Brevet FR2517083A1 — publié le 19830527

"Appareil de rétroprojection " La présente invention concerne, un appa- reil de rétroprojection dans lequel l'image est pro- jetée par son côté arrière; l'invention concerne plus particulièrement un appareil de rétroproj-ection avec une lentille convexe telle qu'-une lentille de Fresnel-, placée dans une position excentrée par rapport à l'axe- optique pour être décalée par ra pport au centre de l'image sur l'ecran. On connaît un appareil de rétrôprojec- tion de ce type dans lequel pour utiliser efficacement l'image lumineuse projetée par une source lumineuse (lumière émise par les photophores d'un tube cathodique ou analogue) on a en combinaison un écran de'forme len- ticulaire pour avoir des direction's différentes pour la lumière projetée entre la direction verticale et la direction horizontale et une lentille de Fresnel de façon à améliorer la répartition de la luminance En outre l'axe optique de la lentille de Fresnel est décalé par rapport au centre de l'image sur l'écran pour modi- fier la direction du flux lumi neux vis-à-vis du specta- teur ou faire converger la lumière vers le spectateur pour avoir une zone de vision optimale permettant au spectateur d'avoir une image claire. 17083 A cet effet, dans un appareil de rétro- projection de ce type, on a un mécanisme permettant de coulisser la lentille de Fresnel vers le haut ou vers le bas pour soulever ou abaisser l'axe optique de la lentille de Fresnel et modifier ainsi la direction du - flux lumineux émis par l'écrann. Toutefois selon l'appareil de rétro- projection de l'art antérieur, il faut que la lentille de Fresnel soit plus grande que la dimension de l'écran de la différence qui correspond au soulèvement et à l'abaissement Pour cela, il faut prévoir un organe de support sur la partie de fixation de l'écran qui puisse- guider en coulissement et supporter une lentille de Fresnel de grandes dimensions ov encore il faut y pré- voir un mécanisme de coulissement Le bottier d'un appareil de rétro-projection devient de ce fait encom- brant. La présente invention a pour but de créer un appareil de rétroprojection remédiant aux in- convénients des solutions connues, dans lequel les or- ganes de convergence de lumière tels qu'une lentille de Fresnel ou analogue ont sensiblement la même dimen- sion que l'écran, ce qui permet de réaliser un bottier de faibles dimensions c'est-à-dire un bottier globale- ment compact. L'invention a également pour but de créer un appareil de rétroprojection dans lequel le flux lumineux peut converger vers le spectateur et lui offrir ainsi une surface de vision optimale, et un appa- reil dans lequel la lentille de Fresnel dont l'axe optique a été préalablement décalé vers une position prédéterminée excentrée etc, est reliée à la partie de fixation de l'écran de l'appareil de rétroprojection de façon que la position de fixation sur la partie de fixation de l'écran puisse être modifiée vers le haut et vers le bas. A cet effet, l'invention concerne un appa- reil de rétroprojection ayant un bottier muni d'une par- tie de fixation -de l'écran auquel est fixé un écran de rétroprojection, un moyen de projection pour projeter une image sur l'écran de rétroprojection à partir de l'arrière, une lentille convexe placée sur le côté arrière de l'écran de rétroprojection, appareil caractérisé en ce que l'axe optique de la lentille convexe est décalé par rapport au centre mécanique de la lentille convexe et cette lentille est fixée à l'écran de rétroprojection de façon interchangeable pour que l'axe lumineux de l'image de l'écran de rétroprojection soit dévié d'une direction prédéterminée par modification de la d'irec- tion de fixation de la lentille convexe par rapport à la partie de fixation de l'écran sur le bottier. