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L'invention concerne des appareils et des dispositifs pour l'ob- servation d'images, par exemple images de télévision, projections, vues cinématographiques, impressions, images publicitaires, etc..., permettant de réaliser un effet de relief ou un effet plastique.
Les appareils stéréoscopiques ordinaires procèdent du principe con- sistant à observer séparément avec les deux yeux deux images différentes, produites l'une à côté de l'autre ou l'une au-dessus de l'autre. Les appa- reils de ce genro comportent donc toujours des dispositifs optiques com- pliqués et dans beaucoup de cas, des lunettes sont nécessaires pour l'ob- servateur, de sorte que ces appareils n'ont pas rencontré une diffusion générale.
On a également cherché à réaliser une impression de relief en pro- duisant l'image à observer sur un écran de projection très étendu, concave vers l'observateur. Ces dispositifs ne sont toutefois appropriés que pour de grandes salles de projection, dans lesquelles on dispose d'un espace suf- fisant, et, en règle générale, ne sont pas utilisables pour les appareils d'appartement, ni pour les appareils publicitaires.
On a constaté qu'il étant possible, par des moyens relativement simples, en utilisant une seule image telle que celle qui se crée normale- ment qur l'écran d'un récepteur de télévision ou d'un cinéma d'appartement ou que celles dont on dispose nous la forme d'imprimés ou d'images immo- biles projetées, de réaliser un effet de relief en profondeur et une impres- sion stéréosoopique. Les moyens auxiliaires nécessaires dans cette réalisa- tion sont de construction très simple et permettent d'observer l'image dans des directions très différentes et aussi de diverses distances, sans que l'effet stéréoscopiques soit perdu.
Selon l'invention, en avant de l'écran, une surface comportant une trame à éléments lenticulaires, transparente, concave vers l'écran, est disposée de telle façon que le spectateur doive observer l'image à travers cette trame. Par ce procédé, on réussit à réaliser un effet stéréoscopi- que surprenant, dans lequel les parties d'images situées au premier plan de l'image paraissent effectivement être en avant et les parties situées à l'arrière-plan de l'image paraissent être à l'arrière. La surface trans- parente constituée par la trame à éléments lenticulaires est constituée par exemple par une coupe en verre ou en verre synthétique, bombée en ca- lotte sphérique, par exemple en hémisphère, laquelle est lisse à l'exté- rieur et porte, à l'intérieur, un grand nombre d'évidements.
Les éléments lenticulaires de la trame sont de préférence assez petites pour ne pas pou- voir être distingués par l'oeil à la distance normale d'observation.
Il n'est pas nécessaire que la surface de la trame présente une forme hémisphérique mais sa courbure peut être moins prononcée. Il n'est pas non plus nécessaire qu'elle forme une partie d'une surface sphérique mais elle peut former une partie d'un corps de révolution d'un autre gen- re ou bien on peut également utiliser des surfaces courbes en forme de coussin, qui présentent des rayons de courbure dans les différents dans les différentes sections.
L'écran sur lequel se forme l'image peut être plan ou même convexe ou concave.
Ainsi, dans la production des images de télévision, l'écran d'image est habituellement bombé vers l'extérieur car l'image se forme sur le fond d' un tube à rayons cathodiques. Dans les installations cinématographiques, il peut être avantageux de donner à l'écran lui-même une concavité dirigée du côté du spectateur.
Suivant l'invention, le dispositif comprend une lentille (ménisque) en verre ou en une matière synthétique transparente, telle que le plexiglass
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dont l'une des faces est pourvue d'une trame de petits éléments optiques, régulièrement répartis. La grandeur des différents éléments de la trame peut varier suivant la distance d'observation. On peut déterminer le rayon de courbure de la lentille selon les nécessités, en partant de la lentil- le de zéro. La face présentant la trame à éléments lenticulaires est donc combinée avec une lentille convergente prévue devant l'écran d'image. Cet- te lentille convergente a de préférence deux faces limites concaves vers l'écran d'image, qui peuvent avoir une courbure sphérique mais qui seront cependant, de préférence, à courbure asphérique.
