FR2584830A1

FR2584830A1 - Apparatus for observing pairs of stereoscopic images

Info

Publication number: FR2584830A1
Application number: FR8510826A
Authority: FR
Original assignee: TAILLEUR CLAUDE
Current assignee: TAILLEUR CLAUDE
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-16
Also published as: FR2584830B1

Abstract

The invention relates to apparatuses for observing stereoscopic pairs. The apparatus includes a base 21 for receiving the two images of the pair 22 and 23, one of which has been geometrically inverted, and a semitransparent mirror 24 providing the visual superposition of the two images for an observer placed at 4. The selection for each eye, of the image which corresponds to it, is provided by two sheet polarisers 25 and 27 associated with the pair of polarising spectacles 29 and 30. The applications are especially the collective observation of large-sized images such as those of magazines, newspapers and posters.

Description

La présente invention se rapporte au domaine de la stéréoscopie, procédé qui vise à fournir, à partir d'un couple d'images planes, dites stéréoscopiques, la sensation d'une image unique dite en relief. The present invention relates to the field of stereoscopy, a method which aims to provide, from a pair of plane images, called stereoscopic, the sensation of a single image called in relief.

Les deux images du couple représentent le sujet vu de deux points différents. Ces points définissent une droite ou base d'ob servation, parallèlement à laquelle l'observateur doit placer'sets yeux. The two images of the couple represent the subject seen from two different points. These points define a line or base of observation, parallel to which the observer must place his eyes.

La sensation de vision en relief du sujet apparaît, par un mécanisme psycho-physiologique de fusion cérébrale, à condition que l'image de gauche ne soit vue que par l'oeil gauche seulement, et l'image de droite par l'oeil droit seulement. The subject's sensation of raised vision appears, through a psycho-physiological mechanism of cerebral fusion, provided that the image on the left is seen only by the left eye only, and the image on the right by the right eye only.

Cette condition de la sélection, pour chaque oeil, de l'image qui lui correspond, est habituellement satisfaite, de façon purement géométrique, dans un appareil connu sous le nom de stéréoscope. This condition of the selection, for each eye, of the image which corresponds to it, is usually satisfied, in a purely geometric manner, in a device known as a stereoscope.

Cet appareil comporte deux oculaires munis de lentilles grossissantes, disposées ctte-à-côte, à une distance égale à celle de llécartement moyen des yeux d'un observateur, distance de l'ordre de 65 mm. Pour l'observation, les deux images du couple sont disposées également c8te-à-côte, en vis-à-vis des oculaires, et leurs centres sont par conséquent écartés de la même distance inter-oculaire l'observation s'effectue en plaçant les yeux devant les loupes des oculaires. This apparatus comprises two eyepieces provided with magnifying lenses, placed side by side, at a distance equal to that of the average spacing of the eyes of an observer, distance of the order of 65 mm. For the observation, the two images of the couple are also arranged side by side, facing the eyepieces, and their centers are consequently separated by the same inter-ocular distance. The observation is made by placing the eyes in front of the magnifying glasses of the eyepieces.

Cependant, ce mode de sélection géométrique présente plusieurs graves inconvénients. However, this method of geometric selection has several serious drawbacks.

D'abord, il impose une sévère limitation à la dimension des images, qui ne peuvent excéder horizontalement 65 mm, puisque sinon elles se recouvriraient partiellement. First, it imposes a severe limitation on the size of the images, which cannot exceed 65 mm horizontally, since otherwise they would partially overlap.

Ensuite, cette limitation dans les dimensions limite également celles des détails qu'il est possible d'obtenir des images, donc la qualité générale de celles-ci. Then, this limitation in dimensions also limits those of the details that it is possible to obtain images, and therefore the general quality of these.

D'autre part, la limitation dans les dimensions des images entraîne l'obligation de les observer au moyen de dispositifs optiques grossissants, tels que des loupes. On the other hand, the limitation in the dimensions of the images entails the obligation to observe them by means of magnifying optical devices, such as magnifying glasses.

Certaines réalisations de stéréoscopes à oculaires ont été proposées, où la base d'observation a été agrandie par des systèmes de miroirs ou prismes, permettant d'examiner des images plus grandes. Certain realizations of stereoscopes with eyepieces have been proposed, where the observation base has been enlarged by systems of mirrors or prisms, making it possible to examine larger images.

