Brevet FR2692745A1 — publié le 19931224

SYSTEME D'OBTURATION ELECTROMECANIQUE POUR LUNETTES DE VISION STEREOSCOPIQUE EN VIDEO SEQUENTIELLE. Le système en innovation apporte une reponse au problème suivant: pour voir sur un moniteur un film réaliseé en stéréo SEQUENTIELLE,les formules de lunettes qui recourent aux céramiques P.L.Z.T et surtout aux cristaux liquides, présentent l'inconvenients de diminuer considérablement la densité lumineuse de 70 a 90 %:quant elles ne modifient pas le chromatisme. Dans le brevet PCT/OEB du 12 octobre 1989 n"8904353 nous avions préconisé,pour corriger ce défaut,d'utiliser des lunettes a commutation alternee oeil droit / oeil gauche par mouvement electromecanique,ce qui representait un gain de lumière de 50 % a 60 % par rapport aux autres systèmes précités. Cette commutation était définie a raison d'une obturation et d'une ouverture par commutation; soit a 50 HZ,une vitesse de 1500 t/mn ou de 25 images seconde;la possibilité étant donnée d'augmenter la vitesse vers le 100/120 HZ en agissant sur la tension. Mais ce systéme,s'il améliore considrablement la clarté d'image ne supprime pas le papillotement dû a la commutation electromecanique tant qu'une certaine vitesse n'etait pas atteinte,en l'occurence,elle doit etre doublée ou presque. I1 est donc nécessaire d'améliorer le système proposé pour qu'il soit valable a partir du 50 HZ. En effet,l'utilisation des lunettes doit pouvoir être universelle,de 50/60 HZ a 100/120 HZ;le 50/60 HZ étant la norme générale;au-delà jusqu'a 100/120 HZ la fréquence est reservée à des usages scientifiques,industriels ou informatiques. Le système en innovation répond aux diverses fréquences de 50 à 120 HZ. L'obturation électromécanique ne crée pas de problème de papillotement quand elle est faite dans l'image même. Ce qui n'est pas le cas de la télévision où l'image se forme sur la rétine du télespectateur et où l'obturation se fait à quelques centimètres devant l'oeil. Selon l'innovation,pour être réalisée dans des conditions adéquates,l'obturation est située derriere une pupille de vision qui réduit l'angle de vision et facilite cette obturation. La dimension en est calculée, - selon l'entr'axe oculaire moyen,pour son emplacement - en fonction de la convergence oculaire selon que l'oeil se rapproche ou steloigne de l'ecran. - Pour eviter une surdimension des obturateurs. Sur le plan pratique de lunettes portables,on retient une dimension de fente de 3 a 4 mlm de hauteur pour 10 a 11 mlm en longueur. la zone d'obturation occulte parfaitement l'image sur 194" et 21,54 mils. Le système en innovation préconise une zone d'obscurcissement pour une zone d'ouverture par durée d'image de 40 mls: une zone par trame en alternance et en opposition droite/gauche [fig 1]. Dans cette configuration,l'expérience montre que,quel que soit le modèle d'obturateur,la vitesse requise pour éviter l'éffet de papillotement dû à la commutation est supérieure a celle qu'impose le passage/trame 50 HZ(1500 tours). A cette fréquence,l'obturateur ne permet pas,sauf modification} une vision agréable et de longue durée. Or,la physiologie oculaire montre,en premier lieu,que,pour une vision confortable et de qualité,il faut un stimulus lumineux au moins toutes les 10 mils. L'obturateur doit donc fournir,pendant le temps de fermeture, 3000 commutations par oeil et par minute soit deux fois plus que le passage/trame & 50 HZ. Elle montre,en deuxième lieu,que l'oeil réagit à une stimulation lumineuse,quel que soit son contenu:simple faisceau ou image. I1 l'enregistre et la définit selon sa perception. La commutation proposée va tenir compte de ces deux particularités pour obtenir la première par utilisation de la seconde. En effet, la commutation ne sera plus basée sur une vision et une disparition d'image mais sur le nombre de stimuli continus ou successifs qui seront nécessaires pour assurer le rapport entre exigences oculaires et contraintes techniques du passage/trame de telle sorte que l'oeil ait au moins quatre stimuli successifs ou deux stimuli continus pour une commutation complète d'une image en 40 mils. L'impulsion lumineuse dans la fermeture pouvant être continue sur 18 mls ou être séparez en deux périodes égales par une zone d'obscurcissement complet. Par cette répartition d'impulsions lumineuses,le système obtient une commutation synchrone avec la trame à 50 HZ ou plus,en donnant le nombre d'impulsions équivalant å 100 HZ. I1 permet,8 une vitesse qui n'est plus la vitesse théorique,prevue pour supprimer le papillotement,une vision nette et lumineuse de l'image. il est ainsi possible de résoudre l'adéquation entre le nombre de tours imposé par le passage/trame pour une ouverture et une fermeture par commutation,le nombre de tours nécessaire pour éviter le papillotement dû a la commutation mecanique et le nombre d'impulsions lumineuses que l'oeil doit recevoir pour une vision claire et correcte de l'image. Pour cela, le systeme en innovation rend indépendant l'un de l'autre passage/trame et commutation d'une part et nombre de stimuli reçus par l'oeil dans le même temps,d'autre part independance qui est impossible avec les cristaux liquides ou les céramiques. Dans l'obturateur, la fermeture est prévue sur 194 ou 208 et l'ouverture sur 166 ou 152" pour tenir compte de la suppression des lignes. La configuration est prevue pour le rendre synchrone avec le passage/trame,et pour assurer le nombre d'impulsions lumineuses