Lorsqu'il s'agira d'observer des images relativement grandes, il faudra naturellement des écrans d'images et des lentilles relativement grands.
Comme l'effet d'agrandissement n'est nécessaire que lorsqu'on ob- serve des images assez petites, il suffit d'employer un ménisque plus fai- ble pour des faces d'image relativement grandes.
Il est recommandable de constituer les différents évidements len- ticulaires de la surface de la trame à éléments lenticulaires de façon qu' il ne subsiste aucun intervalle inutilisé entre les différents éléments lenticulaires. Les lentilles peuvent être limitées par un contour hexago- nal, de sorte qu'elles se joignent les unes aux autres comme les alvéoles des rayons de miel, mais ellés peuvent aussi avoir des contours carrés; rectangulaires ou triangulaires.
La fabrication de tels écrans avec des qualités impeccables au point de vue optique est limitée quant à la dimension ou, du moins, est très coûteuse. L'écran peut, pour cette raison, être composé de faces par-- tielles, montées au préalable.
Selon le procédé qui suit, on peut fabriquer des écrans d'image de toute grandeur et de toute forme voulues.
La lentille peut être composée de deux coupes préalablement mon- tées, qui entourent un espace rempli d'un agent de réfraction. L'une des coupes est dans ce cas pourvue d'une trame à éléments lenticulairesIl est dans ce cas possible de prévoir la face présentant la trame à éléments len- ticulaires à l'intérieur de la lentille si l'indice de réfraction de l'a- gent contenu dans la lentille est autre que celui de la matière de la coupe en question.
Les coupes sont de préférence en une résine synthétique transpa- rente, exempte de stries, par exemple en plexiglasµ,tandis que l'espace creux compris entre elles est rempli d'un liquide dense au point de vue op- tique, par exemple de sulfure de carbone.
Pour ne pas avoir de distorsions aux coins de l'image, il est uti- le de prévoir le diamètre de la lentille au moins aussi grand que les dia- gonales de l'écran d'image.
D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressor- tiront des différents exemples de réalisation représentés aux dessins ci- annexés, où : la figure 1 est une coupe d'un dispositif selon l'invention; les figures 2, 2a et 3 sont respectivement des coupes relatives à d'autres formes de réalisation; la figure 4 est une vue avant d'un dispositif d'observation avec un écran de télévision monté à l'arrière; la figure 5 est une vue avant d'une autre forme de réalisation;
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la figure 6 est une coupe transversale d'un dispositif d'observa- tion pour appareil de télévision; la figure 7 est une vue d'une partie de la trame à éléments len- ticulaires,, fortement agrandie; la figure 8 est une vue d'une autre forme de trame lenticulaire, également fortement agrandie;
la figure 9 est une coupe d'un dispositifd'observation avec len- tille asphérique; la figure 10 est une coupe d'une autre forme de réalisation du corps de lentille, et les figurer 11 et 12 sont des coupes d'autres formes de réalisa- tion.
La figure 1 représente un écran plan 1, perpendiculaire au plan du dessin. En avant de l'écran se trouve une coupe hémisphérique 2, en une matière transparente, par exemple en verre,en plexiglas, ou en une autre matière synthétique transparente, facile à mouler. La coupe a extérieure- ment une surface lisse et porte, à sa face interne, une trame à éléments lenticulaires constitués par de nombreux évidements 3, très petits, à con- cavité dirigée vers l'écran. La coupe hémisphérique est transparente et, en raison de sa concavité, cxceroe un effet faiblement réducteur.