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de côté par- tiellement coupée d'un exemple d'appareil de rétro- projection selon l'invention dans lequel l'axe optique de la lentille de Fresnel est excentré vers le haut. la figure 2 est une vue de face à échelle agrandie de la lentille' de Fresnel de la figure 1 montrant la partie décalée de l'axe optique decette lentille de Fresnel. la figure 3 est un schéma-partielle- ment coupé servant à expliquer l'effet du décalage excentré de la lentille de Fresnel. la figure 4 est un schéma montrant la direction pour une lentille de Fresnel échangée par rapport à celle de la figure 1. la figure 5 est une vue de face à échelle agrandie de la lentille de Fresnel de la figure 4. la figure 6 est une vue de côté par- tiellement coupée d'un autre exemple de l'invention. DESCRIPTION DES DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFE- RENTIELS Un exemple d'appareil de rétroprojection selon l'invention sera décrit ciaprès à l'aide de la figure 1 dans laquelle une lentille convexe telle qu'une lentille de Fresnel est fixée au bottier de l'appareil de façon que l'axe optique de la lentille de Fresnel soit décalée vers le haut par rapport au centre de l'écran, suivant un décalage prédéterminé. A la figure 1, la référence 1 désigne le bottier de l'appareil de rétroprojection Ce bottier 1 comporte une partie de fixation d'écran la; du côté arrière de la partie de fixation la est fixé un écran qui présente une face de diffusion semi-transparente ou un ensemble de lentilles élémentaires sur l'une de ses faces ou faces frontales Une telle lentille convexe telle qu'une lentille de Fresnel 2 est placée sur le côté arrière de l'écran 20 Cette lentille de Fresnel 2 est réalisée comme représenté à la figure 2 de façon que son centre optique O' soit décalé vers le haut par rapport à son centre mécanique O d'une distance d En>- outre, la lentille de Fresnel 2 est fixée à la partie de fixation de l'écran de façon à pouvoir inverser la position haute et la position basse sur la-partie de fixation de l'écran la Cela signifie que la lentille - de Fresnel 2 et l'écran 20 sont fixés ensemble sur un- châssis lb qui appartient à la partie de fixation de l'écran la, la liaison étant assurée par des vis 5. Ainsi lorsqu'on desserre les vis 5, il est possible de détacher à la fois la lentille de Fresnel 2 et l'écran par rapport au châssis lb de la partie de fixation d'écran la ou du bottier 1; on peut alors inverser les positions haute et basse, puis fixer de nouveau sur le bottier 1 à l'aide des vis 5. Selon la figure 1, à l'intérieur du bol- tier 1, dans sa partie basse se trouve un projecteur 3 qui se compose d'un tube cathodique 31 et d'une lentille de projection 32; à l'intérieur du bottier 1 et au ni- veau de sa partie arrière, dans une position oblique vers le haut par rapport au projecteur 3 se trouve un réflecteur ou miroir 4 Ainsi l'image projetée par le projecteur 3 se réfléchit sur le miroir 4, puis traver- se la lentille de Fresnel 2 pour être projetée sur l'écran 20 Dans ces conditions, le chemin-optique en- tre le projecteur 3 et la lentille de Fresnel 2-et ainsi l'écran 20 est allongé de façon à augmenter les dimen- sions de l'image lumineuse et le projecteur 3 est fixé de façon que son axe optique de projection a soit tou- Jours perpendiculaire à la lentille de Fresnel 2 et à l'écran 20 et passe par le centre mécanique O de l'écran pour éviter toute déformation de l'image ainsi pro- jetée. Lorsque l'image lumineuse ainsi-projetée traverse la lentille de Fresnel 2, comme l'axe optique 0 ' de la lentille de Fresnel 2 est décalé vers le haut par rapport ou juste au-dessus du centre mécanique O de. l'écran 20 d'une distance d comme représenté à la figure 2, l'image lumineuse est réfractée au niveau de la len- tille de Fresnel 2 de façon que l'axe optique a de l'image projetée par le projecteur 3 soit dirigé vers le haut par rapport à la ligne en traits mixtes, suivant une inclinaison égale à l'angle O; cette-direction est matérialiseé par l'axe optique Y; on