Brevet FR2891060A1 — publié le 20070323

Réseaux à dalles assemblées sur plaque transparente La présente invention a pour objet un écran 3D , constitué d'une image entrelacée 1 ci-après définie, et d'un réseau lenticulaire 2 ci-après défini qui est constitué par un assemblage de dalles. Les dispositifs optiques connus sous le nom de réseaux lenticulaires , qui sont souvent constitués par une plaque de matériau transparent dont une face est plane et l'autre comprend un grand nombre de lentilles cylindriques ou sphériques, peuvent être utilisés pour émettre des images différentes selon les directions. Ils sont utilisés en particulier pour la production d'images en relief ou pour la restitution d'animations. Dans ces systèmes connus, l'image qui est apposée sur la face arrière du réseau lenticulaire 2 est appelée ci-après image entrelacée parce qu'elle comporte des pixels (pixel vient de picture element et signifie une partie élémentaire d'image) provenant de plusieurs images différentes, ces images que l'on appelle ci-après images primaires étant vues successivement par l'oeil du spectateur lorsque ce dernier se déplace horizontalement dans un plan parallèle à l'image entrelacée 1. Les réseaux lenticulaires bon marché sont produits en matériaux de synthèse qui sont extrudés ou injectés, et n'ont pas une bonne stabilité dimensionnelle, ce qui est préjudiciable à la qualité optique de l'écran 3D, en particulier lorsque l'écart entre les lentilles n'est pas celui qui a été prévu au départ. La présente invention permet de réaliser dans de bonnes conditions économiques des réseaux lenticulaires de grande taille, qui peuvent avoir une excellente stabilité dimensionnelle. Le dispositif proposé est un dispositif de vision comprenant: o une image dite image entrelacée 1 comportant des pixels provenant de plusieurs images différentes, o un dispositif dit réseau lenticulaire 2 , comportant une pluralité de dispositifs optiques dits dispositifs élémentaires juxtaposés comme des lentilles cylindriques ou sphériques, caractérisé par le fait que le réseau lenticulaire 2 est constitué de dalles 2a, 2b et suivantes dites dalles élémentaires solidaires d'une plaque transparente 3. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: ^ ladite plaque transparente 3 est réalisée dans un matériau dont l'indice de réfraction est identique à celui du matériau servant à faire les plaques; ^ ladite plaque transparente 3 est une plaque de verre; ^ lesdites dalles élémentaires sont fabriquées par injection; ^ lesdites dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sont collées sur la plaque transparente 3; ^ lesdites dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sont positionnées sur la plaque transparente 3 par un robot; ^ le dispositif comporte une moyen de positionnement des dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur ladite plaque transparente 3; ^ ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la plaque transparente 3, avec un ergot venant de moulage au dos de la dalle élémentaire 2; ^ ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la dalle élémentaire 2, coopérant avec un gabarit de montage, ce trou ou encoche étant ensuite bouché(e) par une petite portion de réseau lenticulaire 42; ^ ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre o un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la plaque transparente 3, o un trou ou une encoche pratiqué(e)dans la dalle élémentaire 2 o et une pièce d'assemblage comportant un ergot venant de moulage et une portion de réseau lenticulaire. L'invention sera bien comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 3 qui représentent toutes des vues en totalité ou en partie de dispositifs selon l'invention. Figure 1, une vue en perspective d'une dalle élémentaire 2 d'un réseau lenticulaire, Figure 2, une vue en perspective d'un réseau lenticulaire selon l'invention formé par l'assemblage de dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur une plaque transparente 3, Figure 3, une vue en perspective d'un réseau lenticulaire selon l'invention formé par l'assemblage de dalles élémentaires sur une plaque transparente 3, dans un mode de réalisation particulier comportant un moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur un gabarit non représenté, consistant en un trou 21 situé dans la dalle élémentaire 2, ce trou étant ensuite bouché par la petite portion de réseau lenticulaire Figure 4, une vue en perspective d'un réseau lenticulaire selon l'invention formé par l'assemblage de dalles élémentaires sur une plaque transparente 3, dans un mode de réalisation particulier comportant un moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur la plaque transparente 3, obtenu par la coopération entre: o un trou 31 pratiqué dans la plaque transparente 3, o un trou 21 pratiqué dans la dalle élémentaire 2 o et une pièce d'assemblage comportant - un ergot 43 venant de moulage coopérant avec le trou 31 - et une portion 42 de réseau lenticulaire bouchant le trou 21. L'une des meilleures techniques de fabrication de réseaux lenticulaires est l'injection de matériaux thermo-plastiques. Malheureusement, cette méthode