necessaires. La caractéristique essentielle de l'innovation est que la fermeture est réalisée a pârtir de FRESNEL ou de microprismes,de panneau en fibre optique ou de tout autre système optique qui laissent passer la quasi totalité de l'impulsion lumineuse venant de l'ecran mais ne permettent pas de voir l'image. Ce temps de non vision de l'image est continu sur 194 /208 ; l'oeil concerné ne voit pas l'image qu'il ne doit pas voir et ne peut pas,par suite,provoquer l'annulation de l'éffet stéréoscopique mais reçoit sans image soit une impulsion lumineuse continu en 18 mls,soit deux impulsions successives,d'une égale durée chacune et séparées par une obturation complète. Pour illustrer l'innovation, la figure 1 donne la configuration de l'obturateur double droite/gauche en opposition de phase comprenant une seule ouverture(l0) et une seule fermeture(ll) par tour,soit une image ou deux trames,par rotation de 1500 tours par minutes synchronisée par photodiode(13) avec le passage/trame tous les 1800 et 20 mls(12). Ouverture et fermeture ne sont pas réparties également: La fermeture couvre le temps d'effacement/lignes avant et après le top de changement de trame soit 7" de plus(15) en debut et 7 en fin de trame (15). Soit) la fermeture s'etend sur 194" pour une ouverture de 1660. L'expérience montre que,pour le confort de la vision, l'obturation peut s'étendre sur 14" au lieu de 7"à l'entrée et à la sortie,soit 208"de fermeture en tout,pour 152 "d'ouverture. La fermeture est réalisée entièrement en FRESNEL ou microprismes(l4),1aissant passer le faisceau lumineux et constituant autant d'impulsions lumineuses sur 18 mls; ce que l'on peut appeler une impulsion en continu. Une obturation compléte(sur 7" ou 14") est réalisée en début et fin de fermeture. Selon la finesse de réalisation de cette obturation,il peut être utile de recourir à des impulsions successives par obscurcissements complets d'une ou deux zones(voir figure 2) qui en provoquant l'extinction complète du faisceau lumineux, créent des impulsions lumineuses successives. Dans le système à impulsion continue,de 50 à 120 HZ, disparait tout papillotement du à la commutation. Le changement de fréquence de balayage/trame,selon les standards utilises,est transmis par émetteur recepteur infra-rouge au circuit électronique qui synchronise automatiquement les fréquences ouverture/fermeture des ob turateurs sur la fréquence-trame. Dans le système à impulsions successives durant la fermeture,et à 100 HZ,on double obturation et ouverture(2 de 83"ou 76" et de 97" ou 104 ) pour chaque rotation de l'obturateur sur 360 (voir fig.3) en maintenant la vitesse de rotation à 1500 t/mn. REVENDICATIONS 1) La suppression du papillotement dû à la commutation électromécanique et le maximum de luminosité et de couleur ne pouvant être obtenus que par une obturation électromécanique réalisant 1'ADEQUATION entre: - la nécessite d'une impulsion lumineuse sur l'oeil au moins tous les dix millisecondes; - le nombre de tours imposé à l'obturation par la fréquence de passage/trame pour une ouverture et une fermeture par image ou double trame; - Le nombre de tours d'obturation nécessaire pour éviter le papillotement du à la commutation électromécanique dans un système de vision stéréoscopique en vidéo séquentielle retenant,des voies droite et gauche,une trame sur deux;; Le système présenté en innovation est CARACTERISE en ce que cette adéquation est obtenue au moyen de deux obturateurs en opposition de phase qui,commutant alternativement ouverture et fermeture en synchronisation avec le top/trame laissent passer pendant le temps d' obsurcissement de l'image soit une impulsion continue de lumière soit des impulsions successives,correspondant à des stimuli d'une fréquence égale ou inférieure à 10 mlsc1sans vision d'image,rendant indépendant l'un de l'autre:temps de passage/trame - commutations électromécanique et nombre d' impulsions continues ou successives reçues par l'oeil. 2) Selon revendication l,le système est CARACTERISE en ce que il provoque les impulsions lumineuses sur 40 mlsc:en premier lieu ,au moyen d'une obturation de l'image sur 194 ou 208 ,realise ou en fresnel ou en microprismes ou faisceau de fibres optiques ou en tout autre système optique,laissant passer sur 180C la quasi totalité des rayons lumineux, sans formation d'image et sans annulation de l'effet stérèoscopique,l'oeilne voyant pas l'image qu'il ne doit pas voir pendant toute la durée de 1' obturation (fig.l G),en deuxieme lieu,par une ouverture totale avec vision d'image sur 166 ou 152 pendant le temps d' ouverture (fig.l D). 3) Selon revendication 1 et 2,le système et CARACTERISE en ce que l'obturation obscurcissement peut comporter,selon le degré de finesse du système d'obturation,une ou deux extinctions complètes au milieu de l'obturation créant des impulsions successives reçues par l'oeil et remplaçant l'impulsion continue. 4) Conformement aux revendications 1,2 et 3,le système est caractérisé en ce qu'il est applicable à toutes fréquences de balayage de 50/60 HZ à 100/120 HZ,soit par synchronisation automatique des obturateurs sur la fréquence/trame transmise au moyen d'un émetteur recepteur infrarouge au circuit électronique de régulation, soit pour le 100 HZ en doublant 1' ouverture (deux de 76 ou 83 degrés chacune) et la fermeture (deux de 104 ou 97 degrés chacune)par rotation de 360" et en maintenant la vitesse de rotation & 1500 tours/minute.