Brevet FR2969893A1 — publié le 20120629

Dispositif d'affichage en trois dimensions La présente invention concerne les dispositifs d'affichage dits «3D », permettant à un utilisateur de regarder des images projetées par l'écran d'un tel dispositif avec une illusion de profondeur de l'image. Ces dispositifs sont par exemple des téléviseurs 3D. Un premier type de téléviseur 3D est associé à des lunettes actives portées par l'utilisateur. Le téléviseur affiche en alternance des images destinées aux yeux gauche et droit de l'utilisateur et les 10 lunettes s'opacifient de manière synchronisée avec l'affichage de ces images. En résumé, le téléviseur 3D reçoit un signal comportant les images à afficher et une information concernant l'oeil auquel il est destiné. A partir de ce signal, le téléviseur 3D élabore un signal d'affichage de tel sorte que le signal affiché alterne une image adressée à l'oeil droit et une image adressée à l'oeil gauche. En outre, à partir de ce signal, le signal élabore un signal de synchronisation envoyé notamment par faisceaux infrarouges à des 15 lunettes actives. Ainsi, les lunettes actives recevant le signal de synchronisation occultent l'oeil non destinataire. Ce premier type de téléviseur nécessite des paires de lunettes qui - présentent un coût élevé, 20 - sont lourdes et désagréables à porter par l'utilisateur (d'autant plus que l'utilisateur porte des lunettes de vues, et - nécessitent des batteries pour fonctionner, ce qui implique de les avoir suffisamment chargées pour ne pas interrompre la visualisation d'un film en 3D. 25 En outre, pour occulter correctement les images affichées, les lunettes actives sont synchronisées par un faisceau en provenance du téléviseur. Cette synchronisation peut être interrompue lorsqu'un obstacle vient se placer sur le trajet du faisceau de synchronisation, ce qui peut suspendre provisoirement l'effet 3D. 30 Un second type de téléviseur 3D est associé à des lunettes passives portées par l'utilisateur. Le téléviseur est équipé de mini-polariseurs en face des pixels de l'écran et les lunettes utilisées sont passives : Les verres des lunettes sont polarisés à 90 degrés l'un de l'autre pour que chaque oeil voie seulement les pixels polarisés en concordance. En résumé, chaque pixel destiné à un oeil est polarisé en5 fonction du filtre polarisant passif correspondant au verre en face de cet oeil sur des lunettes passives. Ce téléviseur 3D comporte reçoit un signal comportant les images à afficher et une information concernant l'oeil auquel il est destiné. A partir de ce signal, le téléviseur 3d élabore des signaux d'adressage pour chaque pixel afin d'afficher sur la moitié des pixels (un pixel sur deux) l'image droite selon un plan de polarisation et sur l'autre moitié des pixels (l'autre pixel sur deux) l'image gauche selon un autre plan de polarisation. Ainsi, l'image gauche et l'image droite sont affichées entremêlées sur l'écran. Les lunettes passives grâce à leur filtre polarisant sont aptes à occultés l'image non destiné à l'oeil et à permettre à l'oeil de voir uniquement l'image qui lui est destiné. Ce deuxième type de téléviseur présente une structure complexe et un coût élevé. L'invention propose des améliorations aux solutions existantes. A cet effet, selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de modification d'images affichées par un écran, ledit dispositif de modification comporte des moyens de polarisation d'images affichées par un écran avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque ledit dispositif de modification est disposé devant un écran alternant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche de l'utilisateur. Ainsi, la polarisation alternée des images en fonction de l'oeil destinataire permet à l'image d'être lue uniquement par cet oeil grâce à des lunettes passives La polarisation de l'image à destination d'un seul oeil permet : - de fabriquer le dispositif de modification selon l'invention sans nécessiter de microphotolithographie. - de contrôler l'affichage en trois dimensions 3D sans moyens d'adressage pixel par pixel. Un téléviseur ou un écran de cinéma utilisant ce dispositif de modification, voire un kit à placer devant un téléviseur pour le transformer en téléviseur 3D peut être prévu. Par exemple, les moyens de polarisation sont dimensionnés de telle sorte que, lorsque le dispositif de modification est disposé devant un écran, les moyens de polarisation polarisent l'intégralité des images affichées par ledit écran. Notamment, les moyens de polarisation ont des dimensions au moins égales à celles de l'écran : les moyens de polarisation couvrent alors l'intégralité de l'écran. Ainsi, si l'écran affiche plusieurs images ou une seule image occupant l'intégralité de l'écran, images qui peuvent être lues en trois dimensions, l'utilisateur verra, respectivement, toutes ces images ou l'image plein écran avec un effet de profondeur. Par exemple encore, les moyens de polarisation comportent un filtre à rotation de plan de polarisation. Ainsi, le filtre à rotation de plan de polarisation permet le basculement des plans de polarisation en fonction de la l'oeil auquel est destiné l'image. 