EP2227717A1 - Spectacles for the three-dimensional viewing of digital video content from a projector - Google Patents

Spectacles for the three-dimensional viewing of digital video content from a projector

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Publication number
EP2227717A1
EP2227717A1 EP09701301A EP09701301A EP2227717A1 EP 2227717 A1 EP2227717 A1 EP 2227717A1 EP 09701301 A EP09701301 A EP 09701301A EP 09701301 A EP09701301 A EP 09701301A EP 2227717 A1 EP2227717 A1 EP 2227717A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
liquid crystal
bezel
polarization
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09701301A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Louis De Bougrenet De La Tocnaye
Laurent Dupont
Emmanuel Daniel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IMT Atlantique Bretagne
Original Assignee
IMT Atlantique Bretagne
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IMT Atlantique Bretagne filed Critical IMT Atlantique Bretagne
Publication of EP2227717A1 publication Critical patent/EP2227717A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • G02C7/101—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses having an electro-optical light valve
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/12—Polarisers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof

Definitions

  • the invention relates to the field of the design and production of alternating liquid crystal-based display glasses, in particular for the three-dimensional (3D) visualization of digital video contents.
  • Document US6943852 discloses a liquid crystal-based bezel particularly used for 3D visualization.
  • This telescope is composed of a single cell formed by a first and a second substrate facing each other. The space between the two substrates forms a cavity accommodating a liquid crystal of nematic or ferroelectric type (without however specifying the configuration for the latter).
  • liquid crystal materials are materials whose optical properties and in particular birefringence can be modified by applying an electric field created by applying a voltage between the two substrates.
  • a voltage controlled optical shutter When placed, for example, between polarizer and crossed analyzer, then obtains a voltage controlled optical shutter.
  • Such an optical shutter based on liquid crystal then observes at least two states according to the application or not of a voltage across the two substrates: a so-called passing state according to which it lets light pass and, a closed or blocking state, according to which it does not let the light pass or that they let only a small part of it pass.
  • a first linear polarization plane polariser P1 is deposited on the whole of an outer face of the first substrate, a second polarization axis polarizer P1 also being deposited on a part of an external face of the second substrate, view of the axis of vision of the right eye and a third polarization axis linear polarizer P2 orthogonal to the polarization axis P1 is deposited on a portion of the outer face of the second substrate, opposite the axis of vision of the left eye.
  • the cell of the telescope is switchable, that is to say that its shutter, controlled by the voltage, is triggered and clocked by a synchronization signal.
  • the telescope of US6943852 mentioned above also includes a switch for activating an electronic power supply of the cell.
  • the bezel is constantly fed when the switch is actuated.
  • a first disadvantage relates to the number of elements necessary for the realization of such a telescope.
  • such a bezel necessarily comprises three polarizers, a single cell based on liquid crystal and the synchronization signal generation electronics. The manufacturing cost is important.
  • a second disadvantage relates to the power consumption of this type of nematic liquid crystal bezel. Indeed, to be transparent, such a liquid crystal must be fed continuously.
  • an adapted electronics makes it possible to control the liquid crystal contained in the cell. This electronics is switched on by operating the switch ("on" position). Conventionally, such a scope has a battery autonomous. By operating the switch, the battery therefore continuously supplies the electronics of the viewing window. There is a real risk forget to switch the switch to the "off" position and select a failed bezel whose battery is at the end of its life. A change of telescope is necessary in this case to continue to visualize the film.
  • a third disadvantage relates to the vision perceived by the user since the viewing window is placed in front of the user's field of vision.
  • the "off" mode switch in the "off” position
  • the cell is not switched and the vision perceived by the user is a vision called "one-eyed”.
  • Only a field of vision (right eye or left eye) lets the light through. Indeed, the polarization axis of the single input polarizer is crossed with the polarization axis of the first output polarizer and parallel with the polarizer axis of the second output polarizer.
  • the light therefore passes through the cell only at the level of the zone defined by the crossed polarizers when it is, for example, a twisted nematic liquid crystal.
  • This structure therefore imposes on the user a "one-eyed" vision.
  • the vision device is therefore not transparent to the user since the switch of the switching electronics is not actuated in the "on” position to clock the switching of the liquid crystal of the cell and thus avoid a one-eyed vision.
  • the invention in at least one embodiment, has the particular objective of overcoming these various disadvantages of the state of the art.
  • one objective is to provide a three-dimensional viewing window, based on liquid crystal, which is easy to manufacture for a lower manufacturing cost.
  • At least one embodiment of the invention also aims to provide a robust viewing scope adapted to be manipulated a large number of times.
  • Another objective of at least one embodiment of the invention is to provide a viewing display that consumes little energy.
  • a complementary objective of at least one embodiment of the invention is to provide a transparent viewing window for the user when the viewing window is placed on the user's field of vision while waiting for the start of the projection of the film ("sleep" mode).
  • Another objective of at least one embodiment of the invention is to provide a viewing window adapted to follow the display rates of digital content in three dimensions. 4. Presentation of the invention
  • a three-dimensional viewing window of digital video contents emitted by a projector said telescope comprising: a single cell comprising first and second substrates arranged facing one of the other to form a free space; a liquid crystal placed in said free space and used in a half wave plate configuration; a first linear polarization plane polariser Pl adapted to polarize a light from said projector and disposed on a first outer surface of the first substrate of the cell.
  • said viewing window is characterized in that: a second linear polarization axis polarizer P2 is arranged on a second external surface of the second substrate, said polarization axes of the first and second polarizers being parallel or perpendicular to each other , the liquid crystal has first and second distinct zones each located opposite an axis of vision, right and left respectively, the first zone comprising a first director and the second zone comprising a second director, said first and second directors:
  • the general principle of the invention is then to limit the manufacturing costs of the viewing screen and its consumption.
  • the invention is based on a completely new and inventive approach to producing a viewing telescope based on the use of a liquid crystal having two distinct areas thus reducing the number of elements necessary for its realization.
  • the viewing window according to the embodiment of the invention allows the user a transparent view of the scene even when the film has not yet started. Unlike the state of the art or the vision perceived by the user is one-eyed as the film has not yet started.
  • the liquid crystal has an intrinsic tilt angle ⁇ of between 15 ° and 30 ° or else the liquid crystal has an intrinsic tilt angle ⁇ of between 21.5 ° and 23.5 °.
  • the angle ⁇ is between 15 ° and 30 ° or else the angle ⁇ is between 21.5 ° and 23.5 °.
  • the intrinsic tilt angle ⁇ and the angle ⁇ ideally take a value of 22.5 °.
  • Such an arrangement makes it possible to cover the two optimum cases corresponding to a total passage of light for one eye and an extinction of light for the other eye and this alternately.
  • These two optimum cases correspond to a polarization of parallel input (passage of the light) or perpendicular (extinction of the light) to the axis of polarization of the output polarizer.
  • the liquid crystal is of the ferroelectric smectic gel (FLC) type.
  • FLC ferroelectric smectic gel
  • FLC gel ferroelectric Liquid Cristal
  • the liquid crystal is of the ferroelectric smectic gel type stabilized by a polymer (PSFLC).
  • the first and second substrates are flexible.
  • the first and second substrates are non-flexible.
  • the first substrate is merged with the first polarizer and / or the second substrate is merged with the second polarizer.
  • the substrates are no longer necessary for producing the cell of the viewing window.
  • the manufacturing cost of the viewing window of the present invention is then reduced.
  • the viewing window comprises a device for powering the cell comprising: a module for detecting a synchronization signal from the projector; a power module of the detection module and the cell, a control module comprising a switching and conversion module connected to the power supply module and to said cell, said switching and conversion module being controlled by said module; detection device for supplying a voltage V said cell if the synchronization signal is detected by the detection module.
  • the powering device thus makes it possible to supply the cell of the viewing window only when the film has started, that is to say when the detection module detects a synchronization signal. Consumption is thus reduced. Indeed, only the control module is permanently powered but it consumes little. It is therefore not necessary to have a switch "on / off" unlike the state of the art.
  • the viewing window is characterized in that: the control module and the detection module are connected to a module for shaping said useful voltage V delivered by the module. control and, - said cell is connected to the control module through the shaping module, said shaping module is adapted to generate a slot addressing voltage at the frequency of the synchronization signal.
  • the addressing voltage is synchronized with the synchronization signal so as to supply the cell at the same rate of display of the digital content.
  • control module further comprises a module for shaping a voltage U delivered by the power supply module, said shaping module being connected to the switching and conversion module and to the module of detection so as to generate a slot addressing voltage at the frequency of the synchronization signal.
  • the power supply module is an autonomous battery.
  • the control module further comprises an automatic signaling module of the load drop of the autonomous battery.
  • said automatic signaling module when the detection module does not detect a synchronization signal and when a drop in charge of the battery is detected by the automatic signaling module, said automatic signaling module: delivers a useful voltage (V) in a slot at a low frequency perceptible on the input of the shaping module and simultaneously delivers a control signal (S2 ') for controlling said shaping module, so that said module formatting restores said useful voltage (V) to said cell.
  • the automatic signaling of the lowering of the charge level of the battery pack then makes it possible to anticipate the failure of a viewing telescope and to remove it from the set of spectacles available to the user.
  • FIG. is a schematic view of the viewing window according to one embodiment of the invention
  • - Figure 2 is a schematic view of the various components of the display screen of the bezel according to one embodiment of the invention
  • the FIG. 3 illustrates the diagram of the synchronization signal and the associated power-up diagram of the cell
  • FIGS. 4a, 4.2 illustrates the diagram of the synchronization signal and the associated power-up diagram of the cell
  • FIG. 5 schematically illustrates a first embodiment of the device for energizing the cell appearing in FIG. 2
  • FIG. 6 schematically illustrates a second embodiment of the device for energizing the cell appearing in FIG. 2. 6.
  • the directors of the liquid crystal of the two zones are symmetrical and each form an angle ⁇ with respect to a first direction B1 defined as the bisector of the two polarization axes of the first and second polarizers respectively, if said two polarization axes of the first and second polarizers are perpendicular to one another,
  • FIG 1 schematically illustrates the viewing bezel 10 according to the embodiment of the invention, quite novel and inventive based on the use of a ferroelectric ferroelectric gel type (FLC) fast liquid crystal.
  • the viewing window 10 comprises a screen 11.
  • this screen 11 comprises several elements necessary for its implementation.
  • the screen 11 consists of a first and second substrate (14, 15) respectively arranged opposite one another.
  • microbeads make it possible to create a space between these two substrates once assembled.
  • a cell 17 is thus produced.
  • a ferroelectric smectic liquid crystal 18 is then introduced through an orifice (not shown).
  • each director is a neutral axis of the liquid crystal.
  • this liquid crystal 18 is used in a half wave plate configuration.
  • the first and second substrates (14, 15) each have an outer face (141, 151) and an inner face (142, 152) respectively.
  • Each internal face (142, 152) further comprises a deposit of conductive electrodes 24. To turn on the power of the liquid crystal 18 contained in the cell
  • these electrodes 24 are connected by two electric wire links 221 to a device 30 for energizing the cell 17.
  • the first and second substrates (14, 15) are thus electrically connected to the power-on device 30.
  • the power-on device 30 is thus adapted to deliver an addressing voltage 22 to the two substrates (14, 15) of the cell 17.
  • This slot-shaped addressing voltage 22 (as detailed below) makes it possible to switch the liquid crystal 18.
  • the power-on device 30 delivers the addressing voltage 22 only upon detection of a synchronization signal 20 from the projector.
  • This energizing device 30 and its associated advantages will be described in the following description in connection with FIGS. 5 and 6.
  • the production of viewing glasses 10 comprises a minimum number of elements.
  • the cell 17 of the screen 11 is unique. Then, in order to polarize the incoming and outgoing light, the first and second substrates (14, 15) of the cell 17 respectively comprise on their outer face (141, 151) only a first and second rectilinear polarizer (12, 13) of polarization axis P1 and P2 respectively as illustrated in Figures 4.1 to 4.3.
  • the polarization axes P1 and P2 of these two polarizers (12, 13) are either parallel or perpendicular. In the embodiment described below, the two polarization axes P1 and P2 are perpendicular.
  • the first substrate (14) coincides with the first polarizer (12) and / or the second substrate (15) coincides with the second polarizer (13).
  • Such a configuration comprising a single cell 17 and only two polarizers (12, 13) then imposes to create two zones (181, 182) separate from the liquid crystal 18. These two areas (181, 182) are respectively located in the axis of vision of a right eye 23 and a left eye 23 'of the user.
  • the present invention proposes to use a liquid crystal 18 of FLC gel type stabilized by a polymer chain.
  • a liquid crystal is better known as PSFLC gel.
  • PSFLC gel This choice makes it possible to guarantee a very good resistance of the liquid crystal 18 to shocks as well as an optical quality over the entire surface of the cell 17 thus favoring the production of a single cell 17.
  • the use of such a liquid crystal is already known from a patent application document by the same author as the present invention (deposit number 0702441). Also, in comparison with a nematic liquid crystal requiring an AC permanent supply voltage, the use of such a liquid crystal PSFLC can reduce the consumption, in standby mode or operation.
  • FIG. 3 shows a diagram of the synchronization signal 20 coming from the projector screen and a diagram of the addressing voltage 22 of the liquid crystal 18 contained in the cell 17.
  • the synchronization signal 20 is typically a slot signal clocked at a frequency compatible with the well-known 3D projection techniques, for example of the double-flash type (96 Hz rate).
  • the powering up of the cell 17 is activated by each rising and falling edge of the synchronization signal 20.
