FR2858423A1 - Ecran a images variables avec l'angle de vue - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de restitution d'images (1), comprenant :-une interface d'entrée pour la réception en simultané de signaux d'image comprenant des signaux de pixels, ces signaux d'image correspondant à des images respectives;-un dispositif d'affichage des images dans des zones respectives distinctes d'un environnement de visualisation;-un dispositif de détermination (D) de la présence d'au moins un observateur dans une desdites zones de l'environnement de visualisation;-une commande du dispositif d'affichage, pour commander l'affichage d'une image dans ladite zone de l'environnement de visualisation en fonction de la présence déterminée.L'invention concerne également un procédé associé.L'invention permet de réaliser l'affichage d'une image dans une zone d'affichage en fonction de la présence d'un observateur dans cette zone.

Description

La présente invention concerne la restitution

d'images, et notamment des systèmes permettant de restituer une image avec une sensation de relief.

Des systèmes connus, permettant d'afficher au moins deux images sur un même écran, sont principalement utilisés pour créer une sensation de relief. La sensation de relief est due à deux effets: d'une part à la différence entre les images vues par les deux yeux, 10 d'autre part à la modification de ces images lorsque l'observateur se déplace. Outre la modification de la perspective, les éléments situés à l'avant-plan et à l'arrière-plan présentent des positions relatives variables selon la position d'observation. 15 Une première solution consiste à utiliser des lunettes actives, dont la transparence ou l'opacité est synchronisée avec l'image de l'écran. L'image affichée comprend alternativement une image destinée à l'oeil droit 20 puis une image destinée à l'oeil gauche. Les verres des lunettes, utilisant par exemple des cristaux liquides sont rendus alternativement transparents, en synchronisme avec l'image de l'écran qui leur est destinée.

De telles lunettes sont lourdes et coûteuses, 25 nécessitent une alimentation, et un dispositif de synchronisation avec l'écran.

Un deuxième système de restitution existant permet d'afficher plusieurs images simultanément sur un même 30 écran 1, et est illustré aux figures 1 et 2. Ce système comprend plusieurs sources d'images, le plus souvent 4, chaque image étant constituée d'une multitude de pixels lumineux. Les pixels des différentes sources sont entrelacés: les pixels d'une même source sont identifiés par un même numéro de référence entre 1 et 4 dans les séquences de la partie gauche de la figure. Ce système 5 comprend également des lentilles cylindriques disposées verticalement. Ces lentilles forment un réseau lenticulaire 2 appliqué sur l'écran 1. On forme sur l'écran un ensemble d'images entrelacées horizontalement.

Le réseau lenticulaire renvoie chacune de ces images dans 10 un secteur dans une direction différente. L'impression de relief consistant à envoyer une image différente vers l'eil droit et l'eil gauche de l'observateur, il est nécessaire que la largeur du secteur où une image est visible soit de l'ordre de grandeur de l'écartement des 15 yeux de l'observateur situé à la distance moyenne d'observation. Les deux yeux d'un observateur (les observateurs sont identifiés par des caractères d'imprimerie, et leurs yeux par des croix; les traits mixtes correspondent aux axes de prise de vue de l'image) 20 visionnent ainsi deux images différentes, ce qui fait naître une sensation de relief (cas de l'observateur A).

La séquence de 4 images se répète à l'identique dans les secteurs voisins, comme illustré à la figure 2.

Ce système présente des inconvénients. Un léger 25 déplacement de l'observateur implique notamment que l'image vue est altérée. De plus, si un observateur présente un eil à la frontière d'un secteur, l'image vue est déformée. Par ailleurs, l'utilisation d'ensembles d'images accolés inverse ou dégrade le relief 30 (pseudoscopie) lorsqu'un observateur présente un eil dans un ensemble et l'autre oil dans un autre ensemble adjacent (cas de l'observateur B dont un eil est situé dans le secteur 1 d'un ensemble, et dont l'autre oeil est situé dans un secteur 4 d'un ensemble adjacent).

L'invention vise donc à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention propose pour cela un système de restitution d'images, comprenant: -une interface d'entrée pour la réception en simultané de signaux d'image comprenant des signaux de pixels, ces signaux d'image correspondant à des images respectives; -un dispositif d'affichage des images dans des zones respectives distinctes d'un environnement de visualisation; -un dispositif de détermination de la présence d'au moins un observateur dans une desdites zones de 15 l'environnement de visualisation; -une commande du dispositif d'affichage, pour commander l'affichage d'une image dans ladite zone de l'environnement de visualisation en fonction de la présence déterminée.

