Brevet FR2756446A1 — publié le 19980529

LUNETTE DE VISION D'IMAGES 3D La présente invention concerne une lunette de vision d'images 3D générées par une source d'images à partir d'un premier signal vidéo destiné à l'oeil gauche d'un utilisateur et ayant une première direction de polarisation donnée, et d'un deuxième signal vidéo destiné à l'oeil droit et ayant une deuxième direction de polarisation orthogonale à celle du premier signal vidéo, ladite lunette comportant un premier verre muni d'un premier analyseur apte à filtrer le premier signal vidéo, et d'un deuxième verre muni d'un deuxième analyseur apte à filtrer le deuxième signal vidéo. Les lunettes de vision d'images 3D connues comportent généralement une couche de matériau polarisant recouvrant les verres de manière à obtenir une direction de polarisation verticale pour l'oeil droit, et une direction de polarisation horizontale pour l'oeil gauche. Afin d'obtenir une vision effective et confortable des images 3D émises par la source, I'utilisateur de telles lunettes doit conserver une position optimale fixe afin de réaliser une adéquation entre les directions de polarisation de chaque analyseur et les directions de polarisation des signaux vidéo émis par la source. En effet, la moindre déviation par rapport à cette position optimale provoque le phénomène de diaphonie dont un des effets indésirables est la perception par l'oeil droit de l'observateur d'une partie du signal lumineux destiné à l'oeil gauche et vice versa. II en résulte une dégradation du contraste de l'image perçue par l'observateur. A titre d'exemple, une déviation de 50 par rapport à la position optimale produit un transfert de 8% de l'information lumineuse de l'oeil droit vers l'oeil gauche et vice versa. Le but de l'invention est de réaliser une lunette de vision d'images 3D permettant de supprimer le phénomène de diaphonie. La lunette selon l'invention comporte un moyen de correction destiné à ajuster constamment, d'une part, la direction de polarisation du premier analyseur sur la direction de polarisation du premier signal vidéo, et d'autre part, la direction de polarisation du deuxième analyseur sur la direction de polarisation du deuxième signal vidéo. La lunette de l'invention agit ainsi comme un filtre adaptatif qui permet de rectifier la direction de polarisation des analyseurs afin de compenser les mouvements de la tête de l'utilisateur. Outre l'amélioration de la perception des images 3D, plus particulièrement dans les zones de l'image comportant d'importantes disparités de contraste, la lunette de l'invention procure un grand confort pour la vision de programmes en 3D dans la mesure où l'observateur n'est plus tenu à garder une position fixe par rapport à la source d'image. L'invention concerne également un procédé de correction de la direction de polarisation d'un premier analyseur de lumière et d'un deuxième analyseur de lumière équipant respectivement un premier verre et un deuxième verre d'une lunette de vision 3D. Selon ce procédé, pour chaque mouvement de la tête de l'observateur portant la lunette, on mesure l'angle de déviation de la direction de polarisation de chaque analyseur par rapport à une direction prédéterminée et on génère, d'une part, un premier signal électrique calculé de manière à commander une rotation de la direction de polarisation du premier analyseur d'un angle égal à l'opposé de l'angle de déviation de la direction de polarisation de ce premier analyseur et, d'autre part, un deuxième signal électrique calculé de manière à commander une rotation de la direction de polarisation du deuxième analyseur d'un angle égal à l'opposé de l'angle de déviation de la direction de polarisation de ce deuxième analyseur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement une lunette selon l'invention - la figure 2 représente un schéma synoptique illustrant le fonctionnement d'une lunette selon l'invention. Sur la figure 1 est représentée une lunette 1 de visualisation d'images 3D comportant une monture 2 conçue pour être portée par un utilisateur et dans laquelle sont enchâssés deux verres de vision. Le premier verre est muni d'un premier analyseur 4 apte à filtrer un premier signal vidéo destiné à l'oeil gauche tandis que le deuxième verre est muni d'un deuxième analyseur 6 apte à filtrer un deuxième signal vidéo destiné à