FR2678746A1

FR2678746A1 - Image protection system having adjustable directivity

Info

Publication number: FR2678746A1
Application number: FR9108480A
Authority: FR
Inventors: Barbier Bruno; Lach Patrick
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2011-07-05
Also published as: FR2678746B1

Abstract

The invention relates to systems for projecting an image onto a projection screen (EPC) operating in transmission. The invention resides in the fact that, in order to maintain maximum brightness at the image in the case of observation offset by an angle alpha with respect to the normal to the screen EPC, provision is made for using two deviating mirrors (M1) and (M2) which are placed between an objective (lens) (OBJ) and the screen (EPC) and which are associated with means for rotating the mirror (M1) on itself about the horizontal axis passing through the point (P) and moving the mirror (M2) tangentially to the ellipse (ELI) of foci (P) and (I). The invention is applicable in systems for projecting television images by means of deviating mirrors.

Description

SYSTEME DE PROJECTION D'IMAGE
A DIRECTIVITE AJUSTABLE
La présente invention concerne un système de projection d'une image d'un objet sur un écran de projection, comportant un objectif qui a un grandissement linéaire r et qui détermine la propagation de l'énergie lumineuse de l'objet à l'objectif puis à l'écran pour arriver dans le demi-espace d'observation.IMAGE PROJECTION SYSTEM
ADJUSTABLE DIRECTIVITY
The present invention relates to a system for projecting an image of an object onto a projection screen, comprising an objective which has a linear magnification r and which determines the propagation of the light energy from the object to the objective then on the screen to arrive in the observation half-space.

Les systèmes de projection sont bien connus, l'optique de projection et l'observateur étant de part et d'autre d'un écran de projection fonctionnant en transmission, lequel est à base de matériaux partiellement diffusants, partiellement transparents; ainsi l'image obtenue sur l'écran de projection est observable à partir de plusieurs positions d'observation et non pas seulement dans la direction de l'axe optique.Projection systems are well known, the projection optics and the observer being on either side of a projection screen operating in transmission, which is based on partially diffusing, partially transparent materials; thus the image obtained on the projection screen can be observed from several observation positions and not only in the direction of the optical axis.

Toutefois, pour chaque point de l'image projetée, la luminance est maximale dans la direction d'incidence du rayonnement lumineux en provenance de l'objectif; cette direction ne correspond à la direction utile à l'observateur, positionné face au centre de l'écran, que pour le centre de l'image et le système devient difficilement utilisable hors d'une salle à environnement lumineux faible.However, for each point of the projected image, the luminance is maximum in the direction of incidence of the light radiation coming from the objective; this direction corresponds to the direction useful to the observer, positioned facing the center of the screen, only for the center of the image and the system becomes difficult to use outside of a room with poor light environment.

Pour uniformiser cette direction de la luminance maximale pour tous les points de l'image, on adjoint généralement à l'arrière de l'écran une lentille de champ qui rabat les rayons lumineux avant leur arrivée sur l'écran; cette lentille de champ ne modifie pas l'image pourvu qu'elle soit suffisamment proche de l'écran.To standardize this direction of maximum luminance for all the points of the image, a field lens is generally added to the rear of the screen which bends the light rays before their arrival on the screen; this field lens does not modify the image as long as it is close enough to the screen.

Une disposition classique consiste à choisir la distance focale Fch de cette lentille de champ égale à la distance objectif-écran de façon que la direction de luminance maximale soit celle de la normale à l'écran pour tous les points de l'image. Les rayons utilisés par un observateur face à l'écran, à une distance suffisamment grande ayant tous cette direction, la luminance perçue est maximale pour toute l'image.A conventional arrangement consists in choosing the focal distance Fch of this field lens equal to the objective-screen distance so that the direction of maximum luminance is that of the normal on the screen for all the points of the image. The rays used by an observer facing the screen, at a sufficiently large distance all having this direction, the perceived luminance is maximum for the whole image.

Une deuxième disposition consiste à choisir la distance focale de la lentille de champ telle que l'image P' de la pupille de sortie P de l'objectif soit proche de l'emplacement habituel de l'observateur; la disposition classique précédente est donc un cas particulier de cette deuxième disposition, pour lequel la pupille de sortie P' est à l'infini.A second arrangement consists in choosing the focal distance of the field lens such that the image P 'of the exit pupil P of the objective is close to the usual location of the observer; the preceding conventional arrangement is therefore a special case of this second arrangement, for which the exit pupil P 'is at infinity.