Selon une variante, le système comprend au moins un générateur des signaux d'image en communication avec l'interface d'entrée, générant des signaux d'images correspondant à des images respectives d'un même objet selon des points de vue différents.

Selon encore une variante, le générateur comprend plusieurs caméras disposées selon différents points de vue par rapport à l'objet et générant chacune un signal d'image.

Selon une autre variante, le générateur est un 30 calculateur générant les signaux d'image par traitement d'une même image de l'objet.

Selon encore une autre variante, le générateur est un calculateur générant les signaux d'image à partir d'un objet modélisé.

On peut également prévoir que le dispositif de 5 détermination détermine la position des yeux de l'observateur.

Selon une variante, la commande commande l'affichage de la même image dans deux zones adjacentes lorsque le dispositif de détermination détermine qu'un oeil de 10 l'observateur est à proximité de la frontière entre ces deux zones.

Selon encore une variante, le dispositif de détermination détermine la position d'un observateur dans ladite zone de visualisation.

Selon une autre variante, la commande commande l'affichage d'une image dans la zone où la présence d'un observateur a été déterminée de sorte que le point de vue de l'image affichée de l'objet soit modifié en fonction de la position, le cas échéant, de l'observateur ou de 20 ses yeux dans ladite zone.

Selon encore une autre variante, le dispositif de détermination détermine la présence de l'observateur dans au moins deux zones et en ce que la commande commande l'affichage des images dans ces deux zones de sorte que 25 l'objet soit vu en relief par l'observateur.

L'invention porte également sur un procédé de restitution d'images, comprenant les étapes de: -réception en simultané de signaux d'image comprenant des signaux de pixels, ces signaux d'image 30 correspondant à des images respectives; -détermination de la présence d'au moins un observateur dans au moins une zone d'affichage des images respectives distinctes dans un environnement de visualisation; -affichage des images dans les zones de l'environnement de visualisation dans lesquelles une 5 présence a été déterminée, en fonction de la présence déterminée.

Selon une variante, des images sont affichées uniquement dans les zones où la présence d'un observateur a été déterminée.

Selon une autre variante, le procédé comprend en outre une étape d'affichage d'images d'un même objet selon des points de vue différents dans plusieurs zones de l'environnement de visualisation.

Selon encore une variante, la détermination de la 15 présence d'un observateur dans une zone comprend la détermination de sa position.

Selon encore une autre variante, la détermination de la présence d'un observateur dans une zone comprend la détermination de la position de ses yeux.

On peut alors prévoir que la même image soit affichée dans deux zones adjacentes lorsqu'on détermine qu'un oeil de l'observateur est à proximité de la frontière entre ces deux zones.

Selon une variante, le point de vue d'une image de 25 l'objet affichée dans une zone de l'environnement de visualisation est modifié en fonction de la position, le cas échéant, de l'observateur ou de ses yeux dans ladite zone.

On peut alors prévoir de déterminer la présence de 30 l'observateur dans au moins deux zones différentes et d'afficher les images dans ces deux zones de sorte que l'objet soit vu en relief par l'observateur.

Selon une variante, les signaux d'image sont générés à partir d'un objet modélisé.

Selon encore une variante, les signaux d'image sont générés par traitement d'une même image de l'objet.

Selon encore une autre variante, que chaque signal d'image est généré par une caméra mobile par rapport à un objet filmé, la position de la caméra étant modifiée en fonction de la position déterminée de l'observateur.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures suivantes dans lesquelles: -la figure 1, une vue en coupe horizontale d'une portion d'écran à réseau lenticulaire; -la figure 2, une vue de dessus des secteurs d'observation de l'écran de la figure 1; -la figure 3, une vue en coupe horizontale d'une 20 portion d'un exemple de système selon l'invention; -la figure 4, un chronogramme du fonctionnement du système de la figure 3, -les figures 5 à 7, des vues en coupe horizontales d'autres systèmes utilisables selon des variantes de 25 l'invention; -la figure 8, une vue en coupe horizontale d'un système représentant la position de plusieurs observateurs dans l'environnement de visualisation.