Si l'on observe l'image 1 depuis l'emplacement 4, où les yeux 5 et 6 de l'obser- vateur se trouvent l'un à c8té de l'autre horizontalement, des parties dif- férentes de la surface de la trame à éléments lenticulaires agissent res- pectivement pour les deux yeux, comme cela est indiqué par les rayons mar- ginaux 7 et 8, peur l'oeil 5, et 9, 10, pour l'oeil 6. Sans entrer dans plus de détails sur le fonctionnement physique, on peut, d'après les résul- tats de recherches effectuées, dire que, en intercalant deux parties déli- mitées de façons, différentes de l'écran à trame à éléments lenticulaires dans les trajets des rayons des deux yeax de l'observateur, on réalise un effet stéréoscopique.
Cet effet stéréoscopique existe aussi pour les observateurs qui se trouvent sur le côté d'un axe central 11, perpendiculaire à l'écran, ou bien au-dessus ou au-dessous de cet axe. Même un observateur situé à l'em- placement 12, par exemple, voit avec ses deux yeux 13 et 14, à travers des parties différentes de la coupe hémisphérique. De même, l'effet de relief n'est pas lié à une distance d'observation déterminée mais le spectateur peut se rapprocher ou s'éloigner de l'écran, sans que l'effet de relief se modifie.
Par rapport aux dispositifs en usage jusqu'à présent, le disposi- tif faisant l'objet de l'invention présente l'avantage que la distance d' observation peut être choisie de façon quelconque et que l'effet stéréos- copique ne dépend pas de dimensions de l'écran. De plus, il n'est pas né- cessaire que le spectateur utilise des lunettes ni que l'on prenne alors en considération les propriétés individuelles des yeux, car la même impres- sion stéréoscopique se réalise pour tous les observateurs, quelles que soient les différences de leurs acuités visuelles. On peut observer l'é- cran des directions les plus différentes et il n'est pas nécessaire que le spectateur tienne toujours la tête dans une position déterminée; il peut au contraire la pencher à volonté, latéralement, à droite ou à gauche.
De plus, il suffit d'une image unique ou d'un système unique de production d'image, par exemple d'un seul tube de télévision ou d'un seul appareil de projection, de sorte que rien n'est à modifier dans ces appareils fon- damentaux, en dehors de l'adjonction de la surface à trame à éléments len- ticulaires. De même, le montage ultérieur du dispositifest de ce fait faci-
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lement possible. La surface auxiliaire à trame à éléments lenticulaires ne produit pas de distorsion ou de déformation d'image, de sorte qu'à cet égard non plus, il ne se présente pas d'inconvénients!. Il suffit de veiller à ce que la prise de vue du sujet soit faite avec un objectif de profondeur de champ convenable.
La forme de la surface à trame à éléments lenticulaires 2 peut être modifiée de différentes façons. Ainsi, on peut par exemple, selon la figure 2, utiliser un écran 15 à grand rayon de courbure, qùi s'éloigne re- lativement peu de l'écran d'image. L'écran peut aussi être modifié de telle façon, que la surface d'image se trouve non dans ou avant le plan du diamè- tre maximum de la surface à trame à éléments lenticulaires mais, suivant les figures 2a ou 3, plus à l'arrière. Dans la disposition visible à la fi- gure 2a, l'écran, en coupe transversale, suit une courbe approximativement elliptique.
Pour éviter qu'il se produise des distorsions de l'image, il est bon de veiller à ce que l'épaisseur de la surface à trame à éléments len- ticulaires 2 soit partout constante et à ce que sa matière soit le plus uni- forme possible, par exemple plan parallèle et exempte de stries.
La figure 4 représente un écran rectangulaire 1, par exemple d'un appareil de télévision, en avant duquel se trouve la surface 2 à trame à éléments lenticulaires. Cette surface a une base circulaire et a partout le même rayon de courbure.
Pour adapter la surface à trame à éléments lenticulaires à la for- me rectangulaire 1, on peut 'la réaliser, suivant la figure 5, en forme de coussin. La surface 16 a par exemple en section horizontale une courbure plus faible qu'en section verticale. D'autre part, elle est limitée, à ses bords, approximativement en rectangle.
