Brevet FR2150212A1 — publié le 19730406

La présente invention concerne les systèmes de transmission à distance d'images stéréoscopiques. Le problème de la transmission par télévision d'une image stéréoscopique apparat comme un problème théoriquement aisé, par suite de la grande facilité d'accommodation de ltoeil. En fait, la réalisation pratique de tels systèmes est moins simple que les apparences ne pourraient le laisser espérer. En effet, dans la plupart des solutions connues, le spectateur doit, pour éprouver la sensation du relief, porter des lunettes spéciales, ce qui coa8titue un inconvénient certain. Pour éviter cette gent, d'autres systèmes ont été -réalisés dans lesquels les lunettes individuelles sont replacées par un dispositif collectif qui, le plus souvent est solidaire de l'écran.Dans un exemple classique de ce type de réalisation, à l'émission, deux objectifs de prise de vue écartés, projettent sur la photocathode du tube analyseur des images distinctes d'un même objet vu à partir de deux points différents. Un réseau est alors intercalé dans le trajet optique de façon que la moitié de l'image provenant -du premier objectif soit occultée par le réseau et apparaisse découpée entranches verticales. Il est possible de concevoir xi système optique pour que limage projetée par le deuxième objectif vienne 'intercå'ër entre les tranches de la première image. À la -réteption, une image mnposéede tranches juxtaposées et entrelacées apparaît sur l'écran récepteur ; elle renferme les deux images stéréoscopiques provenant du même Objet. Si un réseau semblable à celui qui est utilisé à l'émission est disposé devant l'écran du récepteur et si les positions respectives de ce dernier, du réseau et des yeux du spectateur sont correctes, l'observateur voit la paire d'images stéréoscopiques exactement de la même façon qu'il l'aurait perçue si ses yeux s'étaient trouvés dans la même position que les deux objectifs de prise de vue. Pou que de tels systèmes fonctionnent correctement, il est indispensable que 11 image reconstruite sur l'écran du récepteur cotn- cide, tranche par tranche, avec les éléments du réseau mis en place sur la face de l'écran pour sélectionner les deux constituants entre lacés formant la paire stéréoscopique. la présente invention se rapporte donc à un système de télévision en relief équipé d'un récepteur de télévision muni d'un système d'asservissement qui assure le positionnement correct et permanent de l'image reconstruite sur l'écran vis-à-vis du dispositif auxiliaire qui permet aux yeux du. spectateur de percevoir sélectivement les deux images constituant la paire stéréoscopique.. Un tel système conforme à l'invention comporte un ensemble analysant simultanément une image telle qu'elle serait perçu par l'oeil droit d'un spectateur et une seconde image correspondant à celle qui serait perçue par l'oeil gauche de ce mime spectateur des moyens d'analyse et de transmission desdites images de telle sorte quelles apparaissent sur l'écran du récepteur sous la forme de bandes juxtaposées et entrelacées ; un réseau parallèle de lentilles cylindriques verticales, solidaire dudit écran, ledit réseau de lentilles limitant le transfert du premier groupe de bandes d'image ges vers l'oeil droit du spectateur et de l'autre groupe de bandes images vers son oeil gauche. Sclon une première variante de réalisation de l'écran est celui dlun tube cathodique et un système d'asservissement du circuit de balayage ligne assure le centrage des bandes respectives d'images apparaissant sur écran par rapport au réseau de lentilles en évitant tout glissement de l'un par rapport à l'autre. Ce système d'asservissement comporte des moyens photoélectriques délivrant des signaux d'erreur,fonctionsprécisément7de ces glissements. Des signaux sont appliqués aux circuits de balayage lignes du tube cathodique. Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, l'écran du récepteur est celui d'un dispositif de visualisation comportant une matrice d'éléments photo-émissifs. Dans ce cas la position des points images est définie de façon rigoureuse par les positions occupées par les éléments photo-émissifs. La coSncidence entre limage et le réseau de lentilles est dans ce cas permanente. l'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de télévision en relief conforme à l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement le dispositif de détection d'écart de positionnement selon lJune des variantes de réalisation de l'invention - les figures 3 à 6 représentent les signaux fournis par le dispositif de la figure 2. - la figure 7 représente le système d'asservissement liant le dispositif de détection aux dispositifs de commande du balayage du tube récepteur. Sur la figure 1, on peut voir deux tubes analyseurs d'images I e-.