l'oeil droit de l'utilisateur. La lunette 2 comporte en outre comporte un moyen de correction destiné à ajuster constamment, d'une part, la direction de polarisation du premier analyseur 4 sur la direction de polarisation du premier signal vidéo, et d'autre part, la direction de polarisation du deuxième analyseur 6 sur la direction de polarisation du deuxième signal vidéo, quelle que soit la position de la tête de l'utilisateur. Préférentiellement, le moyen de correction est constitué par un premier détecteur 10 et un deuxième détecteur 12 aptes à mesurer, respectivement, L'angle de déviation de la direction de polarisation du premier analyseur 4 et du deuxième analyseur 6 par rapport à une direction de référence prédéterminée et à délivrer respectivement à l'analyseur 4 et à l'analyseur 6, via un module de calcul (20), un premier signal électrique commandant une rotation de la direction de polarisation dudit analyseur 4 d'un angle de valeur égale et de sens opposé à ceux de l'angle de déviation détecté, et un deuxième signal électrique commandant une rotation de la direction de polarisation dudit analyseur 6 d'un angle de valeur égale et de sens opposé à ceux de l'angle de déviation détecté Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les détecteurs 10 et 12 sont constitués par deux photo-capteurs polarisés orthogonalement l'un par rapport à l'autre et couplés respectivement au premier et au deuxième verre de la lunette, chacun de ces photo-capteurs recoit un signal polarisé émis par la source d'images dans une gamme de fréquences invisibles et délivre un signal électrique au module de calcul 20 qui détermine, à partir des signaux reçus des photo-capteurs, L'angle de déviation de la direction de polarisation de chacun des analyseurs 4 et 6 par rapport à la direction de référence prédéterminée. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, chaque analyseur (4, 6) est constitué par un film à cristaux liquides du type nématique twisté recevant la lumière sur une face d'entrée dont la direction de polarisation varie avec les mouvements de la tête de l'observateur et délivrant la lumière reçue par une face de sortie ayant une direction de polarisation fixe constituant la direction de référence. Comme cela est illustré schématiquement par la figure 2, le module de calcul 20 comporte un premier bloc de calcul 22 relié, d'une part au détecteur 10, et d'autre part au premier analyseur 4, et un deuxième bloc de calcul 24 relié, d'une part au détecteur 12, et d'autre part, au deuxième analyseur 6. Ainsi, comme cela a été dit précédemment, à la réception du signal polarisé émis par la source d'images dans la gamme de fréquences invisibles, chaque photo-capteur génère un signal électrique. Les signaux électriques ainsi générés sont exploités par le module de calcul 20 pour déterminer l'angle de déviation de la direction de polarisation de la face d'entrée des analyseurs 4 et 6, par rapport à la direction de référence prédéterminée. Ledit bloc de calcul 22 et le bloc de calcul 24 délivrent respectivement à l'analyseur 4 et à l'analyseur 6 un signal électrique de compensation proportionnel à l'angle de déviation mesuré. Selon un deuxième mode de réalisation non représenté, chaque détecteur 10 et12 est constitué par un pendule couplé à un élément résistif modulant un signal électrique proportionnellement à la position angulaire dudit pendule. L'élément résistif peut être constitué par un ruban résistif alimenté par une source de courant électrique. La position angulaire du pendule détermine la portion du ruban à travers laquelle circule le courant électrique. Ainsi, en fonction de la position de la tête de l'utilisateur, la longueur de ladite portion varie entraînant une variation subséquente du courant la traversant. Ce courant est ensuite exploité par le module de calcul pour déterminer l'angle de déviation de la direction de polarisation de chaque analyseur 4 et 6 par rapport à la direction de référence prédéterminée. La lunette de vision objet de l'invention peut être utilisée aussi bien pour la vision de programmes de télévision ou de films de cinéma en 3D que pour des jeux vidéo interactifs ou non utilisant de telles images. REVENDICATIONS 1. Lunette de vision d'images 3D générées par une source d'images à partir de deux signaux vidéo ayant des directions des polarisation