L'invention s'applique ainsi à un système de restitution d'images recevant en simultané plusieurs signaux d'images correspondant à des images respectives sur une interface d'entrée. On considèrera par la suite que plusieurs signaux d'images multiplexés sur une entrée du système sont reçus simultanément. Les signaux d'images comprennent des signaux de pixels. Le système comprend un 5 dispositif d'affichage desdites images dans des zones respectives distinctes d'un environnement de visualisation. L'invention propose de déterminer la présence d'un observateur dans une de ces zones de l'environnement de visualisation et de commander 10 l'affichage d'une des images dans cette zone en fonction de la présence déterminée.

Un tel système permet notamment de limiter l'affichage à des zones de l'environnement de visualisation où la présence d'observateurs a été 15 déterminée, ou de restituer une image d'un objet selon un point de vue modifié en fonction de la position déterminée d'un observateur ou de ses yeux dans une zone de l'environnement d'observation.

Un premier exemple de système selon l'invention est illustré à la figure 3. Ce système est donné à titre illustratif et la présente invention ne se limite pas à ses caractéristiques préférentielles spécifiques. Le système de restitution d'images comprend au moins une 25 interface d'entrée pour la réception de signaux d'image respectifs en simultané. Ces signaux d'image correspondent à différentes images respectives. Chaque image est destinée à être visionnée dans différentes zones de l'environnement de visualisation mais doit être 30 masquée dans d'autres zones de l'environnement de visualisation. Ces signaux d'image comprennent des signaux de pixels.

Le système comprend un dispositif d'affichage des images dans des zones respectives distinctes d'un environnement de visualisation.

Le système comprend ainsi un écran 2 présentant une 5 pluralité de pixels à transmissibilité optique variable.

L'écran 2 est destiné à afficher les images dans les différentes zones de l'environnement de visualisation 8.

Le système comprend en outre des sources lumineuses en nombre au moins égal à celui des signaux d'image. Les 10 sources lumineuses 71 à 77 sont illustrées sous la forme d'un ensemble 1 de sources lumineuses. Chaque source lumineuse est destinée à projeter de la lumière sur l'écran 2, qui traversera sélectivement l'écran 2 pour afficher une image correspondante souhaitée dans une zone 15 de l'environnement de visualisation 8.

Le système comprend également un dispositif de pilotage de la transmissibilité des pixels de l'écran. Ce dispositif applique les signaux de pixels pour modifier la transmissibilité optique de pixels souhaités. En 20 modifiant sélectivement la transmissibilité d'un ensemble de pixels et en projetant de la lumière sur ces pixels, le dispositif de pilotage forme une image. Le dispositif de pilotage applique les signaux de pixels sur l'écran de sorte à multiplexer l'affichage des différentes images 25 correspondantes sur l'écran.

Le système comprend en outre une lentille de Fresnel 3 disposée sur le trajet de la lumière traversant l'écran. La disposition de la lentille de Fresnel 3, de l'écran 2 et de chaque source lumineuse est telle que 30 l'image associée affichée par l'écran est focalisée vers une zone respective distincte d'un environnement de visualisation 8 de l'écran. La zone d'observation associée à chaque source s'étend autour de l'image de la source formée par la lentille de Fresnel dans un volume que l'homme de métier saura déterminer en fonction des caractéristiques optiques de cette lentille. La lentille 5 de Fresnel assure donc la directivité d'un faisceau lumineux donné vers une zone de l'environnement de visualisation associée. Comme illustré à la figure 3, la lentille de Fresnel fait converger la lumière issue d'une source 76 (ici considérée comme ponctuelle) vers un point 10 P respectif dans l'environnement de visualisation. Ce point P correspond en l'occurrence à la position d'un observateur dans l'environnement d'observation 8. Avec un tel système la convergence est indépendante de l'endroit où les rayons issus de la source 76 traversent l'écran 2. 15 Des dispositifs de détection de présence D d'un observateur dans des zones de l'environnement de visualisation sont disposés de part et d'autre de l'écran 2. Ces dispositifs de détection de présence D peuvent notamment comprendre des caméras munies de dispositifs de 20 traitement d'image déterminant de façon connue en soi la présence ou la position d'un observateur, de son visage ou de ses yeux dans une ou plusieurs zones. On peut notamment prévoir que la position d'un observateur soit déterminée par la détection de la position d'un badge 25 porté par l'observateur. Les dispositifs de détection D détectent ainsi la présence de l'observateur situé au point P. Les dispositifs de détection D peuvent notamment déterminer la direction d'un observateur par rapport à l'écran 2. D'autres systèmes plus élaborés permettent de 30 réaliser cette fonction en éliminant cette contrainte.

L'homme de métier utilisera un nombre de dispositifs de détection de présence adéquat pour détecter la présence d'un nombre donné d'observateurs dans des zones de l'environnement d'observation 8.