Cependant ces appareils,sont lourds, encombrants et comateux ; ils sont, de plus, difficilement déplaçables.However, these devices are heavy, bulky and comatose; they are, moreover, difficult to move.

Par ailleurs, l'observation au stéréoscope à oculaires limite l'examen des images à un observateur par stéréoscope ; c'est une observation exclusivement individuelle. Furthermore, observation with an eyepiece stereoscope limits the examination of images to an observer by stereoscope; it is an exclusively individual observation.

L'appareil d'observation de couples d'images stéréoscopiques de la présente invention ne comporte aucun de ces inconvénients. The apparatus for observing pairs of stereoscopic images of the present invention does not have any of these drawbacks.

I1 assure l'observation stéréoscopique de couples d'images dont les dimensions ne sont plus liées à la distance moyenne entre les yeux d'un observateur, et peuvent par conséquent excéder librement celle-ci. A titre d'exemple, ces couples d'images peuvent être du genre de celles qui sont présentes dans des journaux, revues, publications, livres, albums ou catalogues, avec toutes les qualités qui découlent de leurs plus grandes dimensions. It ensures stereoscopic observation of pairs of images whose dimensions are no longer linked to the average distance between the eyes of an observer, and can therefore freely exceed this. By way of example, these pairs of images can be of the kind which are present in newspapers, magazines, publications, books, albums or catalogs, with all the qualities which arise from their larger dimensions.

I1 résulte également de ces dimensions qu'aucun moyen optique grossissant n'est nécessaire. It also results from these dimensions that no magnifying optical means are necessary.

L'appareil selon l'invention n'exige pas,drautre part, de positionnement précis pour l'observateur, défini par exemple par une paire d'oculaires. I1 permet l'observation du couple stéréoscopique dans un angle notable, autorisant l'examen simultané des images stéréoscopiques pour plusieurs observateurs. The apparatus according to the invention does not require, on the other hand, precise positioning for the observer, defined for example by a pair of eyepieces. I1 allows the observation of the stereoscopic couple in a significant angle, allowing the simultaneous examination of stereoscopic images for several observers.

I1 est, enfin, par comparaison avec les stéréoscopes à base d'observation agrandie mentionnés plus haut, léger, peu encombrant, facile à déplacer, et son prix de revient est très inférieur. Finally, by comparison with the stereoscopes with an enlarged observation base mentioned above, it is light, compact, easy to move, and its cost price is much lower.

Dans son fondement, le dispositif selon l'invention réalise la superposition visuelle des deux images séparées du couple, par mise en oeuvre d'un miroir semi-transparent, et, dans cette superposition, assure la sélection de chaque image du couple vers l'oeil qui lui correspond par des moyens de polarisation de la lumière. In its foundation, the device according to the invention realizes the visual superposition of the two separate images of the couple, by the use of a semi-transparent mirror, and, in this superposition, ensures the selection of each image of the couple towards the eye which corresponds to it by means of polarization of light.

De plus, suivant une variante de réalisation particulièrement avantageuse, l'invention fait appel, comme moyen de polarisation, à la réflexion de la lumière suivant un angle particulier. In addition, according to a particularly advantageous embodiment, the invention uses, as a polarization means, the reflection of light at a particular angle.