  • the liquid crystal 18 is supplied at a voltage of -V volts at each rising edge of the synchronization signal 20 and under a voltage of + V volts at each falling edge of the synchronization signal 20. Without detection of a synchronization signal 20, the liquid crystal 18 is not powered (0 volts).
  • Figures 4.1.a to 4.3.a illustrate, for the three possible states of powering the cell of Figure 2 (0 volts, + V volts, - V volts), the shutter regime (blocking or passing) areas (181, 182) of the screen 11 respectively corresponding to the right eye 23 and the left eye 23 '.
  • a description of each state of closure of each eye for the three possible states of powering the cell (0 volts, + V volts, - V volts) is detailed later.
  • each zone (181, 182) corresponds to a separate director of the liquid crystal (D 181, D 182) respectively.
  • Figures 4.1.b to 4.3.b illustrate the position of the directors (D 181, D 182) of the liquid crystal 18 as a function of the addressing voltage 22 applied to the liquid crystal 18 according to one embodiment of the invention in which : the two polarization axes (P1, P2) of the first and second polarizers (12, 13) are perpendicular to one another and the tilt angle ⁇ of the liquid crystal 18 is 22.5 ° and the directors (D 181, D 182) of the liquid crystal 18 of the two zones (181, 182) of liquid crystal are symmetrical and each form an angle ⁇ of 22.5 ° with respect to a first direction B1 defined as the bisector of the two axes of polarization (P1, P2) first and second polarisers (12, 13) respectively.
  • a configuration of a liquid crystal in half-wave plate makes it possible to rotate an incident rectilinear polarization state of any angle ⁇ if one of the proper (or neutral) axes of the plate is oriented at ⁇ / 2 the azimuth of the incident state.
  • ⁇ is 45 °
  • the emergent polarization state is perpendicular to the incident polarization state.
  • the director of a liquid crystal is also a neutral axis of the liquid crystal.
  • the bisector B1 of the two polarization axes (P1, P2) thus corresponds ideally to a neutral axis of the liquid crystal 18 configured as a half-wave plate according to the voltage applied to the liquid crystal (+ V or - V volts).
  • the director D1 81 of the liquid crystal 18 contained in the first zone 181 and the director D 182 of the liquid crystal 18 contained in the second zone 182 form an angle of 45 ° between them.
  • a so-called combing method consists in orienting at 45 ° the two combing directions which will orient the two directors (D 181, D 182) of each zone (181, 182) of the liquid crystal 18.
  • this combing operation can be performed by a photopolymer alignment deposit made on the entire surface of the cell 17. The photo-alignment is then carried out with polarisers rotated 45 ° one relative to each other for each area (181,182).
  • the two directions of the alignment film must also be symmetrical with an angle ⁇ with respect to the bisector B1 of the two polarization axes (P1, P2).
  • the intrinsic tilt angle ⁇ of the liquid crystal 18 (corresponding to the angle that the orientation of the director of the liquid crystal with the direction of combing) should be at an angle of 22.5 degrees from normal to the smectic layers.
  • a director for each applied voltage (+ V, -V) applied to the liquid crystal 18, a director, for example D1 81, is parallel to a polarization axis P1 or P2 while the other director D182 is located parallel to bisector B1.
  • the polarization of the incident light is parallel to the polarization axis P1 of the input polarizer.
  • the rotation of the polarization of the light of each zone (181, 182) then takes place only if the polarization of the incident light is not parallel to a director (D181, D182).
  • the intrinsic tilt angle ⁇ may be between 15 ° and 30 ° but in this case the contrast between the right eye 23 and the left eye 23 'is not optimum.
  • the contrast is optimum: if the bisector B1 of the two axes of polarization (P1, P2) is parallel to a director (D 181 or D 182) of the liquid crystal 18 according to the applied voltage (+ V or -V volts) if the two directors (D1 81, D 182) are symmetrical with an angle ⁇ of 22.5 ° with respect to the bisector B1 and - if the intrinsic tilt angle ⁇ of the liquid crystal 18 is at an angle of 22 , 5 ° with respect to the Associate Director
  • Figure 4.1.b corresponds to the liquid crystal 18 not powered by the power-on device 30.
  • the film has not yet started. No synchronization signal 20 is therefore detected from the projector.
  • the device 30 for energizing the liquid crystal 18 is therefore not triggered. In this case, no electric field is applied to the liquid crystal 18.
  • the two directors (D 181, D 182) of the two zones (181, 182) therefore undergo no rotation.
  • the two directors (D 181, D 182) are then neither parallel nor perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13 (or analyzer).
  • the two directors (D181, D182) are symmetrical with an angle ⁇ of 22.5 ° with respect to the bisector B1 and the incident light (or ambient light) is polarized in the direction of the polarization axis P1.
  • the liquid crystal cell 17 being configured as a half-wave plate and each director (D 181, D 182) of each zone (181, 182) not being parallel to the incident polarization axis Pl, the incident polarization of the light is then neither parallel nor perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. More precisely, the polarization of the incident light is then at 45 ° of the polarization axis P2 output polarizer 13 for each area (181, 182).
  • the light then partially crosses the cell 17 for each zone (181, 182) of the liquid crystal 18.
  • the viewing window 10 is then partially transparent (or at least not "blind") for the user although the film has not started. This is not the case in US6943852 where the vision perceived by the user is a blind vision until the film has started.
  • FIG. 4 illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10.
  • No zone (181, 182) respectively corresponding to the vision perceived by the right eye 23 and the left eye 23 'is closed off .
  • the vision perceived by the user is not one-eyed although the film has not yet started.
  • FIGS. 4.2.b and 4.3.b respectively correspond to a liquid crystal 18 powered under a negative (-V volts) and a positive (+ V volts) addressing voltage delivered by the energizing device 30. An electric field is then generated perpendicular to the faces of the substrates (14, 15).
  • each zone (181, 182) of the liquid crystal 18 then tends to align in the direction of application of the electric field created by the addressing voltage 22 applied to the terminals of the two substrates (14, 15).
  • the liquid crystal 18 then switches between two addressing positions defined by a tilt angle cone ⁇ along an axis defined by the director D1 81 or D182. For example, a voltage of -V volts is applied to the liquid crystal 18 for each rising edge of the sync signal 20 and a voltage of + V volts is applied for each falling edge of the sync signal 20 (Fig. 3).
  • the tilt angle ⁇ of the liquid crystal being 22.5 °
  • the directors (D181, D182) turn 22.5 ° in clockwise
  • the director D181 of the zone 181 corresponding to the axis of vision of the right eye makes an angle of 45 ° with the polarization axis P2 of the polarizer 13 and is parallel to the bisector B 1 and, the director D 182 of the zone 182 corresponding to the axis of vision of the left eye is perpendicular to the polarization axis P2 of the polarizer 13.
  • the polarization axis incident polarization P1 is then at 45 ° of the neutral axis defined by the director D181. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the light is parallel to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. In this case, the zone 181 is not closed.
  • the incident polarization axis polarization P1 is parallel to the neutral axis defined by the director D182.
  • the liquid crystal 18 being configured as a half-wave plate, the incident polarization light is not rotated and is then perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13.
  • the zone 182 is in this case closed.
  • Figure 4.2. a illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10.
  • the area 181 corresponding to the vision perceived by the right eye 23 is not closed and the area 182 corresponding to the vision perceived by the left eye 23 is closed.
  • the tilt angle ⁇ of the liquid crystal being 22.5 °
  • the directors (D181, D182) turn 22.5 ° in the anti-clockwise direction
  • the director D1 81 of the zone 181 corresponding to the axis of vision of the right eye is parallel to the polarization axis P2 of the polarizer 13
  • the director D 182 of the zone 182 corresponding to the axis of vision of the left eye is at 45 ° to the polarization axis P2 of the polarizer 13 and parallel to the bisector B 1.
  • the polarization axis incident polarization P1 is then at 90 ° to the neutral axis defined by the director D181. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the The light is rotated 180 ° to then be perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. The area 181 is in this case closed.
  • the polarization axis incident polarization P1 is at 45 ° of the neutral axis defined by the director D182. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the light is rotated by 90 ° and is then parallel to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. The zone 182 is not in this case closed.
  • FIG. 4.3. a illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10.
  • the area 181 corresponding to the vision perceived by the right eye 23 is closed and the area 182 corresponding to the vision perceived by the left eye 23 'n' is not blocked.
  • the embodiment of the present invention proposes to act on the particular orientation of the directors (Dl 81, D 182) of each zone (181, 182) of the liquid crystal by the use of a ferroelectric liquid crystal. in symmetrical configuration. This makes it possible to reduce the number of polarizers necessary for the production of the viewing window 10 in comparison with the document US6943852. The manufacturing cost is then reduced (especially when the substrate is the polarizer itself).
  • a PSFLC polymerized liquid crystal gel 18 provides good impact resistance.
  • the use of such a liquid crystal 18 thus makes it possible to produce a viewing window 10 adapted to be handled frequently.
  • FIG. 5 represents the detailed architecture of the device 30 for energizing the liquid crystal 18 of the cell 17.
  • This powering device 30 comprises a detection module 19 of the synchronization signal 20 emitted by the projector.
  • this timing signal 20 is an infrared signal.
  • the detection module 19 delivers a switching signal S1.
  • This switching signal Sl is then supplied to a control module 24.
  • This control module 24 further comprises a switching and conversion module 241 provided with an input E, an output S and a control input C.
  • This switching and conversion module 241 is particularly suitable for processing the switching signal Sl applied to its control input C.
  • the power-on device 30 also comprises a power supply module 21 adapted to deliver a DC supply voltage U in volts.
  • this power supply module 21 is a battery with a long storage life.
  • This voltage U makes it possible in particular to feed the detection module 19.
  • the switching and conversion module 241 of the control module 24 is also connected to the power supply module 21 by its input E.
  • the supply voltage U is then applied to the input E of the switching and conversion module 241.
  • the control input C of the switching and conversion module 241 receives the switching signal Sl, that is to say when the detection module 19 has detected a synchronization signal 20, the input E switches to the output S of the switching and conversion module 241.
  • the switching and conversion module 241 then performs a conversion of the supply voltage U into a higher voltage V. This useful voltage
  • V is then applied to a shaping module 25 of the useful voltage V provided with an input E ', an output S' and a control input C
  • the working voltage V is connected to the input E .
  • This shaping module 25 is also connected to the detection module 19.
  • the detection module 19 then delivers a signal S2 reproducing the synchronization signal 20 identically.
  • This signal S2 is then delivered on the control input C. of the formatting module 25.
  • the shaping module 25 receives the signal S2 on its control input C, the shaping module 25 then delivers on the output S 'an addressing voltage 22 in niche.
  • This addressing voltage 22 takes the values (+ V, -V, 0) volts according to the same temporal characteristics as the synchronization signal 20, as described in FIG.
  • the switching of the liquid crystal 18 is then carried out by virtue of this addressing voltage 22.
  • the power-on device 30 is powered only if a synchronization signal 20 is detected by the detection module 19. Without detection of this signal, the detection module 19 is inactive. and the addressing voltage 22 delivered by the energiser 30 is zero. The liquid crystal 18 contained in the cell 17 is then not powered to be switched.
  • the viewing window 10 of the present invention is adapted to all the well-known distribution modes of the ocular images: dual flash clocked at 96 Hz, triple flash clocked at 144 Hz.
  • the power supply module 21 is an autonomous battery.
  • the control module 24 then comprises an additional automatic signaling module 242 for lowering the level of the voltage U delivered by the battery.
  • This automatic signaling module 242 is active only when the film has not yet started, that is to say when the detection module 19 does not detect any synchronization signal 20.
  • the switching and conversion module 241 is in this case inactive because no control signal Sl is received on its control input C.
  • the automatic signaling module 242 then replaces the switching and conversion module 241 for controlling the shaping module 25.
  • the automatic signaling module 242 then generates a control signal S2 'and a useful voltage V in the form of a perceptible low frequency slot.
  • the useful voltage V and the signal S2 ' are respectively provided on the input E' and the control C of the shaping module 25.
  • the control signal S2 ' serves in particular to control the shaping module 25, so as to said forming module 25 outputs S 'said useful voltage V to said cell 17.
  • the viewing bezel 10 then produces a perceptible low frequency beat indicating the end of life of the autonomous battery.
  • the present invention provides a three-dimensional viewing bezel based on a ferroelectric smectic gel type fast liquid crystal (PSFLC) adapted to fast switching times.
  • the viewing window 10 of the present invention is transparent to the user since the projection has not yet started (or still (standby mode), that is to say when the liquid crystal 18 of the cell 17 does not switch.
  • the use of the PSFLC gel type liquid crystal makes it possible to design a robust viewing screen 10 adapted to a large number of manipulations.
  • the viewing window 10 is active only when the sync signal 20 emitted by the projector is detected, i.e. when the movie has already started. Outside this regime, consumption is almost zero. The life of the viewing bezel 10 is therefore increased in the case of the use of a battery autonomous power supply.
  • the present invention further allows the automatic reporting of the lowering of the level of the charge of the autonomous power supply battery by means of a Low frequency flashing of the viewing bezel. It is then possible to anticipate the failure of a viewing telescope and remove it from the set of glasses available to the user.
  • the simplicity of design of the viewing window 10 makes it possible to limit manufacturing costs. In particular, it is not necessary to have an on / off switch and the necessary number of polarizers is reduced.