Les dispositifs de détermination de présence communiquent avec une commande du dispositif d'affichage 5 pour commander l'affichage d'une image dans la zone de l'environnement où la présence de l'observateur P a été déterminée. La commande réalise un affichage dans cette zone en fonction de la présence déterminée. La commande peut par exemple comprendre le dispositif de pilotage de 10 l'écran décrit auparavant et/ou un dispositif de pilotage des sources du système.

La commande du dispositif d'affichage peut réaliser un certain nombre de fonctions différentes. On peut notamment prévoir de n'afficher des images que dans des 15 zones où la présence d'observateurs à été déterminée.

Dans le système décrit précédemment, on peut ainsi n'allumer que certaines sources ou réduire la fréquence de multiplexage de l'écran. Dans l'exemple de la figure 8, on peut notamment envisager de n'allumer que les 20 sources 72 et 75 pour les observateurs A et B présents dans les zones d'observation correspondantes de l'environnement de visualisation.

Avec une détection de position des yeux de l'observateur, la commande peut afficher la même image 25 dans deux zones adjacentes lorsqu'on détermine qu'un oeil d'un observateur est à proximité de la frontière entre ces deux zones. L'image visionnée par cet oeil ne sera donc pas dégradée. Ce cas correspond par exemple à l'observateur A' de la figure 8, qui se trouve à cheval 30 sur deux zones adjacentes et dont un oeil est situé à la frontière entre ces zones.

Avec une détection de position de l'observateur ou de ses yeux, la commande peut commander l'affichage d'une image d'un objet selon un point de vue dépendant de la position déterminée. Le point de vue peut ainsi être 5 modifié en continu en fonction de la position déterminée.

Ainsi, l'image affichée dans une zone est adaptée au déplacement de l'observateur dans cette zone. Dans ce système à lentille de Fresnel, une même source reste utilisée lorsque l'observateur se déplace à l'intérieur 10 d'une zone d'affichage.

Une variante de système selon l'invention est particulièrement avantageuse pour restituer différents points de vue d'un même objet. Un objet présente généralement plusieurs éléments situés dans des plans 15 différents, par exemple un fond et un élément de premier plan. Lorsqu'un observateur se déplace, l'image qui sera affichée dans sa zone présentera de préférence une rotation relative des éléments des différents plans.

Ainsi, l'image vue par un observateur en fonction de ses 20 mouvements est modifiée pour correspondre à la vue modifiée qu'il aurait dans la réalité de l'objet réel en trois dimensions.

Ce système comprend un ou plusieurs générateurs de signaux d'image respectifs. Ces signaux d'image 25 correspondent à des images respectives d'un même objet selon des points de vue différents. Les générateurs sont reliés à l'interface d'entrée de réception de signaux. On affecte alors un point de vue à une zone dans l'environnement d'observation 8 et on restitue l'image 30 appropriée dans cette zone, en fonction de la position mesurée.

Le générateur d'image peut appliquer des signaux d'image multiplexés sur une unique entrée du système. Le système peut également présenter plusieurs entrées, chaque entrée correspondant à un signal d'image.

Les générateurs peuvent être constitués d'un calculateur générant lesdits signaux d'image à partir d'un objet modélisé. Chaque signal d'image peut être calculé en fonction d'angles de vue d'un modèle informatique en 3 dimensions. De façon connue en soi, on 10 peut modifier le point de vue d'une image de l'objet modélisé.

On peut également prévoir qu'un générateur d'images intègre des messages dans l'image vue par un observateur donné. L'image vue par un observateur peut ainsi être 15 personnalisée.

On peut également prévoir d'effectuer des retouches d'images prises par des caméras filmant un objet réel.

Les générateurs peuvent alors être constitués d'un calculateur générant des signaux d'image par traitement 20 d'une même image de l'objet. Pour améliorer le réalisme des images modifiées correspondantes pour l'ensemble des angles de vue, il est bien entendu préférable de disposer d'un certain nombre de prises de vues réparties sur un angle d'observation total. En fonction de la position 25 déterminée, la commande peut déterminer la prise de vue correspondant à la zone de présence de l'observateur, puis modifier le point de vue de cette image sur l'objet en fonction de la position déterminée.

On peut également prévoir que les caméras soient 30 mobiles par rapport à l'objet filmé. Une caméra dans une position donnée fournit une image à une zone de l'environnement d'observation. La position de la caméra est modifiée en fonction de la position déterminée.

