Brevet FR2888343A1 — publié le 20070112

Dispositif de visualisation d'une image composée de pixels, à effet de moiré atténué, et procédé d'atténuation de l'effet de moiré mis en oeuvre dans ce dispositif Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de visualisation d'une image composée de pixels, à effet de moiré atténué. Elle vise également un procédé d'atténuation de l'effet de moiré, mis en oeuvre dans ce dispositif de visualisation. Un exemple de dispositif de visualisation comprenant une pluralité d'éléments lenticulaires est un dispositif de visualisation autostéréoscopique comprenant des éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'une couche de lentilles semi-cylindriques parallèles entre elles. Le domaine de l'invention est donc plus particulièrement celui des afficheurs, des écrans d'ordinateur, et des écrans de téléviseur tridimensionnels, destinés par exemple à la diffusion de messages publicitaires ou d'information du public ou à la visualisation de contenus informatifs ou de divertissement. Etat de la technique antérieure Une image, imprimée sur un support, ou affichée sur un écran d'ordinateur ou de téléviseur, est la plupart du temps composée de pixels séparés par des petits espacements. Lors de la projection d'une telle image par un dispositif optique, ces petits espacements inactifs entre des pixels lumineux sont responsables de zones d'ombres sur l'image visualisée. Cet effet, appelé effet de moiré, est notamment visible sur les photos de presse et les écrans de télévision, sous la forme d'une oscillation spatiale horizontale de la luminosité. Il est intéressant d'atténuer, voir supprimer, cet effet de moiré, pour une meilleure qualité d'image. Le document n US23002017A1 intitulé "Reduction of moiré effect in pixelated rear-projection displays" décrit un dispositif de réduction de l'effet de moiré pour un appareil de projection. Le principe consiste à incliner un réseau de bandes noires et transparentes, par rapport à l'axe perpendiculaire aux lignes de pixels de l'écran de l'appareil de projection. L'effet de moiré est aussi visible lors de l'utilisation d'un appareil de visualisation autostéréoscopique. Un dispositif de visualisation autostéréoscopique sans lunette est par exemple composé d'une part d'un écran d'émission comprenant une matrice de pixels, et d'autre part d'un écran de transmission 2D-3D disposé à faible distance de l'écran d'émission, et comprenant plusieurs éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'une couche de lentilles semi-cylindriques parallèles entre elles. L'écran de transmission permet une sélection angulaire des pixels de l'écran d'émission, ce qui permet d'envoyer une information différente à l'oeil gauche et à l'oeil droit d'un spectateur d'un dispositif de visualisation autostéréoscopique, lui donnant ainsi une impression de volume dans le cas où les pixels successifs de l'écran d'émission codent pour plusieurs points de vue d'une même scène légèrement décalés angulairement. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de visualisation d'une image composée de pixels, présentant une bien meilleure atténuation de l'effet de moiré que celle obtenue avec les dispositifs de l'art antérieur, et qui soit applicable notamment à un appareil de visualisation autostéréoscopique. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un dispositif de visualisation d'une image composée de pixels, à effet de moiré atténué, comprenant: des moyens d'émission d'une image composée de pixels, des moyens de transmission de l'image, lesdits moyens de transmission comprenant un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires, et des moyens d'atténuation d'un effet de moiré de l'image transmise, 30 caractérisé en ce que les moyens d'atténuation comprennent des moyens pour réduire la résolution optique du système optique. Le dispositif de visualisation peut consister en un dispositif de visualisation autostéréoscopique comprenant: un écran d'émission d'une image composée de pixels, ladite image intégrant une pluralité de points de vue d'une même scène, - un écran de transmission disposé devant l'écran d'émission et comprenant un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'au moins une couche de lentilles semi-cylindriques parallèles entre elles, ledit écran de transmission étant agencé pour recevoir, traiter et transmettre une image émise par ledit écran d'émission à un spectateur, de sorte que le spectateur ait une impression de volume, et des moyens d'atténuation d'un effet de moiré de l'image observée par le spectateur, comprenant des moyens pour réduire la résolution optique du système optique. Un des moyens pour réduire la résolution optique du système optique peut comprendre des moyens pour défocaliser l'image par rapport au système optique, ou peut comprendre un diffuseur. Le diffuseur peut par exemple consister en un verre dépoli, ou en un diffuseur holographique. