Brevet FR2662271A1 — publié le 19911122

SYSTEME OPTIQUE DE REPRODUCTION D'IMAGES VIDEO La présente invention concerne un système optique de reproduction d'images vidéo. Elle concerne plus particulièrement un système optique du type comportant une source d'éclairement, un modulateur électro-optique et des moyens optiques de collimation pour éclairer la totalité du modulateur. De tels systèmes optiques peuvent être utilisés soit dans un appareil de projection d'images sur un écran de grande dimension appelé aussi vidéoprojecteur, soit en vision directe. Dans le premier cas, le système optique sera associé, de manière connue, à une lentille de champs, un objectif et un écran. Dans le second cas, le modulateur électro-optique devra fonctionner en transmission et le système comportera, de préférence, un diffuseur placé en aval du modulateur électro-optique. La plupart du temps, de tels systèmes sont utilisés pour la projection d'images vidéo en couleurs. Dans le cas des vidéoprojecteurs, différentes techniques peuvent être utilisées pour obtenir les couleurs. Selon un premier mode de réalisation, on utilise un modulateur électro-optique couleur constitué de pixels associés respectivement aux couleurs Rouge, Verte et Bleue. Selon un autre mode de réalisation, on décompose les composantes primaires de la source lumineuse par des miroirs dichroïques. Toutefois, cette dernière technique nécessite l'emploi de trois miroirs dichroïques et de trois modulateurs électro-optiques qui modulent chacun l'une des composantes primaires. La présente invention peut s'appliquer à l'ensemble des systèmes optiques de reproduction d'images vidéo décrits ci-dessus. En effet, les systèmes optiques de reproduction d'images vidéo décrits ci-dessus utilisent tous une source d'éclairement fixe. Or, I'on s'est aperçu qu'à brillance moyenne identique une source de lumière pulsée est perçue par l'oeil comme étant beaucoup plus lumineuse qu'une source de lumière continue. En conséquence, la présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus liés à l'utilisation d'une source de lumière continue dans les systèmes optiques de reproduction d'images vidéo à modulateur électro-optique, plus particulièrement dans les vidéoprojecteurs. Ainsi, la présente invention a pour objet un système optique de reproduction d'images vidéo du type comportant au moins une source d'éclairement, un modulateur électro-optique, des moyens optiques de collimation pour éclairer la totalité du modulateur et un objectif de projection, caractérisé en ce qutil comporte de plus des moyens de pulsation de la source d'éclairement. Le plus souvent, les modulateurs électro-optiques utilisés sont constitués par des écrans à cristaux liquides. De tels écrans sont rafraîchis à une fréquence de 50Hz. D'autre part, il est important que la fréquence de pulsation utilisée évite le phénomène de papillotement. En conséquence, la fréquence de pulsation de la source d'éclairement sera choisie supérieure à 100Hz, de préférence égale à 1KHz. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, donné à titre illustratif mais non limitatif, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de projection d'images auquel peut s'appliquer la présente invention - la figure 2 est un schéma électrique d'un circuit pouvant être utilisé comme moyen de pulsation de la source d'éclairement, et - les figures 3(A) et 3(B) représentent les tensions en fonction du temps en différents points du circuit. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un système optique conforme à la présente invention utilisé dans un dispositif vidéo à projection. Dans ce cas, le dispositif comporte une source lumineuse ou source d'éclairement 1 qui éclaire, par l'intermédiaire d'un dispositif de collimation 2, un modulateur électro-optique 3. Le dispositif de collimation 2 représenté par une lentille permet d'obtenir un faisceau parallèle qui éclaire l'ensemble du modulateur électro-optique 3 et d'un objectif de projection 4, projetant l'image créée sur le modulateur vers un écran de projection 5. D'autre part, le modulateur électro-optique 3 est de préférence constitué, dans le cadre de l'invention, par un écran à cristaux liquides fonctionnant en transmission et comportant de manière connue un polariseur, l'écran proprement dit et un analyseur. On décrira maintenant en se référant plus particulièrement aux figures 2 et 3, un mode de réalisation d'un moyen de pulsation de la source lumineuse 1. Ce moyen de pulsation de la source lumineuse 1 est constitué par un circuit