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Abstract

The invention relates to liquid crystal (18) spectacles (10) used for the three-dimensional viewing of digital video content from a projector. The viewing spectacles (10) only include a first rectilinear polariser (12) and a second rectilinear polariser (13) respectively having polarisation axes P1 and P2, the polarisation axes P1 and P2 being parallel or perpendicular relative to each other. Furthermore, the liquid crystal (18) has an adapted intrinsic tilt angle a (preferably 22.5°) and is used in a half-wave blade configuration. The liquid crystal (18) further includes first and second separate areas (181, 182) each respectively located opposite a vision axis. The first area (181) includes a first director and the second area (182) includes a second director (182). The first and second directors are oriented so as to define an adapted angle between them (preferably 45°). This enables a "non-one-eyed" vision while waiting for the projection of the film to start, and to obtain the best possible contrast between the two eyes of the user when viewing the digital video content.

Description

Lunette de visualisation en trois dimensions de contenus vidéo numériques émis par un projecteur. Three-dimensional viewing scope of digital video contents emitted by a projector.
1. Domaine de l'invention1. Field of the invention
L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation de lunettes de visualisation alternée à base de cristal liquide notamment pour la visualisation en trois dimensions (3D) de contenus vidéo numériques.The invention relates to the field of the design and production of alternating liquid crystal-based display glasses, in particular for the three-dimensional (3D) visualization of digital video contents.
2. Arrière plan technologique2. Technological background
On connaît, à travers le document US6943852, une lunette à base de cristal liquide notamment utilisée pour la visualisation en 3D. Cette lunette se compose d'une cellule unique formée par un premier et un second substrat situés en regard l'un de l'autre. L'espace entre les deux substrats forme une cavité accueillant un cristal liquide de type nématique ou ferro-électrique (sans toutefois préciser la configuration pour ce dernier).Document US6943852 discloses a liquid crystal-based bezel particularly used for 3D visualization. This telescope is composed of a single cell formed by a first and a second substrate facing each other. The space between the two substrates forms a cavity accommodating a liquid crystal of nematic or ferroelectric type (without however specifying the configuration for the latter).
Pour rappel, les matériaux à base de cristal liquide constituent des matériaux dont on peut modifier les propriétés optiques et notamment la biréfringence en leur appliquant un champ électrique crée par application d'une tension entre les deux substrats. Lorsque placé, par exemple, entre polariseur et analyseur croisés, on obtient alors un obturateur optique commandé en tension. Un tel obturateur optique à base de cristal liquide observe alors au moins deux états suivant l'application ou non d'une tension aux bornes des deux substrats : un état dit passant selon lequel il laisse passer la lumière et, un état obturé ou bloquant, selon lequel il ne laisse pas passer la lumière ou selon lequel ils ne laissent passer qu'une faible partie de celle-ci. Dans le document US6943852 précité, afin de polariser la lumière en entrée et en sortie et laisser passer (ou bloquer) la lumière en sortie, trois polariseurs sont utilisés de part et d'autre de la cellule : un premier polariseur rectiligne d'axe de polarisation Pl est déposé sur la totalité d'une face externe du premier substrat, un second polariseur rectiligne d'axe de polarisation Pl également est déposé sur une partie d'une face externe du second substrat, en regard de l'axe de vision de l'oeil droit et, un troisième polariseur rectiligne d'axe de polarisation P2 orthogonal à l'axe de polarisation Pl est déposé sur une partie de la face externe du second substrat, en regard de l'axe de vision de l'oeil gauche. La cellule de la lunette est commutable, c'est-à-dire que son obturation, commandée par la tension, est déclenchée et cadencée par un signal de synchronisation.As a reminder, liquid crystal materials are materials whose optical properties and in particular birefringence can be modified by applying an electric field created by applying a voltage between the two substrates. When placed, for example, between polarizer and crossed analyzer, then obtains a voltage controlled optical shutter. Such an optical shutter based on liquid crystal then observes at least two states according to the application or not of a voltage across the two substrates: a so-called passing state according to which it lets light pass and, a closed or blocking state, according to which it does not let the light pass or that they let only a small part of it pass. In US6943852 mentioned above, in order to polarize the light input and output and let (or block) the light output, three polarizers are used on both sides of the cell: a first linear polarization plane polariser P1 is deposited on the whole of an outer face of the first substrate, a second polarization axis polarizer P1 also being deposited on a part of an external face of the second substrate, view of the axis of vision of the right eye and a third polarization axis linear polarizer P2 orthogonal to the polarization axis P1 is deposited on a portion of the outer face of the second substrate, opposite the axis of vision of the left eye. The cell of the telescope is switchable, that is to say that its shutter, controlled by the voltage, is triggered and clocked by a synchronization signal.
La lunette du document US6943852 précité comporte également un interrupteur permettant d'activer une électronique d'alimentation de la cellule. Ainsi, la lunette est constamment alimentée dès lors que l'interrupteur est actionné. Bien qu'intéressante et efficace, cette technique connue du documentThe telescope of US6943852 mentioned above also includes a switch for activating an electronic power supply of the cell. Thus, the bezel is constantly fed when the switch is actuated. Although interesting and effective, this known technique of the document
US6943852 présente plusieurs inconvénients.US6943852 has several disadvantages.
Un premier inconvénient concerne le nombre d'éléments nécessaires à la réalisation d'une telle lunette. En effet, une telle lunette comporte nécessairement trois polariseurs, une cellule unique à base de cristal liquide et l'électronique de génération du signal de synchronisation. Le coût de fabrication est donc important.A first disadvantage relates to the number of elements necessary for the realization of such a telescope. Indeed, such a bezel necessarily comprises three polarizers, a single cell based on liquid crystal and the synchronization signal generation electronics. The manufacturing cost is important.
Un deuxième inconvénient concerne la consommation électrique de ce type de lunette à base de cristal liquide nématique. En effet, pour être transparent, un tel cristal liquide doit être alimenté en permanence. Dans le document US6943852, une électronique adaptée permet de piloter le cristal liquide contenu dans la cellule. La mise en marche de cette électronique est réalisée par actionnement de l'interrupteur (position « marche »). Classiquement, une telle lunette comporte une batterie autonome. Par actionnement de l'interrupteur, la batterie alimente donc en permanence l'électronique de la lunette de visualisation. H existe alors un risque réel d'oublier de commuter l'interrupteur en position « arrêt » et de sélectionner une lunette défaillante dont la batterie est en fin de vie. Un changement de lunette est dans ce cas nécessaire pour continuer à visualiser le film.A second disadvantage relates to the power consumption of this type of nematic liquid crystal bezel. Indeed, to be transparent, such a liquid crystal must be fed continuously. In the document US6943852, an adapted electronics makes it possible to control the liquid crystal contained in the cell. This electronics is switched on by operating the switch ("on" position). Conventionally, such a scope has a battery autonomous. By operating the switch, the battery therefore continuously supplies the electronics of the viewing window. There is a real risk forget to switch the switch to the "off" position and select a failed bezel whose battery is at the end of its life. A change of telescope is necessary in this case to continue to visualize the film.
Un troisième inconvénient concerne la vision perçue par l'utilisateur dès lors que la lunette de visualisation est placée en face du champ de vision de l'utilisateur. En mode « arrêt » (interrupteur en position « arrêt »), c'est-à-dire lorsque l'électronique de commutation de la cellule n'est pas activée, la cellule n'est pas commutée et la vision perçue par l'utilisateur est une vision dite « borgne ». Seul un champ de vision (œil droit ou œil gauche) laisse passer la lumière. En effet, l'axe de polarisation de l'unique polariseur d'entrée est croisé avec l'axe de polarisation du premier polariseur de sortie et parallèle avec l'axe de polariseur du second polariseur de sortie. La lumière traverse donc la cellule uniquement au niveau de la zone définie par les polariseurs croisés lorsqu'il s'agit, par exemple, d'un cristal liquide nématique torsadé. Cette structure impose donc à l'utilisateur une vision « borgne ». Le dispositif de vision n'est donc pas transparent pour l'utilisateur dès lors que l'interrupteur de l'électronique de commutation n'est pas actionné en position « marche » pour cadencer la commutation des cristaux liquides de la cellule et éviter ainsi une vision « borgne ».A third disadvantage relates to the vision perceived by the user since the viewing window is placed in front of the user's field of vision. In the "off" mode (switch in the "off" position), ie when the cell's switching electronics are not activated, the cell is not switched and the vision perceived by the user is a vision called "one-eyed". Only a field of vision (right eye or left eye) lets the light through. Indeed, the polarization axis of the single input polarizer is crossed with the polarization axis of the first output polarizer and parallel with the polarizer axis of the second output polarizer. The light therefore passes through the cell only at the level of the zone defined by the crossed polarizers when it is, for example, a twisted nematic liquid crystal. This structure therefore imposes on the user a "one-eyed" vision. The vision device is therefore not transparent to the user since the switch of the switching electronics is not actuated in the "on" position to clock the switching of the liquid crystal of the cell and thus avoid a one-eyed vision.
3. Objectifs de la présente invention L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.3. Objectives of the present invention The invention, in at least one embodiment, has the particular objective of overcoming these various disadvantages of the state of the art.
Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de proposer une lunette de visualisation en trois dimensions, à base de cristal liquide, qui est facile à fabriquer pour un moindre coût de fabrication. Au moins un mode de réalisation de l'invention a également pour objectif de fournir une lunette de visualisation robuste adaptée à être manipulée un grand nombre de fois. Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une lunette de visualisation peu consommatrice d'énergie.More specifically, in at least one embodiment of the invention, one objective is to provide a three-dimensional viewing window, based on liquid crystal, which is easy to manufacture for a lower manufacturing cost. At least one embodiment of the invention also aims to provide a robust viewing scope adapted to be manipulated a large number of times. Another objective of at least one embodiment of the invention is to provide a viewing display that consumes little energy.
Un objectif complémentaire d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une lunette de visualisation transparente pour l'utilisateur dès lors que la lunette de visualisation est placée sur le champ de vision de l'utilisateur en attendant le début de la projection du film (mode "veille").A complementary objective of at least one embodiment of the invention is to provide a transparent viewing window for the user when the viewing window is placed on the user's field of vision while waiting for the start of the projection of the film ("sleep" mode).
Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une lunette de visualisation adaptée à suivre les cadences d'affichage de contenus numériques en trois dimensions. 4. Exposé de l'inventionAnother objective of at least one embodiment of the invention is to provide a viewing window adapted to follow the display rates of digital content in three dimensions. 4. Presentation of the invention
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé une lunette de visualisation en trois dimensions de contenus vidéo numériques émis par un projecteur, ladite lunette comprenant : une unique cellule comprenant des premier et second substrats disposés en regard l'un de l'autre pour former un espace libre; un cristal liquide placé dans ledit espace libre et utilisé dans une configuration de lame demi onde; un premier polariseur rectiligne d'axe de polarisation Pl adapté à polariser une lumière en provenance dudit projecteur et disposé sur une première surface externe du premier substrat de la cellule.In a particular embodiment of the invention, there is provided a three-dimensional viewing window of digital video contents emitted by a projector, said telescope comprising: a single cell comprising first and second substrates arranged facing one of the other to form a free space; a liquid crystal placed in said free space and used in a half wave plate configuration; a first linear polarization plane polariser Pl adapted to polarize a light from said projector and disposed on a first outer surface of the first substrate of the cell.
De manière remarquable, ladite lunette de visualisation est caractérisée en ce que : un second polariseur rectiligne d'axe de polarisation P2 est disposé sur une seconde surface externe du second substrat, lesdits axes de polarisation des premier et second polariseurs étant parallèles ou perpendiculaires entre eux, le cristal liquide comporte des premières et secondes zones distinctes situées chacune en regard d'un axe de vision, droit et gauche respectivement, la première zone comportant un premier directeur et la seconde zone comportant un second directeur, lesdits premier et second directeurs :Remarkably, said viewing window is characterized in that: a second linear polarization axis polarizer P2 is arranged on a second external surface of the second substrate, said polarization axes of the first and second polarizers being parallel or perpendicular to each other , the liquid crystal has first and second distinct zones each located opposite an axis of vision, right and left respectively, the first zone comprising a first director and the second zone comprising a second director, said first and second directors:
* étant symétriques et formant chacun un angle β par rapport à une première direction B 1 définie comme la bissectrice des deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs respectivement, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs sont perpendiculaires entre eux,* being symmetrical and each forming an angle β with respect to a first direction B 1 defined as the bisector of the two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers respectively, if said two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers are perpendicular to each other,
* ou étant symétriques et formant chacun un angle β par rapport à une deuxième direction B2 faisant un angle de 45° par rapport à un axe commun de polarisation P des premier et second polariseurs, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs sont parallèles entre eux,* or being symmetrical and each forming an angle β with respect to a second direction B2 making an angle of 45 ° with respect to a common polarization axis P of the first and second polarizers, if said two axes of polarization P1 and P2 of the first and second polarizers second polarisers are parallel to each other,
* ou étant symétriques et formant chacun un angle π/2-β par rapport à une troisième direction B3 perpendiculaire à la bissectrice des deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs respectivement, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs sont perpendiculaires entre eux,* or being symmetrical and each forming an angle π / 2-β with respect to a third direction B3 perpendicular to the bisector of the two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers respectively, if said two axes of polarization P1 and P2 of first and second polarisers are perpendicular to each other,
* ou étant symétriques et formant chacun un angle π/2-β par rapport à une quatrième direction B4 faisant un angle de -45° par rapport à un axe commun de polarisation P des premier et second polariseurs, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs sont parallèles entre eux.* or being symmetrical and each forming an angle π / 2-β with respect to a fourth direction B4 making an angle of -45 ° with respect to a common polarization axis P of the first and second polarizers, if said two polarization axes Pl and P2 of the first and second polarizers are parallel to each other.