On peut également prévoir que les images affichées dans deux zones distinctes forment une vue en relief de 5 l'objet pour un observateur dont les yeux sont disposés respectivement dans ces deux zones. Ces zones peuvent être adjacentes ou séparées par d'autres zones. L'homme de métier déterminera le système de sorte qu'un observateur à une distance prédéterminée de l'écran 10 (notamment dans le plan d'observation nominal) ait toujours ses deux yeux disposés dans deux zones d'affichage différentes, en tenant compte du diamètre moyen d'une pupille, d'un recouvrement entre des zones adjacentes et de la précision de réalisation du système. 15 En fonctionnement normal, l'affichage est également commandé de sorte que les images affichées dans les zones où les yeux des observateurs sont situés ne génèrent pas de phénomène de pseudoscopie.

En affichant sur l'écran des images de l'objet selon 20 des points de vue successifs variant horizontalement, on peut obtenir une vision binoculaire car les yeux du spectateur sont généralement dans le même plan horizontal. Pour un système permettant une détection suivant une autre dimension (par exemple la position 25 verticale des yeux), cette dimension peut également être prise en compte dans les images affichées.

Un tel système à lentille de Fresnel sera préféré à un système à réseau lenticulaire tel que décrit 30 auparavant: on constate que l'affichage d'images différentes par le système peut couvrir une partie angulaire de l'environnement d'observation accrue et permettant en outre de multiplexer l'affichage d'un nombre d'images accru. La description qui suit va détailler des caractéristiques préférentielles des systèmes à lentilles de Fresnel.

Selon la variante représentée à la figure 3, le dispositif de pilotage multiplexe l'affichage des images temporellement. Le dispositif de pilotage comprend alors par exemple une commande d'allumage séquentiel des sources lumineuses 71 à 77. Le dispositif de pilotage 10 synchronise alors l'affichage d'une image correspondant à un desdits signaux d'image, avec l'allumage de la source associée à ce signal d'image.

La synchronisation des sources et de l'affichage de leur image respective sur l'écran 2 est illustrée par le 15 chronogramme de la figure 4. Dans le chronogramme de la figure 4, on multiplexe l'affichage de 3 images. Le système présente ainsi 3 sources lumineuses, associées aux images respectives. Le système affiche ainsi trois images différentes dans trois zones différentes de 20 l'environnement de visualisation selon un cycle. De façon générale, la fréquence d'affichage de l'écran doit donc être n fois supérieure à la fréquence du cycle, n correspondant au nombre d'images différentes dont l'affichage doit être multiplexé temporellement dans 25 l'environnement de visualisation 8. La synchronisation des sources et de l'écran 2 peut être gérée par une commande interne du système, par une horloge interne spécifique ou par une horloge externe au système.

Le dispositif de pilotage commande l'affichage d'une 30 image alors que la source lumineuse associée est éclairée et que les autres sources lumineuses sont éteintes.

Ainsi, lors de l'affichage d'une image, cette image n'est visible que dans la zone de l'environnement de visualisation qui lui est affectée et non visible dans les autres. La fréquence de répétition du cycle est suffisamment élevée pour que l'extinction d'une source 5 entre deux cycles successifs ne puisse pas être perçue dans l'environnement de visualisation.

Selon une autre variante illustrée aux figures 6 et 7, le système comprend en outre un dispositif de canalisation de la lumière de chaque source lumineuse 10 vers un ensemble de pixels de l'écran associé exclusivement à cette source. Le dispositif de pilotage pilote les pixels pour afficher chaque image sur un desdits ensembles de pixels respectif de l'écran. On réalise ainsi un multiplexage spatial de l'affichage des 15 images sur l'écran. Pour un nombre donné d'images différentes à afficher, le multiplexage spatial seul ou combiné au multiplexage temporel permet de réduire la fréquence d'affichage de l'écran par rapport au multiplexage temporel seul.

Du fait qu'une source de lumière n'éclaire qu'un ensemble exclusif de pixels, les différentes sources lumineuses peuvent être illuminées simultanément. En outre un simple pilotage par balayage très rapide de tous les pixels de l'écran suffit à afficher toutes les images 25 multiplexées. Du fait de la lentille de Fresnel 3, dans une zone donnée de l'environnement de visualisation 8, seule une image affichée par un ensemble de pixels associé à la source sera visible.

