Brevet FR2561398A1 — publié le 19850920

DISPOSITIF OPTIQUE PERMETTANT DE MODIFIER LA POSITION OU LES DIMENSIONS DES IMAGES APPARAISSANT SUR DES ECRANS DE TELEVISION La présente invention a pour objet un dispositif optique permettant de déplacer les images formées sur des écrans de télévision (ou d'en modifier les dimensions), principalement dans le but de réaliser des images de grandes dimensions composées d'images partielles fournies par des écrans groupés en batterie. Il est connu de réaliser des images de télévision de grandes dimensions par projection avec un certain grandissement des images fournies par un écran unique De telles images projetées souffrent d'un manque de luminosité et de contraste. Il est également connu de former des images de grandes dimensions en réunissant des tuages partielles fournies avec une bonne luminosité et un bon contraste par plusieurs écrans groupés cSte à cote. Mais les images partielles ne peuvent etre exactement juxtaposées en raison de l1encombrement des tubes cathodiques sur les écrans desquels elles apparaissent, de sorte que l'image composite comporte des bandes obscures entre les images partielles. a présente invention a pour but de remédier à ces ineonvénients à l'aide d'un dispositif optique permettant de faire apparaltre, à partir d'une image formée sur l'écran d'un tube de télévision, une image semblable dont l'un des côtés au moins a .subi un décalage transversal, et comportant une pluralité de guides de lumière disposés devant l'écran du tube, leurs faces d'entrée étant contiguës à 1' écran et leurs faces de sortie étant tournées vers l'espace extérieur 'où peut etre observée l'image à travers lesdits guides de lumière Selon l'invention, les guides de lumière sont constitués par des lamelles planes en matière transparente de forme générale sensiblement rectangulaire, dont les chants contigus à l'écran et les chants opposés constituent les faces d'entrée et de sortie de lumière et qui sont juxtaposées, leurs chants contigus à 1' écran étant parallèles à une meme direction, avec une inclinaison de leurs plans, par rapport au plan de l'écran, fonction du décalage désiré. Chaque lamelle transparente reçoit les rayons lumineux issus des points de l'image alignés en regard de la face d'entrée de la lamelle, et ces rayons émergent de sa face de sortie avec un certain décalage dépendant de la distance entre lesdites faces d'entrée et de sortie et de l'inclinaison du plan de la lamelle, de sorte que la ligne de points correspondante vue par un observateur se trouve décalée transversalement dans le sens de l'inclinaison de la lamelle. En recouvrant l'écran d'un réseau de lamelles étroitement juxtaposées, on obtient une image finale qui est issue de l'image d'origine par décalage et/ou homothétie suivant les paramètres géométriques du réseau de lamelles. Avantageusement, à la face d'entrée et/ou à la face de sortie de chaque lamelle peut être associé un prisme redressant les rayons lumineux entrant dans la lamelle etfou en émergeant, de façon à minimiser les pertes de lumière du point de vue de 1 'observateur. Certains au moins des prismes peuvent redresser les rayons lumineux par réfraction, et certains au moins par réflexion totale. Par ailleurs, certains au moins desdits prismes peuvent faire corps avec les lamelles auxquelles ils sont associés. Les lamelles peuvent être soit des lamelles pleines et continues, soit des lamelles découpées suivant des fentes sensiblement perpendiculaires à leurs faces d'entrée et de sortie, qui leur donnent la forme d'un peigne dont les dents constituent des conduits de lumière. Dans une forme d'exécution du dispositif selon l'invention adapté à la formation d'une image composite combinant les images rectangulaires partielles fournies par quatre écrans groupés, les lamelles associées à chaque écran sont inclinées sous un même angle vers un même point central situé à égale distance des coins mutuellement adjacents desdites images partielles, les lamelles étant dimensionnées et positionnées de façon que les extrémités de leurs faces de sortie se raccordent suivant deux droites orthogonales constituant les axes de l'image composite. Ici, les lamelles sont toutes inclinées vers le centre de la grande image finale, les quatre images se trouvant ainsi rapprochées par translation vers ledit point central et se raccordant sans solution de continuité. Les conduits de lumière des lamelles découpées en forme de peigne