10 Les moyens de polarisation peuvent aussi comporter un filtre polarisant passif. Ainsi, les moyens de polarisation polarisent systématiquement toutes les images selon un plan de polarisation destiné à un oeil, par exemple l'oeil droit, et n'aura à modifier le plan de polarisation que pour les images destiné à l'autre oeil, dans notre exemple l'oeil gauche. 15 Par exemple, les moyens de polarisation peuvent en outre être asservi par des moyens de commande, lesdits moyens de commande déclenchant une polarisation par lesdits moyens de polarisation selon un plan de polarisation prédéterminé en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné une image affichée sur un écran devant lequel est disposé ledit dispositif de modification. Ainsi, les moyens de commande permettent de synchroniser l'alternance des plans de polarisation sur l'alternance de l'oeil 20 auquel est destinée l'image affichée. Ces moyens de commande, sont notamment des moyens de commande externes au dispositif de modification tel que des moyens de commandes de l'écran ou des moyens de synchronisation tels que ceux proposés pour les lunettes actives des téléviseurs 3D avec lunettes actives. Ces moyens de commande sont aussi notamment des moyens de commande interne au dispositif de modification, les moyens de commandes reçoivent alors le signal comportant les images à 25 afficher et élabore le signal de commande de polarisation en fonction de l'oeil auquel est destiné l'image à afficher reçu Les dispositifs de modification selon l'invention ont un coût peu élevé car les moyens de polarisation sont faciles à produire, et ne nécessitent pas de microphotolithographie comme c'est le cas 30 pour les téléviseurs à polariseurs alternés et lunettes passives de l' art antérieur. En outre, le coût d'un dispositif d'affichage en 3D peut être réduit en utilisant l'invention car l'invention n'utilise pas d'adressage complexe des moyens de polarisation (deux électrodes peuvent être suffisantes), ni de microphotolithographie (le filtre peut polariser toute la surface de l'écran), ni de pose 35 micrométrique (il n'est pas nécessaire d'aligner les polariseurs avec les pixels).5 Le dispositif d'affichage comporte un écran apte à afficher de manière alternée au moins une image droite destinée à l'oeil droit et au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur, et comporte, en outre, des moyens de polarisation d'image affichée avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque lesdits moyens de polarisation sont disposés devant l'écran. Par exemple, le dispositif d'affichage comportant un écran (1) apte à afficher des images droites et gauches, ledit écran étant disposé derrière les moyens de polarisation. Ainsi, l'utilisateur voit des images polarisées car il voit les images affichées par l'écran au travers des moyens de polarisation. Par exemple, le dispositif d'affichage comporte une unité de commande (10) pour commander l'affichage d'images, ladite unité de commande déclenchant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur de manière alternée, Ainsi, ces moyens de commandes peuvent être éventuellement utilisés pour synchroniser la commande de polarisation sur les images droites et les images gauches. Par exemple, le dispositif est un téléviseur trois dimensions permettant à un utilisateur de regarder des images projetées par l'écran avec une illusion de profondeur de l'image. L'invention propose également un système d'affichage comportant : - un dispositif d'affichage tel que présenté précédemment, et - une paire de lunettes avec deux verres polarisés en concordance avec la polarisation des images droites et gauches du dispositif d'affichage. L'invention propose également un système de modification comportant : - un dispositif de modification tel que défini précédemment, et - une paire de lunettes avec deux verres polarisés en concordance avec la polarisation des images droites et gauches du dispositif d'affichage. Selon un autre aspect de l'invention, l'invention prévoit un procédé de montage d'un dispositif de modification, comportant au moins un montage (S30) de moyens de polarisation d'images affichées par un écran avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné 25 30 l'image affichée lorsque ledit dispositif de modification est disposé devant un écran alternant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche de l'utilisateur, le montage des moyens de polarisation étant réalisé de tel sorte que les moyens de polarisation soient aptes à être disposés devant un écran affichant des images Selon un autre aspect de l'invention, l'invention prévoit un procédé de montage d'un dispositif d'affichage, comportant au moins une étape de montage (S30) de moyens de polarisation d'image affichée avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque lesdits moyens de polarisation sont disposés devant l'écran, le montage des moyens de polarisation étant réalisé de tel sorte que les moyens de polarisation soient disposés devant un écran apte à afficher de manière alternée au moins une image droite destinée à l'oeil droit et au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur. Un kit modulaire permettant de faire de la 3D avec une TV quelconque (par exemple OLED 15 àl00Hz) et des lunettes passives à bas coût et ultralégères peut ainsi être fournit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: 20 - la figure 1 illustre un dispositif selon l'invention; - la figure 2 illustre est un organigramme représentant des étapes de fonctionnement du dispositif selon l'invention; et - la figure 3 est un organigramme général représentant des étapes d'un procédé selon l' invention. 