FR2904702A1 - Dispositif sequentiel de projection a deux imageurs modulant des couleurs complementaires - Google Patents

Abstract

Dispositif comprenant : - des moyens (2) aptes à former des séquences successives de séparation spatiale chromatique d'un faisceau source (FS) en un premier faisceau dérivé (FD1) et en un deuxième faisceau dérivé (FD2), de couleurs complémentaires,- des moyens aptes à diriger le premier et le deuxième faisceau dérivé (FD1, FD2) respectivement sur un premier imageur (D1) et sur un deuxième imageur (D2), pour les illuminer- des moyens aptes à renvoyer sur un objectif de projection le premier faisceau dérivé provenant du premier imageur et le deuxième faisceau dérivé provenant du deuxième imageur.On utilise l'intégralité du flux de la lampe avec seulement deux imageurs et diminue les défauts de rupture de couleurs.

Description

L'invention concerne un dispositif de projection à deux micro-imageurs qui, pour l'affichage d'images, procède à la fois en mode séquentiel d'affichage successif de couleurs différentes et par modulation simultanée sur deux voies. Les documents US5612753 et US5863125 décrivent des dispositifs et procédés d'affichage de ce type. Un inconvénient des dispositifs décrits dans ces documents est qu'une partie seulement du flux de la lampe qu'ils utilisent sert réellement à l'affichage, l'autre partie étant perdue par filtrage. Un but de l'invention est d'éviter cet inconvénient.

L'invention a pour objet un dispositif de projection pour affichage d'images comprenant :

- un système d'illumination apte à former un faisceau source polychromatique ; un premier et un deuxième imageurs ; un objectif de projection ;

- des moyens aptes à former des séquences successives de séparation spatiale chromatique du faisceau source en un premier faisceau dérivé et en un deuxième faisceau dérivé, de couleurs différentes,

- des moyens aptes à diriger le premier faisceau dérivé et le deuxième faisceau dérivé de couleurs différentes respectivement sur le premier imageur et sur le deuxième imageur, pour les illuminer

- des moyens aptes à renvoyer sur ledit objectif de projection le premier faisceau dérivé provenant du premier imageur et le deuxième faisceau dérivé provenant du deuxième imageur, où, pour chaque séquence, la couleur du premier faisceau dérivé qui illumine le premier imageur et celle du deuxième faisceau dérivé qui illumine le deuxième imageur sont complémentaires. Le faisceau source offre donc une teinte blanche ; de préférence, la pluralité de couleurs primaires du faisceau source est formée du rouge, du vert et du bleu ; on peut utiliser plus de trois couleurs primaires sans se départir de l'invention. L'un des imageurs est ainsi illuminé successivement par chacune des couleurs primaires et l'autre imageur est alors illuminé par chacune des couleurs complémentaires de ces couleurs primaires ; plus précisément, pendant que l'un des imageurs est éclairé par une couleur primaire, l'autre imageur est toujours éclairé par la couleur complémentaire de cette couleur primaire ; on entend par couleur complémentaire d'un couleur primaire, la couleur qui,combinée à cette couleur primaire, forme une lumière de teinte blanche correspondant approximativement à la teinte blanche du faisceau source. Ainsi, si le premier imageur est éclairé successivement par le rouge, le vert, et le bleu, le deuxième imageur sera éclairé successivement par le cyan, le magenta et le jaune. Autrement dit, pendant la séquence d'illumination rouge du premier imageur, le deuxième imageur est éclairé par le cyan ; pendant la séquence d'illumination verte du premier imageur, le deuxième imageur est éclairé par le magenta ; pendant la séquence d'illumination bleue du premier imageur, le deuxième imageur est éclairé par le jaune. Le document US5863125 décrit un système de projection où le premier faisceau dérivé et le deuxième faisceau dérivé présentent, comme dans l'invention, des couleurs différentes, mais qui, à l'inverse de l'invention, ne sont pas complémentaires. En effet, d'un séquence à l'autre, on a par exemple : rouge pour l'un et vert pour l'autre, bleu pour l'un et vert pour l'autre, bleu pour l'un et rouge pour l'autre, vert pour l'un et rouge pour l'autre (voir fig.5 de ce document) ; en aucun cas, la combinaison des couleurs des faisceaux dérivés d'une même séquence ne donne ici une teinte blanche. En utilisant, selon l'invention, des couleurs complémentaires pour chaque séquence de séparation spatiale chromatique, on utilise quasiment complètement le flux lumineux du faisceau source, sans exclure de ce faisceau source aucune bande spectrale utile à l'affichage des images.

