, 62 et suivantes sur une bande élastique 200. En tendant cette bande élastique horizontalement, les images primaires s'écartent, et il en résulte un rapprochement des images 3D vues par le spectateur. A l'inverse, on peut aussi avoir des images primaires fixes, et faire varier la distance entre les objectifs 111, 112 et suivants.
D'une façon générale, il suffit que le dispositif comporte un moyen permettant de modifier l'une au moins de ses caractéristiques géométriques pour modifier la distance de l'écran 4 à laquelle la scène est perçue par le spectateur. Faire varier ces caractéristiques géométriques peut avoir un intérêt simplement pour optimiser l'image perçue, mais il existe une application particulièrement intéressante qui est un accessoire utile à la conduite des automobiles. Cet accessoire est décrit à la figure 25. La source lumineuse 12 éclaire par rétro-éclairage, en passant par un concentrateur optique non représenté, l'ensemble 6 des images primaires 61, 62 et suivantes qui sont par exemple constituées ensemble par un écran à cristaux liquides. L'ensemble 11 des objectifs 111, 112 et suivants est constitué par une plaque transparente unique 11 comme décrit à la figure 17. A travers ces objectifs 111, 112 et suivants et un premier réseau lenticulaire 3, une image entrelacée est formée sur l'écran 4 qui est un dépoli. Le spectateur voit l'image virtuelle correspondante se réfléchir sur le pare-brise de l'automobile à travers le second réseau lenticulaire 5. Lorsque les images primaires 61, 62 et suivantes de l'ensemble 6 sont situées en vis-à-vis des objectifs 111, 112 et suivants correspondants de l'ensemble 11, l'image vue par le spectateur est à l'infini. Ces images primaires peuvent être éloignées sur la commande de l'ordinateur de bord en fonction de la vitesse du véhicule, de telle sorte que l'image perçue par le spectateur se rapproche de lui lorsque la vitesse du véhicule diminue.
En paramétrant convenablement le dispositif, ce que l'homme de l'art sait faire, il est possible que la distance à laquelle l'image apparaît au spectateur soit égale à la distance de sécurité qu'il doit maintenir entre lui et l'automobile qui le précède.
L'homme de l'art pourra aussi très facilement ajouter un moyen mécanique, optique ou électronique tel que la hauteur de l'image perçue soit modifiée simultanément afin de donner en toutes circonstances l'impression que l'image est posée sur la chaussée. La question de la luminosité est particulièrement importante, surtout lorsque l'on souhaite économiser l'énergie ou utiliser le dispositif selon l'invention en plein jour.
Pour cela, il est souhaitable que les rayons lumineux issus du projecteur et parvenant à l'écran 4 soient réfléchis dans la meilleure direction possible.
Un moyen efficace pour y parvenir consiste à utiliser un écran 4 ayant des caractéristiques de rétro-réflexion similaires à celles utilisées par exemple pour les panneaux de signalisation routière.
Ainsi la plus grande partie de la lumière provenant du projecteur sera réfléchie par l'écran 4 en direction des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 permettant aux spectateurs de la recevoir.
La règle est ainsi que l'écran 4 est de préférence rétro-réfléchissant, étant précisé que l'on entent ci-avant par rétro-réfléchissant la propriété de l'écran à réfléchir plus des trois quarts de l'énergie lumineuse reçue dans une direction qui est à 10 degrés près celle de la source lumineuse.
Pour simplifier l'exposé et les illustrations, les réseaux lenticulaires ont été décrits comme ayant une face lenticulaire et 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. Les lentilles du réseau lenticulaire peuvent en particulier être distantes de l'écran 4.
Il est à noter que les positions respectives de l'ensemble formé par l'objectif 111 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 images primaires soient projetées à peu près sur la même 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 œuvre très facilement sans avoir à respecter des tolérances étroites dans le positionnement des éléments qui le composent.
C'est pour cette raison que rien ne s'oppose à ce que réseau lenticulaire soit composé de plusieurs plaques élémentaires juxtaposées 81, 82 et suivantes comme exposé précédemment et illustré à la figure 2.
La juxtaposition de ces plaques ne requiert pas non plus une grande précision, et il est possible de créer un écran en collant de telles plaques élémentaires 81, 82 et suivantes sur une surface (plane ou non) , comme on collerait un carrelage sur un mur.
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.
Comme cela a été exposé plus haut, il est nécessaire d'avoir des réseaux très épais lorsque l'on souhaite diffuser un très grand nombre d'images, par exemple pour donner au spectateur une très forte sensation de relief. Une méthode économique pour réaliser industriellement de tels réseaux est de juxtaposer ces petits éléments 81, 82 et suivants de réseau lenticulaire sur une face transparente, et de disposer derrière cet ensemble un écran de projection 4 à une distance correspondant à la longueur focale des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3.