- 2 analysant les images d'un objet, non représenté sur la figure, mais situe dans le champ des deux objectifs 3 et 4 associés aux tubes analyseurs 1 et 2. les foyers des deux objectifs 3 et 4 sont situés à une distance d voisine de l'entraxe des yeux d'unçobser- vateur. Bes signaux vidéo V1 et V2 qui sont fournis par exemple par des tubes analyseurs et 2 du type vidicon sont commutes alternativement par un commutateur 5 afin d'assurer l'entrelacement des si anaux à vidéofréquences délivrés par ceux-ci. Ce commutateur 5 est commandé périodiquement par un générateur d'impulsions 6 et délivre le signal vidéo résultant Vg destiné au tube récepteur 80.Ce géné- rateur pilote 6 fournit simultanément des impulsions à un compteur binaire 7 qui est suivi d'un convertisseur digital analogique 8 qui délivre une tension analogique DL en marche d'escalier qui croit linéairement en fonction du tempe . Ce signal sert à commander rigoureusement le balayage lignes dss tubes analyseurs 1 et 2 et du tube récepteur oe. "e signal vidéo résultant V3 est échantillonné au rythme des impulsions i fournies par le générateur pilote 6, et en synchronisme avec les dents de scie de balayage ligne DL. La figure 1 représente une transmission en circuit fermé, mais il est possible d'utiliser les circuits standards de transmission à distance. Si l'on sren tient aux normes actuelles de transmission, il en résulte une moindre définition des images entrelacées, mais le re lief obtenu compense largement cette perte de définition. Un circuit électronique, non représenté sur la figure 1, engendre de façon connue, à partir du générateur pilote 6 une dent de scie de balayage image qui est synchrone avec les dents de scie de balayage ligne DL. Dans le cas de la première variante de réalisation de 1 'inven- tion, le signal vidéo V3 composite fourni par le commutateur 5 et appliqué au Wehnelt 9 du tube récepteur 80 fournit sur la cible 10 de ce dernier une succession de bandes lumineuses 11, 12, ... n entrelacées représentées sur la figure par des rectangles non hachurés ou hachurés de différentes façons. Un réseau de lentilles cylindriques 13 équidistantes et de m8me largeur est solidaire de l'écrar 100 protégeant la cible du tube 80.La lumière produite par chacune des bandes 11, 12, ... n est collectée et transmise par la lentille qui lui est associée. L'écartement des lentilles est choisi de façon que tous les faisceaux de lumière 130 issus des images analysées par le vidicon 1 sortent d'un premier groupe de lentilles et viennent converger au foyer du cristallin 14 de l'oeil droit de l'observateur, imprimant sur sa rétine 1 5 les informations optiques 150 telles que les aurait perçues l'oeil droit d'un spectateur fictif dont l'oeil droit aurait été confondu avec la lentille 3. De même, tous les faisceaux lumineux 140 issus des images ans- lysées par le vidicon 2 sorteat d'un second groupe de lentille et viennent converger au foyer du cristallin 16 de l'oeil gauche de lrobservateur, imprimant sur sa rétine 17 les informstions optiques 170 telles que les aurait perçues ltoeil gauche du méme spectateur fictif dont le cristallin aurait été confondu avec la lentille 4. Les deux distances (d) sont approximativement égales. Conformément à une des variantes de l'invention, un dispositif de détection des écarts de position de l'image reconstruite sur l'écran permet à chaque intrant de comparer la position de l'image reconstruite avec celle qu'elle devrait occuper réellement pour que le système fonctionne correctement.En cas d'écart d'amplitude ou de cadrage ces dispositifs fournissent des signaux d'erreur qui leur sont proportionnels. Ces signaux d'erreur sont eux-mames appliqués à un dispositif d'asservissement qui qui corrige respectivement soit les écarts d'amplitude soit les écarts de cadrage. Dans un exemple de réalisation nullement limitatif, ces détecteurs 19 et 20 de positionnement de la trame de balayage sont disposés, sous forme de bandes verticales de chaque côté de la face rectangulaire de l'écran 100. Au niveau de ces détecteurs, l'image doit présenter une bande de repérage à luminance