Dans la variante de la figure 6, le multiplexage 30 spatial des images est obtenu avec un système comprenant une grille d'alignement 4 (également désignée par le terme barrière de parallaxe) interposée entre les sources AI, A2, B1, B2, C1, C2 et l'écran 2. Cette grille d'alignement 4 ne transmet la lumière générée par chaque source que vers son ensemble de pixels associé. En l'occurrence, la lumière générée par la source Ai (ou A2) 5 n'est transmise que vers les pixels 2A représentés grisés. La lumière émise par la source B1 (ou B2) n'est transmise que vers les pixels 2B représentés hachurés. La lumière émise par la source Cl (ou C2) n'est transmise que vers les pixels 2C représentés en blanc.

La grille 4 comprend par exemple des fentes régulièrement espacées selon un motif. Ce motif est tel que la lumière issue d'une source les traverse et est transmise à un ensemble de pixels associé à cette source.

Cet ensemble de pixels est disposé selon un motif 15 correspondant.

Selon encore une variante, illustrée notamment par la figure 7, le dispositif de canalisation est constitué de déviateurs lumineux. Cette variante permet de réduire les pertes d'énergie au niveau de la grille, puisque la 20 majeure partie de l'énergie lumineuse émise par une source parvient dans l'environnement de visualisation 8.

L'énergie lumineuse est en effet dirigée vers l'ensemble de pixels associé en évitant son absorption.

Dans l'exemple de la figure 7, des lentilles 9 disposées en réseau 6 forment les déviateurs lumineux. La lumière générée par une source présentant la même référence qu'à la figure 6 est transmise exclusivement vers le même ensemble de pixels par les lentilles.

De telles lentilles 9 peuvent éventuellement faire 30 dévier les rayons lumineux périphériques. On constate alors un étalement du faisceau traversant les lentilles 9. Ce phénomène peut être compensé en allongeant la distance focale des lentilles et en les éloignant de l'écran 2. Ce phénomène peut également être compensé en disposant un second réseau de lentilles proche de l'écran et formant un système optique sensiblement afocal avec le 5 premier réseau 6. Ce second réseau présente une lentille par pixel de l'écran. On peut former les deux réseaux sur des faces respectives d'une même plaque de matériau transparent.

On peut également envisager d'utiliser d'autres 10 déviateurs lumineux tels que des déflecteurs holographiques. On peut également utiliser des réflecteurs lumineux comme déviateurs lumineux. Les réflecteurs lumineux peuvent être commandés électriquement pour modifier leur angle d'incidence avec 15 une source lumineuse donnée.

Dans une variante de multiplexage, au moins deux groupes de sources génèrent des lumières respectives présentant des polarisations orthogonales entre elles.

Ces groupes de sources sont associés à un écran 20 présentant deux ensembles de pixels associés respectivement aux deux groupes de sources. Chaque ensemble filtre la lumière générée avec une polarisation identique à celle des sources d'un groupe respectif.

Cette variante permet encore de doubler le nombre 25 d'images multiplexées affichées par l'écran, en affichant deux images imbriquées associées à des polarisations respectives. Si l'écran comporte déjà un film polarisant, ce film peut être utilisé en interposant devant un pixel sur deux une lame demi-onde convenablement orientée, et 30 qui modifie ainsi la polarisation des faisceaux lumineux traversant l'écran.

On peut bien entendu prévoir de combiner les différentes variantes de multiplexage des images décrites. On peut ainsi accroître le nombre d'images différentes qu'il est possible d'afficher dans la zone de visualisation.

Comme on peut le constater à la figure 3, le faisceau issu d'une sources'élargit considérablement audelà et en deçà du plan d'observation nominal dans lequel 10 se trouve le point P. Hors de ce plan nominal, il est possible qu'un observateur voie correctement l'image qui lui est destinée provenant du centre de l'écran 2, mais il risque de voir des images différentes à la périphérie de l'écran 2. En outre, plus la dimension des sources est 15 faible, plus la profondeur d'observation tolérée dans l'environnement de visualisation 8 est limitée.

Ce problème est résolu en envoyant la même image vers plusieurs zones consécutives de l'environnement d'observation. Cependant, cela implique de placer les 20 observateurs à distance conséquente les uns des autres dans l'environnement d'observation 8. De plus, les différentes images se recouvrent proportionnellement à l'éloignement de l'observateur du plan nominal.

La figure 5 illustre une autre variante résolvant ce 25 dernier problème. Cette variante inclut un ensemble de systèmes accolés et présentant des générateurs d'image.