nécessite des outillages très coûteux lorsqu'il s'agit de faire des pièces de grandes dimensions. Une autre technique connue, le calandrage, n'est bien adaptée qu'à la réalisation de réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques, et uniquement dans le cas où les lentilles sont parallèles à l'un des bords de l'écran. Ces deux technologies ont un inconvénient, plus prononcé dans le cas du calandrage, qui est l'imprécision du dimensionnement des pièces. Non seulement la modification des paramètres de moulage ou de calandrage a pour conséquence de modifier la dimension des pièces lors de la fabrication, mais les conditions atmosphériques peuvent aussi modifier ultérieurement les dimensions des réseaux. Pour cette raison, certains producteurs se sont lancés dans la fabrication de réseaux lenticulaires en verre, en usinant des plaques de verre plat. Cette technique permet d'obtenir une qualité très nettement supérieure à celle des réseaux lenticulaires en matériaux de synthèse lorsque les dimensions des réseaux sont grandes. En revanche, les prix de fabrication sont incompatibles avec une production en grande série. D'autres ont purement et simplement renoncé à l'utilisation de lentilles optiques, pour se contenter d'imprimer ou de coller des barrières de parallaxe sur des vitres. L'inconvénient connu de cette méthode est la diminution de la luminosité qui en résulte. Les figures 1 et 2 montrent comment l'on peut constituer un réseau lenticulaire de grande taille, qui ait une stabilité dimensionnelle similaire à celle des réseaux lenticulaires en verre, à partir de dalles élémentaires de réseau lenticulaire 2a, 2b et suivantes, et d'une plaque de verre 3. Les dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sont collées sur la plaque de verre 3, et les variations dimensionnelles qui peuvent les affecter, sont limitées puisqu'une variation de n% n'a pour effet maximal qu'une variation de taille égale à n% de la largeur d'une dalle élémentaire, et non pas une variation de taille égale à n% de la largeur du réseau tout entier. Il est ainsi possible de réaliser de très grands réseaux lenticulaires. Le procédé a aussi pour avantage que les dalles élémentaires, étant de petites dimensions, sont compatibles avec une production en grande série à bas prix par injection. Ce dernier avantage conduit à mettre en uvre l'invention non pas uniquement une plaque 3 en verre, mais aussi avec une plaque en matériau de synthèse. L'invention est également recommandée pour la fabrication de réseaux lenticulaires de grande taille à lentilles cylindriques. Dans ce cas, et même lorsque les réseaux ont de grandes dimensions lors de la fabrication, il est recommandé de les découper en dalles unitaires 2 de petites dimensions, et d'assembler ensuite ces plaques avec précision sur une plaque de verre 3. L'homme de l'art sait calculer, en fonction des indices de réfraction des matériaux respectivement utilisés pour la fabrication des dalles 2 et de la plaque 3, l'épaisseur de chacun de ces constituants, afin que l'on puisse si on le souhaite placer l'image entrelacée 1 en contact direct avec la plaque 3 qui est opposée aux dalles 2. Les réseaux à dalles assemblées sur plaque transparente selon la présente invention peuvent aussi être utilisés dans l'autre sens, la plaque 3 étant située du côté du spectateur. L'image entrelacée est alors située du côté des lentilles du réseau lenticulaire, à une certaine distance de ces lentilles que l'homme de l'art sait calculer. Dans le cas où les réseaux à dalles assemblées sur plaque transparente objet de la présente invention sont utilisés comme écran de projection, il est avantageux que l'image entrelacée soit située du côté des lentilles du réseau lenticulaire, et que l'indice de réfraction du matériau des dalles 2a, 2b et suivantes soit égal ou inférieur à celui de la plaque 3 afin d'éviter un reflet parasite sur la face plane des dalles 2a, 2b et suivantes. Pour la même raison, lorsque de la colle est utilisée pour l'assemblage, il est avantageux que son indice soit simultanément égal ou inférieur à celui de la plaque 3, et égal ou supérieur à celui des dalles 2a, 2b et suivantes. Dans le cas où les réseaux à dalles assemblées sur plaque transparente objet de la présente invention sont utilisés en coopération avec une image entrelacée: o soit produite par des moyens électroniques, comme un écran à cristaux liquides ou à plasma, o soit rétro-éclairée, il est avantageux d'utiliser des matériaux d'indice de réfraction d'autant plus faibles que le composant considéré est plus loin de l'image entrelacée. Dans le cas où les réseaux à dalles assemblées sur plaque transparente objet de la présente invention sont utilisés en coopération avec une image entrelacée imprimée non rétro-éclairée, il est avantageux que la plaque transparente 3 soit réalisée dans un matériau dont l'indice de réfraction est identique à celui du matériau des dalles 2a, 2b et suivantes, et lorsque de la colle est utilisée pour l'assemblage, il est avantageux que son indice égal à celui de la plaque 3, et égal aussi à celui des dalles 2a, 2b et suivantes. Pour assurer un bon positionnement initial, on