L'utilisation de ce type d'écran de projection à lentille de champ intégrée suppose une position ou une direction d'observation fixe. Lorsque l'observateur s'éloigne de la pupille de sortie, la luminance d'une partie ou de la totalité de l'image projetée baisse.The use of this type of projection screen with integrated field lens supposes a fixed position or direction of observation. When the observer moves away from the exit pupil, the luminance of part or all of the projected image decreases.

Dans le cas où l'objet est une valve optique, la direction d'incidence d'un rayon sur l'écran de projection pour chaque point de l'image projetée est liée à la direction du rayon conjugué sur la valve optique.In the case where the object is an optical valve, the direction of incidence of a ray on the projection screen for each point of the projected image is linked to the direction of the ray conjugated on the optical valve.

Lorsque l'incidence moyenne d'éclairement sur la valve optique passe de zéro à a, l'incidence moyenne sur l'image projetée varie de a/r,
Ce procédé a plusieurs inconvénients, notamment - il nécessite une forte variation d'incidence sur la
valve optique pour avoir une variation notable de
directivité, à cause du facteur l/r, - quand la valve optique est un afficheur à cristal
liquide, la directivité de l'image projetée est
modifiée mais elle est accompagnée d'une modification
du contraste et des caractéristiques photocolorimé
triques de l'image.When the average incidence of illumination on the light valve goes from zero to a, the average incidence on the projected image varies from a / r,
This process has several drawbacks, in particular - it requires a large variation in incidence on the
optical valve to have a noticeable variation of
directivity, due to the factor l / r, - when the optical valve is a crystal display
liquid, the directivity of the projected image is
modified but it is accompanied by a modification
contrast and photocolored features
image triques.

La présente invention a pour but de permettre de faire varier la directivité du système de projection et ainsi de pouvoir conserver l'image projetée sans dégradation lorsque la direction d'observation change.The object of the present invention is to make it possible to vary the directivity of the projection system and thus to be able to keep the projected image without degradation when the direction of observation changes.

Selon la présente invention, un système de projection sur un écran fonctionnant en transmission ou en réflexion est particulièrement remarquable en ce que pour conserver une luminance maximale pour une observation décalée d'un angle a par rapport à la normale à l'écran, le système est pourvu de moyens agencés pour modifier l'incidence de l'axe optique de projection sur l'écran de projection, l'axe optique de projection étant défini par le rayon qui relie le centre de l'objectif au centre de l'écran de projection.According to the present invention, a projection system on a screen operating in transmission or in reflection is particularly remarkable in that in order to maintain a maximum luminance for an observation offset by an angle a with respect to the normal on the screen, the system is provided with means arranged to modify the incidence of the optical projection axis on the projection screen, the optical projection axis being defined by the radius which connects the center of the lens to the center of the projection screen projection.

Ainsi, la mise au point et le grandissement r au centre de l'image sont conservés. Le défaut de mise au point du reste de l'image est compensé par une rotation d'angle a/(r-l) de l'objectif sur lui-même ou une rotation de a/r de l'objet sur lui-même.Thus, the focus and magnification r in the center of the image are preserved. The defect in focusing of the rest of the image is compensated by a rotation of angle a / (r-l) of the lens on itself or a rotation of a / r of the object on itself.

Préférentiellement, les moyens pour modifier l'incidence de l'axe optique de projection sur l'écran de projection comprennent un premier et un deuxième miroirs de renvoi situés entre l'objectif et l'écran, l'axe optique se réfléchissant en un point P pour le premier miroir et en un point Q sur le deuxième miroir avant d'arriver en un point I de l'écran.Preferably, the means for modifying the incidence of the optical projection axis on the projection screen comprise first and second reflecting mirrors situated between the objective and the screen, the optical axis being reflected at a point. P for the first mirror and at a point Q on the second mirror before arriving at a point I on the screen.

La présente invention est particulièrement remarquable en ce que lesdits moyens sont réalisés par la coopération d'une part d'une rotation dudit premier miroir autour d'un axe passant par P et, d'autre part, d'un déplacement dudit deuxième miroir tel qu'il reste constamment tangent en un point Qa à une ellipse passant par Q et dont les foyers sont les points P et I.The present invention is particularly remarkable in that said means are produced by the cooperation on the one hand of a rotation of said first mirror around an axis passing through P and, on the other hand, of a displacement of said second mirror such that it remains constantly tangent at a point Qa to an ellipse passing through Q and whose foci are points P and I.

