Brevet FR2677141A1 — publié le 19921204

La présente invention concerne un dispositif permettant la rétroprojection ainsi que la projection directe de couples d 'images stéréoscopiques. Les procédés connus de projection stéréoscopique à l'aide de deux projecteurs séparés présentent de nombreux inconvénients : En premier lieu, au début de chaque projection, des réglages assez longs sont nécessaire, d'une part pour plaçer sur l'écran chaque détail de la vue gauche sur la même horizontale que son homologue de la vue droite et d'autre part, pour positionner les images afin que les points homologues à l'infini soit distants d'un écart correspondant à l'écart interpupilliaire moyen. De plus, il faut procéder à la mise au point des images sur l'écran en réglant les objectifs des projecteurs. Un autre inconvénient est dû à la fatigue visuelle que créent les distorsions trapèzoïdales des images sur l'écran. Ces déformations se produisent lorsque les deux axes optiques de projection ne sont pas parallèles et font entre eux un angle excessif de convergence, ce qui est le cas lorsque les projecteurs sont placés l'un à coté de l'autre ou bien l'un au dessus de l'autre. Ces déformations se traduisent, surtout en ce qui concerne les écrans de petite taille, par des dénivellements entre homologues, impossible à compenser et imposant donc aux spectateurs une gymnastique des yeux extrêmement fatigante. Ordinairement, pour effectuer une projection stéréoscopique, on doit se munir de deux projecteurs et d'un écran à surface métallisée. On peut y adjoindre un ensemble de sonorisation et un dispositif de synchronisation image/son, afin de permettre une projection audio-visuelle automatique. La mise en service de l'ensemble est longue et fastidieuse, de plus l'utilisateur, à chaque déplacement, devra transporter un assez grand nombre d'articles. Afin que les images soient agrandies, il est nécessaire que l'écran soit suffisamment éloigné des projecteurs, la mise en place d'un tel systême nécessite donc un grand espace. Enfin un autre inconvénient réside dans le fait qu'il est indispensable de faire l'obscurité dans la salle de projection. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients, en élaborant un dispositif réunissant dans un encombrement minimum, à la fois les projecteurs et l'écran, voir même un ensemble de sonorisation et de synchronisation, permettant d'assurer ainsi une projection stéréoscopique audio-visuelle dans une salle éclairée, sans déformations trapè zoïdales et ne nécessitant ni réglage, ni mise au point. Ce même dispositif, séparé ou non de son meuble permettant également une projection stéréoscopique directe. L'utilisation simple et rapide d'un tel dispositif amenant ainsi la projection stéréoscopique accessible à tous. Pour ce faire ce dispositif conçu pour la rétroprojection ainsi que la projection directe de couples d'images stéréoscopiques, est caractérisé en ce qu'il comporte un volume clos constitué par un meuble et pourvu d'un tiroir pouvant coulisser horizontalement sur lequel sont solidarisés deux projecteurs gauche et droit placés en opposition. Un écran translucide pour rétroprojection est situé verticalement sur la face anté- rieure du meuble et à l'intérieur de celui-ci, pour en diminuer ltencombrement,un jeu de surfaces réfléchissantes assure la réflexion des faisceaux lumineux issus des projecteurs en direction de l'écran, afin de former sur celui-ci, une image en relief, nette et correctement centrée. Les diapositives horizontales gauche et droite formant les couples d'images stéréoscopiques sont positionnées pour être introduites verticalement dans les projecteurs (figure 6 et 7). La lumière de chaque vue du couple stéréoscopique étant polarisée sur un plan qui lui est particulier, les spectateurs portent des lunettes convenablement polarisées, de sorte que chaque oeil ne voit que l'image lui étant destinée. Deux premières surfaces réfléchissantes inférieures sont interposées en opposition sur les trajets des faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche et droit afin de les diriger vers la partie supérieure du meuble. La disposition et l'orientation de ces deux surfaces réfléchissantes permettent de réduire l'écart entre les deux axes optiques de projection, afin de superposer les deux images sur l'écran sans y former de distorsions trapèzoïdales. Pour rétablir sur l'écran le format en largeur, les surfaces réfléchissantes suivantes, dites supérieures, sont situées dans un autre plan et comprennent une première surface réfléchissante supérieure située sur la face supérieure du meuble, une deuxième surface réfléchissante inférieure située à un niveau inférieur à celui de l'écran et une troisième surface réfléchissante