Le principe général de l'invention consiste alors à limiter les coûts de fabrication de la lunette de visualisation ainsi que sa consommation.The general principle of the invention is then to limit the manufacturing costs of the viewing screen and its consumption.
Ainsi, dans ce mode de réalisation particulier, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de réalisation d'une lunette de visualisation basée sur l'utilisation d'un cristal liquide comportant deux zones distinctes permettant ainsi de réduire le nombre d'éléments nécessaires pour sa réalisation.Thus, in this particular embodiment, the invention is based on a completely new and inventive approach to producing a viewing telescope based on the use of a liquid crystal having two distinct areas thus reducing the number of elements necessary for its realization.
Egalement, l'utilisation de polariseurs dont les axes de polarisation sont parallèles ou perpendiculaires permet de polariser la lumière entrante et sortante et d'obtenir une vision transparente hors tension appliquée sur le cristal liquide (encore appelé « mode veille »). Ainsi, une fois placée suivant le champ de vision de l'utilisateur, la lunette de visualisation selon le mode de réalisation de l'invention permet à l'utilisateur une vision transparente de la scène et ce même lorsque le film n'a pas encore débuté. Contrairement à l'état de l'art ou la vision perçue par l'utilisateur est borgne tant le film n'a pas encore débuté.Also, the use of polarizers whose axes of polarization are parallel or perpendicular makes it possible to polarize the incoming and outgoing light and to obtain a transparent view off voltage applied to the liquid crystal (also called "sleep mode"). Thus, once placed according to the user's field of vision, the viewing window according to the embodiment of the invention allows the user a transparent view of the scene even when the film has not yet started. Unlike the state of the art or the vision perceived by the user is one-eyed as the film has not yet started.
De façon avantageuse, le cristal liquide possède un angle de tilt intrinsèque α compris entre 15° et 30° ou bien encore le cristal liquide possède un angle de tilt intrinsèque α compris entre 21,5° et 23,5°.Advantageously, the liquid crystal has an intrinsic tilt angle α of between 15 ° and 30 ° or else the liquid crystal has an intrinsic tilt angle α of between 21.5 ° and 23.5 °.
De manière avantageuse, l'angle β est compris entre 15° et 30° ou bien encore, l'angle β est compris entre 21,5° et 23,5°.Advantageously, the angle β is between 15 ° and 30 ° or else the angle β is between 21.5 ° and 23.5 °.
Pour obtenir le contraste optimum entre les deux yeux, l'angle de tilt intrinsèque α et l'angle β prennent idéalement une valeur de 22,5°. Une telle disposition permet de couvrir les deux cas optimum correspondant à un passage total de la lumière pour un œil et une extinction de la lumière pour l'autre œil et ce alternativement. Ces deux cas optimum correspondent à une polarisation d'entrée parallèle (passage de la lumière) ou perpendiculaire (extinction de la lumière) à l'axe de polarisation du polarisateur de sortie.To obtain the optimum contrast between the two eyes, the intrinsic tilt angle α and the angle β ideally take a value of 22.5 °. Such an arrangement makes it possible to cover the two optimum cases corresponding to a total passage of light for one eye and an extinction of light for the other eye and this alternately. These two optimum cases correspond to a polarization of parallel input (passage of the light) or perpendicular (extinction of the light) to the axis of polarization of the output polarizer.
Avantageusement, le cristal liquide est du type gel smectique ferroélectrique (FLC). L'utilisation de ce cristal liquide de type gel smectique ferroélectrique (ou encore gel FLC pour « Ferroelectric Liquid Cristal » en anglais) permet notamment de concevoir des obturateurs oculaires rapides adaptés à suivre la cadence d'affichage du projecteur en trois dimensions. Avantageusement, le cristal liquide est du type gel smectique ferroélectrique stabilisé par un polymère (PSFLC).Advantageously, the liquid crystal is of the ferroelectric smectic gel (FLC) type. The use of this ferroelectric smectic gel-like liquid crystal (or FLC gel for "Ferroelectric Liquid Cristal" in English) makes it possible in particular to design fast ocular shutters adapted to follow the rate of display of the projector in three dimensions. Advantageously, the liquid crystal is of the ferroelectric smectic gel type stabilized by a polymer (PSFLC).
L'utilisation de ce cristal liquide de type gel smectique ferroélectrique stabilisé par un polymère (ou encore PSFLC pour « Polymer stabilized Ferroelectric Liquid Crystal » en anglais) permet, en plus de concevoir des obturateurs oculaires rapides, de réaliser une lunette de visualisation robuste.The use of this polymer-stabilized ferroelectric smectic gel liquid crystal (or PSFLC for "Polymer stabilized Ferroelectric Liquid Crystal" in English) makes it possible, in addition to designing fast ocular shutters, to produce a robust viewing screen.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les premier et second substrats sont flexibles.According to an advantageous characteristic of the invention, the first and second substrates are flexible.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les premier et second substrats sont non flexibles.According to another advantageous characteristic of the invention, the first and second substrates are non-flexible.
Avantageusement, le premier substrat est confondu avec le premier polariseur et/ou en ce que le second substrat est confondu avec le second polariseur.Advantageously, the first substrate is merged with the first polarizer and / or the second substrate is merged with the second polarizer.
Ainsi, les substrats ne sont plus nécessaires pour la réalisation de la cellule de la lunette de visualisation. Le coût de fabrication de la lunette de visualisation de la présente invention s'en trouve alors réduit.Thus, the substrates are no longer necessary for producing the cell of the viewing window. The manufacturing cost of the viewing window of the present invention is then reduced.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la lunette de visualisation comprend un dispositif de mise sous tension de la cellule comprenant : un module de détection d'un signal de synchronisation en provenance du projecteur ; - un module d'alimentation du module de détection et de la cellule, un module de commande comprenant un module de commutation et de conversion relié au module d'alimentation et à ladite cellule, ledit module de commutation et de conversion étant commandé par ledit module de détection pour alimenter sous une tension utile V ladite cellule si le signal de synchronisation est détecté par le module de détection.In an advantageous embodiment of the invention, the viewing window comprises a device for powering the cell comprising: a module for detecting a synchronization signal from the projector; a power module of the detection module and the cell, a control module comprising a switching and conversion module connected to the power supply module and to said cell, said switching and conversion module being controlled by said module; detection device for supplying a voltage V said cell if the synchronization signal is detected by the detection module.
Le dispositif de mise sous tension permet ainsi d'alimenter la cellule de la lunette de visualisation uniquement lorsque le film a débuté, c'est-à-dire lorsque le module de détection détecte un signal de synchronisation. La consommation s'en trouve ainsi réduite. En effet, seul le module de commande est alimenté en permanence mais celui-ci consomme peu. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir un interrupteur « marche/arrêt » contrairement à l'état de l'art. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la lunette de visualisation est caractérisée en ce que : le module de commande et le module de détection sont reliés à un module de mise en forme de ladite tension utile V délivrée par le module de commande et, - ladite cellule est reliée au module de commande par l'intermédiaire du module de mise en forme, ledit module de mise en forme est adapté à générer une tension d'adressage en créneau à la fréquence du signal de synchronisation. Ainsi, la tension d'adressage est synchronisée avec le signal de synchronisation de façon à alimenter la cellule suivant la même cadence d'affichage du contenu numérique.The powering device thus makes it possible to supply the cell of the viewing window only when the film has started, that is to say when the detection module detects a synchronization signal. Consumption is thus reduced. Indeed, only the control module is permanently powered but it consumes little. It is therefore not necessary to have a switch "on / off" unlike the state of the art. In another advantageous embodiment of the invention, the viewing window is characterized in that: the control module and the detection module are connected to a module for shaping said useful voltage V delivered by the module. control and, - said cell is connected to the control module through the shaping module, said shaping module is adapted to generate a slot addressing voltage at the frequency of the synchronization signal. Thus, the addressing voltage is synchronized with the synchronization signal so as to supply the cell at the same rate of display of the digital content.
Selon une caractéristique avantageuse, le module de commande comprend en outre un module de mise en forme d'une tension U délivrée par le module d'alimentation, ledit module de mise en forme étant relié au module de commutation et de conversion et au module de détection de façon à générer une tension d'adressage en créneau à la fréquence du signal de synchronisation.According to an advantageous characteristic, the control module further comprises a module for shaping a voltage U delivered by the power supply module, said shaping module being connected to the switching and conversion module and to the module of detection so as to generate a slot addressing voltage at the frequency of the synchronization signal.
De façon avantageuse, le module d'alimentation est une batterie autonome. De façon avantageuse, le module de commande comporte en outre un module de signalement automatique de la baisse de charge de la batterie autonome. Selon une caractéristique avantageuse, lorsque le module de détection ne détecte pas de signal de synchronisation et lorsqu'une baisse de charge de la batterie est détectée par le module de signalement automatique, ledit module de signalement automatique : délivre une tension utile (V) en créneau à une basse fréquence perceptible sur l'entrée du module de mise en forme et, délivre simultanément un signal de commande (S2') pour commander ledit module de mise en forme, de façon que ledit module de mise en forme restitue ladite tension utile (V) à ladite cellule.Advantageously, the power supply module is an autonomous battery. Advantageously, the control module further comprises an automatic signaling module of the load drop of the autonomous battery. According to an advantageous characteristic, when the detection module does not detect a synchronization signal and when a drop in charge of the battery is detected by the automatic signaling module, said automatic signaling module: delivers a useful voltage (V) in a slot at a low frequency perceptible on the input of the shaping module and simultaneously delivers a control signal (S2 ') for controlling said shaping module, so that said module formatting restores said useful voltage (V) to said cell.
Le signalement automatique de la baisse de niveau de la charge de la batterie d'alimentation permet alors d'anticiper la défaillance d'une lunette de visualisation et la retirer du lot de lunettes disponibles pour l'utilisateur.The automatic signaling of the lowering of the charge level of the battery pack then makes it possible to anticipate the failure of a viewing telescope and to remove it from the set of spectacles available to the user.
5. Liste des figures D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique de la lunette de visualisation selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique des différents éléments composant l'écran de visualisation de la lunette selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 3 illustre le diagramme du signal de synchronisation et le diagramme associé de mise sous tension de la cellule, - les figures 4. La, 4.2. a et 4.3.a illustrent, pour les trois états possibles de mise sous tension de la cellule de la figure 2 (0 volts, +V volts, - V volts), le régime d'obturation des deux zones de l'écran de la lunette de visualisation correspondant à l'œil droit et l'œil gauche de l'utilisateur, les figures 4.1.b, 4.2.b et 4.3.b illustrent, pour les trois états possibles de mise sous tension de la cellule de la figure 2 (0 volts, +V volts, - V volts), la position des axes de polarisation des deux polariseurs et la position des directeurs du cristal liquide pour chaque zone de la cellule, la figure 5 illustre schématiquement un premier mode de réalisation du dispositif de mise sous tension de la cellule apparaissant sur la figure 2 et, la figure 6 illustre schématiquement un second mode de réalisation du dispositif de mise sous tension de la cellule apparaissant sur la figure 2. 6. Description détaillée5. List of Figures Other objects, features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of indicative and nonlimiting example, and the appended drawings, among which: FIG. is a schematic view of the viewing window according to one embodiment of the invention, - Figure 2 is a schematic view of the various components of the display screen of the bezel according to one embodiment of the invention, the FIG. 3 illustrates the diagram of the synchronization signal and the associated power-up diagram of the cell, FIGS. 4a, 4.2. a and 4.3.a illustrate, for the three possible energizing states of the cell of Figure 2 (0 volts, + V volts, - V volts), the shutter speed of the two zones of the screen of the viewing bezel corresponding to the right eye and the left eye of the user, Figures 4.1.b, 4.2.b and 4.3.b illustrate, for the three possible states of powering of the cell of Figure 2 (0 volts, + V volts, - V volts), the position of the polarization axes of the two polarizers and the position of the directors of the liquid crystal for each zone of the cell, FIG. 5 schematically illustrates a first embodiment of the device for energizing the cell appearing in FIG. 2, and FIG. 6 schematically illustrates a second embodiment of the device for energizing the cell appearing in FIG. 2. 6. Detailed description
Pour rappel, différentes techniques sont utilisées aujourd'hui pour la réalisation de lunettes de visualisation de films numériques 3D.As a reminder, various techniques are used today for the production of 3D digital movie viewing glasses.
L'exigence de la qualité du rendu des mouvements en vision 3D a conduit par exemple à développer des techniques de projection basées sur un triple flash cadencé à 144Hz au lieu d'une technologie basée sur un double flash cadencé à 96Hz (une image alternativement sur chaque œil à une cadence non perceptible par l'oeil) pour un cycle d'échantillonnage standard du cinéma à 48Hz.The requirement for the rendering quality of movements in 3D vision led for example to develop projection techniques based on a triple flash clocked at 144Hz instead of a technology based on a dual flash clocked at 96Hz (a picture alternatively on each eye at a rate not perceptible by the eye) for a standard 48Hz cinema sampling cycle.