On sait que la somme des distances d'un point d'une ellipse à chaque foyer est constante et ainsi la distance du centre de l'image projetée à l'objectif est conservée de façon à ne pas modifier la mise au point et le grandissement du centre de l'image.We know that the sum of the distances from a point of an ellipse to each focal point is constant and thus the distance from the center of the image projected to the objective is kept so as not to modify the focus and the magnification. from the center of the image.

De plus, on sait que la tangente en un point quelconque d'une ellipse est la bissectrice extérieure de l'angle formé par les deux rayons de l'ellipse allant de ce point aux deux foyers. Ainsi, le rayon lumineux porté par ces deux rayons constitue l'axe optique du système, lequel arrive toujours au centre de l'écran.In addition, we know that the tangent at any point of an ellipse is the external bisector of the angle formed by the two rays of the ellipse going from this point to the two foci. Thus, the light ray carried by these two rays constitutes the optical axis of the system, which always arrives at the center of the screen.

Ainsi l'invention permet, sans perte de mise au point ou de qualité d'image, d'ajuster la direction de la luminance maximale en fonction de la position du ou des observateurs.Thus, the invention allows, without loss of focus or image quality, to adjust the direction of the maximum luminance as a function of the position of the observer (s).

La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple non limitatif illustré par des dessins - la figure 1 représente un système de projection connu; - la figure 2 est un schéma de réalisation de principe
expliquant 1' invention; - les figures 3 et 4 représentent des systèmes de
projection connus; - la figure 5 représente un système compact connu
comportant deux miroirs; - la figure 6 représente la réalisation d'un système
compact conforme à l'invention.The present invention will be better understood with the aid of a nonlimiting example illustrated by drawings - FIG. 1 represents a known projection system; - Figure 2 is a schematic embodiment diagram
explaining the invention; - Figures 3 and 4 show systems of
known projection; - Figure 5 shows a known compact system
with two mirrors; - Figure 6 shows the construction of a system
compact according to the invention.

- la figure 7 représente une partie plus détaillée de la
figure 6 mais orientée différemment.- Figure 7 shows a more detailed part of the
Figure 6 but oriented differently.

Sur la figure l, un observateur OBS regarde un objet AB de centre J dont l'énergie lumineuse lui parvient le long de l'axe optique à travers un objectif OBJ de centre O et de grandissement linéaire r, une lentille de champ LCH de distance focale Fch et un écran de projection EPC de centre I fonctionnant en transmission; l'objet AB peut être constitué par un ou plusieurs afficheurs, tels qu'une valve optique ou un écran à cristal liquide, et une électronique de génération d'objet.In FIG. 1, an observer OBS looks at an object AB of center J whose light energy reaches it along the optical axis through an objective OBJ of center O and of linear magnification r, a field lens LCH of distance focal length Fch and a center EPC projection screen operating in transmission; the object AB can consist of one or more displays, such as an optical valve or a liquid crystal screen, and an electronic object generation.

Si l'observateur s'écarte de la normale à l'écran d'un angle a, il ne profite pas de la luminance maximale.If the observer deviates from the normal on the screen by an angle a, he does not benefit from the maximum luminance.

Sur la figure 2, les rayons utiles, issus de l'écran EPC sont ceux qui arrivent à l'oeil de l'observateur.In FIG. 2, the useful rays, coming from the EPC screen, are those which reach the eye of the observer.

Lorsque l'axe optique de l'objectif de projection OBJ est perpendiculaire à l'écran en son centre I, les rayons utiles issus de chaque point de l'image sont des rayons à luminance maximale qui convergent vers le centre de la pupille de sortie du système de projection.When the optical axis of the projection objective OBJ is perpendicular to the screen at its center I, the useful rays from each point of the image are rays at maximum luminance which converge towards the center of the exit pupil of the projection system.

Lorsque l'observateur OBS se déplace verticalement de la position C1 à la position C2, la direction d'émergence du rayon "principal" issu du centre de l'image est inclinée d'un angle a par rapport à la normale à l'écran.When the OBS observer moves vertically from position C1 to position C2, the direction of emergence of the "main" ray from the center of the image is inclined at an angle a with respect to the normal on the screen .

Si l'objectif de projection est déplacé de telle façon que la droite reliant le centre I de l'écran EPC au centre de la pupille de sortie soit inclinée de l'angle a, la pupille de sortie du système de projection se déplace symétriquement par rapport au centre de l'écran et il en résulte que l'ensemble des rayons à luminance maximale de l'image projetée tournent d'un angle a par rapport à la normale à l'écran de projection.If the projection lens is moved in such a way that the straight line connecting the center I of the EPC screen to the center of the exit pupil is inclined by the angle a, the exit pupil of the projection system moves symmetrically by relative to the center of the screen and it follows that all of the rays at maximum luminance of the projected image rotate at an angle a with respect to the normal to the projection screen.