Le dispositif selon l'invention peut être mis en œuvre de très nombreuses façons différentes que l'homme de l'art pourra concevoir facilement.
De tels dispositifs peuvent fonctionner aussi bien en rétro-projection qu'en projection directe. Ils peuvent être juxtaposés verticalement et latéralement sans limitation, ce qui permet d'afficher un très grand nombre d'images primaires successives.
Dans les descriptions ci-avant des différentes variantes des dispositifs selon l'invention, l'on a indiqué que les différentes images primaires étaient projetées sur des surfaces identiques ou voisines de l'écran de projection.
En fait, il y a deux façons de faire :
1. ou bien toutes les images primaires sont projetées sur la même surface de l'écran,
2. ou bien chaque projection d'image primaire est décalée par rapport à la précédente dans une direction donnée, par exemple horizontalement.
La première solution est plus adaptée à la représentation de scènes en relief lorsque le nombre d'images primaires est limité.
La seconde a un grand intérêt lorsque le nombre d'images primaires est très grand, parce que dans ce cas le nombre d'images peut même devenir illimité.
La Figure 23 montre une disposition particulièrement bon marché d'un projecteur selon l'invention. La carrosserie n'est pas représentée.
Cette mise en œuvre a aussi l'avantage de procurer un très bon rendement lumineux.
Ce projecteur se compose d'une source lumineuse comme des tubes fluorescents notés 12a, 12b et suivants, une image à projeter 6 qui est glissée entre deux feuilles rigides transparentes, et deux plaques de lentilles. ^
La première plaque rassemble les objectifs 111, 112 et suivants qui sont des lentilles convergentes rectangulaires, et une seconde plaque rassemble les objectifs 211, 212 et suivants qui sont des lentilles divergentes rectangulaires. Un tel projecteur selon l'invention peut être utilisé aussi bien en projection directe qu'en rétro-projection.
Dans le cas de réseaux lenticulaires 3 à focale très longue et à lentilles très rapprochées, il peut subsister une réflexion parasite du projecteur 1 sur le réseau lenticulaire 3. Il est possible dans ce cas d'augmenter la courbure des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 du côté du projecteur 1, afin que toutes les lentilles reflètent une très faible partie des rayons émis par le projecteur.
Il faut cependant, pour ne pas diminuer la longueur focale desdites lentilles élémentaires, corriger cette augmentation de courbure en complétant chacune de ces lentilles par une lentille divergente située entre la lentille convergente et l'écran.
Ceci peut être obtenu par exemple lorsque l'autre face de chacune des lentilles est concave) . Le réseau lenticulaire 3 peut aussi être constitué de deux réseaux lenticulaires superposés, l'un comportant les lentilles convergentes, et l'autre comportant les lentilles divergentes. Il est dans ce dernier cas possible de munir le dispositif d'un moyen mécanique permettant de faire varier la distance entre ces deux réseaux lenticulaires pour faire varier la longueur focale desdites lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3, ce qui a été décrit comme un avantage plus haut
Egalement dans le but de supprimer des reflets parasites, il est possible de disposer devant le réseau lenticulaire 3, côté projecteur 1, une multitude de petits prismes juxtaposés de telle sorte que tous les rayons lumineux soient déviés, par exemple vers le haut ou vers le bas. Le reflet du projecteur est alors dévié en sens inverse et ne revient plus vers le spectateur.
Un tel dispositif est illustré aux figures 21 et 22 dans lequel le réseau lenticulaire est disposé avec ses lentilles élémentaires 31 32 et suivantes du côté opposé au projecteur 1. Ce réseau comporte sur sa face opposée aux lentilles, côté projecteur, une série de prismes parallèles qui sont ici horizontaux, mais qui pourraient être orientés dans n'importe quelle autre direction. Ces prismes dévient peu un rayon lumineux Rp reçu du projecteur 1, dans une direction Rd, mais dévient beaucoup plus le reflet du projecteur qui est dans le cas représenté aux figures 21 et 22 dirigé selon la direction Rr vers le sol.
Une autre façon de supprimer des reflets parasites qui subsisteraient consiste à orienter le réseau lenticulaire par rapport au projecteur de telle sorte que les reflets soient dirigés vers une zone où ne se trouve aucun spectateur, où à utiliser un réseau lenticulaire de forme concave renvoyant tous les reflets dans une direction où ne se trouve aucun spectateur.
