FR2757669A1 - Systeme de visualisation et application a un systeme de traitement d'images - Google Patents
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Abstract
Ce système de visualisation comporte: - une première source lumineuse (S1); - une matrice (MM-LCD) d'écrans de modulation éclairés par la première source lumineuse et affichant des images; - un écran d'affichage électrooptique (XL) plan commandé par deux électrodes (PC, EL) situées sur les deux faces planes de l'écran, l'une des électrodes étant en matériau photoconducteur; - une première matrice (ML) de lentilles (Li) imageant la matrice d'écrans de modulation sur l'électrode en matériau photoconducteur (PC); - une deuxième source lumineuse (S2) éclairant l'écran d'affichage (XL) et permettant de visualiser les images transmises par la matrice d'écrans de modulation et la matrice de lentilles.
Description
SYSTEME DE VISUALISATION ET APPLICATION A UN SYSTEME DE
TRAITEMENT D'IMAGES
L'invention concerne un système de visualisation et notamment un système permettant l'affichage d'images de très grande résolution que ce soit en vision directe, en projection directe ou en rétroprojection.
TRAITEMENT D'IMAGES
L'invention concerne un système de visualisation et notamment un système permettant l'affichage d'images de très grande résolution que ce soit en vision directe, en projection directe ou en rétroprojection.
L'invention est applicable à un système de traitement d'images.
Les dispositifs de génération d'images sont classiquement de trois types
1) Proiecteurs à matrices à cristaux liquides : ils sont constitués d'un (ou plusieurs) écran plat matriciel composé d'éléments à cristaux liquides (LCD) dont la transparence est commandée par des signaux électriques. Cet écran modulateur est éclairé par une source lumineuse et la lumière transmise est projetée sur un écran à l'aide d'un objectif.
1) Proiecteurs à matrices à cristaux liquides : ils sont constitués d'un (ou plusieurs) écran plat matriciel composé d'éléments à cristaux liquides (LCD) dont la transparence est commandée par des signaux électriques. Cet écran modulateur est éclairé par une source lumineuse et la lumière transmise est projetée sur un écran à l'aide d'un objectif.
2) Proiecteurs à tube cathodique . ils sont constitués d'un ou plusieurs (en général trois) tubes cathodiques dont les images sont directement projetées sur l'écran.
Exemple: projecteur SONY
3) Proiecteurs à valves optiques pour ce dernier type de projecteurs, L'image issue d'un tube cathodique ou d'un écran est reformée sur une valve optique composée d'une couche de matériau photoconducteur et d'une couche de cristaux liquides. Une source lumineuse éclaire la couche de cristaux liquides et le faisceau lumineux spatialement modulé est projeté sur un écran.
3) Proiecteurs à valves optiques pour ce dernier type de projecteurs, L'image issue d'un tube cathodique ou d'un écran est reformée sur une valve optique composée d'une couche de matériau photoconducteur et d'une couche de cristaux liquides. Une source lumineuse éclaire la couche de cristaux liquides et le faisceau lumineux spatialement modulé est projeté sur un écran.
Les principaux inconvénients de ces dispositifs sont:
- les faibles luminosités de l'image restituée sur l'écran
- une résolution limitée par le nombre de cellules intégrables
sans défaut sur un écran plat LCD et limité par les technologies
de fabrication.
- les faibles luminosités de l'image restituée sur l'écran
- une résolution limitée par le nombre de cellules intégrables
sans défaut sur un écran plat LCD et limité par les technologies
de fabrication.
Pour pallier ces inconvénients, une technique consiste à juxtaposer plusieurs écrans (arrangement en matrice). Cette technique permet d'obtenir un grand nombre de points, mais elle présente l'inconvénient d'avoir des démarcations entre l'assemblage des différentes images visualisées.
L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes.
Elle concerne donc un système de visualisation comportant:
- une première source lumineuse
- une matrice d'écrans de modulation éclairés par la première
source lumineuse et affichant des images;
- un écran d'affichage électrooptique plan commandé par deux
électrodes situées sur les deux faces planes de l'écran, I'une
des électrodes étant en matériau photoconducteur;
- une première matrice ML de lentilles imageant la matrice
d'écrans de modulation sur l'électrode en matériau
photoconducteur;
- une deuxième source lumineuse éclairant l'écran d'affichage
XL et permettant de visualiser les images transmises par la
matrice d'écrans de modulation et la matrice de lentilles.