25 La figure 1 illustre un dispositif de modification 4 à 9 selon l'invention. Le dispositif de modification comporte des moyens de polarisation 4 à 9 d'images affichées par un écran 1. L'écran 1 affiche notamment au moins une image droite destiné à l'oeil droit et au moins une image gauche destiné à l'oeil gauche d'un utilisateur. Les moyens de polarisation polarise l'image avec un plan de polarisation 30 différent en en fonction de l'oeil auquel est destiné l'image affichée sur l'écran 1 devant lequel est disposé le dispositif de modification 4 à 9. Ainsi, l'utilisateur voit l'image droite avec un plan de polarisation prédéterminé et l'image gauche avec un autre plan de polarisation, en particulier le plan de polarisation de l'image droite et le plan de polarisation de l'image gauche forment un angle de 90°. En particulier, comme l'illustre la figure 1, les moyens de polarisation 4 à 9 sont dimensionnés pour polariser la totalité des images affichés sur l'écran 1 à un instant donné. En particulier, les moyens de polarisation 4 à 9 comportant un filtre à rotation de plan de 5 polarisation 4, 6, 7. Dans un mode de réalisation particulier, le filtre à rotation de plan de polarisation comporte : - une première électrode transparente 6, - une deuxième électrode transparente 7, et - une couche de cristaux liquides 4 disposée entre les première 6 et deuxième 7 électrodes. En particulier, les moyens de polarisation 4 à 9 comportent un filtre polarisant passif 5. En particulier, les moyens de polarisation 4 à 9 notamment le filtre à rotation de plan de polarisation, ou les électrodes 6 et 7 sont asservis par des moyens de commande 10 déclenchant une polarisation par lesdits moyens de polarisation selon un plan de polarisation prédéterminé en fonction de 15 l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné une image affichée sur l'écran 1. Les moyens de commandes sont notamment connectés par des moyens de connexions 8-9 aux moyens de polarisation 4 à 9. La figure 1 illustre des moyens de commandes 10 apte à commander l'écran. Dans un mode de réalisation non illustré, les moyens de commandes 10 sont intégrés au dispositif 20 de modification et reçoivent soit le signal porté par le câble 3 provenant de la source vidéo, soir un signal émis par le dispositif d'affichage comportant l'écran 1 tel que le signal de synchronisation des téléviseurs 3D avec lunettes actives. Ainsi, un kit composé du dispositif de modification selon l'invention et d'au moins une paire de lunettes polarisantes passives sera apte à être substituer de manière avantageuse aux lunettes actives d'un téléviseur 3D équipant un utilisateur. 25 Un signal vidéo portant de la vidéo 3D arrive par le câble 3 d'une source vidéo (décodeur de télévision, fibre optique, ADSL, diffusion hertzienne, diffusion satellite, lecteur DVD, etc.) à un dispositif d'affichage, notamment à des moyens de commande 10 du dispositif d'affichage. Les moyens de commande génèrent un signal d'affichage et un signal de commande à partir de ce signal reçu. Le signal 30 d'affichage permet de commander l'écran 1 via le câble vidéo 2en lui transmettant en alternance l'image droite et l'image gauche avec une fréquence telle que l'oeil humain ne distingue pas le délais d'affichage entre l'image droite et l'image gauche correspondant à un même instant d'une vidéo. Le signal de commande permet de contrôler le dispositif de modification de telle sorte que les moyens de polarisation 10 polarisent l'image droite pour qu'un utilisateur porteur de lunettes polarisantes passives adaptées ne perçoive une image droite qu'avec son oeil droit et une image gauche qu'avec son oeil gauche. L'écran 1 affiche donc alternativement une image droite et une image gauche. Dans le cas où les moyens de polarisation comporte un filtre polarisant passif 5, toutes les images sont polarisés selon un des plans de polarisation, par exemple le plan de polarisation destiné à l'oeil droit. Les moyens de polarisation polarise l'image droite avec un plan de polarisation destiné à l'oeil 10 droit et l'image gauche avec un plan de polarisation destiné à l'oeil gauche. Et, le filtre droit des lunettes passives 11 laisse percevoir l'image droite et occulte l'image gauche à l'oeil droit, et inversement laisse percevoir l'image gauche et occulte l'image droite à l'oeil gauche. Dans le cas où les moyens de polarisation comportent un filtre polarisant passif 5, les moyens de 15 polarisation change uniquement la polarisation d'une image sur deux, des images gauches dans notre exemple. Un tel dispositif de modification comporte en particulier des moyens de fixation permettant de le placer de manière stable devant un dispositif d'affichage tel qu'un pied ou des moyens d'accrochage au 20 dispositif d'affichage. La figure 1 illustre également un dispositif d'affichage selon des modes de réalisation. Par exemple, le dispositif d'affichage est une télévision (telle qu'un téléviseur OLED), ou autre. 