Ainsi chaque système présente un écran, une lentille de Fresnel et plusieurs sources lumineuses associées à un objet (identifiés respectivement par les références 21, 30 31 et 11 par exemple). En l'occurrence, chaque écran 21 à 24 qui affiche une partie de l'image, peut être formé d'une partie d'un unique écran 2.

Comme on le constate à la figure 5, bien que la position d'observation considérée soit hors du plan d'observation, l'image affichée pour cette position reste correcte. La largeur du faisceau d'une image affichée 5 dans l'environnement d'observation 8 est ainsi réduite lorsqu'on s'éloigne du plan nominal d'observation. Les recouvrements d'images consécutives sont ainsi réduits à distance du plan nominal. La profondeur d'observation de cet ensemble de systèmes est ainsi accrue. La réduction 10 de l'ouverture d'un faisceau d'affichage d'une image permet également de réduire les distorsions et les aberrations optiques de l'affichage.

Comme illustré aux figures 3, 5, 6 et 7, Les sources 15 lumineuses utilisées sont de préférence adjacentes, notamment pour accroître la compacité du système. Si les sources lumineuses sont légèrement espacées, on peut disposer devant elles une plaque diffusante afin de combler les intervalles qui les séparent et afin de 20 couvrir un angle solide continu dans l'espace de restitution. La plaque diffusante est par exemple suffisamment proche pour qu'en chaque point, elle ne soit éclairée que par une source, ou 2 sources le long de leur frontière.

On utilise avantageusement des sources présentant un éclairage uniforme pour la zone à laquelle elles sont affectées, afin de ne pas avoir de différences de contrastes dans l'image affichée. La luminosité d'une source peut également être rendue uniforme en interposant 30 un diffuseur distant de la source, sur le trajet lumineux entre cette source et l'écran 2. On prévoit alors que ce diffuseur dévie faiblement la lumière, par exemple en utilisant de légères ondulations serrées de sa surface.

La déviation doit alors être limitée de façon à limiter le recouvrement entre les différentes sources.

On peut prévoir que l'ensemble des sources couvre un angle solide sans laisser d'intervalles non éclairés.

On utilisera des sources adéquates pour être commutées suffisamment rapidement lorsqu'on utilise la variante utilisant le multiplexage temporel. On peut 10 utiliser des sources adéquates telles que des diodes luminescentes ou un écran émetteur de lumière dont un ensemble de pixels est utilisé pour former chaque source.

On peut également former les sources à partir d'un unique émetteur lumineux étendu et de modulateurs 15 disposés sur le trajet lumineux entre l'émetteur et l'écran 2. Les modulateurs permettent d'occulter sélectivement les zones indésirables lorsqu'on utilise la variante utilisant le multiplexage temporel. On peut également prévoir d'utiliser des miroirs dont 20 l'orientation est commandée électriquement. De tels miroirs dirigent alors sélectivement la lumière de l'émetteur dans différentes directions vers l'écran, lorsqu'on utilise la variante utilisant le multiplexage temporel. L'unique émetteur lumineux étendu implique une 25 consommation d'énergie accrue.

Lorsque les images sont uniquement multiplexées horizontalement, on peut utiliser des sources sous formes de minces bandes verticales.

On prévoit de préférence d'utiliser des sources lumineuses identiques ou de même taille, pour créer des zones respectives dans l'environnement de visualisation de tailles identiques. Les sources sont par exemple réparties dans un plan parallèle au plan de l'écran.

Selon une variante illustrée aux figures 6 et 7, plusieurs images imbriquées sont affichées simultanément 5 sur l'écran 6, chacune d'entre elle n'étant éclairée que par certaines sources. En l'occurrence, les sources dont la référence présente une même lettre de l'alphabet sont associées à une même image. On accroît ainsi encore la largeur de la zone dans laquelle on affiche les images. 10 Une même image est alors affichée dans plusieurs zones différentes de l'environnement d'affichage. Dans la variante utilisant le multiplexage temporel, des sources associées à un même ensemble de pixels sur lesquels s'affichent les mêmes images. Plusieurs images peuvent 15 être multiplexées dans le temps pour permettre à ces sources d'afficher des images différentes dans les zones de l'environnement d'observation qui leur sont respectivement associées.

On prévoit de préférence que la transmissibilité des pixels de l'écran puisse varier de façon continue entre deux limites de transmissibilité. On peut ainsi moduler l'intensité d'affichage de chaque pixel dans de bonnes conditions.