- une première source lumineuse
- une matrice d'écrans de modulation éclairés par la première
source lumineuse et affichant des images;
- un écran d'affichage électrooptique plan commandé par deux
électrodes situées sur les deux faces planes de l'écran, I'une
des électrodes étant en matériau photoconducteur;
- une première matrice ML de lentilles imageant la matrice
d'écrans de modulation sur l'électrode en matériau
photoconducteur;
- une deuxième source lumineuse éclairant l'écran d'affichage
XL et permettant de visualiser les images transmises par la
matrice d'écrans de modulation et la matrice de lentilles.
L'invention concerne donc un système de génération d'images à très haute résolution basé sur l'utilisation d'une matrice ("mini-mur") d'écrans plats à cristaux liquides. Elle permet donc soit d'augmenter le nombre de points dans l'image à visualiser, soit de réaliser un mur d'images, soit les deux à la fois.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent:
- la figure 1, un exemple de réalisation du système de l'invention
- la figure 2, un exemple de réalisation plus complet du système
de l'invention;
- la figure 3, une variante de réalisation du système de
l'invention;
- la figure 4, un système de visualisation trichrome selon
l'invention;
- les figures 5a, 5b, des systèmes de traitement d'images
appliquant le système de l'invention.
- la figure 1, un exemple de réalisation du système de l'invention
- la figure 2, un exemple de réalisation plus complet du système
de l'invention;
- la figure 3, une variante de réalisation du système de
l'invention;
- la figure 4, un système de visualisation trichrome selon
l'invention;
- les figures 5a, 5b, des systèmes de traitement d'images
appliquant le système de l'invention.
Le dispositif de génération d'une (ou plusieurs) images est représenté par la figure 1. Selon l'invention, un mini-mur d'écrans plats à cristaux liquides noté MM-LCD est constitué par une association bidimensionnelle (N x M) d'écrans plats LCD. La figure 1 montre l'exemple d'une association de 16 écrans arrangés selon une matrice 4 x 4. Chaque écran est lui-même constitué d'une matrice d'éléments dont la transparence est commandée par un signal électrique. Une source de lumière S1 fournit un faisceau lumineux F1 qui est modulé par le mini-mur MM-LCD pour restituer une matrice bidimensionnelle d'images. Le mini-mur MM-LCD est situé selon un plan Pi.
Une matrice de lentilles ML est située selon un plan P2 parallèle au plan Pi. Cette matrice comporte autant de lentilles qu'il y a d'écrans plats à cristaux liquides dans le mini-mur MM-LCD.
Ces lentilles telles que Li imagent le contenu des écrans tels que
LCDi dans un plan P3 parallèle aux plans Pi et P2.
LCDi dans un plan P3 parallèle aux plans Pi et P2.
Enfin un objectif O image le plan P3 sur un écran de visualisation situé selon un plan P4. Cet écran d'affichage peut être un écran de visualisation directe, de projection ou de rétroprojection.
L'imagerie des différents écrans à cristaux liquides LCD de la matrice MM-LCD par la matrice de lentilles ML est faite avec un grandissement tel que les images des différents écrans dans le plan P3 soient jointives ou quasi-jointives. On fait ainsi disparaître dans le plan P3 les images des black-matrices sous lesquelles sont situées les électroniques d'adressage des écrans de la matrice MM-LCD qui séparent entre eux les différents écrans LCDi.
Le système de la figure 2 prévoit entre la matrice de lentilles ML et l'objectif O, une valve optique à deux dimensions XL. Cette valve optique est un écran d'affichage électrooptique à cristaux liquides par exemple. Elle comporte une couche d'un matériau photoconducteur PC sur la face d'entrée de la valve optique XL située du côté de la matrice de lentilles ML. Cette couche PC tient lieu d'électrode pour la valve XL. Une autre électrode EL est prévue sur la face opposée de la valve. De plus, il est prévu une couche réfléchissante CR entre la couche de matériau photoconducteur et la valve
XL.
XL.
Les différentes images affichées par les écrans du mini-mur MM
LCD sont éclairées par la source S1 et imagées par la matrice de lentilles
ML sur la couche de matériau photoconducteur PC. Un potentiel est appliqué entre la couche PC et l'électrode EL. Sous l'effet des différences d'éclairement dues aux images affichées, la couche PC présente des variations de photoconductivité et permet ainsi à la valve XL d'afficher les différentes images reçues du mini-mur MM-LCD.