Dans la présente description et dans les revendications qui suivent, l'expression « réseau lenticulaire » est utilisée pour décrire des ensembles de lentilles de différents types. Il va de soi que cette expression doit être comprise au sens large, et que les réseaux lenticulaires à systèmes optiques centrés, à lentilles cylindriques doubles ou annulaires peuvent être remplacés par des plaques opaques comportant des trous ou zones transparentes circulaires, ou de formes fantaisistes en lieu et place des systèmes optiques décrits. Pour simplifier les descriptions, on a volontairement omis de décrire la présence de concentrateurs de lumière entre la source lumineuse et les images primaires. L'homme de l'art sait calculer les caractéristiques de tels concentrateurs qui sont souvent de simples lentilles convexes et peuvent avantageusement être constitués de lentilles de Fresnel.
Toujours dans un objectif de simplification et de clarification de l'exposé, le réseau lenticulaire 3 et l'écran 4 ont été présentés comme plans. Ils peuvent parfaitement être convexes ou concaves, ou de formes fantaisistes, l'homme de l'art sachant très bien adapter les caractéristiques des projecteurs en conséquence. Les écrans concaves sont particulièrement bien adaptés à la projection d'images publicitaires dans des souterrains dont les murs sont concaves (métro, train, etc.) . Les principales applications de la présente invention sont :
— l'affichage publicitaire, les enseignes publicitaires, la promotion sur le lieu de vente, la composition de vitrines virtuelles ;
— toutes les applications de la télévision, de la vidéo et du cinéma, 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, la conception de produits et l'architecture, la visualisation scientifique,
— l'imagerie médicale (radiographies 3D, RMN, scanner, échographie, endoscopie, microchirurgie, etc.), — les systèmes d'aide au pilotage d'engins et les simulateurs de pilotage,
— les films personnels,
— les luminaires, les œuvres d'art, les objets de décoration et les gadgets, - La planification des missions, la reconnaissance, l'évaluation des dommages, l'analyses du terrain, la cartographie, la géographie, la recherche sismique,
— l'éducation,
— la téléconférence, — Les dispositifs permettant aux conducteurs d'automobiles d'apprécier la distance qu'ils doivent conserver entre leur véhicule et celui qui le précède, en fonction de leur vitesse.

Claims

Revendications
1. Système de projection comprenant : o plusieurs dispositifs de projection d'images réels ou virtuels dits « projecteurs » 1, la, Ib et suivants comportant chacun : " au moins une image à projeter 61 dite « image primaire »
" et au moins une lentille convergente ou un système optique équivalent dit « objectif » 111, o un écran de projection dit « écran » 4 ; o un dispositif dit « réseau lenticulaire » 3 situé entre l'objectif 111 du projecteur 1 et ledit écran 4, ledit réseau lenticulaire comportant une pluralité de dispositifs optiques dits « dispositifs élémentaires » juxtaposés, lesdits dispositifs élémentaires comprenant chacun une lentille élémentaire convergente ou un système optique équivalent dit « lentille élémentaire » 31, ladite lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 étant un système optique centré ou assimilé, étant précisé que l'on entend par système optique centré ou assimilé : o aussi bien un système optique possédant un axe de symétrie de révolution sensiblement perpendiculaire au plan focal de ladite lentille élémentaire, o qu'un système optique ayant des caractéristiques optiques proches, c'est-à-dire lui permettant de focaliser à la distance focale des rayons lumineux parallèles : " soit sur un petit disque,
" soit sur un petit rectangle accolé par ses petits côtés à deux demi-disques d'un diamètre égal audit petit côté du rectangle
• soit sur un petit parallélogramme, " soit sur une petite surface de forme quelconque, le mot petit signifiant ici que la surface considérée est égale à une fraction de la surface de la pupille de la lentille élémentaire considérée. caractérisé par le fait que la surface de l'ensemble des pixels projetés sur l'écran 4 par l'ensemble des projecteurs réels ou virtuels 111, 112 et suivants à travers une même lentille élémentaire 31 du réseau lenticulaire 3 a une plus grande dimension supérieure à la plus grande dimension de la pupille de la lentille élémentaire 31 considérée.
2. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le nombre de lentilles élémentaires est sensiblement égal à la surface utile du réseau lenticulaire multipliée par le rapport entre :
• d'une part le produit " de la distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3
" par la surface de l'écran 4
" d'autre part le produit
• de la surface de la pupille d'un objectif " par le nombre d'objectifs réels ou virtuels " par la longueur focale des lentilles élémentaires du réseau lenticulaire étant précisé que l'on entend ci-avant :
" par « surface utile du réseau lenticulaire » la surface du réseau lenticulaire effectivement éclairée par les projecteurs " par « distance du projecteur 1 au réseau lenticulaire 3 » la distance entre le centre optique de l'objectif 111 du projecteur et le plan du réseau lenticulaire,
« par « surface de l'écran » la surface de l'écran 4 effectivement éclairée par les projecteurs à travers les lentilles élémentaires du réseau lenticulaire
" par « surface de la pupille d'un objectif » la surface de cette pupille vue depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2
" et par « nombre d'objectifs réels ou virtuels » le nombre d'objectifs réels ou virtuels effectivement vus depuis le plan du réseau lenticulaire à travers tous les éléments optiques intermédiaires tels que par exemple un répartiteur 2 ;
3. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une image primaire 61 à projeter par l'objectif 111 d'un projecteur 1 a sensiblement les mêmes proportions que la surface utile de l'ensemble composé par le réseau lenticulaire 3 et l'écran 4.
4. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les N images primaires 61, 62, 63 et suivantes sont juxtaposées en un damier ;
5. Système de projection selon la revendication 4 caractérisé par le fait que ledit damier comporte le même nombre de lignes et de colonnes ;
6. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les lentilles sont organisées en lignes inclinées par rapport à un axe dit « Axe Horizontal », étant précisé que l'on entend ci-avant et ci-après par Axe Horizontal et par Axe Vertical des axes perpendiculaires entre eux qui sont respectivement : o parallèle au bord inférieur et au bord supérieur de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe Horizontal o parallèle au bord gauche et au bord droit de l'image entrelacée 6 rectangulaire, ou d'une découpe de cette image selon le mode portrait ou selon le mode paysage, pour l'axe dit Axe Vertical.
7. Système de projection selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l'angle d'inclinaison desdites lignes de lentilles par rapport à un axe dit « Axe Horizontal » a une tangente égale à [ H / ( N1/2 X L ) ] c'est à dire la hauteur H d'une image primaire divisée par le produit de la racine carrée du nombre N d'images primaires multipliée par la largeur L d'une image primaire.
8. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'image sur l'écran 4 de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 produite par une lentille élémentaire du réseau lenticulaire est un polygone qui a un côté commun avec un côté de l'image voisine de la pupille d'un autre objectif réel ou virtuel
112 produite par la même lentille élémentaire du réseau lenticulaire.
9. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que 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 111 du projecteur 1 de telle sorte que chacune des images primaires soit projetée sensiblement sur la même surface de l'écran de projection 4.
10. Système de projection selon la revendication 9 caractérisé par le fait que ledit répartiteur optique 2, comprend sur l'une de ses faces autant de dioptres divergents que de déviateurs 21, 22 et suivants et sur l'autre de ses faces un dioptre convergent 105.
11. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le réseau lenticulaire 3 a des caractéristiques dimensionnelles telles qu'il correspond à la présentation de N+l images, N étant le nombre d'images primaires.
12. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un second réseau lenticulaire 5 situé du côté opposé au premier par rapport à l'écran 4, et que l'écran 4 est un dépoli.
13. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte une imprimante imprimant à la demande les images primaires.
14. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif comporte un moyen permettant de modifier l'une au moins de ses caractéristiques géométriques.
15. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'écran 4 est rétro-réfléchissant, étant précisé que l'on entent ci-avant par rétro-réfléchissant la propriété qu'a l'écran de réfléchir plus des trois quarts de l'énergie lumineuse reçue d'une source lumineuse dans une direction qui est à 10 degrés près celle de la source lumineuse considérée.
16. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la surface de l'écran 4 comporte des moyens de diffusion de la lumière dans le plan de l'écran 4, de telle sorte que la zone de l'écran 4 prenant l'intensité et la couleur de l'image de la pupille d'un objectif réel ou virtuel 111 produite par une lentille élémentaire du réseau lenticulaire, ait une surface sensiblement plus grande que celle de ladite image.
17. Système de projection selon la revendication 16 caractérisé par le fait que l'écran 4 est constitué des deux éléments suivants : o une surface dépolie ou diffusante, o et une surface réfléchissante située du côté de la surface dépolie opposée au projecteur.
18. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'écran 4 est constitué de plaques indépendantes.
19. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdites lentilles élémentaires du réseau lenticulaire 3 sont constituées par une lentille convergente et une lentille divergente associées.
20. Système de projection selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte devant le réseau lenticulaire 3, côté projecteur 1, une multitude de petits prismes juxtaposés de telle sorte que tous les rayons lumineux soient déviés.
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