Cette rotation d'angle a de l'ensemble objectifafficheur autour de l'axe horizontal, parallèle à l'écran et passant par son centre I, a les caractéristiques suivantes (a) elle conserve la position du centre de l'image
projetée, c'est-à-dire la mise au point; (b) elle conserve le grandissement transversal r du
centre de l'image projetée; (c) le plan de mise au point de l'image tourne d'un
angle a autour de l'axe horizontal parallèle à
l'écran et passant par son centre I; (d) le grandissement linéaire r n'est pas conservé en
dehors du centre de l'image.This angle rotation has the objective display unit around the horizontal axis, parallel to the screen and passing through its center I, has the following characteristics (a) it retains the position of the center of the image
projected, that is to say the development; (b) it retains the transverse magnification r of the
center of the projected image; (c) the image focus plane rotates by
angle a around the horizontal axis parallel to
the screen and passing through its center I; (d) the linear magnification r is not kept in
outside the center of the picture.

On peut corriger le défaut correspondant à la caractéristique (c) de deux façons - la première consiste à faire tourner l'afficheur d'un
angle a/r autour de l'axe horizontal, parallèle au
plan de l'afficheur et passant par son centre J comme
le montre la figure 3. Cette figure 3 indique la
rotation que doit subir l'objet AB pour que le plan de
mise au point de l'image A'B' tourne d'un angle a par
rapport à sa direction originelle.There are two ways to correct the fault corresponding to characteristic (c) - the first consists in rotating the display by one
angle a / r around the horizontal axis, parallel to
plan of the display and passing through its center J as
shown in Figure 3. This Figure 3 shows the
rotation that the object AB must undergo so that the plane of
focus of image A'B 'rotates through an angle a by
compared to its original direction.

- la deuxième consiste à faire tourner l'objectif d'un
angle a/(r-l) autour d'un axe horizontal passant par
le point situé sur son axe optique et proche du point
nodal comme le montre la figure 4. Cette figure 4
indique la rotation que doit subir l'objectif OBJ pour
que le plan de mise au point de l'image A'B' de
l'objet AB tourne d'un angle a par rapport à sa
position originelle. Cette deuxième façon de
correction a pour conséquence d'introduire une très
faible translation verticale de l'image.- the second is to rotate the objective of a
angle a / (rl) around a horizontal axis passing through
the point on its optical axis and close to the point
nodal as shown in Figure 4. This Figure 4
indicates the rotation that the OBJ target must undergo for
that the focus plan of image A'B 'of
the object AB rotates at an angle a with respect to its
original position. This second way of
correction has the consequence of introducing a very
weak vertical translation of the image.

En dépit de ces deux corrections, le défaut (d) subsiste, savoir une distorsion dite en "trapèze" qui peut être corrigée "électroniquement" lors de l'inscription de l'image sur l'afficheur. La translation verticale précitée sera éventuellement incluse dans cette correction électronique.Despite these two corrections, the defect (d) remains, namely a so-called "trapezoid" distortion which can be corrected "electronically" when the image is entered on the display. The above-mentioned vertical translation will possibly be included in this electronic correction.

Pour réaliser la rotation d'angle a de l'ensemble objectif-afficheur de la figure 2, l'invention propose d'utiliser deux miroirs dont les mouvements sont combinés.To perform the angle rotation a of the lens-display assembly of FIG. 2, the invention proposes using two mirrors whose movements are combined.

Ces deux miroirs sont disposés, suivant un montage connu tel que représenté par la figure 5, de manière à réaliser un système de projection équivalent à celui de la figure 1 mais muni de deux miroirs M1 et M2, par exemple disposés à 450 par rapport à l'axe optique, pour obtenir un système plus compact; l'axe optique se réfléchit en un point P de M1 et en un point Q de M2 avant d'arriver en un point I de l'écran.These two mirrors are arranged, according to a known arrangement as shown in FIG. 5, so as to produce a projection system equivalent to that of FIG. 1 but provided with two mirrors M1 and M2, for example arranged at 450 relative to the optical axis, to obtain a more compact system; the optical axis is reflected at a point P of M1 and at a point Q of M2 before arriving at a point I on the screen.

Dans le système optique de la figure 5, la luminance maximale est obtenue pour un observateur placé suivant la normale à l'écran en son milieu I.In the optical system of FIG. 5, the maximum luminance is obtained for an observer placed according to the normal on the screen in its middle I.