On utilise de préférence également un écran présentant des pixels à transmissibilité variable mais ne déviant pas la lumière incidente issue des sources.

Certains écrans à cristaux liquides présentent de telles propriétés.

On peut bien entendu disposer la lentille de Fresnel 3 d'un côté ou de l'autre de l'écran 2. La lentille de Fresnel 3 est disposée à proximité de l'écran 2, à une distance adéquate pour focaliser la lumière d'une source vers une zone de l'environnement de visualisation respective. L'homme de métier saura aisément déterminer 5 une telle distance à partir de ses connaissances générales.

Dans le cas où on réalise uniquement un multiplexage horizontal des images, il est préférable que la lentille réalise une concentration verticale du faisceau la 10 traversant, afin d'éviter des déperditions de lumière. On peut alors également utiliser des lentilles verticales de forme sensiblement cylindrique.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Système de restitution d'images (1), comprenant: -une interface d'entrée pour la réception en simultané de signaux d'image comprenant des signaux de pixels, ces signaux d'image correspondant à des images respectives; -un dispositif d'affichage des images dans des zones respectives distinctes d'un environnement de visualisation; -caractérisé en ce qu'il comprend en outre: -un dispositif de détermination (D) de la présence d'au moins un observateur dans une desdites zones de l'environnement de visualisation; -une commande du dispositif d'affichage, pour commander l'affichage d'une image dans ladite zone 15 de l'environnement de visualisation en fonction de la présence déterminée.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un générateur des signaux 20 d'image en communication avec l'interface d'entrée, générant des signaux d'images correspondant à des images respectives d'un même objet selon des points de vue différents.

3.Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur comprend plusieurs caméras disposées selon différents points de vue par rapport à l'objet et générant chacune un signal d'image.

4.Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur est un calculateur générant les signaux d'image par traitement d'une même image de l'objet.

5.Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur est un calculateur générant les signaux d'image à partir d'un objet modélisé.

6. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de détermination détermine la position des yeux de l'observateur.

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la commande commande l'affichage de la même image dans deux zones adjacentes lorsque le dispositif de détermination détermine qu'un oeil de l'observateur est à proximité de la frontière entre ces deux zones. 20

8. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de détermination détermine la position d'un observateur dans ladite zone de visualisation. 25

9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la commande commande l'affichage d'une image dans la zone où la présence d'un observateur a été déterminée de sorte que le 30 point de vue de l'image affichée de l'objet soit modifié en fonction de la position, le cas échéant, de l'observateur ou de ses yeux dans ladite zone.

10. Système selon l'une quelconque des revendications 6, 7 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif de détermination détermine la présence de l'observateur 5 dans au moins deux zones et en ce que la commande commande l'affichage des images dans ces deux zones de sorte que l'objet soit vu en relief par l'observateur.

11. Procédé de restitution d'images, comprenant les 10 étapes de: -réception en simultané de signaux d'image comprenant des signaux de pixels, ces signaux d'image correspondant à des images respectives; -détermination de la présence d'au moins un 15 observateur dans au moins une zone d'affichage des images respectives distinctes dans un environnement de visualisation; -affichage des images dans les zones de l'environnement de visualisation dans lesquelles une 20 présence a été déterminée, en fonction de la présence déterminée.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que des images sont affichées uniquement dans les 25 zones où la présence d'un observateur a été déterminée.

13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'affichage 30 d'images d'un même objet selon des points de vue différents dans plusieurs zones de l'environnement de visualisation.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la détermination de la présence d'un observateur dans une zone comprend la détermination de sa position.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la détermination de la présence d'un observateur dans une zone comprend la détermination de la position 10 de ses yeux.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la même image est affichée dans deux zones adjacentes lorsqu'on détermine qu'un eil de 15 l'observateur est à proximité de la frontière entre ces deux zones.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le point de vue d'une 20 image de l'objet affichée dans une zone de l'environnement de visualisation est modifié en fonction de la position, le cas échéant, de l'observateur ou de ses yeux dans ladite zone.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'on détermine la présence de l'observateur dans au moins deux zones différentes et en ce que les images sont affichées dans ces deux zones de sorte que l'objet soit vu en relief par l'observateur.

19. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que les signaux d'image sont générés à partir d'un objet modélisé.

20. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que les signaux d'image sont générés par traitement d'une même image de l'objet.

21. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé 10 en ce que chaque signal d'image est généré par une caméra mobile par rapport à un objet filmé, la position de la caméra étant modifiée en fonction de la position déterminée de l'observateur.