Brevet FR2645653A1 — publié le 19901012

La présente invention concerne une visionneuse stéréoscopique universelle qui permet à un utilisateur, au moyen d'une modification de la distance lentille-diapo- sitive couramment utilisée jusqu'à maintenant, une vision tridimensionnelle nette et claire de deux images. Jusqu'à présent, on avait réalisé un grand nombre d'appareils qui donnaient la possibilité de réaliser une vision tridimensionnelle en utilisant une paire appropriée d'images bidimensionnelles, notamment du type faisant intervenir une paire de diapositives. Tous ces appareils ont été construits en respectant les relations suivantes: D = F et A = B, o D représente la distance entre les diapositives et les lentilles, F désigne la distance focale des lentilles au travers desquelles les images doivent être observées, A désigne la distance entre les axes optiques de ces lentil- les et H désigne la distance entre les centres desdites images. Cet équipement stéréoscopique n'est pas universel pour différentes raisons: en premier lieu, les deux lentilles sont toujours espacées d'une distance de 63 à mm, cette distance étant considérée comme la distance moyenne d'espacement des pupilles des utilisateurs ( pour les enfants: une distance entre pupilles de 55 mm et pour des adultes: une distance entre pupilles de 85 mm), en outre, puisque les images sont également espacées l'une de l'autre de 63 à 65 mm et situées à la même distance que la distance focale des lentilles, elles sont virtuellement à l'infini. Maintenant, conformément à certaines études effectuées par l'inventeur de ce dispositif, à chaque fois qu'une personne regarde un objet, ses yeux, en fonction de la distance entre la personne et l'objet, convergent auto- matiquement suivant un certain angle et la lentille formée par le cristallin se contracte pour effectuer une mise au point sur l'objet en question; ces deux mouvements de convergence et de mise au point sont très étroitement liés entre eux et sont dépendants l'un de l'autre. Egale- ment on s'est rendu compte que, lorsqu'une personne obser- ve un objet mobile situé à une distance supérieure à mètres, elle a normalement tendance à tourner sa tête au lieu de déplacer ses yeux ( le mouvement typique des spectateurs d'un match de tennis) alors que, pour des distances plus petites, la personne a tendance à déplacer ses yeux à la place de sa tête. On peut en déduire que, à une certaine distance, les yeux sont affectés par une certaine inertie ou " paresse ". En considérant lBs observations faites ci-dessus, l'utilisateur qui regarde dans l'un des appareils stéréos- copiques qui sont disponibles à l'heure actuelle sur le marché, estime qu'il est en train d'observer deux images virtuellement à l'infini mais qui contiennent néanmoins des détails tridimensionnels qui sont bien plus rapprochés ( de 3 à 5 mètres); en conséquence l'utilisateur doit effectuer un effort préliminaire pour dissocier le mouve- ment de convergence oculaire du mouvement de mise au point ou focalisation. En second lieu, pour observer les différents détails dans les deux images, il doit faire un autre effort pour vaincre l'inertie ou "paresse" de ses propres yeux pour l'observation de différents objets, qui sont tous pratiquement sans fin. En outre, les utilisateurs qui ont une distance entre pupilles qui est inférieure à la moyenne considérée ( 63 à 65 mm) doivent évidemment faire diverger leurs yeux, ce qui est très difficile à réaliser puisque cela n'est absolument pas naturel. Ces difficultés rencontrées pour la perception d'une vision tridimensionnelle correcte conduisent fré- quemment à une fatigue générale brutale de tout le système visuel de l'utilisateur et produisent souvent des troubles comme des maux de tête, une sensation de nausée ou de vertige. Conformément à des statistiques récentes, à cause de ces effets secondaires, seulement 9 % des utilisa- teurs sont capables de percevoir une vision correcte d'objets tridimensionnels dans ces appareils sans être soumis aux manifestations mentionnées ci-dessus. En outre, il existe un appareil stéréoscopique avec réglage variable, qui est cependant assez compliqué et coûteux et qui nécessite des étalonnages délicats en fonc- tion de la distance entre pupilles de l'utilisateur. Pour éviter les difficultés mentionnées-ci- dessus, cette invention propose une visionneuse stéréosco- pique universelle basée sur les règles suivantes: 1) la distance entre les centres des images ne doit pas dépasser 55 mm, approximativement, puisque cette distan- ce est considérée comme la distance minimale entre pu- pilles de l'utilisateur. 2) Si cette distance est désignée par D, la distance X entre les axes optiques des lentilles au travers des- quelles l'utilisateur observe les images doit être: i D 3) Pour contrebalancer l'inertie ou la paresse des yeux qui observent des objets à une distance supérieure à - 10 mètres, les images doivent être placées à une distan- ce des lentilles qui est inférieure à la distance foca- le des lentilles proprement dite; en particulier, elles doivent être placées à une distance virtuelle de 6 à 8 mètres. 