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'atténuation de l'effet de moiré d'une image composée de pixels, ladite image étant visualisée après avoir été transmise via un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires, caractérisé en ce que l'atténuation de l'effet de moiré comprend une réduction de la résolution optique du système optique. La réduction de la résolution optique du système optique peut comprendre une défocalisation de l'image par rapport au système optique, ou peut comprendre une diffusion de l'image par un diffuseur optique. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de mises en oeuvre nullement limitatives, et des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1A illustre selon l'art antérieur l'origine d'un effet de moiré d'un dispositif de visualisation autostéréoscopique, - 4 - la figure 1B illustre un procédé d'atténuation d'un effet de moiré selon l'invention, appliqué à un dispositif de visualisation autostéréoscopique, - la figure 2A illustre, pour un dispositif de visualisation autostéréoscopique selon l'art antérieur, la position d'un élément lenticulaire par rapport à un écran d'émission comprenant une matrice de pixels, - la figure 2B illustre un exemple d'agencement d'atténuation de moiré, mis en oeuvre dans un dispositif de visualisation selon l'invention, et - la figure 2C illustre un deuxième exemple d'agencement d'atténuation de moiré mis en oeuvre dans un dispositif de visualisation selon l'invention. On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1A, l'origine d'un effet de moiré d'un dispositif de visualisation autostéréoscopique. Un exemple de dispositif de visualisation autostéréoscopique selon l'art antérieur comprend, d'une part, un écran d'émission 1 comprenant une matrice de lignes de pixels, et d'autre part un système optique de plusieurs éléments lenticulaires agencé pour recevoir, traiter et transmettre une image émise par ledit écran d'émission à un spectateur, de sorte que celui-ci ait une impression de volume. Ces éléments lenticulaires peuvent consister en des lentilles semi-cylindriques rassemblées sous la forme d'une couche de lentilles parallèles entre elles, ladite couche étant disposée devant l'écran d'émission. Un pixel 2 est séparé d'autres pixels horizontalement par des zones 3 de faible luminance desdits pixels, et verticalement par des zones 4 non actives de l'écran d'émission 1. La couche de lentilles semi-cylindriques est disposée devant ledit écran d'émission à une distance D quasi égale à la distance focale f desdites lentilles. La couche de lentilles semicylindriques permet une sélection angulaire des pixels de l'écran d'émission. On considère tout d'abord le cas où l'axe des lentilles semicylindriques est perpendiculaire aux lignes de pixels de l'écran d'émission. Les lignes pointillées 5 et 6 représentent deux lignes verticales de l'écran, zoomées par une lentille semi-cylindrique de la couche pour deux positions d'un observateur, lesdites positions étant décalées transversalement. Il est clair que l'intégrale de la luminance des pixels est plus importante le long de la ligne 5 qui traverse les pixels en leur milieu, que le long de la ligne 6 qui ne traverse uniquement que des zones 3 de faible luminance des pixels ou des zones 4 non actives de l'écran d'émission 1. Ceci est à l'origine de l'effet de moiré d'un dispositif autostéréoscopique, lorsque l'oeil du spectateur, à une position donnée, voit les pixels à travers chaque lentille de la couche dans des configurations optiques qui varient cycliquement de la ligne 5 à la ligne 6 de l'écran. Si on considère maintenant le cas où l'axe des lentilles semicylindriques est incliné par rapport à l'axe perpendiculaire aux lignes de pixels de l'écran d'émission 1, l'effet de moiré est réduit. Les lignes pointillées 7 et 8 représentent deux lignes obliques, parallèles à l'axe des lentilles semi-cylindriques, zoomées