Plus précisément, l'invention concerne un appareil d'observa
tion de couples d'images stéréoscopiques, comportant une embase
plane pour supporter les deux images, des moyens assurant la su
perposition visuelle de celles-ci, pour les deux yeux d'un obser
vateur, et des moyens assurant la sélection, pour chaque oeil, de
l'image du couple qui lui est destiné, caractérisé en ce que les
dits moyens de superposition visuelle sont constitués par un mi
roir à réflexion partielle, disposé entre les deux images, per
pendiculairement à l'embase plane, et coopérant avec des moyens d'inversion géométrique d'une de celles-ci, et que lesdits mayens
de sélection. sont constitués par deux moyens de polarisation à
orientations. croisées, agissant respectivement dans les deux angles
existant entre le miroir et l'embase, en coopération avec deux
moyens de polarisation à orientations croisées disposés respecti
vement devant lesdits deux yeux d'un observateur.More specifically, the invention relates to an observation apparatus
tion of pairs of stereoscopic images, comprising a base
plane to support the two images, means ensuring the su
visual perception of these, for both eyes of an obser
vator, and means ensuring the selection, for each eye, of
the image of the couple intended for him, characterized in that the
said means of visual superposition are constituted by a mi
laugh with partial reflection, placed between the two images, per
pendulum to the flat base, and cooperating with means of geometric inversion of one of them, and that said mayens
Selection. are constituted by two polarization means at
directions. crossed, acting respectively in the two angles
existing between the mirror and the base, in cooperation with two
polarization means with crossed orientations arranged respecti
viously before said two eyes of an observer.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès, en s'appuyant sur les figures annexées, où
La figure 1 représente un mode de réalisation d'un appareil
- de type stéréoscope
La figure 2 représente une vue perspective d'un premier
mode de réalisation de l'appareil d'observation de couples
stéréoscopiques selon l'invention
La figure 3 représente une vue perspective d'un deuxième mode
de réalisation de l'appareil selon l'invention
La figure 4 représente une vue perspective d'une variante du
deuxième mode de réalisation de l'appareil selon l'invention
. La figure 5 représente une vue perspective d'un troisième
mode de réalisation de l'appareil selon l'invention.The invention will be better understood with the aid of the description below, based on the appended figures, where
FIG. 1 represents an embodiment of an apparatus
- stereoscope type
Figure 2 shows a perspective view of a first
embodiment of the couples observation apparatus
stereoscopic according to the invention
Figure 3 shows a perspective view of a second mode
for producing the apparatus according to the invention
FIG. 4 represents a perspective view of a variant of the
second embodiment of the apparatus according to the invention
. Figure 5 shows a perspective view of a third
embodiment of the apparatus according to the invention.

La figure 1 représente un mode de réalisation d'un appareil de type connu, désigné habituellement sous le nom de stéréoscope. FIG. 1 represents an embodiment of an apparatus of a known type, usually designated by the name of stereoscope.

il comprend une embase plane 1 , pour recevoir les deux images
2 et 3 d'un couple stéréoscopiquevet des moyens d'observation.it includes a flat base 1, to receive the two images
2 and 3 of a stereoscopic pair and means of observation.

Les deux images du couple représentent le sujet vu de deux positions différentes d'un observateur, le même point du sujet étant présent dans chacune des deux images sous forme de deux points homologues 5 et 6 , et la droite 7 , joignant ces deux points, définissant une direction constituant la base d'observation. The two images of the couple represent the subject seen from two different positions of an observer, the same point of the subject being present in each of the two images in the form of two homologous points 5 and 6, and the straight line 7, joining these two points, defining a direction constituting the observation base.

Les deux images sont disposées côte-à-c8te, c'est à dire que le bord gauche de l'image de droite est en vis-à-vis du bord droit de l'image de gauche, et que les points homologues des bords supérieur et inférieur sont respectivement alignés parallèlement à la base d'observation. The two images are arranged side by side, that is to say that the left edge of the image on the right is opposite the right edge of the image on the left, and that the homologous points of the edges upper and lower are respectively aligned parallel to the observation base.

Les moyens d'observation sont constitués de deux oculaires 9 et 10, comprenant deux dispositifs optiques grossissants, réunis par une monture 4 , la distance de leurs axes optiques étant adaptée à celle des yeux. The observation means consist of two eyepieces 9 and 10, comprising two magnifying optical devices, joined by a frame 4, the distance from their optical axes being adapted to that of the eyes.

Pour la mise en oeuvre delfappareil, l'bbservateur place ses yeux en vis-à-vis des oculaires, et orientela droite il joignant leurs axes optiques parallèlement à la direction de la base d'observation 8 . Comme expliqué plus haut, la sensation de relief apparait alors, l'image située en vis-à-vis de l'oeil droit, ou image de droite n'étant vue que par l'oeil droit, et l'image de gauche n'étant vue que par l'oeil gauche. La distance de deux points homologues 5 et 6 est alors sensiblement égale à l'écartement moyen des yeux, de l'ordre de 65 mm, obligation entratnant tous les inconvénients indiqués plus haut. For the implementation of the apparatus, the observer places his eyes opposite the eyepieces, and directs the right, joining their optical axes parallel to the direction of the observation base 8. As explained above, the sensation of relief then appears, the image situated opposite the right eye, or image on the right being seen only by the right eye, and the image on the left n 'being seen only by the left eye. The distance of two homologous points 5 and 6 is then substantially equal to the average spacing of the eyes, of the order of 65 mm, an obligation which entails all the drawbacks indicated above.