intermédiaire située en arrière de l'écran et sur la face postèrieure du meuble. L'ensemble des surfaces réfléchissantes ayant des positions et des inclinaisons telles, que les faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche et droit, polarisés sur un plan particulier pour chacune des deux images du couple stéréoscopique projetées, sont réfléchis dans un premier temps et séparement par les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures placées en opposition et situées sur le même support que les projecteurs, puis les deux faisceaux lumineux se confondant sont alors réfléchis successivement, dans un autre plan, sur les première, deuxième et troisième surfaces réfléchissantes supérieures pour finalement tomber sur l'écran en formant sur celui-ci une image en relief dans un format en largeur, nette, centrée et correctement positionnée, de telle sorte que chaque détail de la vue gauche étant sur la même horizontale que son homologue de la vue droite et que les points homologues à l'infini soient distants d'un espace correspondant à l'écart interpupilliaire moyen, de manière à permettre aux spectateurs, portant des lunettes polarisées, de fusionner correctement les deux images formant le couple stéréoscopique. Pour obtenir une réflexion sans reflets parasites, les surfaces réfléchissantes sont constituées par des miroirs argentés sur leur face avant. Le tiroir sur lequel sont solidarisés les deux projecteurs ainsi que les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures coulisse horizontalement, ce qui permet, en position extraite, les opérations telles que le changement des paniers de vues, ou à l'occasion, le changement d'une lampe ou d'un fusible. La partie inférieure du meuble peut comporter un espace permettant l'installation des éléments constituants un ensemble de sonorisation et de synchronisation image/son. Selon une caractéristique de l'invention, l'écran est de forme panoramique. I1 autorise ainsi la projection de tous les formats couramment utilisés en stéréoscopie : 2X24X36, 2X24X34, 2X24X30... Mais permet également l'utilisation du format panoramique couvrant l'intégralité de l'écran. Format amenant une sensation espace, renforçant puissamment le relief de l'image. Le dispositif selon l'invention permet également la projection stéréoscopique directe : le tiroir sur lequel sont solidarisés les projecteurs ainsi que les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures, est monté amovible afin de pouvoir être oté complètement du meuble. Un ensemble constitué de deux surfaces réfléchissantes supplémentaires, situées dans un autre plan, est monté amovible sur le tiroir de manière à pouvoir être facilement interposé sur les trajets des faisceaux lumineux, issus des projecteurs gauche et droit, et préalablement réfléchi par les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures, cela afin d'une part de rétablir le format en largeur et d'autre part, pour éviter l'inversion des images sur l'écran entre la rétroprojection et la projection directe. Afin d'ajuster la superposition des deux images en fonction de la distance de l'écran, il est nécessaire de rendre réglable l'orientation des deux premières surfaces réfléchissantes inférieures. Le réglage des axes optiques se faisant par rotation sur un axe horizontal. Le tiroir peut être placé sur une table de projection indépendante, cette disposition permettant facilement une projection stéréoscopique directe et muette. Afin de conserver les avantages d'une projection audio-visuelle, la partie supérieure du meuble comprenant l'écran translucide et les trois surfaces réfléchissantes supérieures, est montée amovible de manière à pouvoir être enlevée. Le tiroir peut alors être posé directement sur le dessus du meuble inférieur, comprenant les éléments constituant l'ensemble de sonorisation et de synchronisation image/son. Le tiroir peut être également surélevé suffisamment afin de permettre une projection à hauteur d'écran. Un mode d'éxécution de la présente invention est décrit ci-dessous à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles La figure 1 est une vue de dessus, montrant la disposition des projecteurs droit et gauche ainsi que des deux premières surfaces réfléchissantes inférieures. La figure 2 est une vue de face du même dispositif. La figure 3 est une vue en coupe verticale du même dispositif, montrant les trois surfaces réfléchissantes supérieures ainsi que l'écran translucide. La figure 4 est une vue en coupe verticale du dispositif incorporé dans un meuble et en service pour la rétroprojection stéréoscopique. La figure 5 est une vue en coupe verticale similaire à celle de la figure 4, le dispositif étant représenté en position hors service et