Dans la réalisation visible à la figure 6, la surface à trame à éléments lenticulaires 17 est posée directement sur l'écran 18 d'un tube à rayons cathodiques, tel qu'on l'emploie normalement dans les appareils de télévision. Comme il n'est pas nécessaire que le vide règne entre l'é- cran 18 du tube à rayons cathodiques et la surface à trame à éléments len- ticulaires 17, cette dernière surface peut servir en même temps comme pro- tection contre l'implosion.
La figure 7 représente la forme des différents éléments lenticu- laires de la trame.
Les éléments lenticulaires sont limités chacun par un hexagone ré- gulier, de sorte qu'ils se joignent sans lacune. Leurs contours peuvent aus- si, selon la figure 8, être carrés ou rectangulaires.
La figure 9 représente une face d'image 1, qui est perpendiculaire au plan du dessin. Devant la face d'image par exemple rectangulaire se trou- ve une lentille se composant de deux coupes 22 et 23, dont l'intervalle 24 est rempli d'un liquide dense au point de vue optique, par exemple de sul- fure de carbone, de benzène, d'iodure de méthylène au analogue. Les deux coupes sont assemblées à leurs bords par collage par fusion ou par soudu- re, pour assurer l'étanchéité. La lentille peut être un corps de révolu- tion symétrique, de sorte que sa limité, c'est-à-dire la forme de son côté de base.25, sera circulaire. Il est toutefois également possible d'adapter la ligne périphérique de la base à la forme rectangulaire de la face d'i- mage, si bien que la lentille aura à ses bords en quelque sorte une forme de coussin.
La coupe interne 23 de la lentille,à son côté interne, ou sa cou- pe externe 22, à son côté externe, est pourvue d'une trame à éléments len- ticulaires 26, qui correspond à la trame décrite précédemment. Cette trame
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à éléments lenticulaires peut également être prévue sur l'autre côté de la coupe 23, c'est-à-dire vers le liquide, ou sur le côté interne de la coupe 22, pour autant que les coupes aient un indice de réfraction diffé- rent de celui du liquide 24.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 9, les bords de la lentille atteignent le plan de la face d'image. Dans de nombreux cas, ceci n'est cependant pas nécessaire, puisque l'observation de la face d'i- mage ne se fait le plus souvent que d'un angle solide déterminé,
Dans de nombreux cas, il est par conséquent utile de prévoir la lentille à distance du plan de l'image, comme c'est le cas dans l'exemple représenté à la figure 10. Ici, la base de la lentille se trouve à une distance d de la face d'image. La lentille même se compose, ici encore, de deux coupes, 27 et 28, entre lesquelles se trouve un liquide 29.
Au lieu d'un liquide mobile, on peut encore prévoir, coulée dans l'espace compris
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entréésndtbÓùpaf ùme.'r,éarneteynmh#ttue transparente, qui se solidi- fiera sans soufflures ni stries et qui donnera; la fabrication terminée, @ne lentille solide. Dans l'intervalle compris entre les coupes peut se agonverga égalementing agent gazeux réfringent.
La lentille est pourvue d'une trame à éléments lenticulaires, de la manière décrite plus haut.
La figure 11 représente une disposition suivant laquelle l'écran d'image à une courbure concave vers l'observateur. Le tube à rayons catho- diques 30 comprend l'ampoule habituelle 30 et le col 32. L'écran du tube est toutefois courbé vers l'intérieur, si bien que l'image sera produite sur cette concave. L'image est observée à travers une lentille convergen- te concave-convexe 33, qui, à son côté externe, est pourvue d'une trame à éléments lenticulaires.
Un agencement semblable est représenté à la figure 12. Dans ce cas, l'image est produite par un projecteur 34, sur l'écran 35. L'écran est transparent et concave vers l'observateur. Une lentille 33, qui porte la trame à éléments lenticulaires, est disposée entre l'écran 35 et l'ob- servateur.