LCD sont éclairées par la source S1 et imagées par la matrice de lentilles
ML sur la couche de matériau photoconducteur PC. Un potentiel est appliqué entre la couche PC et l'électrode EL. Sous l'effet des différences d'éclairement dues aux images affichées, la couche PC présente des variations de photoconductivité et permet ainsi à la valve XL d'afficher les différentes images reçues du mini-mur MM-LCD.
Une seconde source lumineuse S2 génère un faisceau F2 qui est projeté sur la valve XL par l'intermédiaire d'une lame séparatrice PBS, par exemple un cube séparateur de polarisation. On peut prévoir également un cube de séparation classique auquel on adjoint un polariseur du côté de la source et un analyseur du côté de l'objectif. De cette façon, la lumière réfléchie par la couche réfléchissante CR de la valve optique reproduise, après traversée de la lame PBS, la matrice bidimensionnelle N x M d'images. Enfin, cette matrice d'images est projetée sur un écran éloigné E grâce à l'objectif de projection O.
Comme l'indique la vue en coupe du dispositif (figure 3) la source S1 peut être composée d'une matrice N x M de sources lumineuses, chacune d'elle éclairant un écran plat du mini-mur LCD. Comme l'indique également la figure 3, la matrice de lentilles ML forme les images sur la valve optique avec un grandissement y. Ce grandissement est tel que les images recomposées sur la valve se juxtaposent exactement sur celle-ci.
L'avantage de ce grandissement réside dans le fait que les espaces entre les écrans plats du mini-mur LCD disparaissent sur la matrice bidimensionnelle d'images projetées. Sur le mini-mur LCD, ces espaces sont généralement occupés par l'électronique d'adressage des écrans plats.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on pourra choisir les différents composants suivants:
Source 1:
- laser à semiconducteur émettant par exemple dans le proche
infrarouge
- laser à semiconducteur émettant par exemple dans le visible
- matrice N x M de lasers à semiconducteur, chacun éclairant de
façon homogène un écran LCD
- un ou plusieurs mini-tubes Néon
Mini-mur MM-LCD:
- matrice bidimensionnelle d'écrans plats LCD par exemple 5 x 5
- encombrement total du mini-mur 8 x 8 cm
Ecran à cristal liquide LCDi
- type à adressage électrique TFT (Thin Film Transistor)
contenant par exemple
- 500 x 500 pixels
- taille du pixel 30 x 30 pm
- encombrement d'un écran: 1,5 x 1,5 cm
Matrice de lentilles ML:
- classique, association bidimensionnelle de lentilles plano
convexes, distance focale 2 cm
- holographique, ce type de matrice holographique pourra être
utilisé lorsque la source S1 est de type monochromatique
(laser par exemple)
Valve optique photoconducteur-cristal liquide PC - XL:
- photoconducteur: CdS, Si, BSO, Polymère organique 7,5 x 7,5
- cristal liquide: nématique en hélice, ferroélectrique
Source S2:
- lampe halogène ou haloïde, 500 W
- laser solide à semiconducteur ou YAG
Cube séparateur de lumière PBS
- cube séparateur de polarisation
- cube séparateur de lumière associé à un polariseur et un
analyseur
L'invention est applicable à la visualisation couleur. Pour cela, on assemble trois systèmes tels que décrits précédemment (figure 4). C'est ainsi que l'ensemble Al est constitué de la source S1, le mini-mur MM-LCD, la matrice de lentilles ML, la valve optique PC-XL. Les ensembles A2 et A3 se constituent de manière identique. A chaque ensemble Ai, A2, A3 est associé un séparateur PBS1, PBS2, PBS3 et une source d'éclairement C1,
C2, C3. Les sources d'éclairement C1 à C3 émettent chacune dans des gammes de longueurs d'ondes différentes (rouge, vert, bleu).