Ces types de solutions imposent une technologie d'obturateurs oculaires rapides et de grand confort. Dans la suite de la description d'un mode de réalisation de l'invention, il est décrit une lunette de visualisation adaptée à visualiser des contenus numériques en trois dimensions. Selon le mode de réalisation décrit par la suite, les directeurs du cristal liquide des deux zones sont symétriques et forment chacun un angle β par rapport à une première direction Bl définie comme la bissectrice des deux axes de polarisation des premier et second polariseurs respectivement, si lesdits deux axes de polarisation des premier et second polariseurs sont perpendiculaires entre eux,These types of solutions impose a technology of fast ocular shutters and comfort. In the following description of an embodiment of the invention, there is described a viewing window adapted to display digital content in three dimensions. According to the embodiment described hereinafter, the directors of the liquid crystal of the two zones are symmetrical and each form an angle β with respect to a first direction B1 defined as the bisector of the two polarization axes of the first and second polarizers respectively, if said two polarization axes of the first and second polarizers are perpendicular to one another,
La figure 1 illustre schématiquement la lunette 10 de visualisation selon le mode de réalisation de l'invention, tout à fait nouvelle et inventive basée sur l'utilisation d'un cristal liquide rapide de type gel smectique ferroélectrique (FLC). Pour englober le champ de vision de chaque oeil, la lunette 10 de visualisation comporte un écran 11.Figure 1 schematically illustrates the viewing bezel 10 according to the embodiment of the invention, quite novel and inventive based on the use of a ferroelectric ferroelectric gel type (FLC) fast liquid crystal. To encompass the field of vision of each eye, the viewing window 10 comprises a screen 11.
Comme illustré sur la figure 2, cet écran 11 comporte plusieurs éléments nécessaires à sa mise en œuvre. Ainsi, l'écran 11 se compose d'un premier et second substrat (14, 15) respectivement disposés en regard l'un de l'autre.As illustrated in FIG. 2, this screen 11 comprises several elements necessary for its implementation. Thus, the screen 11 consists of a first and second substrate (14, 15) respectively arranged opposite one another.
Classiquement, lors de l'assemblage des premier et second substrats (14, 15), des microbilles (non représentées) permettent de créer un espace entre ces deux substrats une fois assemblés. Une cellule 17 est ainsi réalisée. Un cristal liquide 18 de type smectique ferroélectrique y est ensuite introduit par un orifice (non représenté). Pour ce type de cristal liquide, chaque directeur est un axe neutre du cristal liquide.Conventionally, during the assembly of the first and second substrates (14, 15), microbeads (not shown) make it possible to create a space between these two substrates once assembled. A cell 17 is thus produced. A ferroelectric smectic liquid crystal 18 is then introduced through an orifice (not shown). For this type of liquid crystal, each director is a neutral axis of the liquid crystal.
Selon le mode de réalisation de l'invention, ce cristal liquide 18 est utilisé suivant une configuration en lame demi-onde.According to the embodiment of the invention, this liquid crystal 18 is used in a half wave plate configuration.
Les premier et second substrats (14, 15) comportent chacun respectivement une face externe (141, 151) et une face interne (142, 152).The first and second substrates (14, 15) each have an outer face (141, 151) and an inner face (142, 152) respectively.
Chaque face interne (142, 152) comporte en outre un dépôt d'électrodes conductrices 24. Pour réaliser la mise sous tension du cristal liquide 18 contenue dans la celluleEach internal face (142, 152) further comprises a deposit of conductive electrodes 24. To turn on the power of the liquid crystal 18 contained in the cell
17, ces électrodes 24 sont reliées par deux liaisons filaires électriques 221 à un dispositif de mise sous tension 30 de la cellule 17.17, these electrodes 24 are connected by two electric wire links 221 to a device 30 for energizing the cell 17.
Les premier et second substrats (14, 15) sont donc reliés électriquement au dispositif de mise sous tension 30. Le dispositif de mise sous tension 30 est ainsi adapté à délivrer une tension d'adressage 22 aux deux substrats (14, 15) de la cellule 17. Cette tension d'adressage 22, en forme de créneau (comme détaillée ci-après), permet de commuter le cristal liquide 18.The first and second substrates (14, 15) are thus electrically connected to the power-on device 30. The power-on device 30 is thus adapted to deliver an addressing voltage 22 to the two substrates (14, 15) of the cell 17. This slot-shaped addressing voltage 22 (as detailed below) makes it possible to switch the liquid crystal 18.
Astucieusement, le dispositif de mise sous tension 30 délivre la tension d'adressage 22 uniquement lors de la détection d'un signal de synchronisation 20 en provenance du projecteur. Le fonctionnement plus détaillé de ce dispositif de mise sous tension 30 ainsi que ses avantages associés seront décrits dans la suite de la description en relation avec les figures 5 et 6. Pour réduire les coûts de fabrication, selon le mode de réalisation de la présente invention, la réalisation de lunette 10 de visualisation comprend un minimum d'éléments.Cleverly, the power-on device 30 delivers the addressing voltage 22 only upon detection of a synchronization signal 20 from the projector. The more detailed operation of this energizing device 30 and its associated advantages will be described in the following description in connection with FIGS. 5 and 6. In order to reduce manufacturing costs, according to the embodiment of the present invention, the production of viewing glasses 10 comprises a minimum number of elements.
Tout d'abord, la cellule 17 de l'écran 11 est unique. Ensuite, afin de polariser la lumière entrante et sortante, les premier et second substrats (14, 15) de la cellule 17 comprennent respectivement sur leur face externe (141, 151) uniquement un premier et second polariseur rectiligne (12, 13) d'axe de polarisation Pl et P2 respectivement tel qu'illustré sur les figures 4.1 à 4.3.First of all, the cell 17 of the screen 11 is unique. Then, in order to polarize the incoming and outgoing light, the first and second substrates (14, 15) of the cell 17 respectively comprise on their outer face (141, 151) only a first and second rectilinear polarizer (12, 13) of polarization axis P1 and P2 respectively as illustrated in Figures 4.1 to 4.3.
Les axes de polarisation Pl et P2 de ces deux polariseurs (12, 13) sont soit parallèles soit perpendiculaires. Dans le mode de réalisation ci-après décrit, les deux axes de polarisation Pl et P2 sont perpendiculaires.The polarization axes P1 and P2 of these two polarizers (12, 13) are either parallel or perpendicular. In the embodiment described below, the two polarization axes P1 and P2 are perpendicular.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le premier substrat (14) est confondu avec le premier polariseur (12) et/ou le second substrat (15) est confondu avec le second polariseur (13). Une telle configuration comprenant une cellule unique 17 et uniquement deux polariseurs (12, 13) impose alors de créer deux zones (181, 182) distinctes du cristal liquide 18. Ces deux zones (181, 182) sont respectivement situées dans l'axe de vision d'un œil droit 23 et d'un œil gauche 23' de l'utilisateur.According to another embodiment of the invention, the first substrate (14) coincides with the first polarizer (12) and / or the second substrate (15) coincides with the second polarizer (13). Such a configuration comprising a single cell 17 and only two polarizers (12, 13) then imposes to create two zones (181, 182) separate from the liquid crystal 18. These two areas (181, 182) are respectively located in the axis of vision of a right eye 23 and a left eye 23 'of the user.
Comme nous le verrons dans la suite de la description en relation avec les figures 4.1.b à 4.3.b, la création de ces deux zones distinctes est essentielle pour la mise en oeuvre du mode de réalisation selon l'inventionAs will be seen in the following description with reference to FIGS. 4.1.b to 4.3.b, the creation of these two distinct zones is essential for the implementation of the embodiment according to the invention.
En pratique, la présente invention propose d'utiliser un cristal liquide 18 de type gel FLC stabilisé par une chaîne polymérique. Un tel cristal liquide est plus connu sous le nom de gel PSFLC. Ce choix permet de garantir une très bonne résistance du cristal liquide 18 aux chocs ainsi qu'une qualité optique sur toute la surface de la cellule 17 favorisant ainsi la réalisation d'une cellule 17 unique. L'utilisation d'un tel cristal liquide est déjà connue d'un document de demande de brevet du même auteur que la présente invention (numéro de dépôt 0702441). Egalement, en comparaison avec un cristal liquide nématique nécessitant une tension alternative d'alimentation permanente, l'utilisation d'un tel cristal liquide PSFLC permet de réduire la consommation, en mode veille ou de fonctionnement.In practice, the present invention proposes to use a liquid crystal 18 of FLC gel type stabilized by a polymer chain. Such a liquid crystal is better known as PSFLC gel. This choice makes it possible to guarantee a very good resistance of the liquid crystal 18 to shocks as well as an optical quality over the entire surface of the cell 17 thus favoring the production of a single cell 17. The use of such a liquid crystal is already known from a patent application document by the same author as the present invention (deposit number 0702441). Also, in comparison with a nematic liquid crystal requiring an AC permanent supply voltage, the use of such a liquid crystal PSFLC can reduce the consumption, in standby mode or operation.
La figure 3 présente un diagramme du signal de synchronisation 20 en provenance de l'écran du projecteur et un diagramme de la tension d'adressage 22 du cristal liquide 18 contenu dans la cellule 17.FIG. 3 shows a diagram of the synchronization signal 20 coming from the projector screen and a diagram of the addressing voltage 22 of the liquid crystal 18 contained in the cell 17.
Le signal de synchronisation 20 est typiquement un signal créneau cadencé à une fréquence compatible avec les techniques de projection en 3D bien connues, par exemple du type double flashs (cadence de 96Hz). La mise sous tension de la cellule 17 est activée par chacun des fronts montant et descendant du signal de synchronisation 20. Par exemple, le cristal liquide 18 est alimentée sous une tension de - V volts à chaque front montant du signal de synchronisation 20 et sous une tension de + V volts à chaque front descendant du signal de synchronisation 20. Sans détection d'un signal de synchronisation 20, le cristal liquide 18 n'est pas alimenté (0 volt).The synchronization signal 20 is typically a slot signal clocked at a frequency compatible with the well-known 3D projection techniques, for example of the double-flash type (96 Hz rate). The powering up of the cell 17 is activated by each rising and falling edge of the synchronization signal 20. For example, the liquid crystal 18 is supplied at a voltage of -V volts at each rising edge of the synchronization signal 20 and under a voltage of + V volts at each falling edge of the synchronization signal 20. Without detection of a synchronization signal 20, the liquid crystal 18 is not powered (0 volts).
Les figures 4.1.a à 4.3.a illustrent, pour les trois états possibles de mise sous tension de la cellule de la figure 2 (0 volts, +V volts, - V volts), le régime d'obturation (bloquant ou passant) des zones (181, 182) de l'écran 11 correspondant respectivement à l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23'. Une description de chaque état d'obturation de chaque œil pour les trois états possibles de mise sous tension de la cellule (0 volts, +V volts, - V volts) est détaillée par la suite.Figures 4.1.a to 4.3.a illustrate, for the three possible states of powering the cell of Figure 2 (0 volts, + V volts, - V volts), the shutter regime (blocking or passing) areas (181, 182) of the screen 11 respectively corresponding to the right eye 23 and the left eye 23 '. A description of each state of closure of each eye for the three possible states of powering the cell (0 volts, + V volts, - V volts) is detailed later.
Dans la suie de la description, à chaque zone (181, 182) correspond un directeur distinct du cristal liquide (D 181, D 182) respectivement. Les figures 4.1.b à 4.3.b illustrent la position des directeurs (D 181, D 182) du cristal liquide 18 en fonction de la tension d'adressage 22 appliquée sur le cristal liquide 18 selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel : les deux axes de polarisation (Pl, P2) des premier et second polariseurs (12, 13) sont perpendiculaires entre eux et, l'angle de tilt α du cristal liquide 18 est de 22,5° et, les directeurs (D 181, D 182) du cristal liquide 18 des deux zones (181, 182) de cristal liquide sont symétriques et forment chacun un angle β de 22,5° par rapport à une première direction Bl définie comme la bissectrice des deux axes de polarisation (Pl, P2) des premier et second polariseurs (12, 13) respectivement.In the soot of the description, each zone (181, 182) corresponds to a separate director of the liquid crystal (D 181, D 182) respectively. Figures 4.1.b to 4.3.b illustrate the position of the directors (D 181, D 182) of the liquid crystal 18 as a function of the addressing voltage 22 applied to the liquid crystal 18 according to one embodiment of the invention in which : the two polarization axes (P1, P2) of the first and second polarizers (12, 13) are perpendicular to one another and the tilt angle α of the liquid crystal 18 is 22.5 ° and the directors (D 181, D 182) of the liquid crystal 18 of the two zones (181, 182) of liquid crystal are symmetrical and each form an angle β of 22.5 ° with respect to a first direction B1 defined as the bisector of the two axes of polarization (P1, P2) first and second polarisers (12, 13) respectively.
Pour réaliser alternativement l'obturation des deux zones (181, 182) du cristal liquide 18 situées en regard de l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23' respectivement (figure 2), il est nécessaire d'avoir le meilleur contraste possible entre l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23'. Les deux axes de polarisation P 1 et P2 des deux polariseurs (12, 13) respectivement étant perpendiculaires, il est alors nécessaire d'utiliser le cristal liquide 18 selon une configuration dite configuration en lame demi-onde. Une telle configuration permet notamment de couvrir les deux états de contraste maximum correspondant à une polarisation de la lumière incidente parallèle (état passant) ou perpendiculaire (état bloqué) à l'axe de polarisation P2 du polariseur 13 de sortie.To alternately make the closing of the two zones (181, 182) of the liquid crystal 18 situated opposite the right eye 23 and the left eye 23 'respectively (FIG. 2), it is necessary to have the best possible contrast. between the right eye 23 and the left eye 23 '. The two polarization axes P 1 and P2 of the two polarizers (12, 13) respectively being perpendicular, it is then necessary to use the liquid crystal 18 in a configuration called half-wave blade configuration. Such a configuration makes it possible in particular to cover the two maximum contrast states corresponding to a polarization of the incident light parallel (conducting state) or perpendicular (blocked state) to the polarization axis P2 of the output polarizer 13.