Lorsque cet observateur se déplace d'un angle a par rapport à cette normale, l'invention propose de faire tourner le miroir Ml autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure au point P et de déplacer simultanément le miroir M2 suivant une courbe déterminée.When this observer moves at an angle a with respect to this normal, the invention proposes to rotate the mirror Ml around an axis perpendicular to the plane of the figure at point P and to simultaneously move the mirror M2 along a curve determined.

Cette courbe déterminée est une ellipse ELI passant par le point Q et dont les foyers sont les points P et I; l'ellipse est représentée partiellement en pointillé avec son grand axe GAX et son petit axe PAX; le déplacement du miroir M2 est tel qu'il reste toujours tangent à l'ellipse ELI en un point Qa déterminé par un rayon de l'ellipse issu de I et incliné d'un angle a sur l'axe optique initial.This determined curve is an ellipse ELI passing through the point Q and whose foci are the points P and I; the ellipse is shown partially in dotted lines with its major axis GAX and its minor axis PAX; the displacement of the mirror M2 is such that it always remains tangent to the ellipse ELI at a point Qa determined by a radius of the ellipse originating from I and inclined by an angle a on the initial optical axis.

Les propriétés géométriques de l'ellipse sont telles que d'une part, le rayon IQa se réfléchit sur M2 en passant nécessairement par P, et réciproquement le rayon PQa se réfléchit en passant par I et, d'autre part, la distance (PQa + QaI) est conservée et égale à (PQ + QI) quelle que soit la valeur de l'angle a. On peut observer que la cinématique du mouvement du miroir M2 n'est pas nécessairement telle que le point Qa soit physiquement le même que le point Q; en effet, le miroir M2 peut "rouler", voire "glisser", sur l'ellipse ELI.The geometric properties of the ellipse are such that on the one hand, the radius IQa is reflected on M2 necessarily passing through P, and conversely the radius PQa is reflected passing through I and, on the other hand, the distance (PQa + QaI) is kept and equal to (PQ + QI) regardless of the value of the angle a. It can be observed that the kinematics of the movement of the mirror M2 is not necessarily such that the point Qa is physically the same as the point Q; indeed, the M2 mirror can "roll" or even "slide" on the ELI ellipse.

Similairement au schéma de la figure 4, l'objectif est incliné d'un angle t/(r-1) pour que la mise au point soit conservée pour toute l'image sur l'écran quel que soit le décalage angulaire a de l'observateur.Similar to the diagram in Figure 4, the lens is tilted at an angle t / (r-1) so that the focus is retained for the entire image on the screen regardless of the angular offset a of l 'observer.

Pour corriger cette mise au point, il est également proposé, conformément à la figure 3, d'incliner l'afficheur d'un angle a/r.To correct this adjustment, it is also proposed, in accordance with FIG. 3, to tilt the display by an angle a / r.

Ainsi le système de visualisation en projection selon l'invention décrite, et notamment représentée sur la figure 6, possède une directivité ajustable.Thus the projection display system according to the invention described, and in particular shown in FIG. 6, has an adjustable directivity.

Le schéma de la figure 7, qui détaille une partie de la figure 6 mais avec une orientation différente, permet de définir la rotation du miroir M1 et la position du point de tangence Q du miroir M2 sur l'ellipse ELI en fonction de l'angle a de l'observateur OBS par rapport à la normale à l'écran EPC en son centre I.The diagram in FIG. 7, which details part of FIG. 6 but with a different orientation, makes it possible to define the rotation of the mirror M1 and the position of the point of tangency Q of the mirror M2 on the ellipse ELI as a function of the angle a of the observer OBS with respect to the normal to the screen EPC in its center I.

A chaque valeur de l'angle a ne correspondent qu'une valeur d'angle de rotation du miroir M1 et qu'une position du point de tangence Qa du miroir M2 sur l'ellipse ELI.To each value of the angle a correspond only one value of angle of rotation of the mirror M1 and only one position of the point of tangency Qa of the mirror M2 on the ellipse ELI.

La position angulaire du point Qa est repérée par l'un des deux angles P1, et ss2 que forme respectivement chacun des segments de droite Qa et QaI avec le grand axe GAX de l'ellipse ELI. Quand Qa est en position Q, c'est-à-dire quant a = O, ces deux angles ont pour valeurs respectives P1 et P2
Si l'on pose S = P1 - Pla (1) l'angle de rotation du miroir M1, c'est-à-dire l'angle formé par la position M1 qui réfléchit le rayon OP suivant la direction PQQ et par la position originelle M1 qui réfléchit OP suivant la direction PQ, a donc pour valeur 5/2. The angular position of the point Qa is identified by one of the two angles P1, and ss2 that each of the line segments Qa and QaI respectively forms with the major axis GAX of the ellipse ELI. When Qa is in position Q, i.e. as for a = O, these two angles have the respective values P1 and P2
If we set S = P1 - Pla (1) the angle of rotation of the mirror M1, that is to say the angle formed by the position M1 which reflects the radius OP in the direction PQQ and by the position original M1 which reflects OP in the direction PQ, therefore has the value 5/2.

