Brevet FR2714787A3 — publié le 19950707

FR 2714787 A3 19950707 FR 9400043 A 19940105 L'invention concerne la réalisation d'images de télévision, et plus particulièrement l'obtention d'images à effet stéréoscopique. D'une manière générale, la méthode de production d'images stéréoscopiques consiste à mettre en application le principe de la déviation angulaire produite par la différence de distance horizontale entre les deux yeux de l'être humain, lorsque plus de deux caméras sont employées pour prendre des photographies biangulaires pour les projeter ensuite de façon à ce qu'elles correspondent à chacun des deux yeux du spectateur (par moyens optiques stéréoscopiques par exemple) pour produire un effet stéréoscopique. Toutefois cette méthode conventionnelle comporte trois défauts. Premièrement, le coût de la prise de vues est élevé. Le coût de la caméra et du matériel est en effet le double du coût d'un système à une seule caméra, du fait que l'investissement est comparativement proportionnel au coût de production. Deuxièmement, le spectateur doit porter une paire de lunettes spéciales pour regarder les images. Cette contrainte réduit de beaucoup le confort de vision et, par conséquent le succès du système et les possibilités de mettre lesdites facilités de vision à la disposition de tous. Troisièmement, cette méthode prend encore du temps pour être mise en pratique étant donné qu'il est nécessaire en premier lieu de modifier le système de transmission photographique. Compte tenu des inconvénients mentionnés ci-dessus, la présente invention vise à supprimer ces inconvénients grâce à une technique qui, en plus d'agrandir l'image plusieurs fois pour un coût comparativement plus faible, permet aussi de donner à l'image un effet de profondeur et stéréoscopique sous une forme plus économique et mieux adaptée sans apporter un quelconque changement au système existant. L'invention a ainsi pour objet de concevoir un procédé et un dispositif de réalisation d'images de télévision à effet stéréoscopique permettant de n'utiliser qu'une seule caméra de type monoculaire, tout en permettant aux spectateurs de regarder leur poste de télévision de manière très confortable sans porter de dispositif optique particulier. L'invention utilise le principe de la déviation angulaire produite par la différence de distance horizontale entre les deux yeux de l'être humain. Conformément à l'inven- tion, l'image transmise par une caméra monoculaire est réfléchie de manière biangulaire pour obtenir un effet stéréoscopique à partir de la même image avec similitude sur la partie gauche et sur la partie droite, chacun des angles correspondant de manière indépendante à l'oeil gauche et à l'oeil droit du spectateur. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'ombre projetée par le tube-image est agrandie par une unité à lentilles et tirée jusqu'à l'intérieur d'un tunnel comportant une double plaque-lentille à bandes en arc de cercle, suivie d'une plaque-lentille à bandes horizontales pour produire un effet de relief en profondeur. La plaque-lentille à bandes horizontales est avantageuse pour stabiliser l'image à l'intérieur du tunnel, et permettre la vision finale de l'image avec l'effet stéréoscopique recherché. Ainsi, grâce à la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, on peut utiliser une seule caméra pour les prises de vues photographiques, sans aucune modification apportée au système photographique et au système de transmis- sion photographique existants. De plus, il est possible d'utiliser le dispositif de l'invention pour regarder n'importe quel programme de télévision ou sur bande vidéo courant, cette possibilité constituant un avantage supplémen- taire de la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront plus clairement à la lumière de la descrip- tion qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures o: - la Figure 1 illustre de manière schématique le principe qui est à la base de la présente invention; - la Figure 2 est une vue d'un dispositif conforme à la présente invention, utilisant ici un miroir plan; - la Figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré de l'invention, sans son cadre mobile à plaque-lentille à bandes verticales; - la Figure 4 est une vue détaillée de l'unité à cadre mobile servant à la stabilisation de l'image qui équipe le dispositif de la présente invention; - la Figure 5 est une vue agrandie en coupe perpendiculaire à la direction horizontale des bandes horizontales de la plaque-lentille à bandes horizontales faisant partie de l'unité