Pour rappel, une configuration d'un cristal liquide en lame demi onde permet de faire tourner un état de polarisation rectiligne incident d'un angle quelconque δ si l'un des axes propres (ou neutres) de la lame est orienté à δ/2 de l'azimut de l'état incident. Ainsi, lorsque δ prend la valeur 45°, l'état de polarisation émergent est perpendiculaire à l'état de polarisation incidente.As a reminder, a configuration of a liquid crystal in half-wave plate makes it possible to rotate an incident rectilinear polarization state of any angle δ if one of the proper (or neutral) axes of the plate is oriented at δ / 2 the azimuth of the incident state. Thus, when δ is 45 °, the emergent polarization state is perpendicular to the incident polarization state.
Egalement, de manière connue, le directeur d'un cristal liquide est également un axe neutre du cristal liquide.Also, in known manner, the director of a liquid crystal is also a neutral axis of the liquid crystal.
Selon le mode de réalisation de l'invention, la bissectrice Bl des deux axes de polarisation (Pl, P2) correspond ainsi idéalement à un axe neutre du cristal liquide 18 configuré en lame demi onde suivant la tension appliquée au cristal liquide (+V ou - V volts). Egalement, de manière optimale pour optimiser le contraste, le directeur Dl 81 du cristal liquide 18 contenu dans la première zone 181 et le directeur D 182 du cristal liquide 18 contenu dans la deuxième zone 182 font un angle de 45° entre eux.According to the embodiment of the invention, the bisector B1 of the two polarization axes (P1, P2) thus corresponds ideally to a neutral axis of the liquid crystal 18 configured as a half-wave plate according to the voltage applied to the liquid crystal (+ V or - V volts). Also, optimally to optimize the contrast, the director D1 81 of the liquid crystal 18 contained in the first zone 181 and the director D 182 of the liquid crystal 18 contained in the second zone 182 form an angle of 45 ° between them.
Par exemple, pour réaliser cette opération, une méthode dite de peignage consiste à orienter à 45° les deux directions de peignage qui vont orienter les deux directeurs (D 181, D 182) de chaque zone (181, 182) du cristal liquide 18. Par exemple, de manière connue, cette opération de peignage peut être réalisée par un dépôt de photopolymère d'alignement effectué sur toute la surface de la cellule 17. Le photo-alignement s'effectue ensuite avec des polariseurs tournés de 45° l'un par rapport à l'autre pour chaque zone (181,182).For example, to carry out this operation, a so-called combing method consists in orienting at 45 ° the two combing directions which will orient the two directors (D 181, D 182) of each zone (181, 182) of the liquid crystal 18. For example, in known manner, this combing operation can be performed by a photopolymer alignment deposit made on the entire surface of the cell 17. The photo-alignment is then carried out with polarisers rotated 45 ° one relative to each other for each area (181,182).
Pour réaliser cette opération de peignage, il est nécessaire que la normale aux couches smectiques de chaque zone (181, 182) du cristal liquide 18 soit parallèle à la direction du film d'alignement des deux directeurs (D 181, D 182)To perform this combing operation, it is necessary for the normal to the smectic layers of each zone (181, 182) of the liquid crystal 18 to be parallel to the direction of the alignment film of the two directors (D 181, D 182).
Les deux directions du film d'alignemeent doivent également être symétrique d'un angle β par rapport à la bissectrice Bl des deux axes de polarisations (Pl, P2).The two directions of the alignment film must also be symmetrical with an angle β with respect to the bisector B1 of the two polarization axes (P1, P2).
Pour avoir le contraste maximum entre l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23', l'angle de tilt intrinsèque α du cristal liquide 18 (correspondant à l'angle que fait l'orientation du directeur du cristal liquide avec la direction de peignage) doit faire un angle de 22,5° par rapport à la normale aux couches smectiques. De cette manière, pour chaque tension appliquée (+V, -V) appliquée sur le cristal liquide 18, un directeur, par exemple Dl 81, se trouve paralèlle à un axe de polarisation Pl ou P2 tandis que l'autre directeur D 182 se trouve placé parallèle à la bissectrice Bl.To have the maximum contrast between the right eye 23 and the left eye 23 ', the intrinsic tilt angle α of the liquid crystal 18 (corresponding to the angle that the orientation of the director of the liquid crystal with the direction of combing) should be at an angle of 22.5 degrees from normal to the smectic layers. In this way, for each applied voltage (+ V, -V) applied to the liquid crystal 18, a director, for example D1 81, is parallel to a polarization axis P1 or P2 while the other director D182 is located parallel to bisector B1.
Après avoir traversé le polarisateur d'entrée 12 d'axe de polarisation Pl, la polarisation de la lumière incidente se trouve parallèle à l'axe de polarisation Pl du polarisateur d'entrée.After crossing the polarization axis input polarizer 12 Pl, the polarization of the incident light is parallel to the polarization axis P1 of the input polarizer.
Par action de la lame demi onde, la rotation de la polarisation de la lumière de chaque zone (181, 182) s'effectue ensuite uniquement si la polarisation de la lumière incidente n'est pas parallèle à un directeur (D181, D182). En pratique, l'angle de tilt intrinsèque α peut être compris entre 15° et 30° mais dans ce cas le contraste entre l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23' n'est pas optimum.By action of the half-wave plate, the rotation of the polarization of the light of each zone (181, 182) then takes place only if the polarization of the incident light is not parallel to a director (D181, D182). In practice, the intrinsic tilt angle α may be between 15 ° and 30 ° but in this case the contrast between the right eye 23 and the left eye 23 'is not optimum.
Ainsi, le contraste est optimum : - si la bissectrice Bl des deux axes de polarisation (Pl, P2) est parallèle à un directeur (D 181 ou D 182) du cristal liquide 18 suivant la tension appliquée (+V ou -V volts), si les deux directeurs (Dl 81, D 182) sont symétriques d'un angle β de 22,5° par rapport à la bissectrice Bl et, - si l'angle de tilt intrinsèque α du cristal liquide 18 fait un angle de 22,5° par rapport au directeur associéThus, the contrast is optimum: if the bisector B1 of the two axes of polarization (P1, P2) is parallel to a director (D 181 or D 182) of the liquid crystal 18 according to the applied voltage (+ V or -V volts) if the two directors (D1 81, D 182) are symmetrical with an angle β of 22.5 ° with respect to the bisector B1 and - if the intrinsic tilt angle α of the liquid crystal 18 is at an angle of 22 , 5 ° with respect to the Associate Director
La figure 4.1.b correspond au cristal liquide 18 non alimenté par le dispositif de mise sous tension 30. Le film n'a pas encore débuté. Aucun signal de synchronisation 20 n'est donc détecté en provenance du projecteur. Le dispositif de mise sous tension 30 du cristal liquide 18 n'est donc pas déclenché. Dans ce cas, aucun champ électrique n'est appliqué sur le cristal liquide 18. Les deux directeurs (D 181, D 182) des deux zones (181, 182) ne subissent donc aucune rotation. Les deux directeurs (D 181, D 182) sont alors ni parallèles ni perpendiculaires avec l'axe de polarisation P2 du polariseur 13 (ou analyseur) de sortie. De plus, les deux directeurs (D181, D182) sont symétriques d'un angle β de 22,5° par rapport à la bissectrice Bl et la lumière incidente (ou lumière ambiante) est polarisée suivant la direction de l'axe de polarisation Pl du polariseur d'entrée 12. La cellule 17 de cristal liquide 18 étant configurée en lame demi onde et chaque directeur (D 181, D 182) de chaque zone (181, 182) n'étant pas parallèle avec l'axe de polarisation incidente Pl, la polarisation incidente de la lumière se trouve alors ni parallèle ni perpendiculaire à l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13. Plus précisément, la polarisation de la lumière incidente se trouve alors à 45° de l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13 pour chaque zone (181, 182). La lumière traverse alors partiellement la cellule 17 pour chaque zone (181, 182) du cristal liquide 18. La lunette de visualisation 10 est alors partiellement transparente (ou du moins non « borgne ») pour l'utilisateur bien que le film n'ait pas débuté. Ce qui n'est pas le cas dans le document US6943852 où la vision perçue par l'utilisateur est une vision borgne tant que le film n'a pas débuté.Figure 4.1.b corresponds to the liquid crystal 18 not powered by the power-on device 30. The film has not yet started. No synchronization signal 20 is therefore detected from the projector. The device 30 for energizing the liquid crystal 18 is therefore not triggered. In this case, no electric field is applied to the liquid crystal 18. The two directors (D 181, D 182) of the two zones (181, 182) therefore undergo no rotation. The two directors (D 181, D 182) are then neither parallel nor perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13 (or analyzer). In addition, the two directors (D181, D182) are symmetrical with an angle β of 22.5 ° with respect to the bisector B1 and the incident light (or ambient light) is polarized in the direction of the polarization axis P1. the input polarizer 12. The liquid crystal cell 17 being configured as a half-wave plate and each director (D 181, D 182) of each zone (181, 182) not being parallel to the incident polarization axis Pl, the incident polarization of the light is then neither parallel nor perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. More precisely, the polarization of the incident light is then at 45 ° of the polarization axis P2 output polarizer 13 for each area (181, 182). The light then partially crosses the cell 17 for each zone (181, 182) of the liquid crystal 18. The viewing window 10 is then partially transparent (or at least not "blind") for the user although the film has not started. This is not the case in US6943852 where the vision perceived by the user is a blind vision until the film has started.
La figure 4. La illustre cette configuration de l'écran 11 de la lunette de visualisation 10. Aucune zone (181, 182) correspondant respectivement à la vision perçue par l'oeil droit 23 et l'oeil gauche 23' n'est obturée. La vision perçue par l'utilisateur n'est pas borgne bien que le film n'ait pas encore débuté. Les figures 4.2.b et 4.3.b correspondent respectivement à un cristal liquide 18 alimenté sous une tension d'adressage 22 négative (-V volts) et positive (+V volts) délivrée par le dispositif de mise sous tension 30. Un champ électrique est alors généré perpendiculairement aux faces des substrats (14, 15).FIG. 4 illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10. No zone (181, 182) respectively corresponding to the vision perceived by the right eye 23 and the left eye 23 'is closed off . The vision perceived by the user is not one-eyed although the film has not yet started. FIGS. 4.2.b and 4.3.b respectively correspond to a liquid crystal 18 powered under a negative (-V volts) and a positive (+ V volts) addressing voltage delivered by the energizing device 30. An electric field is then generated perpendicular to the faces of the substrates (14, 15).
Le directeur Dl 81 ou D 182, ou encore axe neutre, de chaque zone (181, 182) du cristal liquide 18 tend alors à s'aligner dans le sens d'application du champ électrique créé par la tension d'adressage 22 appliquée aux bornes des deux substrats (14, 15). Suivant la valeur positive ou négative de la tension d'adressage 22, le cristal liquide 18 commute alors entre deux positions d'adressages définies par un cône d'angle de tilt α selon un axe défini par le directeur Dl 81 ou D 182. Par exemple, une tension de - V volts est appliquée au cristal liquide 18 pour chaque front montant du signal de synchronisation 20 et une tension de +V volts est appliquée pour chaque front descendant du signal de synchronisation 20 (figure 3).The director D1 81 or D 182, or neutral axis, of each zone (181, 182) of the liquid crystal 18 then tends to align in the direction of application of the electric field created by the addressing voltage 22 applied to the terminals of the two substrates (14, 15). Depending on the positive or negative value of the addressing voltage 22, the liquid crystal 18 then switches between two addressing positions defined by a tilt angle cone α along an axis defined by the director D1 81 or D182. For example, a voltage of -V volts is applied to the liquid crystal 18 for each rising edge of the sync signal 20 and a voltage of + V volts is applied for each falling edge of the sync signal 20 (Fig. 3).
Sous une tension d'adressage 22 prenant la valeur -V volts (figure 4.2.b), l'angle de tilt α du cristal liquide étant de 22,5°, les directeurs (D181, D182) tournent de 22,5° dans le sens horaire, et aussi : le directeur D181 de la zone 181 correspondant à l'axe de vision de l'oeil droit fait un angle de 45° avec l'axe de polarisation P2 du polariseur 13 et se trouve parallèle à la bissectrice B 1 et, le directeur D 182 de la zone 182 correspondant à l'axe de vision de l'oeil gauche se trouve perpendiculaire à l'axe de polarisation P2 du polariseur 13.Under an address voltage 22 taking the value -V volts (Figure 4.2.b), the tilt angle α of the liquid crystal being 22.5 °, the directors (D181, D182) turn 22.5 ° in clockwise, and also: the director D181 of the zone 181 corresponding to the axis of vision of the right eye makes an angle of 45 ° with the polarization axis P2 of the polarizer 13 and is parallel to the bisector B 1 and, the director D 182 of the zone 182 corresponding to the axis of vision of the left eye is perpendicular to the polarization axis P2 of the polarizer 13.
Pour la zone 181 correspondant à l'oeil droit, la polarisation incidente d'axe de polarisation Pl se trouve alors à 45° de l'axe neutre défini par le directeur D181. Le cristal liquide 18 étant configuré en lame demi -onde, la polarisation incidente de la lumière se trouve parallèle à l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13. La zone 181 n'est dans ce cas pas obturée.For the area 181 corresponding to the right eye, the polarization axis incident polarization P1 is then at 45 ° of the neutral axis defined by the director D181. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the light is parallel to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. In this case, the zone 181 is not closed.