par une lentille semi-cylindrique pour deux positions d'un observateur, lesdites positions étant décalées transversalement. La ligne 7 représente la ligne le long de la laquelle l'intégrale de la luminance est maximum, pour une inclinaison des lentilles semi-cylindriques donnée. La ligne 8 représente la ligne le long de la laquelle l'intégrale de la luminance est minimum, pour une inclinaison des lentilles semi-cylindriques donnée. L'intégrale de la luminance le long de la ligne 7 est donc supérieure à l'intégrale de la luminance le long de la ligne 8. Comme précédemment, un spectateur observe donc un effet de moiré lorsqu'il se déplace transversalement. Cependant, il n'existe aucune ligne parallèle à la ligne 8 le long de laquelle l'intégrale de la luminance est inférieure à celle de la ligne 6, et l'effet de moiré est moins important que dans le cas où l'axe des lentilles semi-cylindriques est perpendiculaire aux lignes de pixels de l'écran d'émission. L'effet de moiré est d'autant plus important que la différence en les deux intégrales des lignes 7 et 8 est importante. Pour atténuer l'effet de moiré, on peut chercher à minimiser la différence entre ces deux intégrales. Or, les lignes obliques parallèles à l'axe des lentilles semi-cylindriques, zoomées par une lentille semi- cylindrique, pour des positions transversales données d'un observateur, possèdent en réalité une certaine épaisseur qui dépend de la résolution et donc de l'ouverture numérique des lentilles semi-cylindriques. Ainsi, dans le cas d'une lentille de focale f de 18 mm et de diamètre 2,5 mm, la largeur de la "ligne" est d'une dizaine de microns environ. La figure 1B illustre le procédé d'atténuation d'un effet de moiré selon l'invention, appliqué comme pour la figure lA à un dispositif de visualisation autostéréoscopique comprenant d'une part, un écran d'émission comprenant une matrice de lignes de pixels, et d'autre part un système optique de plusieurs éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'une couche de lentilles semi-cylindriques parallèles entre elles. Sur cette figure est représenté comme précédemment un écran d'émission 1 du dispositif de visualisation autostéréoscopique, ledit écran comprenant une matrice de lignes de pixels. Un pixel 2 est séparé d'autres pixels horizontalement par des zones 3 de faible luminance desdits pixels, et verticalement par des zones 4 non actives de l'écran d'émission 1. Les lignes épaisses 9 et 10 représentent deux lignes obliques, parallèles à l'axe des lentilles semicylindriques, zoomées par une lentille semicylindrique de la couche pour deux positions d'un observateur, lesdites positions étant décalées transversalement. Ces lignes sont les équivalents des lignes 7 et 8 de la figure précédente, dans le cas d'un dispositif pour lequel on a diminué la résolution du système optique de lentilles semi-cylindriques. La zone de la surface des pixels contribuant à l'image dans l'ceil du spectateur est plus grosse que dans le cas de la figure 1A, et la différence des deux intégrales de la luminance le long des lignes 7 et 8 est plus importante que la différence des deux intégrales de la luminance le long des "lignes" épaisses 9 et 10. Ainsi, on peut atténuer l'effet de moiré d'un dispositif de visualisation comprenant un système optique d'éléments lenticulaires, en réduisant la 25 résolution optique du système optique d'éléments lenticulaires. Nous allons maintenant présenter quelques exemples concrets de diminution de la résolution d'un système optique d'éléments lenticulaires d'un dispositif de visualisation autostéréoscopique. La figure 2A représente des composantes d'un dispositif de visualisation autostéréoscopique selon l'art antérieur: un écran d'émission 1 comprenant une matrice de pixels 2, et une des lentilles 11 semicylindriques d'un système optique de plusieurs éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'une couche de lentilles semi-cylindriques parallèles entre elles, l'écran d'émission 1 étant situé à une distance D des lentilles semi-cylindriques 11 sensiblement égale à la distance focale f des lentilles. Une solution pour diminuer la résolution du système optique peut consister en la défocalisation du système optique, comme illustré sur la figure 2B. L'écran d'émission 1 comprenant une matrice de pixels 2 est situé à une distance D des lentilles semi-cylindriques 11 différente de la distance focale f des lentilles