Brevet FR2730071A1 — publié le 19960802

La présente invention se rapporte au domaine de la stérêoscopie, procédé qui vise à fournir, à partir d'un couple d'images planes, dites stéréoscopiques, la sensation d'une image unique dite en relief, et concerne la présentation de telles images sur un écran de télevision. Les deux images du couple représentent le sujet vu de deux points différents. Ces points définissent une droite ou base d'observation, parallèlement a laquelle l'observateur doit placer ses yeux. La sensation de vision en relief du sujet apparaît, par un mécanisme psycho-physiologique de fusion cérébrale, à condition que l'image de gauche ne soit vue que par l'oeil gauche seulement, et l'image de droite par l'oeil droit seulement, Cette condition de la sélection, pour chaque oil, de l'image qui lui correspond, est habituellement satisfaite, de façon purement géométrique, dans un appareil connu sous le nom de stéréoscope. Cet appareil comporte deux oculaires munis de lentilles grossissantes, disposées côte-à-côte, à une distance égale à celle de l'écartement moyen des yeux d'un observateur, distance de l'ordre de 65 mm. Pour l'observateur, les deux images du couple sont disposées également côte-à-côte, en vis-à-vis des oculaires, et leurs centres sont par conséquent écartés de la même distance inter-oculaire l'observation s'effectue en plaçant les yeux devant les loupes des oculaires. Cependant, ce mode de sélection geométrique présente plusieurs graves inconvénients. D'abord, il impose une sévère limitation à la dimension des images, qui ne peuvent excéder horizontalement 65 ma, puisque sinon elles se couvriraient partiellement. Ensuite, la limitation dans les dimensions des images entraîne l'obligation de les observer au moyen de dispositifs optiques grossissants, tels que des loupes. Certaines réalisations de stéréoscopes à oculaires ont été proposées, où la base d'observation a été agrandie par des systèmes de miroirs ou prismes, permettant d'examiner des images plus grandes. Cependant, ces appareils sont lourds, encombrants et couteux ; ils sont, de plus, difficilement déplaçables. Le dispositif d'observation d'images stéréoscopiques de l'invention ne présente aucun de ces inconvénients. I1 ne comporte aucun elément muni d'oculaires où l'observateur est tenu impérativement d'appliquer les yeux. De plus, il se prête à l'observation de couples de grandes images, dont les dimensions, typiquement celles des écrans de télévision, excédent notablement celles de l'intervalle interoculaire d'un observateur. Dans son fondement, l'invention réalise la sélection, pour chaque oeil, de l'image qui lui correspond, en faisant appel à la distance géométrique séparant les deux yeux, et assure la superposition visuelle de ces images, indispensable à la fusion cérébrale procurant la perception du relief, par des dispositifs optiques déviateurs en forme de prismes de grandes dimensions, disposés, avec leur arête verticale, entre les yeux de l'observateur et la paire d'images à observer. A la traversee de ces prismes, les axes visuels parallèles des yeux deviennent divergents, et autorisent ainsi l'observation des grandes images. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif d'observation de couples d'images 4 et 5 stéréoscopiques, ces images étant disposées côte-à-côte avec leurs axes de symétrie respectifs séparés par une distance 6 au moins égale à l'écart inter-oculaire 3 des deux yeux I et 2 d'un observateur, caractérise en ce que ces éléments optiques déviateurs de dimensions au moins égales à celles desdites images. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après, en s'appuyant sur les figures annexées, où - la figure 1 représente le dispositif d'observation d'images stéreoscopiques de télévision selon l'invention - la figure 2 représente le dispositif d'observation d'images stéréoscopiques de l'invention suivant un mode d'utilisation collective - la figure 3 représente une variante de mode de réalisation d'un élément déviateur optique de l'invention, selon le mode de la figure 2, à déviation progressive. La figure 1 représente le dispositif d'observation d'images stéréoscopiques de télévision selon l'invention. Elle représente d'une part les deux yeux 1 et 2 d'un observateur, distant d'un écart 3 de l'ordre de 65 , et d'autre part les deux images 4 et 5 d'un couple stéréoscopique, de grandes dimensions avec une distance axiale 6 très supérieure à celle dudit écart. L'impossibilité physiologique de divergence des axes visuels des yeux 1 et 2 rend impossible l'observation simultanée des points homologues de chacune des deux grandes images du couple, empêchant toute perception visuelle stéréoscopique. Selon l'invention, il est interposé, entre les yeux 1 et 2 de l'observateur et les images 4 