Pour la zone 182 correspondant à l'oeil gauche, la polarisation incidente d'axe de polarisation Pl se trouve parallèle à l'axe neutre défini par le directeur D 182. Le cristal liquide 18 étant configuré en lame demi -onde, la polarisation incidente de la lumière ne subit aucune rotation et se trouve alors perpendiculaire à l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13. La zone 182 est dans ce cas obturée.For zone 182 corresponding to the left eye, the incident polarization axis polarization P1 is parallel to the neutral axis defined by the director D182. The liquid crystal 18 being configured as a half-wave plate, the incident polarization light is not rotated and is then perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. The zone 182 is in this case closed.
La figure 4.2. a illustre cette configuration de l'écran 11 de la lunette de visualisation 10. La zone 181 correspondant à la vision perçue par l'oeil droit 23 n'est pas obturée et la zone 182 correspondant à la vision perçue par l'oeil gauche 23' est obturée.Figure 4.2. a illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10. The area 181 corresponding to the vision perceived by the right eye 23 is not closed and the area 182 corresponding to the vision perceived by the left eye 23 is closed.
Sous une tension d'adressage 22 prenant la valeur +V volts (figure 4.3.b), l'angle de tilt α du cristal liquide étant de 22,5°, les directeurs (D181, D182) tournent de 22,5° dans le sens anti horaire, et aussi : le directeur Dl 81 de la zone 181 correspondant à l'axe de vision de l'oeil droit est parallèle à l'axe de polarisation P2 du polariseur 13 et, le directeur D 182 de la zone 182 correspondant à l'axe de vision de l'oeil gauche se trouve à 45° de l'axe de polarisation P2 du polariseur 13 et parallèle à la bissectrice B 1.Under an addressing voltage 22 taking the value + V volts (Figure 4.3.b), the tilt angle α of the liquid crystal being 22.5 °, the directors (D181, D182) turn 22.5 ° in the anti-clockwise direction, and also: the director D1 81 of the zone 181 corresponding to the axis of vision of the right eye is parallel to the polarization axis P2 of the polarizer 13 and the director D 182 of the zone 182 corresponding to the axis of vision of the left eye is at 45 ° to the polarization axis P2 of the polarizer 13 and parallel to the bisector B 1.
Pour la zone 181 correspondant à l'oeil droit, la polarisation incidente d'axe de polarisation Pl se trouve alors à 90° de l'axe neutre défini par le directeur D181. Le cristal liquide 18 étant configuré en lame demi -onde, la polarisation incidente de la lumière subit une rotation de 180° pour se trouver alors perpendiculaire à l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13. La zone 181 est dans ce cas obturée.For the area 181 corresponding to the right eye, the polarization axis incident polarization P1 is then at 90 ° to the neutral axis defined by the director D181. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the The light is rotated 180 ° to then be perpendicular to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. The area 181 is in this case closed.
Pour la zone 182 correspondant à l'oeil gauche, la polarisation incidente d'axe de polarisation Pl se trouve à 45° de l'axe neutre défini par le directeur D182. Le cristal liquide 18 étant configuré en lame demi -onde, la polarisation incidente de la lumière subit une rotation de 90° et se trouve alors parallèle à l'axe de polarisation P2 du polarisateur de sortie 13. La zone 182 n'est pas dans ce cas obturée.For the zone 182 corresponding to the left eye, the polarization axis incident polarization P1 is at 45 ° of the neutral axis defined by the director D182. Since the liquid crystal 18 is configured as a half-wave plate, the incident polarization of the light is rotated by 90 ° and is then parallel to the polarization axis P2 of the output polarizer 13. The zone 182 is not in this case closed.
La figure 4.3. a illustre cette configuration de l'écran 11 de la lunette de visualisation 10. La zone 181 correspondant à la vision perçue par l'oeil droit 23 est obturée et la zone 182 correspondant à la vision perçue par l'oeil gauche 23' n'est pas obturée.Figure 4.3. a illustrates this configuration of the screen 11 of the viewing window 10. The area 181 corresponding to the vision perceived by the right eye 23 is closed and the area 182 corresponding to the vision perceived by the left eye 23 'n' is not blocked.
Ainsi, le mode de réalisation de la présente invention propose d'agir sur l'orientation particulière des directeurs (Dl 81, D 182) de chaque zone (181, 182) du cristal liquide grâce à l'utilisation d'un cristal liquide ferroélectrique en configuration symétrique. Ceci permet de réduire le nombre de polariseurs nécessaires à la réalisation de la lunette de visualisation 10 en comparaison avec le document US6943852. Le coût de fabrication est alors réduit (surtout lorsque le substrat est le polariseur lui-même).Thus, the embodiment of the present invention proposes to act on the particular orientation of the directors (Dl 81, D 182) of each zone (181, 182) of the liquid crystal by the use of a ferroelectric liquid crystal. in symmetrical configuration. This makes it possible to reduce the number of polarizers necessary for the production of the viewing window 10 in comparison with the document US6943852. The manufacturing cost is then reduced (especially when the substrate is the polarizer itself).
De plus, l'utilisation d'un gel cristal liquide 18 polymérisé PSFLC offre une bonne résistance aux chocs. L'utilisation d'un tel cristal liquide 18 permet ainsi de réaliser une lunette de visualisation 10 adaptée à être manipulée fréquemment.In addition, the use of a PSFLC polymerized liquid crystal gel 18 provides good impact resistance. The use of such a liquid crystal 18 thus makes it possible to produce a viewing window 10 adapted to be handled frequently.
La figure 5 représente l'architecture détaillée du dispositif de mise sous tension 30 du cristal liquide 18 de la cellule 17. Ce dispositif de mise sous tension 30 comprend un module de détection 19 du signal de synchronisation 20 émis par le projecteur. Par exemple, ce signal de synchronisation 20 est un signal infrarouge.FIG. 5 represents the detailed architecture of the device 30 for energizing the liquid crystal 18 of the cell 17. This powering device 30 comprises a detection module 19 of the synchronization signal 20 emitted by the projector. For example, this timing signal 20 is an infrared signal.
En réponse à la détection du signal de synchronisation 20, le module de détection 19 délivre un signal de commutation Sl. Ce signal de commutation Sl est ensuite fourni à un module de commande 24. Ce module de commande 24 comprend en outre un module de commutation et de conversion 241 muni d'une entrée E, d'une sortie S et d'une entrée de commande C. Ce module de commutation et de conversion 241 est notamment adapté à traiter le signal de commutation Sl appliqué sur son entrée de commande C. Le dispositif de mise sous tension 30 comprend également un module d'alimentation 21 adapté à délivrer une tension continue d'alimentation U en volts. Par exemple, ce module d'alimentation 21 est une pile à longue durée de stockage.In response to the detection of the synchronization signal 20, the detection module 19 delivers a switching signal S1. This switching signal Sl is then supplied to a control module 24. This control module 24 further comprises a switching and conversion module 241 provided with an input E, an output S and a control input C. This switching and conversion module 241 is particularly suitable for processing the switching signal Sl applied to its control input C. The power-on device 30 also comprises a power supply module 21 adapted to deliver a DC supply voltage U in volts. For example, this power supply module 21 is a battery with a long storage life.
Cette tension U permet notamment d'alimenter le module de détection 19.This voltage U makes it possible in particular to feed the detection module 19.
Le module de commutation et de conversion 241 du module de commande 24 est également relié au module d'alimentation 21 par son entrée E. La tension d'alimentation U est alors appliquée sur l'entrée E du module de commutation et de conversion 241.The switching and conversion module 241 of the control module 24 is also connected to the power supply module 21 by its input E. The supply voltage U is then applied to the input E of the switching and conversion module 241.
Dès que l'entrée de commande C du module de commutation et de conversion 241 reçoit le signal de commutation Sl, c'est-à-dire lorsque le module de détection 19 a détecté un signal de synchronisation 20, l'entrée E commute sur la sortie S du module de commutation et de conversion 241.As soon as the control input C of the switching and conversion module 241 receives the switching signal Sl, that is to say when the detection module 19 has detected a synchronization signal 20, the input E switches to the output S of the switching and conversion module 241.
Le module de commutation et de conversion 241 réalise alors une conversion de la tension d'alimentation U en une tension utile V plus élevée. Cette tension utileThe switching and conversion module 241 then performs a conversion of the supply voltage U into a higher voltage V. This useful voltage
V est ensuite appliquée à un module de mise en forme 25 de la tension utile V muni d'une entrée E', d'une sortie S' et d'une entrée de commande C La tension utile V est reliée à l'entrée E'.V is then applied to a shaping module 25 of the useful voltage V provided with an input E ', an output S' and a control input C The working voltage V is connected to the input E .
Ce module de mise en forme 25 est également relié au module de détection 19. Le module de détection 19 délivre alors un signal S2 reproduisant à l'identique le signal de synchronisation 20. Ce signal S2 est ensuite délivré sur l'entrée de commande C du module de mise en forme 25.This shaping module 25 is also connected to the detection module 19. The detection module 19 then delivers a signal S2 reproducing the synchronization signal 20 identically. This signal S2 is then delivered on the control input C. of the formatting module 25.
Dès que le module de détection 19 détecte un signal de synchronisation 20, le module de mise en forme 25 reçoit le signal S2 sur son entrée de commande C le module de mise en forme 25 délivre alors sur la sortie S' une tension d'adressage 22 en créneau. Cette tension d'adressage 22 prend les valeurs (+V, -V, 0) volts selon les mêmes caractéristiques temporelles que le signal de synchronisation 20, tel que décrit sur la figure 3.As soon as the detection module 19 detects a synchronization signal 20, the shaping module 25 receives the signal S2 on its control input C, the shaping module 25 then delivers on the output S 'an addressing voltage 22 in niche. This addressing voltage 22 takes the values (+ V, -V, 0) volts according to the same temporal characteristics as the synchronization signal 20, as described in FIG.
La commutation du cristal liquide 18 est ensuite réalisée grâce à cette tension d'adressage 22.The switching of the liquid crystal 18 is then carried out by virtue of this addressing voltage 22.
Ainsi, selon le mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mise sous tension 30 est alimenté uniquement si un signal de synchronisation 20 est détecté par le module de détection 19. Sans détection de ce signal, le module de détection 19 est inactif et la tension d'adressage 22 délivrée par le dispositif de mise sous tension 30 est nulle. Le cristal liquide 18 contenu dans la cellule 17 n'est alors pas alimenté pour être commuté.Thus, according to the embodiment of the invention, the power-on device 30 is powered only if a synchronization signal 20 is detected by the detection module 19. Without detection of this signal, the detection module 19 is inactive. and the addressing voltage 22 delivered by the energiser 30 is zero. The liquid crystal 18 contained in the cell 17 is then not powered to be switched.
Contrairement à la lunette du document US6943852 nécessitant un interrupteur de mise en marche, il n'est donc pas nécessaire d'employer un interrupteur de mise en marche pour se positionner en attente de réception d'un signal de synchronisation. La consommation de module d'alimentation 21 pendant l'attente du début de la projection s'en trouve alors réduite.Unlike the telescope of the US6943852 document requiring a start switch, it is therefore not necessary to use a power switch to position itself waiting to receive a synchronization signal. The power supply 21 consumption while waiting for the start of the projection is then reduced.
Bien évidemment la lunette 10 de visualisation de la présente invention est adaptée à l'ensemble des modes de répartition bien connus des images oculaires : double flash cadencé à 96 Hz, triple flash cadencé à 144Hz. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention illustré sur la figure 6, le module d'alimentation 21 est une batterie autonome. Le module de commande 24 comprend alors un module supplémentaire de signalement automatique 242 de baisse du niveau de la tension U délivrée par la batterie.Obviously, the viewing window 10 of the present invention is adapted to all the well-known distribution modes of the ocular images: dual flash clocked at 96 Hz, triple flash clocked at 144 Hz. According to another particular embodiment of the invention illustrated in FIG. 6, the power supply module 21 is an autonomous battery. The control module 24 then comprises an additional automatic signaling module 242 for lowering the level of the voltage U delivered by the battery.
Ce module de signalisation automatique 242 est actif uniquement lorsque le film n'a pas encore débuté, c'est-à-dire lorsque le module de détection 19 ne détecte aucun signal de synchronisation 20. Le module de commutation et de conversion 241 est dans ce cas inactif car aucun signal de commande Sl n'est reçu sur son entrée de commande C. Le module de signalisation automatique 242 se substitue alors au module de commutation et de conversion 241 pour commander le module de mise en forme 25.This automatic signaling module 242 is active only when the film has not yet started, that is to say when the detection module 19 does not detect any synchronization signal 20. The switching and conversion module 241 is in this case inactive because no control signal Sl is received on its control input C. The automatic signaling module 242 then replaces the switching and conversion module 241 for controlling the shaping module 25.
Ainsi, dès que le niveau de tension U de la batterie passe sous un seuil Ul prédéterminé, le module de signalisation automatique 242 génère alors un signal de commande S2' et une tension utile V en forme de créneau basse fréquence perceptible. La tension utile V et le signal S2' sont respectivement fournies sur l'entrée E' et la commande C du module de mise en forme 25. Le signal de commande S2' sert notamment à commander le module de mise en forme 25, de façon que ledit module de mise en forme 25 restitue en sortie S' ladite tension utile V à ladite cellule 17. La lunette 10 de visualisation produit alors un battement basse fréquence perceptible indiquant la fin de vie de la batterie autonome.Thus, as soon as the voltage level U of the battery passes below a predetermined threshold U1, the automatic signaling module 242 then generates a control signal S2 'and a useful voltage V in the form of a perceptible low frequency slot. The useful voltage V and the signal S2 'are respectively provided on the input E' and the control C of the shaping module 25. The control signal S2 'serves in particular to control the shaping module 25, so as to said forming module 25 outputs S 'said useful voltage V to said cell 17. The viewing bezel 10 then produces a perceptible low frequency beat indicating the end of life of the autonomous battery.