offrent de préférence une certaine divergence en allant de la face d'entrée vers la face de sortie de celles-ci, de façon à donner un grandissement positif à la ligne de points lumineux traitée par chaque lamelle. Cette disposition débouche sur la possibilité de faire apparattre une image agrandie homothétique de l'image d'un écran. Il convient à eet effet de prévoir que les faces d'entrée des lamelles s'étendent parallèlement à l'un des eôtés de l'image formée sur l'écran et que les lamelles reçoivent une inclinaison différente de sorte que leurs plans vont en divergeant à partir de l'écran, les degrés de divergence des plans des lamelles et de leurs conduits de lumière étant identiques.On peut ainsi réaliser un dispositif adapté à la formation dune image composite combinant les images rectangulaires partielles de quatre écrans groupés ou plus, en donnant aux dimensions des lamelles et au degré de convergence de leurs plans et de leurs conduits de lumière des valeurs telles que les rectangles dans lesquels s'inscrivent les faces de sortie de l'ensemble des lame îles se raccordent le long de leurs cotés adjacents sans solution de continuité.Les images obtenues sont homothétiques des images des écrans par rapport aux centres de ceux-ci, et se raccordent exactement entre elles pour former l'image composite de grandes dimensions, sans limitation du nombre d'écrans associés. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront plus claîrei nt de la description qui va suivre, en regard des dessins annexes, d'exemples de réalisation non limitatifs. Les figures 1 à 5 montrent schématiquement la marche des rayons lumineux à travers une lamelle transparente d'un dispositif optique selon l'invention, dans différentes formes d'exéeutionO La figure 6 représente en plan quatre écrans de télévision groupés et dotés de dispositifs selon l'invention, ces derniers n'étant représentés que partiellement. La figure 7 représente une section suivant la ligne VII VII de l1objet de la figure 6. Les figures 8 et 9 représentent une lamelle transparente pleine selon deux variantes. Les figures 10 et 11 représentent une lamelle transparente découpée en peigne selon deux variantes Les figures 12 et 13 représentent, à la façon des figures 6 et 7, quatre écrans de télévision équipés de dispositifs selon l'invention mettant en oeuvre des lamelles suivant la figure 8 ou 9. On voit sur la figure 1 en perspective une portion de l'écran 1 d'un tube de télévision sur la face interne la duquel se forme une image composée d'un grand nombre de petites taches lumineuses telles que 2. Sur 1' écran 1 est disposée une lamelle transparente 3 à faces polies, inclinée suivant un angle a par rapport au plan de l'écran. Des rayons issus d'un point de la tache 2 pénètrent dans la face d'entrée 3a de la lamelle 3 qui est contigue à écran 1, et se propagent au sein de cette lamelle entre ses faces latérales 3b, 3c qui les guident par réflexions totales éventuelles. Ces rayons émergent enfin de la face de sortie 3d de la lamelle 3, ayant subi un décalage dans le sens de l'inclinaison de cette dernière.Comme le montre la figure 2 où on a représenté le cheminement de rayons parallèles issus de points distincts de la tache 2, la tache lumineuse 2 est vue par un observateur regardant l'écran 1 avec un décalage D. Le décalage D causé par la lamelle 3 dépend d'une part de la distance d'entre ses faces d'entrée et de sortie, et d'autre part de l'angle a. qu'elle fait avec l'écran 1. On peut diminuer la dimension d de la lamelle si on augmente son inclinaison en réduisant l'angle a. Dans ce cas, il peut être utile d'améliorer le couplage des faces d'entrée et de sortie de la lamelle respectivement à l'image de l'écran 1 et à l'espace d'observation en disposant des prismes sur ces faces Il peut s'agir de prismes 4, 5 fonctionnant par réfraction (figure 3), ou de prismes 6, 7 fonctionnant par réflexion totale (figure 4). Comme représenté, ces derniers prismes peuvent être accolés face contre face à la lamelle 3.Ils peuvent même faire partie intégrante de celle-ei, ce qui conduit à la strueture de la figure 5, où la lamelle 3' est incurvée dans des sens opposés le long de ses bords d'entrée et de sortie, dont les faces sont parallèles à la surface de l'écran 1. On voit sur la figure 6 quatre écrans de télévision 8, 9, 10, 11 juxtaposés, donnant respectivement des images 12, 13, 14, 15 qui pour leur part ne sont pas juxtaposées, étant sépares par