Dans le cas des tubes de télévision, l'ampoule de verre du tube peut encore avoir la forme habituelle, bombée vers l'extérieur, tandis que l'écran lumineux sera monté sur un porte-écran bombé vers l'intérieur.
Dans le cas de la fabrication de gentilles compactes, ayant par exemple la dimension exigée pour les appareils de télévision, il n'est pas avantageux, dans certains cas, de fabriquer le corps de lentille d'une seu- le pièce mais iL convient de fabriquer séparément la lentille proprement dite et la face présentant la trame à éléments lenticulaires et de réunir ensuite ces parties. Si une lentille en matière synthétique est pourvue d'une trame d'éléments lenticulaires par un procédé par pression, celui-ci peut déterminer des compressions irrégulières de la matière, qui nuiront aux propriétés optiques de la lentille.
Par conséquent, il est plus avan- tageux de fabriquer le corps de lentille uni, de préparer la surface pré- sentant la trame à éléments lenticulaires par exemple sous forme de feuil- le mince ou par coulée et de réunir ensuite ces deux parties, en utilisant par exemple une matière de collage répondant aux fins d'optique, dont 1' indice de réfraction corresponde à celui de la lentille. Un autre procé- dé de fabrication consiste à placer dans un moule, la feuille préalable- ment façonnée, portant la trame, et à fabriquer le corps de lentille en le coulant dans ce moule.
Comme matières synthétiques, on peut employer, pour la fabrica- tion, des matières thermoplastiques ou encore des matières durcissant sous
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l'effet de la combinaison ou de la polymérisation. Il est important que la matière ait une structure claire,transparente, comme celle du verre et qu'il ne se produise ni soufflures,ni stries lors de la fabrication.
Les éléments lenticulaires sont si petits que leur plus grande dimension sera par exemple de l'ordre de grandeur d'un point image des ima- ges de télévision, ou du grain de la trame des images imprimées. Les élé- ments lenticulaires peuvent également être convexes.
Il n'est pas nécessaire que le côté interne de la surface 2 soit limité en forme de trame mais la trame à éléments lenticulaires peut aussi se trouver à l'intérieur de la couche transparente, de sorte que les deux surfaces externes de limite seront lisses et par suite faciles à nettoyer.
Les éléments lenticulaires de la trame peuvent aussi présenter des rayons de courbure différents dans différentes directions.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé avec le même suc- cès aussi pour l'observation d'images en noir et blanc que pour l'observa- tion d'images en couleurs, sans que cette dernière nécessite des disposi- tifs complémentaires. La meilleure utilisation est réalisée lorsque l'écran d'image 1 est éclairé par l'arrière, comme, par exemple, dans les appareils de télévision Dans le cas de l'observation d'images photographiques ou publicitaires, on peut aussi éclairer l'écran 1 par la face avant,par des sources lumineuses se trouvant à l'intérieur de la surface à trame à élé- ments lenticulaires 2. Dans le cas de l'utilisation d'appareils de projec- tion, il est également possible d'opérer la projection depuis la face ar- rière de l'écran 1. Mais il est possible aussi de réaliser la projection à travers l'écran 2.
Dans ce cas, il est bon d'utiliser un écran 2 avec une surface aussi exempte que possible de réflexion. Cette disposition peut aussi être avantageuse dans le cas des projections par l'arrière, lorsque dans la salle d'observation, il existe des sources lumineuses gênantes.
REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à donner un effet d'image en relief, lors de la reproduction d'images non en relief, au moyen d'un écran transparent, portant une trame à éléments lenticulaires, placé additionnellement entre l'image et l'endroit d'observation, caractérisé par le fait que l'écran transparent additionnel est pourvu d'une trame dont les éléments lenticu- laires se présentent comme les alvéoles des rayons de miel, et par le fait que l'ensemble de la face de ladite trame a une allure bombée dont la con- cavité est dirigée vers l'image.