obtient ainsi une zone de vue optimale au-dessus du centre mécanique O de l'écran 20 comme représenté à la figure 1. La théorie ci-dessus sera explicitée ci- après à l'aide de la figure 3 On suppose d'abord que l'axe optique de projection du projecteur 13 qui se compose d'un tube cathodique 13-1 et d'une lentille de projection 13-2 coïncide avec l'axe optique X-X' de la lentille de Fresnel 12; la lumière projetée par le pro- jecteur 13 converge au point B de l'axe optique X-X' de la lentille de Fresnel 12. Si le projecteur 13 est décalé vers le bas de façon que l'axe optique de projection E de la lumière envoyée par le projecteur 13 soit parallèle à l'axe optique X-X' de la lentille de Fresnel 12 en étant distant de cet axe d'une distance d comme repré- senté à la figure 3, la lumière ou le flux lumineux émis par le projecteur 13 est réfracté par la lentille - de Fresnel 12 et chemine suivant un chemin qui coupe - l'axe optique X-X' suivant un angle d'inclinaison O; puis les rayons lumineux sont focalisés au point A au- dessus de l'axe optique X-X' En d'autres termes, l'axe optique de projection E de la lumière émise par le pro- jecteur 13 est réfracté par la-lentille de Fresnel 12, puis se propage suivant un angle d'inclinaison O par rapport au prolongement de la ligne Z de l'axe de pro- jection E qui est parallèle à l'axe optique X-X'. La présente invention utilise la théorie cl-dessus pour projeter une image lumineuse avec une certaine directivité. Comme représenté aux figures 4 et 5, lors- que la lentille de Fresnel 2 est fixée au bottier 2 dans une position inversée par rapport à celles des figures 1 et 2 c'est-à-dire dans une position pour laquelle l'axe optique 0 ' de la lentille de Fresnel 2 est décalé vers le bas c'est-à-dire se trouve en-dessous du centre mécanique O de l'écran 20 d'une distance d, l'axe opti- que de projection a du projecteur 3 est réfracté-au niveau de la lentille de Fresnel 2 et est dirigé vers le bas par rapport au prolongement de l'axe optique a comme l'indique la ligne Y qui coupe l'axe optique de projection a suivant l'angle O Ainsi, l'ensemble de l'image lumineuse est dirigé vers le bas et la zone de vision optimale se trouve en-dessous du centre de l'écran 20. Dans les exemples de l'invention repré- sentés aux figures 1 et 2, l'écran 20 et la lentille 2 sont réalisés séparément Il est toutefois possible de les réaliser en une seule pièce Cela signifie qu'il est possible par exemple comme représenté à la figure 6, de prévoir sur la surface avant de la lentille de Fresnel 2, directement une surface de diffusion formée de plusieurs lentilles élémentaires de façon que la surface frontale de la lentille de Fresnel 2 constitue l'écran 20. = En outre, il est également possible comme représenté à la figure 6 d'avoir un second miroir 6 entre le projecteur 3 et le miroir 4 à 1 ' intérieur du bo Ttier 1 et un troisième miroir 7 dans la lentille de projection 32. En outre, il est possible d'avoir trois tubes cathodiques qui émettent respectivement de la lumière rouge, de la lumière verte et de la lumière bleue c'est-à-dire les lumières des couleurs primaires et de placer les lentilles de projection respectivement en avant des différents tubes cathodiques pour composer des image-s en couleur sur l'écran. Bien que cela ne soit pas représenté, il est possible de décaler l'axe optique de la lentille de Fresnel par rapport au centre mécanique de l'écran vers une position déterminée dans la direction horizontale. Par exemple, si la lentille de Fresnel dont l'axe opti- que a été précédemment décalé par rapport au centre mécanique de l'écran dans la direction horizontale, est inversée dans la direction gauche ou droite, puis est fixée au bottier, la zone de vision optimale se trouve alors du côté gauche ou du côté droit par rapport au cen- tre mécanique de l'écran En outre, si l'axe optique de la lentille de Fresnel est décalé par rapport