précitée; - la Figure 6 est une vue éclatée en perspective du cadre mobile à plaque- lentille à bandes verticales faisant partie de l'unité précitée; - la Figure 7 est une vue en perspective du cadre mobile précité à l'état assemblé. Le procédé de réalisation d'images de télévision à effet stéréoscopique conforme à l'invention s'écarte de la méthode traditionnelle de production de l'effet stéréoscopi- que, dans la mesure o il vise à ne produire qu'une simple imitation d'effet stéréoscopique de type monoculaire, ce qui veut dire que l'effet recherché se base sur le principe de la déviation angulaire produite à partir de la différence de distance horizontale entre les deux yeux de l'être humain, comme si le spectateur ne regardait que d'un seul oeil. Conformément à une caractéristique essentielle, la surface du plan de prise de vue d'une caméra monoculaire est réfléchie sous la forme d'une analyse biangulaire par des moyens optiques pour former une image identique (comme on peut le voir sur la Figure 1) sur la partie gauche et sur la partie droite, mais dirigée de façon à correspondre séparément à chacun des côtés de chacun des deux yeux, de manière à produire un effet "d'imitation stéréoscopique". Le dispositif de l'invention illustré ici comprend une unité d'image initiale 1, une unité à lentilles 2, une unité de tunnel 3 et une unité de stabilisation d'image 4. 5 L'unité d'image initiale 1 comprend un tube-image 11, et un dispositif de protection 12. Le tube- image 11 est similaire aux tubes-images ordinaires et affiche une image plane. Le dispositif de protection 12 est ici un tronc de pyramide de forme carrée, dont la petite base se raccorde sur le tube-image 11, et dont la grande base se raccorde à l'unité à lentilles 2, pour empêcher toute influence de la lumière extérieure. L'unité à lentilles 2 comprend un certain nombre de lentilles planconcaves, de lentilles biconvexes et de lentilles plan-convexes. A l'aide de l'ouverture angulaire et de la distance réglable entre l'unité à lentilles 2 et le tube-image 11, l'image plane affichée par le tube- image 11 peut être agrandie et tirée vers l'avant jusqu'à l'intérieur de l'unité de tunnel 3. L'unité de tunnel 3 comprend un miroir réfléchissant 31 (comme illustré sur la figure 2), et elle comprend fondamentalement une double plaque-lentille circulaire 32 à bandes en arc de cercle et un tunnel 33. Le miroir réfléchissant 31 est alors incliné pour éviter que la structure globale du dispositif selon l'invention ne soit trop encombrante. Il s'agit d'un miroir plan à réflexion totale placé en oblique, utilisé pour réfléchir l'image tirée vers l'avant de manière appropriée par l'unité à lentilles 2 jusqu'à l'intérieur du tunnel 33. La plaque-lentille circulaire à bandes en arc de cercle 32 est placée à l'arrière du tunnel 33, et a pour fonction de projeter l'image réfléchie par le miroir réflé- chissant 31 à l'intérieur du tunnel 33. Le tunnel 33 est par exemple une boîte de forme carrée, avec la double plaque-lentille circulaire 32 à bandes en arc de cercle placée à l'arrière. Sa partie avant est raccordée à l'unité de stabilisation d'image 4 pour servir de point de référence de profondeur visuelle, et améliorer l'effet stéréoscopique. L'unité de stabilisation d'image 4 comprend ici un cadre unitaire 41, une plaque-lentille à bandes horizontales 42, un cadre mobile 43, une plaque-lentille à bandes vertica- les 44, et un moteur à courant continu 45. Le cadre unitaire 41 est une plaque rectangulaire portant la plaque-lentille 42 à bandes horizontales, qui est logée à la partie supérieure de ladite plaque rectangulaire. Un aimant permanent 410 est fixé en partie haute et en partie basse de la plaque rectan- gulaire, du côté extérieur, pour coopérer avec le bord supérieur (ou inférieur) du cadre mobile 43 qui vient se coller sur ledit aimant, de façon à permettre de commander, par un commutateur associé 411, l'interruption de l'alimenta- tion du moteur 45 (sur les figures on ne distingue que l'aimant monté en partie haute de la plaque rectangulaire). De plus, un commutateur 46 à boutons-poussoirs à trois touches ("montée", "descente", et "arrêt") est associé au moteur 45. Ce commutateur à boutons-poussoirs permet de contrôler séparément la rotation du moteur 45. Des cornières verticales 412, 412' sont fixées avec des vis respectivement à droite et à gauche de la plaque rectangulaire pour permet- tre la formation d'une glissière verticale dans laquelle peut coulisser le cadre mobile 43. La plaque-lentille à bandes horizontale 42 vue sur la tranche et en