Brevet FR2785396A1 — publié le 20000505

La présente invention concerne un dispositif optique de visualisation d'images à 3 dimensions, visibles en relief naturel en avant d'un écran, sans lunettes particulières ou prothèses. Domaine technique Procédés optiques permettant la formation d'images réelles à 3 dimensions, pour une vision naturelle directe. Etat de la technique Il existe sur le marché des dispositifs de visionneuses de relief. Pour certaines, il s'agit d'une simple conjugaison où un objet est placé à 2 F derrière une lentille à grande ouverture. L'image résultante"flotte" ainsi à 2 F en avant de cette lentille perçue comme un écran par les observateurs. Pour d'autres, il s'agit d'architectures optiques plus élaborées dans lesquelles plusieurs lentilles ou miroirs traitent la formation de l'image. Voici quelques problèmes actuels : -Dans ces dispositifs, les aberrations géométriques et surtout celle de sphèricité, déforment les images résultantes. -Les angles de vue de l'image (et donc, l'angle solide présenté de l'objet) sont très limités ou mme nuls. -Le poids de ces dispositifs est souvent élevé de par la technologie des miroirs ou la masse des lentilles. Description du dispositif Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. La figure 1 représente le dispositif selon l'invention. Il comporte en effet selon une première caractéristique un boitier (1) incorporant 2 lentilles de Fresnel (2,3) formant un objectif, un diaphragme (4) et un écran (5) constitué d'une lentille de Fresnel. Un objet (10) se place à une distance comprise entre 1 et 2 F de l'objectif résultant des lentilles (2,3), F étant la longueur focale effective de l'objectif. La variation de cette distance agit sur l'émergence de l'image (11) qui se présentera totalement réelle ou partiellement virtuelle à travers l'écran (5). L'écran (5) est place en amont de l'image (11) formée par l'objectif. Des projecteurs de lumière blanche (6,7) illuminent l'objet (10) à travers des diffuseurs (8,9) dont la fonction est de réduire les effets de réflexions spéculaire--, de l'objet, ainsi que d'assurer à l'image (11) une luminosité régulière. La fonction de diffusion est assurée par des diffuseurs holographiques (8,9) ce qui permet un rendement lumineux élevé, évitant d'employer des projecteurs de lumière (6,7) trop puissants qui apportent des contraintes thermiques. Cela autorise aussi une distance rapprochée entre le projecteur de lumière et le diffuseur, ce qui réduit l'encombrement général. Toutes les lentilles (2,3,5) sont de Fresnels et constituées de matériaux synthétiques légers, comme l'acrylique, à titre d'exemple non limitatif. Les lentilles (2,3) présentent une ouverture supérieur à F/0, 5 et ainsi agissent comme des lentilles épaisses, tout en étant physiquement minces, ce qui autorise la distance D ; réalisant un premier filtrage spatial du flux lumineux portant l'image et limitant les aberrations géométriques. Le diaphragme (4) achève la fonction de filtrage spatial et de plus, par sa position ajustable (A) entre l'objectif (2,3) et l'écran (5) ne vient pas réduire l'angle de vue de l'image résultante. La figure 2 représente une variante de ce dispositif. Le dispositif selon la variante, se présente sous la forme d'une borne (12) dont le centre de l'écran (5) se situe à hauteur d'yeux du public observateur. Le miroir de renvoi (13) permet d'exprimer le dispositif verticalement, réduisant l'encombrement au sol. L'enceinte (15) incorpore l'objet (10), son support (16), les projecteurs de lumière blanche (6,7), les diffuseurs (8,9), et la lentille de Fresnel (2). Le support (16) de l'objet est réglable en hauteur et permet d'ajuster l'émergence de l'image (11) à travers l'écran (5). Cette enceinte (15) se déplace verticalement par un système de glissières, à titre d'exemple non limitatif. Cette possibilité de translation verticale assure le réglage de la distance D. Le support (14) du diaphragme (4) se déplace verticalement par un système de glissières, à titre d'exemple non limitatif ; pour assurer le réglage de la distance A. Le dispositif selon l'invention et sa variante, est particulièrement destiné aux domaines des loisirs, des expositions et de la publicité. REVENDICATIONS 1) Dispositif optique de visualisation d'images à 3 dimensions, visibles en relief naturel en avant d'un écran, sans lunettes particulières ou prothèses caractérisé en ce qu'il comporte un boitier (1) incorporant plusieurs lentilles de Fresnel (2,3), un diaphragme (4), un écran (5), plusieurs projecteurs de lumière blanche (6,7), plusieurs diffuseurs (8,9), ainsi qu'un objet (10). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fonction de diffusion est assurée par des diffuseurs holographiques présentant un rendement lumineux élevé et une possibilité d'exploitation à distance rapprochée des sources de lumière (6,7). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que toutes les lentilles (2,3,5) sont de Fresnel et constituées de matériaux synthétiques légers. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'en variant la distance (D), un premier filtrage spatial du flux lumineux portant l'image et une limitation des aberrations géometriques sont réalisés. 5) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 4 caractérisé en ce qu'en variant la distance (A), la position du diaphragme (4) est ajustée et ainsi la fonction de filtrage spatial est achevée.