des bandes obscures 16, 17 croisées. Afin de faire apparaître une grande image formée de quatre images 12', 13s, 14', 15' semblables aux images 12, 13, 14, 15, mais rigoureusement juxtaposées, sans bandes obscures de sépaPation, chaque écran 8, 9y 10 il est recouvert d'un réseau de lamelles 3 disposées parallèlement les unes aux autres, avec un faible écartement mutuel et une inclinaison dirigée vers le centre O de l'ensemble des quatre images 12, 13, 14, 15.Chaque lamelle d'un réseau présente une longueur dépendant de sa position sur l'écran, de façon que l'ensemble des faces de sortie des lamelles du réseau s'inscrive dans un rectangle de memes dimensions que l'image apparaissant sur l'écran. Chaque réseau de lamelles 3 fait apparaître ainsi une image décalée vers le centre O, le décalage étant tel que les eoins intérieurs des quatre images 12', 131, 14' 15' obtenues coincddent avec. le point 0, qui. se trouve au centre de la grande image 18 formée par les quatre images décalées juxtaposees Les lamelles utilisées peuvent avoir la forme représentée à la figure 8, où les bords extremes sont perpendiculaires au bord de sortie (le bord d'entrée étant légèrement incurvé pour épouser le bombé des écrans). On peut aussi utiliser des lamelles 3" (figure 9) dont les bords extremes comportent une certaine obliquité telle que les lamelles de deux écrans adjacents se rejoignent le long de ces bords, comme indiqué en tirets sur la figure 6. Afin d'élargir l'angle de vision correcte de la grande image composite 18, on peut prévoir un certain chevauchement du contenu des portions marginales des images 12, 13, 14, 15 en bordure des bandes 16, 17, ces portions venant se recouvrir et se confondre dans l'image composite 18 du fait du décalage dû aux réseaux de lamelles 3 ou 3". Dans la forme d'exécution des figures 10 et 11, les lamelles 3 comportent des fentes parallèles 19 qui leur donnent l'aspect d'un peigne. Les dents 20 de ce peigne, séparées par les fentes 19, peuvent être réunies par une âme non fendue soit du côté du bord de sortie (figure 10), soit du coté du bord d'entrée (figure 11). Lees dents 20 constituent des conduits de lumière distincts entre les bords d'entrée et de sortie des lamelles. En donnant à ces conduits une certaine divergence, comme représenté, on obtient une dilatation longitudinale de la ligne de taches lumineuses situées sous le bord d'entrée lorsqu'elles sont vues à travers les conduits 20. Dans ce cas (figures 12 et 13), en disposant sur un écran 10 un réseau de telles lamelles 3 à dents 20 divergentes, suivant des plans parallèles à la direction d'une paire des côtés de l'image 14 qui apparatt sur cet écran (ioi la direction des petits côtés de l'image) ces plans allant en divergeant de la même façon que les dents 20 à partir de 1' écran, on obtient une image 14' homothétique de l'image 14, dont elle diffère seulement par un certain grandissement positif, cette divergence bidirectionnelle étant ajustée pour ne pas modifier les proportions de l'image. Lorsque, comme représenté, les divergences des dents 20 des lamelles 3 et des plans de celles-ci sont symétriques de part et d'autre du centre C de l'image 14 initiale, l'image 141 agrandie possède le même centre. Les figures 12 et 13 montrent quatre écrans 8, 9, 10, 11 juxtaposés (représentés toutefois sans contact mutuel pour la clarté du dessin), qui font apparattre quatre images 12, 13, 14, 15 séparées par des bandes obscures 16, 17. Ces quatre écrans sont dotés d'un quadruple réseau de lamelles 3 conformes à la figure 10 ou 11, qui, grâce à la divergence de leurs plans et de leurs dents, donne na7ssanee à quatre images agrandies 12', 13', 14' 15 qui se juxtaposent exactement le long de leurs bords contigus pour former une grande image composite 18. Les rayons lumineux issus des faces de sortie des lamelles 3 peuvent être redressés pour se propager parallèlement suivant la direction perpendiculaire au plan des écrans 8, 9, 10, 1l, ou même avec une légère convergence vers le point d'observation de l'image, en donnant aux éléments de leur face de sortie qui correspondent respectivement aux conduits 20 une orientation convenable différente pour chaque élément, comme représenté à la figure 10 où la face d'entrée de la lamelle n'est pas lisse comme dans le cas de la figure 11, mais présente l'aspect de dents de scie. I1 est clair que l'usage de lamelles 3 en peigne telles que décrites ci-dessus supprime la limitation à quatre