J figure 2 représente, suivant une vue en perspective, un premier mode de réalisation de l'appareil d'observation de couples d'images stéréoscopiques selon l'invention. J 2 shows, in a perspective view, a first embodiment of the observation apparatus of pairs of stereoscopic images according to the invention.

Il comporte une embase plane 21 , pour recevoir les deux images 22 et 23 provenant d'un couple stéréoscopique. Suivant l'invention, ces deux images y sont disposées avec leurs bords inférieurs respectifs en vis-à-vis, et leurs bords de droite et de gauche respectivement en vis-à-vis. il résulte de cette dernière caractéristique l'obligation qu'une des deux images soit l'image géométriquement inversée de l'image du couple stéréoscopique dont elle provient, par permutation de ses côtés de droite et de gauche;
Cette inversion peut entre réalisée par tout moyen technique connu dans le domaine graphique ou photographiquej tel que le retournement d'un négatif photographique par exemple.It comprises a flat base 21, for receiving the two images 22 and 23 coming from a stereoscopic pair. According to the invention, these two images are arranged there with their respective lower edges facing each other, and their right and left edges respectively facing each other. it follows from this last characteristic the obligation that one of the two images is the geometrically inverted image of the image of the stereoscopic couple from which it comes, by permutation of its right and left sides;
This inversion can be achieved by any technical means known in the graphic or photographic field, such as the reversal of a photographic negative, for example.

L'appareil comporte un miroir 24, disposé perpendiculairement à l'embase 21, dans un plan parallèle aux bords inférieurs des deux images. Ce miroir est du type à réflexion partielle, une-partie d'un faisceau lumineux incident étant réfléchie et l'autre étant transmise. The device comprises a mirror 24, arranged perpendicular to the base 21, in a plane parallel to the lower edges of the two images. This mirror is of the partial reflection type, part of an incident light beam being reflected and the other being transmitted.

L'observation des deux images, par l'intermédiaire du miroir 24, assure visuellement leur superposition, et cela sans qu'aucune condition ne soit liée à leurs dimensions relatives par comparaison avec la distance inter-oculaire. The observation of the two images, via the mirror 24, visually ensures their superposition, and this without any condition being linked to their relative dimensions by comparison with the inter-ocular distance.

L'image 22 est vue directement, à travers le miroir 24, dans le sens normal qutelle possède dans le couple ; l'autre image 23, est vue indirectement, par réflexion sur le miroir 24 ; cette réflexion inverse la disposition des bords supérieur et inférieur, mais comme cette image a été préalablement inversée dans le sens contraire, par rapport à l'image du couple dont elle provient, elle est également vue dans le sens normal qu'elle possède dans le couple. Les deux images du couple sont ainsi vues en superposition. The image 22 is seen directly, through the mirror 24, in the normal direction that it has in the pair; the other image 23 is seen indirectly, by reflection on the mirror 24; this reflection reverses the arrangement of the upper and lower edges, but as this image has been previously reversed in the opposite direction, compared to the image of the couple from which it comes, it is also seen in the normal direction that it has in the couple. The two images of the couple are thus seen in superposition.

La fonction superposition étant ainsi assurée, il est nécessaire d'assurer la fonction sélection, assurant à chaque oeil la vision de l'image qui lui correspond. The superposition function being thus ensured, it is necessary to ensure the selection function, ensuring for each eye the vision of the image which corresponds to it.

Pour ce but, l'appareil de l'invention fait appel à des moyens de sélection par polarisation de la lumière. For this purpose, the apparatus of the invention uses selection means by polarization of the light.

Suivant la variante de la figure 2, deux polariseurs 25 et 26, en forme de feuilles, sont disposés dans les deux angles droits créés par le miroir à réflexion partielle 24, sensiblement suivant les plans bissecteurs, leurs directions de polarisation 27 et 28 étant disposées à angle droit. According to the variant of FIG. 2, two polarizers 25 and 26, in the form of sheets, are arranged in the two right angles created by the partial reflection mirror 24, substantially along the bisector planes, their directions of polarization 27 and 28 being arranged at right angles.