Ainsi, la présente invention propose une lunette 10 de visualisation en trois dimensions à base d'un cristal liquide rapide de type gel smectique ferroélectrique (PSFLC) adapté aux temps de commutation rapide. Avantageusement, la lunette 10 de visualisation de la présente invention est transparente pour l'utilisateur dès lors que la projection n'a pas encore débutée (ou encore (mode veille), c'est-à-dire lorsque le cristal liquide 18 de la cellule 17 ne commute pas.Thus, the present invention provides a three-dimensional viewing bezel based on a ferroelectric smectic gel type fast liquid crystal (PSFLC) adapted to fast switching times. Advantageously, the viewing window 10 of the present invention is transparent to the user since the projection has not yet started (or still (standby mode), that is to say when the liquid crystal 18 of the cell 17 does not switch.
Particulièrement, l'utilisation du cristal liquide de type gel PSFLC permet de concevoir une lunette 10 de visualisation robuste adaptée à un nombre important de manipulations.In particular, the use of the PSFLC gel type liquid crystal makes it possible to design a robust viewing screen 10 adapted to a large number of manipulations.
De manière intéressante, la lunette 10 de visualisation est active uniquement lorsque le signal de synchronisation 20 émis par le projecteur est détecté, c'est-à-dire lorsque le film a déjà débuté. Hors ce régime, la consommation est quasi nulle. La durée de vie de la lunette 10 de visualisation est donc augmentée dans le cas de l'utilisation d'une batterie d'alimentation autonome.Interestingly, the viewing window 10 is active only when the sync signal 20 emitted by the projector is detected, i.e. when the movie has already started. Outside this regime, consumption is almost zero. The life of the viewing bezel 10 is therefore increased in the case of the use of a battery autonomous power supply.
La présente invention permet en outre le signalement automatique de la baisse de niveau de la charge de la batterie autonome d'alimentation au moyen d'un clignotement basse fréquence de la lunette 10 de visualisation. Il est alors possible d'anticiper la défaillance d'une lunette de visualisation et la retirer du lot de lunettes disponibles pour l'utilisateur.The present invention further allows the automatic reporting of the lowering of the level of the charge of the autonomous power supply battery by means of a Low frequency flashing of the viewing bezel. It is then possible to anticipate the failure of a viewing telescope and remove it from the set of glasses available to the user.
Avantageusement, la simplicité de conception de la lunette 10 de visualisation permet de limiter les coûts de fabrication. Notamment, il n'est pas nécessaire de disposer d'un commutateur marche/arrêt et le nombre nécessaire de polariseurs est réduit. Advantageously, the simplicity of design of the viewing window 10 makes it possible to limit manufacturing costs. In particular, it is not necessary to have an on / off switch and the necessary number of polarizers is reduced.

Claims

REVENDICATIONS
1. Lunette (10) de visualisation en trois dimensions de contenus vidéo numériques émis par un projecteur, ladite lunette comprenant : une unique cellule (17) comprenant des premier et second substrats (14, 15) disposés en regard l'un de l'autre pour former un espace libre; un cristal liquide (18) placé dans ledit espace libre et utilisé dans une configuration de lame demi onde; un premier polariseur rectiligne (12) d'axe de polarisation Pl adapté à polariser une lumière en provenance dudit projecteur et disposé sur une première surface externe (141) du premier substrat (14) de la cellule1. Bezel (10) for three-dimensional viewing of digital video contents emitted by a projector, said telescope comprising: a single cell (17) comprising first and second substrates (14, 15) arranged facing one of the another to form a free space; a liquid crystal (18) placed in said free space and used in a half wave plate configuration; a first linear polarization plane polarizer Pl adapted to polarize light from said projector and disposed on a first external surface (141) of the first substrate (14) of the cell
(17), ladite lunette (10) de visualisation étant caractérisée en ce que : un second polariseur rectiligne (13) d'axe de polarisation P2 est disposé sur une seconde surface externe (152) du second substrat (15), lesdits axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs(17), said viewing bezel (10) being characterized in that: a second linear polarization axis polarizer P2 (13) is disposed on a second outer surface (152) of the second substrate (15), said axes of polarization P1 and P2 of the first and second polarizers
(12, 13) étant parallèles ou perpendiculaires entre eux, le cristal liquide (18) comporte des premières et secondes zones distinctes (181, 182) situées chacune en regard d'un axe de vision, droit et gauche respectivement, la première zone (181) comportant un premier directeur (D 181) et la seconde zone (182) comportant un second directeur (D 182), lesdits premier et second directeurs (D 181, D182) :(12, 13) being parallel or perpendicular to one another, the liquid crystal (18) has first and second distinct zones (181, 182) each located opposite an axis of vision, right and left respectively, the first zone ( 181) comprising a first director (D 181) and the second zone (182) comprising a second director (D 182), said first and second directors (D 181, D182):
* étant symétriques et formant chacun un angle β par rapport à une première direction B 1 définie comme la bissectrice des deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) respectivement, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) sont perpendiculaires entre eux, * ou étant symétriques et formant chacun un angle β par rapport à une deuxième direction B2 faisant un angle de 45° par rapport à un axe commun de polarisation P des premier et second polariseurs (12, 13), si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) sont parallèles entre eux,* being symmetrical and each forming an angle β with respect to a first direction B 1 defined as the bisector of the two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers (12, 13) respectively, if said two axes of polarization P1 and P2 first and second polarisers (12, 13) are perpendicular to one another, * or being symmetrical and each forming an angle β with respect to a second direction B2 making an angle of 45 ° with respect to a common polarization axis P of the first and second polarizers (12, 13), if said two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers (12, 13) are parallel to each other,
* ou étant symétriques et formant chacun un angle π/2-β par rapport à une troisième direction B3 perpendiculaire à la bissectrice des deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) respectivement, si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) sont perpendiculaires entre eux,* or being symmetrical and each forming an angle π / 2-β with respect to a third direction B3 perpendicular to the bisector of the two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers (12, 13) respectively, if said two axes of polarization P1 and P2 of the first and second polarizers (12, 13) are perpendicular to one another,
* ou étant symétriques et formant chacun un angle π/2-β par rapport à une quatrième direction B4 faisant un angle de -45° par rapport à un axe commun de polarisation P des premier et second polariseurs (12, 13), si lesdits deux axes de polarisation Pl et P2 des premier et second polariseurs (12, 13) sont parallèles entre eux.* or being symmetrical and each forming an angle π / 2-β with respect to a fourth direction B4 making an angle of -45 ° with respect to a common polarization axis P of the first and second polarizers (12, 13), if said two polarization axes P1 and P2 of the first and second polarizers (12, 13) are parallel to each other.
2. Lunette (10) de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cristal liquide (18) possède un angle de tilt intrinsèque α compris entre2. Bezel (10) for viewing according to claim 1, characterized in that the liquid crystal (18) has an intrinsic tilt angle α between
15° et 30°. 15 ° and 30 °.
3. Lunette (10) de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cristal liquide (18) possède un angle de tilt intrinsèque α compris entre3. Bezel (10) for viewing according to claim 1, characterized in that the liquid crystal (18) has an intrinsic tilt angle α between
21,5° et 23,5°.21.5 ° and 23.5 °.
4. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit angle β est compris entre 15° et 30°.4. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said angle β is between 15 ° and 30 °.
5. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit angle β est compris entre 21,5° et 23,5°. 5. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said angle β is between 21.5 ° and 23.5 °.
6. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cristal liquide (18) est du type gel smectique ferroélectrique (FLC).6. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid crystal (18) is ferroelectric smectic gel type (FLC).
7. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cristal liquide (18) est du type gel smectique ferroélectrique stabilisé par un polymère (PSFLC).7. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid crystal (18) is of the polymer stabilized ferroelectric smectic gel type (PSFLC).
8. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les premier et second substrats (14, 15) sont flexibles. 8. Bezel (10) display according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first and second substrates (14, 15) are flexible.
9. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les premier et second substrats (14,15) sont non flexibles.9. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first and second substrates (14,15) are non-flexible.
10. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le premier substrat (14) est confondu avec le premier polariseur (12) et/ou en ce que le second substrat10. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the first substrate (14) is merged with the first polarizer (12) and / or in that the second substrate
(15) est confondu avec le second polariseur (13).(15) coincides with the second polarizer (13).
11. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de mise sous tension (30) de la cellule (17) comprenant : - un module de détection (19) d'un signal de synchronisation (20) en provenance du projecteur ; un module d'alimentation (21) du module de détection (19) et de la cellule (17), un module de commande (24) comprenant un module de commutation et de conversion (241) relié au module d'alimentation (21) et à ladite cellule (17), ledit module de commutation et de conversion (241) étant commandé par ledit module de détection (19) pour alimenter sous une tension utile V ladite cellule (17) si le signal de synchronisation (20) est détecté par le module de détection (19).11. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a device for energizing (30) the cell (17) comprising: - a detection module (19) ) a synchronization signal (20) from the projector; a power module (21) of the detection module (19) and of the cell (17), a control module (24) comprising a switching and conversion module (241) connected to the power supply module (21) and said cell (17), said switching and conversion module (241) being controlled by said detection module (19) to power under a voltage V said cell (17) if the synchronization signal (20) is detected by the detection module (19).
12. Lunette (10) de visualisation selon la revendication 11, caractérisée en ce que : - le module de commande (24) et le module de détection (19) sont reliés à un module de mise en forme (25) de ladite tension utile V délivrée par le module de commande (24) et, ladite cellule (17) est reliée au module de commande (24) par l'intermédiaire du module de mise en forme (25), - ledit module de mise en forme (25) est adapté à générer une tension d'adressage (22) en créneau à la fréquence du signal de synchronisation (20).12. Bezel (10) for viewing according to claim 11, characterized in that: - the control module (24) and the detection module (19) are connected to a shaping module (25) of said useful voltage V delivered by the control module (24) and said cell (17) is connected to the control module (24) via the shaping module (25), - said shaping module (25) is adapted to generate a slot addressing voltage (22) at the frequency of the synchronization signal (20).
13. Lunette (10) de visualisation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le module de commande (24) comprend en outre un module de mise en forme d'une tension U délivrée par le module d'alimentation (21), ledit module de mise en forme étant relié au module de commutation et de conversion (241) et au module de détection (19) de façon à générer une tension d'adressage en créneau à la fréquence du signal de synchronisation (20). 13. Bezel (10) for viewing according to claim 11, characterized in that the control module (24) further comprises a module for shaping a voltage U delivered by the supply module (21), said shaping module being connected to the switching and conversion module (241) and the detection module (19) so as to generate a slot addressing voltage at the frequency of the synchronization signal (20).
14. Lunette (10) de visualisation selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que le module d'alimentation (21) est une batterie autonome.14. Bezel (10) for viewing according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the power supply module (21) is a self-contained battery.
15. Lunette (10) de visualisation selon la revendication 14, caractérisée en ce que le module de commande (24) comporte en outre un module de signalement automatique (242) de la baisse de charge de la batterie.15. Bezel (10) display according to claim 14, characterized in that the control module (24) further comprises an automatic signaling module (242) of the drop in charge of the battery.
16. Lunette (10) de visualisation selon les revendications 14 et 15, caractérisée en ce que lorsque le module de détection (19) ne détecte pas de signal de synchronisation (20) et lorsqu'une baisse de charge de la batterie est détectée par le module de signalement automatique (242), ledit module de signalement automatique (242) : délivre une tension utile (V) en créneau à une basse fréquence perceptible sur l'entrée du module de mise en forme (25) et, délivre simultanément un signal de commande (S2') pour commander ledit module de mise en forme (25), de façon que ledit module de mise en forme (25) restitue ladite tension utile (V) à ladite cellule (17). 16. Bezel (10) for viewing according to claims 14 and 15, characterized in that when the detection module (19) does not detect a synchronization signal (20) and when a drop in charge of the battery is detected by the automatic signaling module (242), said automatic signaling module (242): delivers a slot-shaped useful voltage (V) at a noticeable low frequency to the input of the shaping module (25) and delivers simultaneously a control signal (S2 ') for controlling said shaping module (25), so that said shaping module (25) renders said useful voltage (V) to said cell (17).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101255711B1 (en) * 2010-07-02 2013-04-17 엘지디스플레이 주식회사 3d image display device and driving method thereof
FR3139635A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-15 D-Opto Active glasses system for facilitating reading, and corresponding method.

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06211418A (en) * 1993-01-20 1994-08-02 Hitachi Ltd Sorting device for paper sheet
GB2317524A (en) * 1996-09-19 1998-03-25 Sharp Kk Three dimensional stereoscopic projection display
US6252624B1 (en) * 1997-07-18 2001-06-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Three dimensional display
GB2331883A (en) * 1997-11-26 1999-06-02 Sharp Kk Dual image viewing system
JP2000284224A (en) * 1999-03-30 2000-10-13 Idemitsu Kosan Co Ltd Stereoscopic image display system
TW548487B (en) * 2001-05-07 2003-08-21 Vrex Inc Single cell liquid crystal shutter glasses
JP2004302315A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Fujitsu Display Technologies Corp Liquid crystal display device
FR2914755B1 (en) * 2007-04-03 2009-12-04 Groupe Ecoles Telecomm METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRO-OPTIC CELL BASED ON PSFLC AND / OR PSAFLC, ELECTRO-OPTIC CELL, DEVICE AND HELMET CORRESPONDING

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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