Source 1:
- laser à semiconducteur émettant par exemple dans le proche
infrarouge
- laser à semiconducteur émettant par exemple dans le visible
- matrice N x M de lasers à semiconducteur, chacun éclairant de
façon homogène un écran LCD
- un ou plusieurs mini-tubes Néon
Mini-mur MM-LCD:
- matrice bidimensionnelle d'écrans plats LCD par exemple 5 x 5
- encombrement total du mini-mur 8 x 8 cm
Ecran à cristal liquide LCDi
- type à adressage électrique TFT (Thin Film Transistor)
contenant par exemple
- 500 x 500 pixels
- taille du pixel 30 x 30 pm
- encombrement d'un écran: 1,5 x 1,5 cm
Matrice de lentilles ML:
- classique, association bidimensionnelle de lentilles plano
convexes, distance focale 2 cm
- holographique, ce type de matrice holographique pourra être
utilisé lorsque la source S1 est de type monochromatique
(laser par exemple)
Valve optique photoconducteur-cristal liquide PC - XL:
- photoconducteur: CdS, Si, BSO, Polymère organique 7,5 x 7,5
- cristal liquide: nématique en hélice, ferroélectrique
Source S2:
- lampe halogène ou haloïde, 500 W
- laser solide à semiconducteur ou YAG
Cube séparateur de lumière PBS
- cube séparateur de polarisation
- cube séparateur de lumière associé à un polariseur et un
analyseur
L'invention est applicable à la visualisation couleur. Pour cela, on assemble trois systèmes tels que décrits précédemment (figure 4). C'est ainsi que l'ensemble Al est constitué de la source S1, le mini-mur MM-LCD, la matrice de lentilles ML, la valve optique PC-XL. Les ensembles A2 et A3 se constituent de manière identique. A chaque ensemble Ai, A2, A3 est associé un séparateur PBS1, PBS2, PBS3 et une source d'éclairement C1,
C2, C3. Les sources d'éclairement C1 à C3 émettent chacune dans des gammes de longueurs d'ondes différentes (rouge, vert, bleu).
Les trois systèmes ainsi définis sont combinés ensemble par un système de combinaison chromatique CCC. Ce système reçoit les lumières des différentes longueurs d'ondes (rouge, vert, bleu) émises par les sources
Ci à C3 et réfléchies par les systèmes Al à A3. Les trois faisceaux lumineux ainsi combinés sont transmis à l'objectif O.
Ci à C3 et réfléchies par les systèmes Al à A3. Les trois faisceaux lumineux ainsi combinés sont transmis à l'objectif O.
L'ensemble du système permet ainsi d'afficher une image couleur en commandant convenablement les écrans des mini-murs de chaque ensemble A1 à A3.
L'invention est également applicable au traitement optique d'images.
Dans les systèmes des figures 5a et 5b, les sources S2 sont des sources cohérentes.
Dans le système de la figure 4a, on prévoit en sortie du séparateur une deuxième matrice de lentilles MLF1 comportant autant de lentilles que le système Bi fournit d'images. II y a donc autant de lentilles dans la matrice MLF1 qu'il y a d'écrans dans le mini-mur MM-LCD.
Selon le schéma de la figure 5a, la source S2 étant une source de lumière cohérente, L'image restituée par le module B1 est une matrice de N x
M images portée par cette lumière cohérente. La matrice de lentilles MLF1 génère simultanément et individuellement les décompositions de Fourier des différentes images. En plaçant dans le plan de focalisation des lentilles de la matrice MLF1 une matrice N x M de filtres optiques F0, on réalise un dispositif de reconnaissance de formes d'images. Ce système peut ainsi reconnaître simultanément N x M images.
M images portée par cette lumière cohérente. La matrice de lentilles MLF1 génère simultanément et individuellement les décompositions de Fourier des différentes images. En plaçant dans le plan de focalisation des lentilles de la matrice MLF1 une matrice N x M de filtres optiques F0, on réalise un dispositif de reconnaissance de formes d'images. Ce système peut ainsi reconnaître simultanément N x M images.
Le filtre F0 peut être un film reconfigurable par exemple à cristal liquide.
II peut ainsi comporter une matrice de CCD et un dispositif de traitement numérique des N x M images.
Selon le schéma de la figure 5b, on peut également générer par une matrice de lentilles MLF2 les spectres joints de sous-ensembles (n x m) de la matrice de N x M images fournies par le module B1. Pour cela chaque lentille de la matrice MLF2 est commune à plusieurs images fournies par le module B1. Par exemple, selon la figure 5b une lentille de la matrice MLF2 est commune à deux lentilles de la matrice ML. Elle reçoit donc des images de la matrice MM-LCD. On peut donc corréler deux images.
Ce système peut donc s'appliquer à la reconnaissance de formes par corrélation optique en plaçant dans le plan de focalisation des lentilles de MLF2, un ensemble de milieux optiques non linéaires qui permettent ainsi d'enregistrer les spectres joints de plusieurs sous-ensembles.
Le dispositif permet d'utiliser des LCDi de moins bonne résolution ce qui diminue les risques de déchets (LCD défectueux) en fabrication.