peut positionner les dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur la plaque transparente 3 avec un robot, et la colle peut aussi être appliquée par un robot. Une autre méthode de fabrication, illustré par la figure 3, consiste à ce que le dispositif comporte une moyen de positionnement des dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur un gabarit. Ce moyen de positionnement est par exemple un trou 21 pratiqué dans une dalle élémentaire 2. Toutes les dalles sont positionnées à l'envers sur un gabarit, c'est-à-dire les lentilles côté gabarit, et ce gabarit comprend des ergots précisément disposés aux endroits adéquats. La plaque transparente 3 est alors posée et collée sur l'ensemble des dalles 2a, 2b et suivantes. L'ensemble peut enfin être retiré du gabarit et une portion 42 de réseau lenticulaire peut être collée dans le trou 21 sur la plaque transparente 3. Une autre méthode de fabrication consiste à ce que le dispositif comporte une moyen de positionnement des dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur ladite plaque transparente 3. Un moyen de positionnement simple d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre un trou ou une encoche pratiquée dans la plaque transparente 3, avec un ergot venant de moulage au dos de la dalle élémentaire 2. Ce moyen n'est pas représenté. La figure 4 montre une mise en uvre de l'invention dans laquelle le moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque 35 transparente 3 est obtenu par la coopération entre o un trou 31 pratiqué dans la plaque transparente 3, o un trou 21 pratiqué dans la dalle élémentaire 2 o et une pièce d'assemblage 42 comportant un ergot 43 venant de moulage et une portion de réseau lenticulaire destinée à boucher le trou 21. L'ergot 43 coopère avec le trou 31. La réalisation des trous 31 peut être faite en usine par un robot, et l'assemblage peut ensuite être réalisé soit en usine soit par le client. La plaque 3 peut aussi être réalisée dans un matériau facile à découper, 45 ce qui permet aux clients de réaliser eux-mêmes des plaques de toutes dimensions. Dans la présente description et dans les revendications qui suivent, l'expression réseau lenticulaire est utilisée pour décrire des ensembles de lentilles de différents types. Il va de soi que cette expression doit être comprise au sens large, et que les réseaux lenticulaires à systèmes optiques centrés, à lentilles cylindriques simples ou doubles, ou encore les réseaux à lentilles annulaires peuvent être remplacés par des plaques opaques comportant des trous ou zones transparentes circulaires, ou de formes fantaisistes en lieu et place des systèmes optiques décrits. Les principales applications de la présente invention sont toutes celles des réseaux lenticulaires. Revendications 1. Dispositif de vision comprenant: - une image dite image entrelacée 1, comportant des pixels provenant de plusieurs images différentes, - un dispositif dit réseau lenticulaire 2, comportant une pluralité de dispositifs optiques dits dispositifs élémentaires juxtaposés comme des lentilles cylindriques ou sphériques, caractérisé par le fait que le réseau lenticulaire 2 est constitué 10 de dalles 2a, 2b et suivantes dites dalles élémentaires solidaires d'une plaque transparente 3. 2. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite plaque transparente 3 est réalisée dans un matériau dont l'indice de réfraction est identique à celui du matériau servant à faire les plaques; 3. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite plaque transparente 3 est une plaque de verre; 4. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdites dalles élémentaires sont fabriquées par injection; 5. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdites dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sont collées sur la plaque transparente 3. 6. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdites dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sont positionnées sur la plaque transparente 3 par un robot; 7. Dispositif de vision selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte une moyen de positionnement des dalles élémentaires 2a, 2b et suivantes sur ladite plaque transparente 3 8. Dispositif de vision selon la revendication 7 caractérisé par le fait que ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la plaque transparente 3, avec un ergot venant de moulage au dos de la dalle élémentaire 2 9. Dispositif de vision selon la revendication 7 caractérisé par le fait que ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la dalle élémentaire 2, coopérant avec un gabarit de montage, ce trou ou encoche étant ensuite bouché(e) par une petite portion de réseau lenticulaire 42. 10. Dispositif de vision selon la revendication 7 caractérisé par le fait que ledit moyen de positionnement d'une dalle élémentaire 2 sur ladite plaque transparente 3 est obtenu par la coopération entre - un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la plaque transparente 3, 45 un trou ou une encoche pratiqué(e) dans la dalle élémentaire 2 et une pièce d'assemblage comportant un ergot venant de moulage et une portion de réseau lenticulaire.