constante pour permettre le fonctionnement correct de ceux-ci. Cette bande de luminance constante est représentée sur la figure, en 21 et 22. Enfin deux systèmes optiques 23 et 24 interposés entre écran 100 et les détecteurs 19 et 20 permettent de former sur la face sensible des détecteurs l'image des bandes de repérage car celles-ci sont situées sur la face interne de l'écran 100 et sont séparées des détecteurs par une épaisseur de verre non-négligeable. le fonctiannement des détecteurs 19 et 20 sera mieux compris à l'aide de 11 examen de la figure 2 qui est une représentation schématique dune coupe montrant les différents éléments d'un détecteur et les figures 3,4, 5 et 6 représentant les diagrammes des signaux obtenus en fonction dt déplacement longitudinal des bandes de repérage par rapport aux différents éléments constituant le détecteur.Dans un but de simplification, les mimes éléments portent les mimes références que dans la figure précédente. La description faite pour le transducteur 1 9 est également valable pour le transducteur 20. Le spot de balayage inscrit la bande de repérage 21 de la cible sur la face interne du tube image du récepteur, par tronçons successifs parallèles à l'axe X. Ce spot lumineux diffuse à travers la face de verre de écran 100, des rayons lumineux qui sont focalisés en 31 au moyen de la lentille cylindrique 23 sur le détecteur lui-mEme dont la constitution est la suivante un matériau photoconducteur est déposé sur un substrat 32 sous forme de deux rubans juxtaposés 33 et 34, le spot lumineux 31 active ce matériau photoconducteur à travers un coin photométrique 35, dont la loi de variation de la transmission T en fonction de X est repré sentée. sur la figure 3.La variation de tension V obtenue aux bornes de la bande photoconductrice 33 est représentée sur la courbe de la figure 4 lorsque l'image de la bande de repérage sç déplace suivant X et celle de la variation de tension V2 obtenue dans les mimes conditions aux bornes de la bande photoconductrice 34 sur la courbe de la figure 5. Ces tensions sont appliquées aux bornes d'un amplificateur différentiel 350 qui délivre un signal d' erreur I dont la loi de variation en fonction du déplacement suivant X de l'image de la bandè de répérage est représentée sur la figure 6. l'axe (xy) détermine la position de la bande de repérage correspondant à un cadrage et une amplitude de balayage corrects de limage. Le signal d'erreur I est alors nul.En revanche, le signal d'erreur obtenu, quand la bande de repérage est décalée par rapport à cette position, va servir à contrôler les commandes auto ma-tiques de cadrage et d'amplitude de balayage hormis natal du tube récepteur, comne le montre la figure 7. Dans cette figure la trame de balayage est représentée sur l'écran 100 du tube récepteur muni de ces deux dispositifs de détection 19 et 20 tels qu'ils ont été décrits précédemment. tes signaux d'erreur I1 et 12 fournis par chacun de ces détecteurs sont appliqués respectivement aux bornes dtun premier circuit effectuant la sonne S et d'un deuxième circuit effectuant la différence D. Si le cadrage est correct les circuits S et D ne fournissent aucun signal ,en revanche, en cas d'erreur de cadrage le circuit S fournit un signal d'erreur Si et en cas d'erreur d'amplitude, le circuit D fournit un signal d'erreur D1. Le signal d'erreur S1 est appliqué à l'entrée de commande d'un générateur de courant 40 agissant directement sur l'étage de sortie du déflecteur 41 du tube récepteur et le signal D1 sur l'entrée de commande d'un atténuateur réglable 42 qui modifie l'amplitude du signal délivré par le générateur de dents de scle 43. Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, l'écran du récepteur est 11 écran d'un dispositif de visualisation comportant une matrice d'éléments photo-emissifs. Un dispositif de ce type comporte généralement une couche de gaz emprisonnée entre deux panneaux de verre. Des électrodes transparentes en forme de bandes parallèles sont déposées sur chaque faces externes desdits panneaux afin de constituer des réseaux croisés. Au croisent de ces électrodes, correspondent des éléments photo-luminescents qui peuvent être excités sélectivement au moyen de circuits dlexci- tation commandés à partir des signaux électriques vidéo. Grave à l'entrelacement de ces signaux vidéo, on peut visualiser sur écran une succession d'images en bandes dont la position et rigoureuse et permanente. Dès iors, conformément