Claims (13)
- REVENDICATIONSde lentilles.transmises par la matrice d'écrans de modulation et la matriced'affichage (XL) et permettant de visualiser les images- une deuxième source lumineuse (S2) éclairant l'écranphotoconducteur (PC)d'écrans de modulation sur l'électrode en matériau- une première matrice (ML) de lentilles (Li) imageant la matricephotoconducteur;l'écran, I'une des électrodes étant en matériaudeux électrodes (PC, EL) situées sur les deux faces planes de- un écran d'affichage électrooptique (XL) plan commandé parpremière source lumineuse et affichant des images- une matrice (MM-LCD) d'écrans de modulation éclairés par la- une première source lumineuse (Si),i. Système de visualisation comportant:
- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que:- la matrice (MM-LCD) d'écrans de modulation est située selonun premier plan (Pi),- la première matrice (ML) de lentilles est placée selon undeuxième plan (P2) parallèle au premier plan (Pi) ; chacune deces lentilles réalisant un grandissement de l'image affichée surles écrans du premier plan (P1), de sorte que les démarcationsentre images n'apparaissent pas.troisième plan (P3) parallèle aux premier et deuxième plans.- I'électrode en matériau photoconducteur étant située selon un
- 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un objectif O imageant l'écran d'affichage (XL) sur un écran de visualisation.
- 4. Système selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que:- L'écran d'affichage (XL) comporte une couche de réflexion (R)située entre la première matrice de lentilles (ML) et ledit écrand'affichage,- un séparateur de faisceau (PBS) permet de transmettre àl'écran d'affichage (XL) la lumière de la deuxième source (S2)et de transmettre vers des moyens d'utilisation la lumièreréfléchie par la couche de réflexion (ce).
- 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche de réflexion (CR) est située entre l'écran d'affichage (XL) et l'électrode en matériau photoconducteur (PC).
- 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le séparateur de faisceau (PBS) est un séparateur de faisceau de polarisations et en ce que la deuxième source lumineuse (S2) transmet un faisceau de lumière polarisée.
- 7. Système selon la revendication i, caractérisé en ce que la première source lumineuse (Si) comporte une source lumineuse par écran de modulation et émet un faisceau de lumière collimatée vers chaque écran.
- 8. Système caractérisé en ce qu'il comporte trois sous-systèmes selon la revendication i, transmettant chacun une lumière d'une longueur d'onde déterminée vers un système de combinaison chromatique (CCC) qui transmet ainsi à l'objectif (O) un faisceau de couleurs.
- 9. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les écrans de modulation et l'écran d'affichage sont des écrans à cristal liquide.
- 10. Système selon la revendication i, caractérisé en ce que la matrice de lentilles (ML) est réalisé à l'aide de lentilles classiques ou sous forme holographique.
- 11. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que- la deuxième source (S2) émet une lumière cohérente;- une deuxième matrice de lentilles (MLF1, MLF2) reçoit lalumière réfléchie par la couche de réflexion (CR) et la focalisevers des moyens de filtrage optique ou d'enregistrement (FO,MNL).
- 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la deuxième matrice de lentilles (MLFi) comporte autant de lentilles que d'écrans de modulation (LCDi).
- 13. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la deuxième matrice de lentilles (MLF2) comporte une lentille pour plusieurs écrans de modulation (LCDi) de façon à combiner plusieurs images sur les moyens de filtrage ou d'enregistrement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9615746A FR2757669B1 (fr) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Systeme de visualisation et application a un systeme de traitement d'images |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9615746A FR2757669B1 (fr) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Systeme de visualisation et application a un systeme de traitement d'images |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2757669A1 true FR2757669A1 (fr) | 1998-06-26 |
FR2757669B1 FR2757669B1 (fr) | 1999-12-03 |
Family
ID=9498923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9615746A Expired - Fee Related FR2757669B1 (fr) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Systeme de visualisation et application a un systeme de traitement d'images |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2757669B1 (fr) |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
US4365869A (en) * | 1979-02-13 | 1982-12-28 | Thomson-Csf | Large-screen visualization device |
EP0444871A2 (fr) * | 1990-02-26 | 1991-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Appareil d'affichage d'images à projection |
FR2665955A1 (fr) * | 1985-11-20 | 1992-02-21 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Analyseur opto electronique de surfaces d'onde a mosauique de micro-lentilles. |
JPH0772498A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-17 | Seiko Instr Inc | 複数画像合成投影装置 |
EP0660618A1 (fr) * | 1993-12-22 | 1995-06-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil d'affichage d'image comprenant un circuit électrooptique |
-
1996
- 1996-12-20 FR FR9615746A patent/FR2757669B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 006 31 July 1995 (1995-07-31) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2757669B1 (fr) | 1999-12-03 |
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