montrant le coulissement horizontal du tiroir. Les figures 6 et 7 sont des vues montrant la disposition des diapositives dans les paniers passe-vues horizontaux. La figure 8 est une vue en coupe verticale du tiroir en position extraite du meuble et en service pour la projection stéréoscopique directe. La figure 9 est une vue en coupe verticale du tiroir en service pour la projection stéréoscopique directe et posé, surélevé, sur le dessus du meuble inférieur. La figure 10 est une vue de face du meuble, montrant la forme panoramique de l'écran. La figure 11 est une vue en perspective du meuble suivant l'invention Le dispositif selon l'invention est incorporé dans un volume clos constitué par un meuble et comporte d'une part un tiroir (10) pouvant coulisser horizontalement (figure 5) et constituant un support sur lequel sont fixés deux projecteurs (1 et 2), et d'autre part un écran translucide (8), ainsi qu'un jeu de cinq miroirs (3,4,5,6 et 7). Ce dispositif destiné à l'exploitation de stéréogrammes constitué par deux vues gauche et droite, comporte deux projecteurs : un projecteur gauche (1) recevant la vue gauche (14) repéré par un point de couleur rouge (16)(figure 7), et un projecteur droit (2) recevant la vue droite (15) repéré par un point de couleur verte (17)(figure 6). Le meuble contenant le dispositif est fermé sur toutes ses faces, de sorte que la lumière extérieure ne puisse diminuer la luminosité de l'image se formant sur l'écran translucide (8). Le dispositif comporte deux premiers miroirs inférieurs (3 et 4) fixés sur le tiroir (10) et interposés en opposition sur les trajets des faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche (1) et droit (2). Les miroirs supérieurs suivant, situés dans un autre plan, sont au nombre de trois : un premier miroir supérieur (5) situé sur la face supérieure du meuble, un second miroir inférieur (6) situé à un niveau inférieur à celui de l'écran et un troisième miroir intermédiaire (7) situé en arrière de l'écran et fixé sur la face postèrieure du meuble (figure 4). Les inclinaisons et les positions des miroirs (3,4,5,6 et 7) sont choisies de telle manière qu'en service, telles qu'elles sont représentées sur les figures 2,3 et 4, le faisceau lumineux issu du projecteur gauche (1) qui tombe sur le miroir (3) et le faisceau lumineux issu du projecteur droit (2) qui tombe sur le miroir (4), sont réfléchis vers le miroir (5) situé dans un autre plan, puis par celui-ci vers le miroir (6), puis de celui-ci vers le miroir (7) et enfin par ce dernier vers l'écran de rétroprojection (8) en assurant ainsi la formation sur celui-ci d'une image en relief dans un format en largeur, agrandie, nette et correctement positionnée. L'écran translucide (8) est de forme panoramique (figure 10) il autorise ainsi la projection de format large couvrant l'intégralité de l'écran, mais permet également l'utilisation de tous les autres formats couramment utilisés en stéréoscopie. Le meuble comporte dans sa partie inférieure, en dessous du tiroir (10), un espace (11) permettant l'installation d'un ensemble de sonorisation audio-visuel, il est possible ainsi de synchroniser la projection avec une émission sonore préalablement enregistrée sur une bande magnétique. Des haut-parleurs peuvent être situés dans l'espace (9) situé dans la partie supérieure du meuble et en dessous du miroir (6). Pour permettre la projection stéréoscopique directe, le tiroir (10) monté amovible est oté complétement du meuble. Un ensemble constitué de deux miroirs (18 et 19)(figure 8) est interposé, dans un autre plan, sur les trajets des faisceaux lumineux réfléchis par les miroirs inférieurs (3 et 4) et issus des projecteurs gauche et droit (l et 2). L'orientation des deux premiers miroirs inférieurs (3 et 4) est rendu réglable afin d'ajuster la superposition des deux images sur l'écran en fonction de la distance de celui-ci. Le réglage des axes optiques se faisant par rotation sur un axes horizontal (12 et 13)(figure 2). Le tiroir (10) peut être placé sur une table de projection indépendante, ou bien sur la partie inférieure du meuble dont on a préalablement oté la partie supérieure, comprenant l'écran (8) et les miroirs supérieurs (5,6 et 7). Afin de permettre une projection à hauteur de l'écran, on peut surélevé le tiroir (10)(figure 9). Pour conserver les avantages d'une projection stéréoscopique audio-visuelle directe, il sera facile de reconnecter les projecteurs aux éléments constituants l'ensemble de sonorisation image/son, situés à l'intérieur de la partie inférieure (11) du meuble. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie supérieure du meuble, monté amovible et comprenant l'écran (8) ainsi que les surfaces réfléchissantes (5,6 et 7), est rendue interchangeable, permettant ainsi l'adaptation d'ensemble écrans /surfaces réfléchissantes de dimensions différentes. REVENDICATIONS 1- Dispositif conçu pour la rétroprojection ainsi que la projection directe de couples d'images stéréoscopiques, caractérisé en ce qu'il comporte un volume clos constitué par un meuble, pourvu d'une part d'un tiroir (10), pouvant coulisser horizontalement et constituant un support sur lequel sont fixés deux projecteurs gauche et droit (1 et 2), placés en opposition, et d'autre part d'une paroi verticale formant la face antérieure du meuble et comportant un écran translucide (8), et en ce que le dit meuble contient un jeu de surfaces réfléchissantes (3,4,5,6 et 7), assurant la réflexion des faisceaux lumineux issus des projecteurs (1 et 2) en direction de l'écran (8), de manière à former sur celui-ci une image en relief nette, centrée et correctement positionnée. 2- Dispositif suivant la revendication l caractérisé en ce les surfaces réfléchissantes comprennent d'une part deux premières surfaces réfléchissantes inférieures (3 et 4), interposées en opposition sur les trajets des faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche et droit (1 et 2), et d'autre part un jeu de surfaces réfléchissantes supérieures (5,6 et 7), situé dans un autre plan, comprenant une première surface réfléchissante (5), située sur la face supérieure du meuble, une seconde surface réfléchissante (6), située à un niveau inférieur à celui de l'écran et une troisième surface réfléchissante intermédiaire (7), située en arrière de l'écran et fixée sur la face postérieure du meuble.Ces cinq surfaces réfléchissantes (3,4,5,6 et 7) ayant des positions et des inclinaisons telles, que les faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche et droit (1 et 2) sont réfléchis séparemment par les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures (3 et 4), puis les faisceaux lumineux se confondant sont réfléchis, dans un autre plan et successivement sur les première, deuxième et troisième surfaces réfléchissantes supérieures (5,6et 7), pour tomber sur l'écran (8) en formant sur celui-ci une image en relief dans un format en largeur, agrandie, nette et correctement positionnée. 3- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les diapositives horizontales gauche et droite formant les couples d'images stéréoscopiques sont introduites verticalement dans les paniers passe-vues et en ce que la lumière d'une vue est polarisée à 90" du plan de polarisation de l'autre vue. 4- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran (8) est de forme panoramique, permettant la projection de format large couvrant l'intégralité de l'écran ainsi que tous les formats couramment utilisés en stéréoscopie. 5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inférieure du meuble comporte un espace (11), permettant l'installation d'un ensemble de sonorisation audio-visuel propre à synchroniser la projection avec une émission sonore préalablement enregistrée sur un support magnétique. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir (10) est monté amovible afin de pouvoir être oté complètement du meuble et en ce qu'un ensemble composé de deux surfaces réfléchissantes supplémentaires (18 et 19), situé dans un autre plan, est monté amovible, de manière à pouvoir être interposé sur les trajets des faisceaux lumineux issus des projecteurs gauche et droit (1 et 2) et préalablement réfléchis par les deux premières surfaces réfléchissantes inférieures (3 et 4), de manière à permettre une projection stéréoscopique directe. 7- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orientation des deux premières surfaces réfléchissantes inférieures (3 et 4) est rendu réglable par rotation sur un axe horizontal, de manière à permettre en projection stéréoscopique directe la superposition des deux images en fonction de la distance de l'écran. 8- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure du meuble, comprenant l'écran translucide (8) et les trois surfaces réfléchissantes supérieures (5,6 et 7), est montée amovible de manière à pouvoir être otée complétement et être rendue interchangeable. 9- Dispositif suivant l'une qulconque des revendications précédente, caractérisé en ce que le tiroir (10) peut être directement posé sur le dessus du meuble inférieur, ou bien surélevé, de manière à pouvoir être connecté facilement aux éléments constituant l'ensemble de sonorisation et de synchronisation image/son, situé à l'intérieur de la partie inférieure (11) du meuble. 10- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des haut-parleurs peuvent être incorporés dans l'espace (9), situé dans la partie supérieure du meuble et en dessous du miroir (6).