orthogonales l'une par rapport à l'autre, soit un premier signal vidéo destiné à l'oeil gauche et un deuxième signal vidéo destiné à l'oeil droit d'un utilisateur, ladite lunette comportant un premier verre muni d'un premier analyseur (4) apte à filtrer le premier signal vidéo et un deuxième verre muni d'un deuxième analyseur (6) apte à filtrer le deuxième signal vidéo, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un moyen de correction destiné à ajuster constamment, d'une part, la direction de polarisation du premier analyseur (4) sur la direction de polarisation du premier signal vidéo, et d'autre part, la direction de polarisation du deuxième analyseur (6) sur la direction de polarisation du deuxième signal vidéo. 2. Lunette selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de correction est constitué par un premier détecteur (10) et un deuxième détecteur ( 12) aptes à mesurer, respectivement, L'angle de déviation de la direction de polarisation du premier analyseur (4) et du deuxième analyseur (6) par rapport à une direction de référence prédéterminée et à délivrer respectivement à l'analyseur (4) et à l'analyseur (6), via un module de calcul (20), un premier signal électrique commandant une rotation de la direction de polarisation de l'analyseur (4) d'un angle de valeur égale et de sens opposé à ceux de l'angle de déviation détecté, et un deuxième signal électrique commandant une rotation de la direction de polarisation de l'analyseur (6) d'un angle de valeur égale et de sens opposé à ceux de l'angle de déviation détecté. 3. Lunette selon la revendication 2, caractérisée en ce que les détecteurs (10) et (12) sont constitués par deux photo-capteurs polarisés orthogonalement l'un par rapport à l'autre et couplés respectivement au premier et au deuxième verre de la lunette, chacun de ces photo-capteurs reçoit un signal polarisé émis par la source d'images dans une gamme de fréquences invisibles et délivre un signal électrique au module de calcul (20) qui détermine, à partir des signaux reçus des photo-capteurs, L'angle de déviation de la direction de polarisation de chacun des analyseurs (4) et (6) par rapport à la direction de référence prédéterminée. 4. Lunette selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit module (20) comporte un premier bloc de calcul (22) relié, d'une part au détecteur (10), et d'autre part au premier analyseur (4), et un deuxième bloc de calcul (24) relié, d'une part au détecteur (i2), et d'autre part au deuxième analyseur (6), le premier bloc de calcul (22) délivre un signal électrique proportionnel à l'angle de déviation de la direction de polarisation du premier analyseur (4), tandis que le deuxième bloc de calcul (24) délivre un signal électrique proportionnel à l'angle de déviation de la direction de polarisation du deuxième analyseur (6). 5. Lunette selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque analyseur (4, 6) est constitué par un film à cristaux liquides du type nématique twisté recevant la lumière sur une face d'entrée dont la direction de polarisation varie en fonction de la position de la tête de l'utilisateur et délivrant la lumière reçue par une deuxième face de sortie dont la direction de polarisation est fixe. 6. Lunette selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque détecteur (10,12) est constitué par un pendule couplé à un élément résistif modulant un signal électrique proportionnellement à la position angulaire dudit pendule. 7. Procédé de correction de la direction de polarisation d'un premier analyseur de lumière (4) et d'un deuxième analyseur de lumière (6) équipant respectivement un premier verre et un deuxième verre d'une lunette de vision 3D, caractérisé en ce que l'on mesure l'angle de déviation de la direction de polarisation de chaque analyseur (4, 6) par rapport à une direction prédéterminée et on génère, d'une part, un premier signal électrique calculé de manière à commander une rotation de la direction de polarisation du premier analyseur (4) d'un angle égal à l'opposé de l'angle de déviation de la direction de polarisation de ce premier analyseur (4) et, d'autre part, un deuxième signal électrique calculé de manière à commander une rotation de la direction de polarisation du deuxième analyseur (6) d'un angle égal à l'opposé de l'angle de déviation de ce deuxième analyseur (6).