Par ailleurs, dans une ellipse, on sait que - la longueur 2a du grand axe GAX de l'ellipse ELI est
donnée par
2a = PQ + QI (2) - la distance 2c entre les foyers P et I de l'ellipse
est donnée par
2c = PI - la longueur 2b du petit axe PAX de l'ellipse est
donnée par
a2 = b2 + c2, et - l'excentricité e de l'ellipse est donnée par
e = c/a
En prenant pour pôle un des foyers et pour axe polaire le grand axe convenablement orienté, l'équation polaire de l'ellipse est donnée par r = p/(l + e.cose) qui relie entre elles les coordonnées polaires r et e de chaque point de l'ellipse, sachant que p = b2/a.Furthermore, in an ellipse, we know that - the length 2a of the major axis GAX of the ellipse ELI is
given by
2a = PQ + QI (2) - the distance 2c between the focal points P and I of the ellipse
is given by
2c = PI - the length 2b of the minor axis PAX of the ellipse is
given by
a2 = b2 + c2, and - the eccentricity e of the ellipse is given by
e = c / a
By taking one of the focal points for pole and the suitably oriented major axis for polar axis, the polar equation of the ellipse is given by r = p / (l + e.cose) which connects the polar coordinates r and e of each point of the ellipse, knowing that p = b2 / a.

En appliquant cette équation polaire au point Qa successivement pour chacun des foyers P et I, on obtient PQα = p/(1 - e.cos ss1α) pour le foyer P, et IQQ = p/(l - e.cos ss2a) pour le foyer Q.By applying this polar equation to point Qa successively for each of the foci P and I, we obtain PQ α = p / (1 - e.cos ss1 α) for focus P, and IQQ = p / (l - e.cos ss2a) for focus Q.

Alors la relation (2) peut s'écrire [p/(î - e.cos ss1α)] + [p/(1 - e.cos ss2α)] = 2a (3)
Sachant que ss2α = P2 + a (4) la relation (3) permet de calculer la valeur correspondante Pla en fonction de P2 et a et donc de calculer ensuite s par la relation (1).Then the relation (2) can be written [p / (î - e.cos ss1 α)] + [p / (1 - e.cos ss2 α)] = 2a (3)
Knowing that ss2 α = P2 + a (4) the relation (3) allows to calculate the corresponding value Pla as a function of P2 and a and therefore to calculate then s by the relation (1).

L'angle de rotation du miroir M1 est alors donné par 5/2. La position Qa du miroir M2 sur l'ellipse ELI est repérée, par exemple par l'angle P2a donné par la relation (4).The angle of rotation of the mirror M1 is then given by 5/2. The position Qa of the mirror M2 on the ellipse ELI is identified, for example by the angle P2a given by the relation (4).

Le procédé de calcul défini ci-dessus permet donc, pour chaque valeur de a, de calculer la position du point Qa sur l'ellipse (angle ss2a) ainsi que la rotation 6/2 du miroir M1. Ces couples (P2a, 6/2) par valeur de a peuvent être enregistrées dans une mémoire MEM (figure 6) où elles sont adressées par les valeurs de a.The calculation method defined above therefore makes it possible, for each value of a, to calculate the position of the point Qa on the ellipse (angle ss2a) as well as the 6/2 rotation of the mirror M1. These pairs (P2a, 6/2) by value of a can be saved in a memory MEM (FIG. 6) where they are addressed by the values of a.

Chaque valeur d'un couple (P2a, 6/2) est fournie à un organe de manoeuvre ORM2 et ORM1 qui commande respectivement la position du miroir M2 et du miroir M1, commande symbolisée par les flèches FM2 et FMI.Each value of a pair (P2a, 6/2) is supplied to an operating member ORM2 and ORM1 which respectively controls the position of the mirror M2 and the mirror M1, command symbolized by the arrows FM2 and FMI.

Au lieu d'effectuer un pré-enregistrement des couples de valeurs (P2a, 6/2) pour les différentes valeurs de a possibles, les calculs définis ci-dessus peuvent être réalisés en temps réel par un microprocesseur convenablement programmé à cet effet.Instead of pre-recording the pairs of values (P2a, 6/2) for the different possible values of a, the calculations defined above can be performed in real time by a microprocessor suitably programmed for this purpose.