du nombre d'images qui peuvent entre juxtaposées en une grande image composite 18, et qu'il permet d'associer un nombre quelconque d'écrans, par exemple neuf ou seize. Les lamelles peuvent etre réalisées en matière plastique transparente ou en verre, par moulage par injection. Comme pour les fibres optiques de télécommunication, les faces latérales des lamelles peuvent etre revetues d'une matière dont l'indice de réfraction est plus petiot que celui de la matière des lamelles. Afin d'obtenir une définition satisfaisante pour l'image composite 18, le réseau de lamelles recouvrant chaque écran doit compter un grand nombre de lamelles juxtaposees, par exemple 200 ou plus. REVENDICATIONS 1. Dispositif optique permettant de faire apparattre, à partir d'une image formée sur l'écran d'un tube de télévision, une image semblable dont l'un des côtés au moins a subi un décalage transversal, et comportant une pluralité de guides de lumière disposés devant écran du tube, leurs faces d'entrée étant contigues à l'écran et leurs faces de sortie étant tournées vers l'espace extérieur d'où peut être observée l'image à travers lesdits guides de lumière, ce dispositif étant caractérisé par le fait que les guides de lumière sont constitués par des lamelles planes (3) en matière transparente de forme générale sensiblement rectangulaire, dont les chants contigus à 11 écran et les chants opposés constituent les faces d'entrée (3a) et de sortie (3d) de lumière et qui sont juxtaposées, leurs chants contigus à l'écran (1) étant parallèles à une même direction, avec une inclinaison ) de leurs plans, par rapport au plan de l'écran, fonction du décalage (D) désiré. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à la face d'entrée (3a) et/ou à la face de sortie (3d) de chaque lamelle (3) est associé un prisme (4, 5; 6, 7) redressant les rayons lumineux entrant dans la lamelle et/ou en émergeant. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que certains au moins des prismes (4, 5)) redressent les rayons lumineux par réfraction. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que certains au moins des prismes (6, 7) redressent les rayons lumineux par réflexion totale. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que certains au moins des prismes font corps avec les lamelles (3') auxquelles ils sont associés. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les lamelles (3) sont des lamelles pleines et continues. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les lamelles (3) sont des lamelles découpées suivant des fentes (19) sensiblement perpendiculaires à leurs faces d'entrée et de sortie, qui leur donnent la forme d'un peigne dont les dents constituent des conduits de lumière (20). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il est adapté à la formation d'une image composite (18) combinant les images rectangulaires partielles (12, 13, 14, 15) fournies par quatre écrans (8, 9, 10, 11) groupés et que les lamelles (3) associées à chaque écran sont inclinées sous un même angle (a) vers un même point central (O) situé à égale distance des coins mutuellement adjacents desdites images partielles, les lamelles (3) étant dimensionnées et positionnées de façon que les extrémités de leurs faces de sortie t34) se raccordent suivant deux droites orthogonales constituant les axes de limage composite (18). 9. Dispositif selon la revendication 7s caractérisé par le fait que les conduits de lumière (20) des lamelles (3) vont en divergeant de la face d'entrez vers la face de sortie de cellesci 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les faces d'entrée des lamelles (33 s'étendent parallèlement à l'un des eôtés de l'image rectangulaire formée sur l'écran et que les lamelles reçoivent une inclinaison différente de sorte que leurs plans vont en divergeant à partir de l'écran, les degrés de divergence des plans des lamelles et de leurs conduits de lumière étant identiques. 11. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il est adapté à la formation d'une image composite (18) conbinant les images rectangulaires partielles (12, 13, 14, 15) de quatre écrans groupés (8, 9, 10, 11) ou plus, et que les dimensions des lamelles (3) et le degré de convergence de leurs plans et de leurs conduits de lumière (20) sont tels que les rectangles dans lesquels s'inscrivent les faces de sortie de l'ensemble des lamelles se raccordent le long de leurs côtés adjacents sans solution de continuité.