25 Le dispositif d'affichage comporte un écran 1 qui affiche des images d'un signal arrivant par un câble vidéo 2 (par exemple HDMI ou Péritel). Le signal est issu d'une unité de commande 10 qui permet de fournir alternativement des images droites et gauches pour affichage par l'écran à destination des yeux respectivement droit et gauche d'un utilisateur regardant l'écran. L'unité de commande est reliée à une source vidéo par un câble 3. 30 Le dispositif d'affichage comporte, en particulier, un filtre polarisant passif 5, par exemple à polarisation horizontale. Ce filtre polarisant passif 5 peut être omis si l'écran 1 est un écran LCD déjà polarisé.5 Le filtre polarisant passif 5 est placé entre l'écran 1 et un filtre à rotation de plan de polarisation qui comporte lui-même une couche de cristaux liquides 4 entre deux électrodes transparentes 6 et 7. Les deux électrodes sont reliées via deux fils 8, 9 à l'unité de commande afin de synchroniser l'affichage des images droite et gauche et la polarisation du filtre actif. Le filtre à rotation de plan de polarisation permet d'alterner la polarisation des images droites et des images gauches en laissant passer l'image polarisée fournie par exemple par le filtre polarisant passif ou l'écran LCD polarisé pour l'image droite et modifier la polarisation pour l'image gauche ou inversement. La polarisation modifiée obtenue est par exemple une polarisation verticale. L'orientation des polarisations peut être inversée, par exemple, le filtre passif est vertical et le filtre actif est horizontal. Afin de profiter de l'illusion de profondeur, l'utilisateur chausse des lunettes passives 11 qui comportent sur chaque verre un polariseur, les verres étant polarisés à 90 degrés l'un de l'autre. L'un est polarisé verticalement et l'autre verticalement conformément aux images droites ou gauches qu'il doit recevoir. En fonctionnement, comme illustré par l'organigramme de la figure 2, dans une étape 520, le signal vidéo issu de l'unité de commande apporte en alternance les images pour l'oeil gauche et l'oeil droit de l'utilisateur. L'unité de commande synchronise ensuite des signaux de commande destinés aux électrodes du filtre à rotation de plan de polarisation lors d'une étape 521. Par exemple, l'unité de commande utilise les impulsions de synchronisation d'image pour générer un signal carré sur la tension de contrôle des électrodes. Ce signal carré alterne, au rythme des images gauches/droites, entre une tension nulle et la tension nominale des électrodes polarisantes lors de l'étape 522, en sorte que la couche de cristaux liquides fait tourner le plan de polarisation de 90 degrés. Chaque oeil reçoit ainsi uniquement les images qui lui sont destinées. Dans des modes de réalisations, on prévoit de modifier des dispositifs d'affichage existants pour arriver à un dispositif d'affichage selon l'invention. Dans un exemple de réalisation, décrit en référence à la figure 3, un téléviseur OLED standard 100Hz est utilisé. Lors d'une première étape S30 on place devant l'écran du téléviseur un filtre synchrone constitué (dans l'ordre en partant de la surface de l'écran) : - d'un grand film polarisant passif (par exemple vertical), et - d'un grand film LCD asservi (par exemple horizontal), capable de faire tourner le plan de polarisation de toute l'image, permettant ainsi le basculement de polarisation synchronisée sur l'alternance des images. Comme évoqué ci-avant, le grand film polarisant peut être omis, si l'écran polarise déjà l'image selon une direction. Ensuite, lors de l'étape S31 on connecte le grand film LCD asservi à l'unité de commande du téléviseur qui permet l'affichage alterné des images. Enfin, lors de l'étape S32, on configure le grand film LCD asservi et l'unité de commande pour permettre un fonctionnement synchrone comme évoqué ci-avant. Ainsi, on peut utiliser des lunettes passives, et si le verre gauche est polarisé verticalement et l'écran est polarisé verticalement, alors: - pour voir les images gauches, le film LCD est inactif (pas de rotation du plan de polarisation), et - pour voir les images droites, le film LCD est actif (rotation de 90 degrés du plan de polarisation). L'invention peut faire l'objet d'une télévision 3D intégrant le dispositif de modification selon l'invention vendu seul ou avec une ou plusieurs lunettes passives ou un jeu de filtres à poser sur des lunettes de vues de type autocollants électrostatiques pour verre