Pour l'observation, les yeux de l'observateur sont munis de lunettes comportant deux polariseurs, avec leurs directions de polarisation 31 et 32 orientées à angle droit. Suivant les principes physiques qui régissent 3es phénomènes de polarisation, deux polariseurs superposés laissent passer la lumière si leurs directions de polarisation sont parallèles, et interdisent son passage si ces directions sont perpendiculaires. For observation, the eyes of the observer are provided with glasses comprising two polarizers, with their polarization directions 31 and 32 oriented at right angles. According to the physical principles that govern 3rd polarization phenomena, two superimposed polarizers allow light to pass if their polarization directions are parallel, and prohibit its passage if these directions are perpendicular.

Dans ces conditions, la sélection s'effectue suivant la figure 2, de la façon suivante
- l'image 22 sera visible pour l'oeil droit 29, les directions de polarisation des polariseurs 27et 31 étant parallèles, alors qu'elle ne sera pas visible pour l'oeil gauche 30, les directions 27 et 32 étant perpendiculaires,-
Pour les mêmes raisons, l'image 23 sera visible, après réflexion sur le miroir 249 pour l'oeil gauche 30, et non pour l'oeil droit, puisque les directions de polarisation y sont dans ce cas perpendioculaires.Under these conditions, the selection is carried out according to FIG. 2, as follows
the image 22 will be visible to the right eye 29, the directions of polarization of the polarizers 27 and 31 being parallel, while it will not be visible to the left eye 30, the directions 27 and 32 being perpendicular,
For the same reasons, the image 23 will be visible, after reflection on the mirror 249 for the left eye 30, and not for the right eye, since the directions of polarization are in this case perpendicular.

La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'appareil selon l'invention. FIG. 3 represents a second embodiment of the apparatus according to the invention.

Selon cette variante, un des deux polariseurs, celui qui concerne l'image observée par réflexion, est supprimé, et sa fonction de polarisation est assurée par le choix d'un angle particulier 33 pour réaliser l'observation par réflexion. En effet, suivant les principes physiques qui régissent les phénomènes de polarisation de la lumière, un rayon lumineux tombant sous un certain angle sur une surface réfléchissante, en repart polarisé , la direction de polarisation étant perpendiculaire au plan contenant le rayon incident et le rayon réfléchi. According to this variant, one of the two polarizers, that which concerns the image observed by reflection, is eliminated, and its polarization function is ensured by the choice of a particular angle 33 for carrying out observation by reflection. Indeed, according to the physical principles which govern the phenomena of polarization of light, a light ray falling at a certain angle on a reflecting surface, in return polarized, the direction of polarization being perpendicular to the plane containing the incident ray and the reflected ray .

Suivant des valeurs données à titre d'exemple, l'angle d'incidence avec le plan du miroir est compris entre 1350 et 156e. La direction de polarisation est alors parallèle au plan de l'embase. According to values given by way of example, the angle of incidence with the plane of the mirror is between 1350 and 156e. The polarization direction is then parallel to the plane of the base.

L'avantage de cette variante est la suppression d'un des polariseurs, qui entrent pour une part élevée dans le coût de l'appareil. The advantage of this variant is the elimination of one of the polarizers, which are a high part of the cost of the device.

La figure 4 représente une variante de l'appareil, selon le deuxième mode. de réalisationparticulièrement simple. Figure 4 shows a variant of the device, according to the second mode. of particularly simple realization.

Suivant cette variante, le miroir à réflexion partielle 24, et le polariseur 25 sont réunis, dans un plan unique perpendiculaire à l'embase 21. According to this variant, the partial reflection mirror 24 and the polarizer 25 are brought together in a single plane perpendicular to the base 21.

Le polariseur, qui se présente sous la forme d'une feuille souple, est ainsi maintenu et protégé par le miroir. il peut, de plus, être serré contre le miroir par une plaque transparente ajoutée, non représentée, suivant une structure "sandwich" à trois couches. The polarizer, which is in the form of a flexible sheet, is thus maintained and protected by the mirror. it can, moreover, be clamped against the mirror by an added transparent plate, not shown, in a "sandwich" structure with three layers.