L'invention a été décrite dans une application à un écran de projection EPC fonctionnant en transmission; cependant, l'invention s'applique également dans le cas d'un écran de projection fonctionnant en réflexion, c'est-à-dire dans le cas où l'observateur OBS serait situé, sur la figure 6, de l'autre côté de l'écran EPC. The invention has been described in an application to an EPC projection screen operating in transmission; however, the invention also applies in the case of a projection screen operating in reflection, that is to say in the case where the observer OBS is located, in FIG. 6, on the other side of the EPC screen.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système de projection d'une image d'un objet sur un écran de projection EPC fonctionnant en transmission ou en réflexion, comportant un objectif qui a un grandissement linéaire transversal r et qui détermine la propagation de l'énergie lumineuse de l'objet à l'objectif (OBJ) puis à l'écran (EPC) pour arriver dans le demi-espace d'observation, caractérisé en ce que pour conserver une luminance maximale pour une observation décalée d'un angle a par rapport à la normale à l'écran de projection, le système est pourvu de moyens (M1, M2) agencés pour modifier l'incidence de l'axe optique de projection sur l'écran de projection, ledit axe étant défini par le rayon reliant le centre de l'objectif (OBJ) au centre de l'écran de projection (EPC).1. System for projecting an image of an object onto an EPC projection screen operating in transmission or in reflection, comprising an objective which has a transverse linear magnification r and which determines the propagation of the light energy of the object to the objective (OBJ) then to the screen (EPC) to arrive in the observation half-space, characterized in that to maintain a maximum luminance for an observation offset by an angle a relative to the normal to the projection screen, the system is provided with means (M1, M2) arranged to modify the incidence of the optical projection axis on the projection screen, said axis being defined by the radius connecting the center of the objective (OBJ) in the center of the projection screen (EPC).

2. Système de projection selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour modifier l'incidence de l'axe optique de projection comprennent un premier miroir de renvoi (M1) et un deuxième miroir de renvoi (M2) situés entre l'objectif (OBJ) et l'écran (EPC), l'axe optique se réfléchissant en un point P sur le premier miroir (M1) et en un point Q sur le deuxième miroir (M2) avant d'arriver en un point I de l'écran (EPC), caractérisé en ce que lesdits moyens de modification de l'incidence de l'axe optique de projection sont réalisés par la coopération, d'une part, d'une rotation dudit premier miroir (M1) autour d'un axe passant par P et, d'autre part d'un déplacement dudit deuxième miroir (M2) tel qu'il reste constamment tangent en un point Qa à une ellipse (ELI) passant par Q et dont les foyers sont les points P et I. 2. Projection system according to claim 1, characterized in that said means for modifying the incidence of the optical projection axis comprise a first deflection mirror (M1) and a second deflection mirror (M2) located between the objective (OBJ) and the screen (EPC), the optical axis reflecting at a point P on the first mirror (M1) and at a point Q on the second mirror (M2) before arriving at a point I of the screen (EPC), characterized in that said means for modifying the incidence of the optical projection axis are produced by the cooperation, on the one hand, of a rotation of said first mirror (M1) around an axis passing through P and, on the other hand, a displacement of said second mirror (M2) such that it remains constantly tangent at a point Qa to an ellipse (ELI) passing through Q and the focal points of which are points P and I.

3. Système de projection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens pour faire tourner l'objectif d'un angle cr/(r-l) sur lui-même afin de corriger le défaut de mise au point.3. projection system according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises means for rotating the objective of an angle cr / (rl) on itself in order to correct the defect of focus.

4. Système de projection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens pour faire tourner l'objet d'un angle a/r sur lui-même afin de corriger le défaut de mise au point.4. projection system according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises means for rotating the object by an angle a / r on itself in order to correct the defect in focusing. point.

5. Système de projection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'objet est constitué par un ou plusieurs afficheurs.5. Projection system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the object consists of one or more displays.

6. Système de projection selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'afficheur est une valve optique.6. Projection system according to claim 5, characterized in that the display is an optical valve.

7. Système de projection selon la revendication 6 caractérisé en ce que la valve optique est un afficheur à cristal liquide.7. Projection system according to claim 6 characterized in that the optical valve is a liquid crystal display.