éventuellement prédécoupé. L'invention peut aussi faire l'objet d'un filtre intégrant le dispositif de modification selon l'invention à placer devant un écran de télévision ou tout autre écran vendu seul ou avec une ou plusieurs lunettes passives ou un jeu de filtres à poser sur des lunettes de vues de type autocollants électrostatiques pour verre éventuellement prédécoupé. REVENDICATIONS1. Dispositif de modification d'images affichées par un écran (1), ledit dispositif de modification comporte des moyens (4, 6, 7) de polarisation d'images affichées par un écran avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque ledit dispositif de modification est disposé devant un écran alternant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche de l'utilisateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de polarisation sont dimensionnés de telle sorte que, lorsque le dispositif de modification est disposé devant un écran, les moyens de polarisation polarisent l'intégralité des images affichées par ledit écran. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de polarisation comportent un filtre à rotation de plan de polarisation (4, 6, 7). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de 15 polarisation comportent un filtre polarisant passif (5). 6. Dispositif selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel les moyens de polarisation sont asservis par des moyens de commande, lesdits moyens de commande déclenchant une polarisation par lesdits moyens de polarisation selon un plan de polarisation prédéterminé en fonction de 20 l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné une image affichée sur un écran devant lequel est disposé ledit dispositif de modification.. 7. Dispositif de modification selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les moyens de polarisation sont asservis par des moyens de commande, lesdits moyens de commande 25 déclenchant une polarisation par lesdits moyens de polarisation selon un plan de polarisation prédéterminé en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné une image affichée sur un écran devant lequel est disposé ledit dispositif de modification. 8. Dispositif d'affichage comportant un écran apte à afficher de manière alternée au moins une image 30 droite destinée à l'oeil droit et au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur, ledit dispositif d'affichage comportant en outre des moyens de polarisation d'image affichée avec un plan de10polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destinée l'image affichée lorsque lesdits moyens de polarisation sont disposés devant l'écran. 9. Dispositif d'affichage selon la revendication 8, ledit dispositif d'affichage comportant un écran (1) apte à afficher des images droites et gauches, ledit écran étant disposé derrière les moyens de polarisation. 10. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, ledit dispositif d'affichage comportant une unité de commande (10) pour commander l'affichage d'images, ladite unité de commande déclenchant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur de manière alternée, 11. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, le dispositif d'affichage étant un téléviseur trois dimensions permettant à un utilisateur de regarder des images projetées par l'écran avec une illusion de profondeur de l'image. 12. Système de modification comportant : - un dispositif de modification selon la revendication 1, et - une paire de lunettes (11) avec deux verres polarisés en concordance avec la polarisation des images droite et gauches du dispositif d'affichage. 13. Système d'affichage comportant : - un dispositif d'affichage selon la revendication 9, et - une paire de lunettes (11) avec deux verres polarisés en concordance avec la polarisation des images droite et gauches du dispositif d'affichage. 25 14. Procédé de montage d'un dispositif de modification, comportant au moins un montage (S30) de moyens de polarisation d'images affichées par un écran avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque ledit dispositif de modification est disposé devant un écran alternant un affichage d'au moins une image droite destinée à l'oeil droit et un 30 affichage d'au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche de l'utilisateur, le montage des moyens de polarisation étant réalisé de tel sorte que les moyens de polarisation soient aptes à être disposés devant un écran affichant des images 2015. Procédé de montage d'un dispositif d'affichage, comportant au moins une étape de montage (S30) de moyens de polarisation d'image affichée avec un plan de polarisation différent en fonction de l'oeil d'un utilisateur auquel est destiné l'image affichée lorsque lesdits moyens de polarisation sont disposés devant l'écran, le montage des moyens de polarisation étant réalisé de tel sorte que les moyens de polarisation soient disposés devant un écran apte à afficher de manière alternée au moins une image droite destinée à l'oeil droit et au moins une image gauche destinée à l'oeil gauche d'un utilisateur.