électrique comprenant essentiellement un thyristor T dont l'anode est connectée en série à une borne de la source d'éclairement 1 qui est constituée, dans le mode de réalisation représenté par une lampe quartz-iode. L'autre borne de la source d'éclairement 1 est connectée au point B tandis que la cathode du thyristor T est connectée au point B'. En parallèle, sur les points B et B', sont connectés un diviseur résistif constitué par les résistances RI et R2 connectées en série. Au point milieu entre les deux résistances Ri et R2 est connectée la gâchette du thyristor T.D'autre part, un condensateur C est connecté aux bornes A et A' du circuit, en parallèle à l'ensemble constitué de la source d'éclairement 1 et du thyristor T. Entre la borne d'alimentation V et la borne A est montée une résistance R, les bornes d'alimentation V et V' étant connectées à un circuit d'alimentation continu. On expliquera maintenant le fonctionnement du circuit ci-dessus avec référence à la figure 3. La figure 3(A) représente la tension VA à savoir la tension aux bornes de la capacité C en fonction du temps T, tandis que la figure 3(B) représente la tension VB aux bornes de la source d'éclairement l. Il est connu de l'homme de l'art que le thyristor ne peut débiter un courant que lorsque le courant de gâchette est suffisant. En conséquence, en début de fonctionnement, la source d'éclairement 1 n'est pas allumée car la tension à ses bornes ntest pas suffisante et la tension d'alimentation charge la capacité C à travers le circuit RC.Lorsque la tension aux bornes de la gâchette, qui est fonction du diviseur résistif R2, R1, est suffisante pour déclencher le thyristor T, alors la branche constituée par la source d'éclairement 1 et le thyristor T devient passante et la capacité C se décharge dans cette branche, ce qui permet d'allumer la source d'éclairement l qui reçoit à ses bornes une tension impulsionnelle telle que présentée sur la figure 3(B). Lorsque la capacité C s'est entièrement déchargée, le thyristor se rebloque et l'opération précédente redémarre en rechargeant la capacité C, comme représenté sur la figure 3(A). Pour éviter que la fréquence de pulsation de la source d'éclairement ne vienne en battement avec la fréquence de rafraîchissement de l'écran à cristaux liquides ou n'entraîne un papillotement, celle-ci sera supérieure à 100Hz. Elle peut être choisie égale à 1KHz. Dans ce cas, la constante de temps du circuit RC sera choisie en conséquence. Il est évident pour l'homme de l'art que l'on a décrit ci-dessus un mode de réalisation non limitatif d'un moyen de pulsation de la source d'éclairement, ce mode de réalisation étant particulièrement adapté à des lampes quartz-iode. Toutefois, la présente invention nlest pas limitée à ce seul mode de réalisation du moyen de pulsation de la source d'éclairement, ni à une source d'éclairement constituée par une lampe quartz-iode. En effet, d'autres sources d'éclairement peuvent aussi être utilisées telles que des sources d'éclairement à incandescence (halogène ou non), des sources d'éclairement par électro-luminescence ou d'autres sources d'éclairement par fluorescence. Dans ce cas, lthomme de l'art peut facilement adapter les moyens de pulsation au type de sources d'éclairement utilisé. De même, d'autres types de modulateurs électro-optiques peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système optique de reproduction d'images vidéo du type comportant au moins une source d'éclairement (1), un modulateur électro-optique (3), des moyens optiques (2) de collimation pour éclairer la totalité du modulateur et un objectif de projection (4), caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens (R, C, T, R1, R2) de pulsation de la source d'éclairement. 2. Système optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de pulsation de la source d'éclairement est supérieure à 100Hz. 3. Système optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence de pulsation de la source d'éclairement est égale à lKHz. 4. Système optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de pulsation de la source d'éclairement sont constitués par un circuit comprenant un thyristor (T) monté en série avec la source d'éclairement (1), la gâchette du thyristor étant connecté au point milieu d'un diviseur résistif (R1, R2) de manière à commander cycliquement la décharge d'un circuit RC dans la source d'éclairement. 5. Système optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le modulateur électro-optique est constitué par un écran à cristaux liquides.