coupe perpendiculaire à l'horizontale est formée par une pluralité de lentilles plan-convexes qui s'étendent horizontalement pour former une structure à bandes horizontales comme on peut le voir sur la Figure 5. Cette plaque-lentille à bandes horizontales a pour fonction de stabiliser la position de l'image pour des raisons de visualisation. Le cadre mobile 43 comprend un cadre carré exté- rieur 430 et un cadre carré intérieur 431 entre lesquels se loge une plaque-lentille supplémentaire 44 qui est à bandes verticales, et comprend des crémaillères dentées 432, 432' qui occupent des positions verticales de chaque côté dudit cadre mobile 33, dont une (ici la crémaillère 432) est en prise avec un pignon de sortie du moteur à courant continu , ce qui permet de faire monter ou de faire descendre ledit cadre mobile 43 comme on peut le voir sur la Figure 6. En coupe perpendiculaire à la verticale et en vue sur la tranche, la plaque-lentille 44 à bandes verticales présente une pluralité de lentilles plan-convexes placées les unes à côté des autres et qui s'étendent verticalement pour former une configuration à bandes (la représentation étant analogue à celle donnée en figure 5 pour la plaque- lentille 42 à bandes horizontales). La juxtaposition de la plaque- lentille à bandes verticales 44 et de la plaque-lentille à bandes horizontales 42 produit un effet combiné pour permet- tre à l'image de retrouver sa forme plane (comme une image projetée sur un écran ordinaire). Le moteur à courant continu 45 est monté latérale- ment derrière le cadre mobile 43 et derrière le cadre unitaire 41, sur la cornière 412, au moyen d'un support de fixation A. L'arbre de sortie du moteur à courant continu 45 comporte un pignon denté 450 et une poulie de courroie 451. Un ensemble analogue, à pignon denté 450' et poulie de courroie 451' est fixé sur l'autre cornière 412'. Le pignon 450' et la poulie de courroie 451' sont solidaires entre eux et supportés par un palier à la hauteur du moteur 45. Les poulies de courroie 451 et 451' sont reliées entre elles par une courroie croisée 452 pour inverser le sens de rotation du pignon 450' par rapport au sens de rotation du pignon 450, ce qui permet de maintenir respectivement l'engagement avec les crémaillères à denture 432' et 432 du cadre mobile 43 pour assurer le déplacement vertical ascendant ou descendant dudit cadre mobile 43 pour permettre d'améliorer le maintien de la relation de séparation ou de juxtaposition (restaura- tion de l'image plane) entre la plaque-lentille 42 à bandes horizontales et la plaque-lentille 44 à bandes verticales. Pendant le fonctionnement, le positionnement de la touche "descente" du commutateur à boutons-poussoirs 46 sert à commander le moteur à courant continu 45 pour effectuer le déplacement vertical du cadre mobile 43 vers le bas, jusqu'à ce que ledit cadre se colle en fin de course à l'aimant permanent 410 disposé sur le bord inférieur du cadre unitaire 41 pour maintenir fermement la position dudit cadre 41 et actionner le commutateur d'alimentation 411 qui interrompt l'alimentation du moteur à courant continu 45 et interrompt sa rotation. A ce stade la plaque-lentille à bandes vertica- les 44 n'est plus juxtaposée à la plaque-lentille à bandes horizontales 42. A l'aide de processus comme l'agrandissement et le tirage vers l'avant par l'unité à lentilles 2, ainsi que la réflexion effectuée par le miroir réfléchissant 31 et la projection de la double plaque-lentille circulaire 32 à bandes en arc de cercle, l'image plane peut accéder au tunnel 33 pour produire en fin de compte une "imitation d'effet stéréoscopique" par l'analyse et la stabilisation de la plaque-lentille 42 à bandes horizontales. Lorsqu'on pousse la touche "montée" du commutateur à boutons-poussoirs 46, on inverse le sens de rotation du moteur à courant continu 45 pour remonter le cadre 43 jusqu'à ce qu'il se colle en fin de course contre l'aimant permanent 410 disposé sur le bord supérieur du cadre 41 pour maintenir fermement le cadre 43 dans cette position. Simultanément le cadre 43 actionne le commutateur d'alimentation associé 411 pour interrompre l'alimentation du moteur à courant continu 45 et par consé- quent interrompre sa rotation. Les deux plaques-lentilles 42 et 44 sont alors juxtaposées. L'effet combiné de la plaque- lentille 44 à bandes verticales et de la plaque-lentille 42 à bandes horizontales permet de réaliser l'empilement désiré (pour la restauration de la planéité de l'image). A ce stade toute analyse de l'image simple ci-dessus mentionnée est interrompue, et ladite image simple ci-dessus mentionnée ne produit plus aucun "effet d'imitation stéréoscopique". Toutefois l'image peut être vue sous un angle de vision comparativement grand. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'images de télévision à effet stéréoscopique, caractérisé en ce que l'image qui apparait sur la surface du plan de prise de vue d'un monos- cope est réfléchie biangulairement par des moyens optiques (32, 42) pour former une image similaire sur la partie droite et sur la partie gauche, chacun des deux angles correspondant séparément à chacun des deux yeux d'un observateur pour produire ainsi des images à effet stéréoscopique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens optiques utilisés pour la réflexion angulaire comportent une double plaque-lentille (32) à bandes en arc de cercle. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'image réfléchie biangulairement est stabilisée par une plaquelentille (42) à bandes horizontales. 4. Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'image est agrandie, tirée vers l'avant jusqu'à un miroir réfléchissant (31) pour sa ré- flexion sur la double plaque-lentille (32) à bandes circulai- res par une unité à lentilles (2) en vue de la projection de ladite image dans un tunnel (3) pour former une image avec effets de profondeur et avec stabilisation de l'image à l'intérieur du tunnel à l'aide de la plaque-lentille (42) à bandes horizontales, ce qui permet de réaliser l'effet stéréoscopique recherché. 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'image initiale (1), une unité à lentil- les (2), une unité de tunnel (3) et une unité de stabilisa- tion de l'image (4), lesdites unités étant telles que: - l'unité d'image initiale (1) comprend un tube- image (11) et un dispositif de protection (12) sous forme d'un tronc de pyramide dont la petite base se raccorde au tube-image (11) et la grande base se raccorde à l'unité à lentilles (2) - l'unité à lentilles (2) comporte un certain nombre de lentilles plan-concaves, de lentilles biconvexes et de lentilles plan-convexes, la distance respective comprise entre lesdites lentilles et la distance comprise entre ces lentilles et le tube-image étant réglables; - l'unité de tunnel (3) comprend un miroir réflé- chissant (31), une double plaque-lentille circulaire (32) à bandes en arc de cercle et un tunnel (33), ledit miroir réfléchissant étant un miroir plan à réflexion intégrale placé en oblique, et ladite double- lentille circulaire à bandes en arc de cercle étant placée à l'arrière du tunnel, en amont duquel est agencée l'unité de stabilisation de l'image (4); l'unité de stabilisation de l'image (4) comporte un cadre unitaire (41), une plaque-lentille (42) à bandes horizontales, un cadre mobile (43), un plaque-lentille supplémentaire (44) à bandes verticales et un moteur à courant continu (45), ledit cadre unitaire étant une plaque rectangulaire avec la plaque-lentille (42) à bandes horizon- tales placée à sa partie supérieure, un aimant permanent (410) logé dans le bord intérieur de la partie supérieure et de la partie inférieure de ladite plaque rectangulaire, sur lequel vient se coller le cadre mobile (43) et par l'intermé- diaire duquel ledit cadre mobile exerce un contrôle sur le commutateur d'alimentation électrique du moteur (45), une cornière (412, 412') étant en outre vissée sur chacun des deux côtés latéraux de ladite plaque rectangulaire pour former une glissière dans laquelle se déplace le cadre mobile (43); ladite plaque-lentille à bandes horizontales étant formée par le raccordement entre elles d'une pluralité de lentilles plan-convexes saillant en s'étendant horizontale- ment pour former des bandes; ledit cadre mobile supportant la plaquelentille supplémentaire (44) à bandes verticales et présentant de chaque côté une crémaillère à denture (432, 432'); ladite plaque- lentille supplémentaire à bandes verticales étant aussi formée par le raccordement entre elles de lentilles plan-convexes saillant en s'étendant verticalement pour former des bandes; et ledit moteur à courant5 continu étant monté latéralement sur un support de fixation (A) lui-même fixé sur l'une (412) des deux cornières, avec un pignon denté (450) et une poulie de courroie (451) fixés sur l'arbre dudit moteur, un autre ensemble pignon denté/poulie de courroie (450', 451') étant fixé sur l'autre cornière (412'), et les deux poulies de courroie étant reliées entre elles par une courroie inversée (452) de façon à ce que les deux pignons dentés tournent en sens opposé l'un par rapport à l'autre.