au centre mécanique de l'écran dans la direction oblique, la zone de vision optimale peut se trouver du côté gauche ou du côté droit dans la direction oblique par rapport au cen- tre mécanique de l'écran En outre lorsque l'écran a une forme carrée, il est possible de fixer la lentille de Fresnel de façon interchangeable au bottier dans quatre directions c'est-à-dire en échangeant le haut et-le bas ou en échangeant le côté gauche et le côté droit pour diriger la zone de vision optimale dans l'une des quatre directions. Comme décrit cidessus, pour l'appareil de rétroprojection de l'invention, l'axe optique de la lentille de Fresnel est décalé par rapport au centre mécanique de l'écran et la lentille de Fresnel est fixée au bottier de façon que sa position de fixation puisse être changée dans une direction déterminée, de sorte que par exemple si l'utilisateur a l'habitude de voir l'image sur l'écran de l'appareil de rétroprojection par le haut, si la lentille de Fresnel est fixée au bottier pour que l'axe optique de-la lentille de Fresnel se trouve au-dessus de l'axe optique de projection Si le spectateur regarde généralement l'écran par le bas, la lentille de Fresnel se fixe alors au boîtier pour ( que l'axe optique de cette lentille se trouve en-dessous de l'axe optique de projection. Ainsi selon l'invention, on remédie aux inconvénients de l'art antérieur selon lequel la len- tille de Fresnel est soulevée ou est abaissée pour ré gler l'axe optique se traduisant par un bottier de grandes dimensions à cause de-la lentille -de Fresnel de grandes dimensions Selon l'invention, il suffit d'un bottier petit ou compact pour loger une lentille - 2 2517083 de Fresnel dont les dimensions sont approximativement les mêmes que celles de l'écran et dont l'axe optique est décalé par rapport au centre mécanique de l'écran, cette lentille de Fresnel pouvant se fixer au bottier dans une direction donnant la zone de vision optimale permettant au spectateur d'avoir une bonne image claire, la direction pouvant se régler sélectivement par exem- ple vers le haut ou vers le bas etc. -R E V E N D I C A T I ONS S 1 ) Appareil de-rétroprojection composé d'un bottier sur lequel est fixé un écran par l'intermédiaire d'une partie de fixation d'écran, un moyen de projection d'image pour projeter une image sur l'écran de rétro projection, à partir de l'arrière, une lentille convexe prévue sur le côté arrière de l'écran de rétroprojection, appareil caractérisé en ce que l'axe optique ( O ') de la lentille convexe ( 2) est décalé (d) du centre mécani- que ( 0) de l'écran ( 20) et ia lentille convexe ( 2) est fixée à l'écran de ré-troprojection ( 20) de façon inter- changeable, l'axe lumineux (Y) de l'image de l'écran de rétroprojection ( 20) étant dévié de l'angle ( 8) par rapport à une direction prédéterminée (a) par change- ment du sens de fixation de la lentille convexe ( 2) par rapport à la partie de fixation d'écran (la, lb) du bottier ( 1) 2 ) Appareil de rétroprojection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la lentille convexe ( 2) est une lentille de Fresnel. 3 ) Appareil de rétroprojection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de projection d'image ( 3) se compose d'au moins un tube cathodique ( 31) et d'au moins une lentille de projection ( 32) placée en avant du tube cathodique ( 31). 4 ) Appareil de rétroprojection selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un miroir ( 4) placé entre l'écran de rétroprojec- tion ( 20) et la lentille de projection ( 32). 5 ) Appareil de rétroprojection selon la revendication 2, caractérise en ce qu'il comporte un ensemble de lentilles élémentaires formées sur la face avant de l'écran de rétroprojection ( 20). 6 ) Appareil de rétroprojection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un 17083 il ensemble de lentilles élémentaires formées directement sur la face avant de la lentille de Fresnel ( 2 M.