La figure 5 représente un troisième mode de réalisation de l'appareil de l'invention. Figure 5 shows a third embodiment of the apparatus of the invention.

Suivant ce mode, l'obligation de mettre en oeuvre une image préalablement inversée est supprimée. According to this mode, the obligation to implement a previously inverted image is eliminated.

Suivant la même structure d'ensemble que l'appareil de la figure 2, où les mêmes nombres-repères représentent les mêmes éléments, un miroir 50, parallèle au miroir principal 24 est ajouté. L'image normale 51 du couple stéréoscopique s'y réfléchit, et s'y trouve ainsi directement inversée en 23. C'est cette image réfléchie qui est exploitée dans l'appareil de l'invention. According to the same overall structure as the device of FIG. 2, where the same reference numbers represent the same elements, a mirror 50, parallel to the main mirror 24 is added. The normal image 51 of the stereoscopic couple is reflected therein, and is thus directly reversed at 23. It is this reflected image which is used in the apparatus of the invention.

L'avantage de ce mode de réalisation est de permettre l'obser ovation immédiate de couples stéréoscopiques normaux, dont il existe d'importantes archives photographiques. The advantage of this embodiment is that it allows the immediate ovation of normal stereoscopic couples, of which there are important photographic archives.

Les différents modes de réalisation qui ont été décrits se prêtent à une mise en oeuvre pratique particulièrement simple. The various embodiments which have been described lend themselves to a particularly simple practical implementation.

Par exemple, l'embase 21 peut être réalisée en deux parties, réunies par des charnières au niveau du miroir vertical 24, ce qui permet la fermeture, à la façon d'un livre, après utilisation. Par ailleurs, l'embase 21 peut être munie de fenêtres, à l'emplacement destiné aux images, ce qui permet de poser l'appareil directement sur des images encombrantes, ou faisant partie d'un livre. Dans ce cas, le positionnement d'une vue par rapport à l'autre n'est pas rigoureux, car il suffit de déplacer l'appareil sur le document pour remédier à toutes les petites imperfections de superposition, en alignement ou en rot,ation, qui rendraient la sensation de relief fatigante ou inexistante. For example, the base 21 can be made in two parts, joined by hinges at the vertical mirror 24, which allows the closure, like a book, after use. Furthermore, the base 21 can be provided with windows, at the location intended for the images, which makes it possible to place the device directly on bulky images, or forming part of a book. In this case, the positioning of one view relative to the other is not rigorous, because it suffices to move the device on the document to remedy all the small imperfections of superposition, in alignment or in rotation, ation , which would make the feeling of relief tiring or nonexistent.

Claims

CLAIM $

R.1. Apparatus for observing pairs of stereoscopic images, comprising a flat base 21 for supporting the two images 22, 23, means ensuring the visual superposition thereof, for the two eyes of an observer, and means ensuring the selection, for each eye, of the image of the pair which is intended for it, characterized in that said visual superimposition means consist of a partial reflection mirror 24, placed between the two images, perpendicular to the plane base, and cooperating with geometrical reversing means of one of these, and that said selection means are constituted by two polarization means 25, 26 with crossed orientations, acting respectively in the two angles existing between the mirror and the base, in cooperation with two polarization means with crossed orientations 29, 30, respectively disposed in front of said two eyes of an observer.

R.2. Apparatus for observing pairs of stereoscopic images according to Claim 1, characterized in that that of the two polarization means with crossed orientations acting in the angel directed towards the observer, is formed by the application of an angle of special observation 33 with the partial reflection mirror, corresponding to values between 1350 and 1500.

R.3. Apparatus for observing pairs of stereoscopic images according to Claim 1, characterized in that said means for geometric inversion of one of the images 51, are constituted by a total reflection mirror 50, arranged parallel to the partial reflection mirror 24, said image being placed between the two mirrors.

R.4. Observation apparatus according to R.1., Characterized in that said means for geometric inversion of one of the images are constituted by means of graphic production.

R.5. Observation apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that that of the two crossed orientation polarization means acting in the angle opposite to the angle directed towards the observer consists of a sheet-shaped polarizer 25 plane, the plane of which coincides with that of the partial reflection mirror 24.