Brevet FR2737832A1 — publié le 19970214

La présente invention concerne un dispositif de vision stéréoscopique, caractérisé en ce qu'il permet la vision en relief sur des écrans de télévision et d'ordinateur en en préservant le format. La vision stéréoscopique d'une image reproduite sur un écran de télévision ou d'ordinateur nécessite la possibilité pour l'observateur de cette image de voir une image différente avec chacun de ses deux yeux. Cette possibilité technique peut s' obtenir par différents moyens, soit par multiplexage temporel de l'image sur l'écran concerné, et décodage grâce à des lunettes ne laissant voir par chaque oeil de l'observateur l'image qu'il doit voir, soit par mélange des deux images sur l'écran et analyse de cette image composite par un système de grille ou de réseau lenticulaire. Chacune de ces familles de systèmes nécessite des moyens de décodage de l'image assez complexes, faisant le plus souvent appel à de l'électronique, et nécessite de la part du producteur d'image (programmeur de l'ordinateur ou régie de télévision) des moyens techniques de fabrication des images qui ne sont pas forcément de sa compétence. D'un autre côté, l'affichage simple sur un tel écran d'un couple stéréoscopique, c'est à dire un couple d'image droite et gauche correspondant à chaque oeil de l'observateur, peut permettre la vision en relief d'images avec des lunettes de décodage telles que par exemple celles décrite dans le brevet français n" 95 03964 des mêmes inventeurs, mais le format de ces images ne peut plus être celui de l'écran à l'origine, sauf à perdre la moitié de la surface utile de cet écran. Le dispositif selon l'invention consiste en un système de composition d'images formant des couples stéréoscopiques sur un écran de télévision ou d'ordinateur, associé à des lunettes permettant de décoder ces images, et tels que ni le système de transmission de télévision, ni le téléviseur, ni l'ordinateur ne doivent être modifiés. Le dispositif préserve le format de l'écran original sans perte de résolution des images transmises. De plus, le dispositif se révèle simple et peu coûteux, compatible avec les marchés de la distribution de produits vidéo ou informatiques. Le dispositif selon l'invention se compose de deux parties : un système de codage des couples d'images stéréoscopiques, afin d'obtenir une image affichable sur un écran électronique, et un système portable de décodage de cette image, pour retrouver à chaque oeil de l'utilisateur du dispositif l'image destinée à cet oeil. Le dispositif de codage consiste à prendre un couple d'image stéréoscopique, et à les compresser dans un rapport 1:2 dans le sens horizontal ou vertical. Les deux images compressées obtenues sont ensuite juxtaposées (horizontalement ou verticalement) pour obtenir une nouvelle image, dite codée , composée des images d'origine. Un système de décodage (lunettes) est nécessaire pour que chaque oeil de l'observateur puisse voir l'image d'origine qui lui est destinée. Selon des modes de réalisation de l'invention, ce dispositif est composé - soit d'un accolement de deux lentilles plano-cylindriques et de deux prismes formant une paire de lunettes. Chaque verre de la paire est composé de l'accolage d'une lentille planocylindrique et d'un prisme. La lentille plano-cylindrique réalise la fonction d'agrandir l'image horizontalement dans un rapport de 2, et donc de rétablir la proportion originale des images avant compression. Le prisme a pour fonction de dévier la ligne de vue de chaque oeil pour superposer les deux images du couple stéréoscopique, et former ainsi une image en relief. L'apparente perte de résolution que chaque image a subie en étant compressée est compensée par le cerveau de l'observateur qui combine les informations reçues par chaque oeil. La résolution finale de l'image en relief perçue par l'observateur est donc la même qu'unie image d'origine. - soit d'un accolement de deux lentilles plano-cylindriques sur des dispositifs de vision stéréoscopique horizontaux, qui se substituent à la fonction du prisme. L'avantage de ces dispositifs est qu'ils limitent les visions d'objets parasites dans le champ de vision de l'observateur et peuvent en être plus confortable. - soit d'un accolement de deux lentilles plano-cylindriques sur des dispositifs de vision stéréoscopique verticaux. Le terme plano-cylindrique est employé ici pour désigner des lentilles à symétrie plane, et non axiale. Ces lentilles ont la particularité d'avoir un comportement différent suivant des axes différents, et donc sont utilisées ici pour agrandir l'image dans un rapport de 2 suivant un axe, et ne pas modifier l'image suivant l'autre axe. Des lentilles de structures géométriques différentes (comme des lentilles formées par l'intersection de deux cylindres dont les axes sont parallèles) auraient le même effet. La figure 1 représente le diagramme de fonctionnement du dispositif de composition des images. La figure 2 représente symboliquement un couple d'images stéréoscopiques; l'image (1) étant destinée à être vue avec l'oeil gauche, et l'image (2) étant destinée à être vue avec l'oeil droit. La figure 3 représente ce que devient le couple stéréoscopique de la figure 2 quand il est traité par un mode de réalisation du dispositif de la figure 1. La figure 4 représente ce que devient le couple stéréoscopique de la figure 2 quand il est traité par un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 1. La figure 5 représente la partie optique d'une paire de lunettes nécessaire pour visualiser (décoder) l'image de la figure 3, les yeux de l'observateur étant visibles en (Y). la figure 6 représente une lentille plano-cylindrique utilisée dans chacun des dispositifs de décodage. La figure 7 représente un système de lunettes à miroir, objet du brevet français n" 95 03964 des mêmes inventeurs, sur lequel on a placé deux lentilles plano-cylindriques telles la figure 6, pour obtenir un autre mode de réalisation de dispositif permettant de décoder l'image de la figure 3. La figure 8 représente un système de lunettes à miroir, objet du brevet français n" 95 03964 des mêmes inventeurs, sur lequel on a placé deux lentilles plano-cylindriques telles la figure 6, pour obtenir un autre mode de réalisation de dispositif permettant de décoder l'image de la figure 4. En référence à ces figures, la figure 1 représente le diagramme de fonctionnement du dispositif de composition des images. Les images droite et gauche du couple stéréoscopique sont présentées respectivement aux entrées (1) et (2) des compresseurs (C). Chaque compresseur transforme chaque image en une image dont une dimension a été réduite de moitié. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, cette compression peut se faire dans le sens horizontal de l'image ou dans le sens vertical. Les sorties (3) et (4) des compresseurs (C) sont présentées à l'entrée d'un mélangeur (M) qui juxtapose les deux images présentées à son entrée. La figure 2 représente deux images présentées à l'entrée des compresseurs. La figure 3 représente le résultat après compression et mélange des deux images de la figure 2 dans le cas où le mode particulier de réalisation de l'invention compresse les images horizontalement. La figure 4 représente le résultat après compression et mélange des deux images de la figure 2 dans le cas où le mode particulier de réalisation de l'invention compresse les images verticalement. Selon des modes de réalisation de l'invention, les compresseurs (C) et le mélangeur (M) peuvent être - soit des éléments de gestion électronique de signal vidéo, auquel cas les fonctions nécessaires sont obtenues par l'usage de tables de montage de signaux vidéo existantes, - soit des éléments optiques, auquel cas la compression peut être obtenue par l'usage de lentilles plano-cylindriques comme illustrée à la figure 6. La juxtaposition est obtenue simplement par la juxtaposition des images obtenues suivant les règles usuelles de l'optique. - soit des images numériques dans un ordinateur, auquel cas les compresseurs et le mélangeur sont obtenus par l'usage de logiciels appropriés. La figure 5 représente une paire de lunettes de décodage d'images compressées horizontalement. N'est pas représentée la monture de la paire de lunettes, mais seulement la partie optique et les yeux de l'observateur (Y). Chaque lentille est composée d'une lentille plano- cylindrique (1) et (2) et d'un prisme de verre (3) et (4). Chaque lentille plano-cylindrique (1) et (2) est de distance focale appropriée (la double de la distance de vision) et assure la fonction d'agrandir horizontalement les images vues dans un rapport de 2. Chaque prisme (3) et (4) réalise la fonction de faire diverger les lignes de vision de chaque oeil de l'observateur d'un angle approprié, de manière que les demi-images vues par chaque oeil se superposent pour n'en former qu'unie en relief. L'image vue par un observateur au travers de ces lunettes de vision en regardant la figure 3 est l'image stéréoscopique reconstituée de la figure 2. Les figure 7 et 8 montre un mode particulier de réalisation de l'invention, pour lequel on utilise les dispositifs de vision stéréoscopique décrits dans le brevet France n" 95 03964 déjà cité des mêmes inventeurs, en adaptant à chaque oculaire de vision de ce dispositif une lentille plano-cylindrique telle que montrée à la figure 6. La figure 7 montre un dispositif de vision horizontale qui est équipé aux endroits des trous de vision (1) et (2) de lentilles montées verticalement (grossissant horizontalement). L'expérience montre qu'une autre légère modification est utile, à savoir que les miroirs équipant ce dispositif ne sont pas monté exactement à 450 comme indiqué dans le texte du brevet précédent, mais forment un angle légèrement divergent ce qui en facilite l'usage. Il suffit en effet à l'utilisateur de s'avancer ou de reculer par rapport au réglage nominal du dispositif pour compenser tout dérèglage de celui-ci. Le dispositif de la figure 7 ainsi équipé de lentilles permet de décoder l'image de la figure 3, de la même manière que les lunettes de la figure 5. La figure 8 montre un dispositif de vision vertical qui est équipé aux endroits des trous de vision (1) et (2) de lentilles montées horizontalement (grossissant verticalement). Le dispositif de la figure 8 ainsi équipé de lentilles permet de décoder l'image de la figure 4. Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à permettre au public la vision de programmes en relief sur la télévision. Il peut être distribué avec des cassettes vidéo, ou être partie prenante d'émissions télévisuelles en direct ou en différé. Enfin il peut être utilisé avec les ordinateurs pour produire jeux et programmes pour ces ordinateurs en relief. REVENDICATIONS 1) Dispositif de codage et de compression des images caractérisé en ce qu'il traite deux images de même format, les compresse horizontalement et les juxtapose horizontalement. 2) Dispositif de codage et de compression des images caractérisé en ce qu'il traite deux images de même format, les compresse verticalement et les juxtapose verticalement. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il utilise des lentilles plano-cylindriques pour compresser les images. 4) Dispositif de décodage d'images composées selon la revendications n" 1 caractérisé en ce qu'il est composé de lentilles plano-cylindriques accolées à des prismes. 5)Dispositif de décodage d'images composées selon la revendication nO 1 caractérisé en ce qu'il est composé de lentilles plano-cylindriques accolées à un dispositif de vision stéréoscopique horizontal à miroir. 6)Dispositif de décodage d'images composées selon la revendication n" 2 caractérisé en ce qu'il est composé de lentilles plano-cylindriques accolées à un dispositif de vision stéréoscopique vertical à miroir. 7)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes utilisant des lentilles ayant des caractéristiques optiques similaires aux lentilles plano-cylindriques à la place de celles-ci pour obtenir le même effet.