et 5 du couple, une paire d'éléments optiques déviateurs en forme de prisme 7 et 8, d'axe vertical, avec leurs arêtes respectives telles que 9 et 10 disposées en vis-à-vis. Ces éléments font diverger les axes visuels 11 et 12, et adaptent la distance inter-oculaire 3 à la distance entre-axes 6 des images, en autorisant la divergence des axes visuels de sortie tels que 13, tout en préservant le paralléllisme des axes d'entrée tels que 11. Les dimensions des prismes déviateurs 7 et 8, qui sont liés à celles des images 4 et 5 à observer, de l'ordre typiquement de 70 ci, conduisent, avec les techniques de réalisation connues à des éléments massifs, lourds et coûteux de verre ou de matériaux plastiques transparents. Selon l'invention, il est mis en oeuvre, pour la réalisation des prismes, l'emploi de récipients creux à parois minces transparentes, et la réfraction optique nécessaire est obtenue par remplissage d'un liquide transparent, d'indice de réfraction convenable, typiquement d'indice de l'ordre de 1,5. La figure 2 représente le dispositif d'observation d'images stéréoscopiques de l'invention, suivant un mode d'utilisation collective. Un certain nombre de spectateurs tels que 21, 22 et 23 étant placés les uns derrière les autres en vis-à-vis du couple d'images 41, 42,des prismes selon l'invention tels que 24,25,26, sont disposés en superposition entre les spectateurs et les images. Compte tenu des distances différentes occupées par les spectateurs, par rapport aux images, l'angle au sommet ge chaque prisme est d'autant plus grand que le spectateur qui lui correspond est rapproché. a figure 3 représente un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'ensemble des prismes de la figure 2. 11 est constitué d'une paire de prismes 31 et 32, chaque prisme présentant un angle variable, en fonction de la hauteur, comptée le long de 1' arrête 33 ; l'angle à la partie inférieure 34 est plus grand que l'angle de la partie supérieure 35. Le caractère progressif, dans le sens vertical, de l'angle de déviation obtenu, procure l'intéressant avantage de permettre à chaque observateur une adaptation précise de la sélection binoculaire en fonction de son ecart interoculaire. A titre d'exemple, dans le cas de la figure 3, un adulte se placera vers le haut du prisme, alors qu'un enfant, avec un ecart interoculaire plus faible, se placera vers le bas. I1 est à remarquer que la description précédente a été faite en mettant en oeuvre des images de télévision ; mais est compris dans l'invention tout autre couple d'images stéréoscopiques tels que celles de photographie ou de cinema. il est également a remarquer que, suivant les modes de mise en oeuvre, les couples d'images de télévision peuvent être juxtaposés sur un écran récepteur unique, ou exploités à partir de deux écrans de télévision juxtaposés, autorisant l'observation d'images larges. REVENDICATIONS R . I . Dispositif d'observation de couples d'images stéréoscopiques , ces imagea étant disposées côte-à-côte avec leurs axes de symétrie respectifs séparés Par une distance (6) supérieure à l'écart inter-oculaire (3) des deux yeux (I) et (2) d'rm observateur , ce dispositif comportant une paire d'éléments optiques déviateurs et 8 , enforme de prismes s disposés entre les yeux I et 2 et les images 4 et 5 , avec leurs arêtes en vis-a-vis , caractérisé en ce pue ces éléments optiques déviateurs sont de dimensions au moins égales N celles desdites images R . 2 . Dispositif d'observation collective de couples images stéréoscopiques selon la R .I . , caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pluralité de paires d'éléments optiques déviateurs (24)(25)(26) ,lesdites paires étant diti posées en superposition , chaque paire produisant une déviation optique plus grande que la paire immédiatement supérieure R . 3 . Dispositif d'observation collective de couples d'images stéréoscopiques selon la R . 2 . , caractdrisé en ce qu'il est constitué d'une unique paire d'élu ments déviateurs (3I)(32) , en forme de prismes verticaux à angle progressif ; prisses dont chaque région , considérée dans le sens vertical , produit une déviation pptique plus grande que ceile de la région immédiatement supérieure R . 4 . Dispositif d'observation de couples d'images stéréoscopiques suivant l'unie des reven dications précédentes , caractérisé en ce que lesdites images sont présentées sur écrans de type vidéo R . 5 . Dispositif d'observation de couples d'images stéréoscopiques selon la R1., caractérisé en ce aue les dits éléments déviateurs sont en verre massif. R . 6 . Dispositif d'observation selon la R.1., caractérisé en ce que les dits éléments déviateurs sont constitués de parois transparentes délimitant un volume vide, rempli par un liquide d'indice de réfraction proche de celui du verre.