8. Système de projection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un dispositif électronique de génération d'objet, caractérisé en ce que la déformation de l'image, distorsion en trapèze et/ou faible translation, engendrée par lesdits de modification de l'incidence de l'axe optique de projection sur l'écran de projection, est compensée par le dispositif électronique de génération de l'objet.8. projection system according to any one of claims 1 to 7, comprising an electronic object generation device, characterized in that the image deformation, trapezoidal distortion and / or low translation, caused by said de modification of the incidence of the optical projection axis on the projection screen, is compensated by the electronic object generation device.

9. Système de projection selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que - la position du point Qa sur ltellipse (ELI) est donnée9. Projection system according to any one of claims 2 to 8, characterized in that - the position of the point Qa on the ellipse (ELI) is given

par la position angulaire P2a du rayon IQa par rapport by the angular position P2a of the radius IQa with respect

au grand axe de l'ellipse (ELI) telle que to the major axis of the ellipse (ELI) such that

P2a = P2 + a (4) P2a = P2 + a (4)

avec a, la position angulaire de l'observateur (OBS) with a, the angular position of the observer (OBS)

par rapport à la normale à l'écran de projection (EPC) compared to normal on the projection screen (EPC)

et P2 la position angulaire du rayon IQa par rapport and P2 the angular position of the radius IQa with respect to

au grand axe de l'ellipse (ELI) lorsque l'axe optique to the major axis of the ellipse (ELI) when the optical axis

est perpendiculaire à l'écran (EPC) - la rotation 5/2 du premier miroir M1 est donnée par la is perpendicular to the screen (EPC) - the 5/2 rotation of the first mirror M1 is given by the

relation 6/2 = (ss1 - ss1α;)/2 relation 6/2 = (ss1 - ss1 α;) / 2

avec Pi, la position angulaire du rayon PQa par with Pi, the angular position of the radius PQa by

rapport au grand axe de l'ellipse ELI lorsque relation to the major axis of the ELI ellipse when

l'axe optique est perpendiculaire à l'écran the optical axis is perpendicular to the screen

EPC EPC

et la valeur de Pla donnée par la relation and the value of Pla given by the relation

[p/(1 - ecos ssla)] + [p/(1 - ecos ss2a)] = 2a (3) - dans laquelle la valeur de P2a est connue (relation 4) - 2a est la longueur du grand axe de l'ellipse (ELI), - 2b est la longueur du petit axe de l'ellipse (ELI) - p = b2/a - c est la distance entre les foyers P et I de [p / (1 - ecos ssla)] + [p / (1 - ecos ss2a)] = 2a (3) - in which the value of P2a is known (relation 4) - 2a is the length of the major axis of the ellipse (ELI), - 2b is the length of the minor axis of the ellipse (ELI) - p = b2 / a - c is the distance between the focal points P and I of

l'ellipse (ELI). the ellipse (ELI).

angle 6/2. angle 6/2.

rayon IQa soit égale à P2a - des moyens (ORM1) pour faire tourner le miroir M1 d'un radius IQa is equal to P2a - means (ORM1) to rotate the mirror M1 by

l'ellipse (ELI) de manière que la position polaire du the ellipse (ELI) so that the polar position of the

#/2 pour chaque valeur de a, - des moyens (ORM2) pour déplacer le miroir M2 sur # / 2 for each value of a, - means (ORM2) to move the mirror M2 onto

- e = c/a est 11 excentricité de l'ellipse (ELI)- e = c / a is 11 eccentricity of the ellipse (ELI)

10. Système de projection selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de modification de l'incidence de l'axe optique de projection comprennent - des moyens (MEM) pour connaître les valeurs de ss2 et10. Projection system according to claim 9, characterized in that the means for modifying the incidence of the optical projection axis comprise - means (MEM) for knowing the values of ss2 and

11. Système de projection selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (MEM) pour connaître les valeurs de ss2 et 5/2 pour chaque valeur de a sont constitués par une mémoire dans laquelle sont enregistrées les couples de valeurs (P2a, #/2) et qui est adressée par la valeur de a. 11. Projection system according to claim 10, characterized in that the means (MEM) for knowing the values of ss2 and 5/2 for each value of a are constituted by a memory in which the pairs of values (P2a, # / 2) and which is addressed by the value of a.

12. Système de projection selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (MEM) pour connaître les valeurs de ss2 et 5/2 pour chaque valeur de a sont constitués par un microprocesseur programmé pour calculer lesdites valeurs conformément aux relations de la revendication 9. 12. Projection system according to claim 10, characterized in that the means (MEM) for knowing the values of ss2 and 5/2 for each value of a are constituted by a microprocessor programmed to calculate said values in accordance with the relationships of claim 9.