4) Puisque des lentilles convergentes courantes permettent une vision claire seulement dans leur partie centrale qui a un diamètre égal aux 2/3 de la distance focale de la lentille, les lentilles utilisées doivent avoir un diamètre permettant une vision correcte à tous les uti- lisateurs, quelle que soit la distance entre pupilles qu'ils puissent avoir ' de 55 mm pour des enfants jusqu'à 80-85 mm pour des adultes). D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un dessin montrant les positions des len- tilles et des images lors de l'utilisation d'une des visionneuses basées sur les techniques connues; la figure 2 montre les positions des lentilles et des images correspondant à la visionneuse de l'invention; la figure 3 montre les positions des yeux, des lentilles et des images pour une des visionneuses connues; la figure 4 montre les positions des yeux, des lentilles et des images pour la visionneuse conforme à l'invention; la figure 5 est une vue en perspective axonométrique de la visionneuse conforme à l'invention. Comme on peut aisément s'en rendre compte par une comparaison rapide des figures 3 et 4, alors qu'avec les visionneuses traditionnelles les images sont virtuelle- ment à l'infini, les utilisateurs ayant une distance entre pupilles inférieure à la moyenne doivent faire con- verger leurs yeux ( c'est-à-dire une position absolument non naturelle), au contraire lors de l'emploi de la vi- sionneuse conforme à l'invention, quand la distance entre pupilles de l'utilisateur varie, seul le degré de conver- gence des yeux est modifié, en permettant ainsi aux yeux proprement dits de prendre une position qui est parfaite- ment naturelle et confortable. Sur la figure 5, on peut voir comment cette visionneuse est construite; en particulier, elle comporte un socle 10. Les deux oculaires 1 et 2, qui contiennent les lentilles ou des groupes de lentilles, sont placés sur la partie avant de ce socle. La partie de paroi arrière 4 est formée d'une matière translucide qui diffuse la lumière uniformément à l'intérieur de la visionneuse proprement dite. La paroi 5, qui comporte deux sections carrées, forme avec la paroi 4 un espace intermédiaire ( pour rete- nir les deux images), dans lequel il est prévu des guides et des éléments de pression pour le positionnement et le maintien en place des deux images. Le couvercle 8 comporte une partie 7 située en haut et formée d'une matière translucide pour éclairer uniformément les deux images à chaque fois que lesdites images sont imprimées sur du papier et ne sont pas des diapositives. Ce couvercle 8 comporte également une fente pour l'insertion des deux images, quelles soient indépendantes ou fassent partie d'un encadrement 9. REVENDICATIONS 1. Visionneuse stéréoscopique universelle, caracté- risée en ce que la distance entre les centres des images qui forment la paire stéréoscopique n'est pas supérieure à 55 mm, puisque cette distance est considérée comme gale à la plus courte distance entre pupilles de l'utilisateur. 2. Visionneuse stéréoscopique universelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre les axes optiques des lentilles au travers desquelles l'utilisateur observe les deux images satisfait à la rela- tion suivante: D o X désigne la distance précitée et D désigne la distance entre les centres des images. 3. Visionneuse stéréoscopique universelle selon une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la dis- tance entre les lentilles et les images est inférieure à - la distance focale des lentilles proprement dites et en ce qu'elle est calculée d'une manière telle que lesdites ima- ges se trouvent pratiquement à une distance de 6 à 8 mètres et ne soient jamais placées à une distance virtuelle supé- rieure à 10 mètres. 4. Visionneuse stéréoscopique universelle selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les len- tilles au travers desquelles l'utilisateur observe les ima- ges ont un diamètre qui est suffisamment grand, quelle que soit la distance entre pupilles que l'utilisateur puisse avoir, pour lui permettre de regarder au travers de la partie centrale, qui correspond aux 2/3 du diamètre de la lentille proprement dite. 5. Visionneuse stéréoscopique universelle selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la visionneuse comporte sur la partie avant deux oculaires (1, 2), contenant les lentilles ou des groupes de lentilles, et une partie arrière (4) formée d'une matière translucide appropriée pour diffuser la lumière uniformément vers l'intérieur de la visionneuse à chaque fois que les images qui forment la paire stérésscopique, et qui sont introdui- tes dans la fente (6) prévue en haut de lavisionneuse, sont des diapositives. 6. Visionneuse stéréoscopique universelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que la partie supérieu- re (4) de cette visionneuse comporte une portion formée d'une matière translucide pour diffuser uniformément la lumière dans la visionneuse à chaque fois que les images constituant la paire stéréoscopique et qui sont insérées dans la fente (6) sont des images imprimées sur papier. 7. Visionneuse stéréoscopique universelle selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les deux images qui forment la paire stéréoscopique, quelles soient des diapositives ou bien imprimées sur papier, peuvent être utilisées aussi bien indépendamment que lorsqu'elles font partie d'un encadrement de support (5) et en ce que, dans tous les cas, elles sont maintenues dans une position correcte par des guides ou bien par un type connu de dispositif de pression.