à l'invention, on dispose solidaire rierrt à ladite matrice d'éléments photoémissifs,un réseau de lentilles cylindriques de telle sorte que le spectateur voit la paire images stéréoscopiques exactement de la mtme façon qu'il l'aurait perçue si ses yeux avaient occupé la position des deux objectifs de prise de vue. Etant donné la position rigoureuse et invariable de l'image formée sur l'écran du dispositif de visualisation,le système d'asser visse:ent2ncessaire dans le cas de la première variante,devient ici inutile. REVENDICATIONS 1. Système de télévision pour la transmission à distance images en relief se présentant sous la forme de paires stéréoscopiques comprenant deux images correspondant respectivement aux images rétiniennes perçues par un observateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'analyse des images desdites paires delivrant des signaux-vidéo gauche et droite ; des moyens de transmission alternée desdits signaux vidéo gauche et droite et des moyens de réception desdits signaux alternés délivrant sur l'écran d'un récepteur de télévision une image entrelacée composée de bandes verticales juxtaposées ; les bandes paires correspondant à l'une des images desdites paires stéréoscopiques et les bandes impaires correspondant à l'autre image desdites paires stéréoscopiques ledit écran étant muni d'unaréseau de lentilles cylindriques capable de séparer optiquement lesdites bandes paires et impaires. 2. Système de télévision selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran est l'écran d'un dispositif de visualieation comportant une matrice d'éléments photo-émissifs. 3. système de télévision selon la revendication 1, caracté rilg en ce que ledit écran est l'écran d'un tube à rayon cathodique. 4. tyBthme de télévision en relief selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : des moyens photodlec- triques de détection associés audit réseau afin de fournir des signaux d'erreur en cas de non coSncidence desdites bandos avec les lentilles dudit réseau ; des moyens d'asservissement alimentés par lesdits signaux d'erreur, agissant en fonction de ces derniers sur les dispositifs de commande automatique de cadrage et d'amplitude counandant le balayage lignes dudit tube. 5. Système de télévision selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission comprennent un commutateur transmettant alternativement lesdits signaux vidéo gauche et droite lesdits moyens d'analyse comprennent un générateur pilote fournissant des impulsions à un compteur binaire ; un convertisseur digital analogique recevant des signaux dudit compteur et délivrant une tension analogique de balayage lignes ; ledit commutateur étant uvvnchronisé par lesdites impulsions ; la fréquence de commutation dudit commutateur étant un multiple de la fréquence de balayage lignes. 6. Système de télévision selon lu revendication i, caractérisé en ce que ledit réseau de lentilles est constitué par une matrice de lentilles cylindriques solidaire dudit écran. 7. Système de télévision selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite image délivrée sur l'écran dudit tube est délimitac par deux bandes de repérage verticales à luminance constante situées respectivenent à proximité des bords gauche et droit de la face rectangulaire dudit écran. 8. Système de télévision selon la revendication 4,caractérisé en ce que lesdits moyens photoélectriques comprennent deux trans- ducteurs photoélectriques disposés respectivement face auxdites bandes de repérage. 9. Système de télévision selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun desdits transducteurs conporte deux rubans photoconducteurs juxtaposés, déposés sur un substrat, un coin pho-tonétrique recouvrant lesdits rubans et des moyens optiques formant sur lesdits rubans, l'image desdites bandes de repérage. 10. Système de télévision selon les revendications 4 et 8, carac- térisé en ce que chacun desdits transducteurs ddlivre respectivement un premier et un second signal d'erreur, lesdits premier et second signaux étant appliqués simultanément aux entrées d' un circuit sommateur et d'un circuit soustracteur ; ledit circuit sommateur fournissant un signal de sortie appliqué à l'entrée d'un générateur de courant agissant sur l'étage de sortie du déflecteur dudit tube ; ledit circuit soustracteur fournissant un signal de sortie appliqué à l'entrée de commande d'un atténuateur réglable agissant sur l'amplitude du signal de balayage dudit tube.