semi-cylindriques. Dans ce cas, l'épaisseur de la "ligne" zoomée par une lentille semi-cylindrique augmente. Plus on défocalise le système optique, plus l'atténuation de l'effet de moiré est forte, mais plus la résolution optique du dispositif diminue. De même, dans un cas où le système optique est plus complexe, par exemple s'il comprend plusieurs couches de lentilles, une défocalisation du système optique permet une atténuation d'un effet de moiré. De même, si on place un diffuseur 12 entre l'écran d'émission 1 et les lentilles 11 semi-cylindriques du système optique comme illustré sur la figure 2C, ou après les éléments lenticulaires 11, l'épaisseur de la "ligne" zoomée par une lentille augmente. Dans ce cas, l'écran d'émission 1 comprenant une matrice de pixels 2 est situé à une distance D des lentilles 11 sensiblement égale à la distance focale f des lentilles. Plus l'angle de diffusion du diffuseur choisi est grand, et plus l'atténuation de l'effet de moiré est forte, mais plus la résolution optique du dispositif diminue. L'angle de diffusion du diffuseur choisi dépend aussi de la distance souhaitée dudit diffuseur à l'écran d'émission. Le choix le plus simple de diffuseur utilisé consiste en un morceau de verre dépoli, mais on peut aussi imaginer d'utiliser d'autres types de diffuseurs comme un diffuseur holographique. De même, dans un cas où le système optique est plus complexe, par exemple s'il comprend plusieurs couches de lentilles, une insertion d'un diffuseur permet une atténuation d'un effet de moiré. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, l'invention peut être appliquée à de nombreuses variantes d'un système optique d'éléments lenticulaires. De plus, il existe de nombreux types de diffuseurs utilisables, et rien n'empêche de combiner la défocalisation des éléments lenticulaires et l'utilisation d'un diffuseur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de visualisation d'une image composée de pixels, à effet de moiré atténué, comprenant: ^ des moyens d'émission d'une image composée de pixels, - des moyens de transmission de l'image, lesdits moyens de transmission comprenant un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires, et - des moyens d'atténuation d'un effet de moiré de l'image transmise, caractérisé en ce que les moyens d'atténuation comprennent des moyens 10 pour réduire la résolution optique du système optique. 2. Dispositif selon la revendication 1, de type autostéréoscopique, comprenant: un écran d'émission (1) d'une image composée de pixels (2), ladite image intégrant une pluralité de points de vue d'une même scène, un écran de transmission disposé devant l'écran d'émission et comprenant un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires rassemblés sous la forme d'au moins une couche de lentilles semi-cylindriques (11) parallèles entre elles, ledit écran de transmission étant agencé pour recevoir, traiter et transmettre une image émise par ledit écran d'émission à un spectateur, de sorte que le spectateur ait une impression de volume, et des moyens d'atténuation d'un effet de moiré de l'image observée par le spectateur, comprenant des moyens pour réduire la résolution 25 optique du système optique. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un des moyens pour réduire la résolution optique du système optique comprend des moyens pour défocaliser l'image par rapport au système optique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un des moyens pour réduire la résolution optique du système optique comprend un diffuseur (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diffuseur consiste en un verre dépoli. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diffuseur consiste en un diffuseur holographique. 7. Procédé de visualisation d'une image composée de pixels à effet de moiré atténué, caractérisé en ce que ladite image étant visualisée après avoir été transmise via un système optique d'une pluralité d'éléments lenticulaires, l'atténuation de l'effet de moiré comprend une réduction de la résolution optique du système optique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la réduction de la résolution optique du système optique comprend une défocalisation de l'image par rapport au système optique. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la réduction de la résolution optique du système optique comprend une diffusion de l'image par un diffuseur optique.