De la même façon, le document US5612753 décrit différent systèmes de projection ; dans le système illustré à la figure 2 de ce document, on retrouve le même type de séparations spatiales séquencées que dans le document US5863125 : les couleurs d'illumination simultanée des deux imageurs ne sont jamais complémentaires, puisque l'un des faisceaux est filtré deux fois : une première fois par réflexion sur un segment d'une première roue dichroïque, une deuxième fois par transmission sur un segment d'une deuxième roue dichroïque ; par ailleurs, ce système nécessite deux objectifs de projection, ce qui est pénalisant tant du point de vue coût que du point de vue technique, car il nécessite de superposer deux images de projection ; de même, dans le système illustré à la figure 3 de ce document, lors de chaque séquence, les couleurs d'illumination des deux imageurs ne sont jamais complémentaires,puisque le faisceau polychromatique est filtré par un segment de roue dichroïque qui élimine une couleur primaire, avant d'être séparé spatialement par un prisme de séparation de couleur en deux autres couleurs primaires qui ne sont jamais complémentaires. En utilisant, selon l'invention, des couleurs complémentaires pour chaque séquence de séparation spatiale chromatique, on utilise quasiment complètement le flux lumineux du faisceau source, sans exclure, par filtrage, aucune bande spectrale utile à l'affichage des images. De préférence, les moyens aptes à former les séquences successives de séparation spatiale chromatique sont formés par une roue à segments dichroïques. Cette roue est positionnée de manière à couper le faisceau source ; elle comprend un moteur d'entraînement, apte à entraîner sa rotation ; la rotation de cette roue est adaptée pour présenter successivement chaque segment dichroïque de cette roue devant le faisceau source, de manière à ce que ce segment dichroïque sépare le faisceau source en deux faisceaux dérivés de couleurs complémentaires, l'un des faisceaux dérivés étant transmis par ce segment, l'autre étant alors réfléchi. Le séquencement est obtenu par le défilement des différents segments dichroïques devant le faisceau source, luimême obtenu par rotation de la roue. Chaque imageur est apte à moduler spatialement le faisceau qui l'illumine ; après modulation, les deux faisceaux dérivés, provenant chacun d'un imageur, sont donc renvoyés vers le même objectif de projection ; comme imageur, on utilise par exemple un réseau de valves optiques à cristaux liquides, comme par exemple de type LCOS ( Liquid Crystal On Silicon en langue anglaise) ; au sein de chaque séquence, la modulation spatiale des faisceaux dérivés peut alors être réalisée en amplitude et/ou en durée.

De préférence, le premier et le deuxième imageurs sont de type à micromiroirs, ou DMD ( Digital Micromirror Devices en langue anglaise) ; au sein de chaque séquence, la modulation spatiale des faisceaux dérivés est alors réalisée en durée. De préférence, les moyens aptes à diriger le premier et le deuxième faisceaux respectivement sur le premier et sur le deuxième imageurs, et les moyens aptes à diriger sur l'objectif de projection le premier et le deuxième faisceaux dérivés renvoyés par le premier et le deuxième imageurs comprennent unséparateur par réflexion totale interne, formé de deux prismes ménageant entre eux un double dioptre plan de séparation, qui est d'une part apte à réfléchir l'un des faisceaux dérivés pour le diriger sur le premier imageur et à transmettre vers l'objectif de projection ce faisceau dérivé qui est renvoyé par cet imageur, et d'autre part apte à transmettre l'autre faisceau dérivé pour le diriger sur le deuxième imageur et à réfléchir vers l'objectif de projection ce faisceau dérivé qui est renvoyé par cet imageur. Ce double dioptre plan est généralement formé par une lame de matériau d'indice faible, comme de l'air, délimitée par deux faces planes parallèles qui bordent chacune l'un des prismes ; ces prismes sont en matériau d'indice supérieur à 1 et, de préférence, inférieur ou égal à 1 ,54. Un tel double prisme est décrit dans le document US5863125. 5 De préférence, le séparateur par réflexion totale interne intègre des masques aptes à absorber la lumière renvoyée par lesdits imageurs lorsque les micromiroirs des imageurs sont à l'état éteint. Les images à afficher sont formées par projection sur un écran de projection, qui peut faire partie du dispositif de projection lui-même ; l'affichage d'une image s'obtient généralement à l'issue d'un groupe élémentaire de séquences lors desquelles le premier faisceau dérivé prend successivement l'ensemble des couleurs primaires de la pluralité de couleurs primaires du faisceau source ; on peut représenter par un doublet (E , E_2j) la couleur E , E_2j du respectivement premier et deuxième faisceaux dérivés pour une séquence Sj ; pour une pluralité de couleurs primaires formée par le rouge, le vert et le bleu, ce groupe élémentaire comprend alors trois séquences et correspond par exemple à la succession suivante de doublets : (rouge, cyan), (vert, magenta), (bleu, jaune).

Le signal vidéo des images à afficher étant généralement configuré RGB , il importe alors d'effectuer une transformation préalable de ce signal de l'espace standard de couleurs RGB à un espace de type RGBCMY propre au dispositif d'affichage ; une telle transformation est connue en elle-même et ne sera pas décrite ici en détail ; les documents WO2004-102245, US6147720, US6280034 se réfèrent également à une telle transformation pour des dispositifs de projection purement séquentiels qui utilisent des roues colorées présentant également, outre des segments de couleurs primaires R, G, B, des segmentsde couleurs complémentaires C, M, Y. Pendant la séquence correspondant au doublet (rouge, cyan), on applique ainsi au premier et au deuxième imageurs respectivement les signaux de modulation R, C ; pendant la séquence correspondant au doublet (vert, magenta), on applique au premier et au deuxième imageurs respectivement les signaux de modulation G, M ; et pendant la séquence correspondant au doublet (bleu, jaune), on applique au premier et au deuxième imageurs respectivement les signaux de modulation B, Y ; à l'issue de ces trois séquences, on obtient l'affichage de l'image RGBCMY sur l'écran de projection. On voit que le dispositif de projection selon l'invention permet l'affichage d'images à l'aide d'un procédé d'affichage qui est à la fois séquentiel (trois séquences sont nécessaires pour l'affichage d'une image) et simultané (à chaque séquence, deux couleurs différentes sont modulées) ; des procédés de pilotage analogues sont décrits dans les document US5863125 et US5612753 déjà cités, qui concernent également des dispositifs de projection à seulement deux imageurs. Un avantage de l'invention est d'élargir la gamme de couleurs affichables à l'ensemble des couleurs présentes dans le faisceau source : en effet, pour l'affichage des couleurs, on utilise non seulement les couleurs primaires de la pluralité précédemment définie qui sont modulées par le premier imageur, mais également les couleurs complémentaires de ces couleurs primaires, qui sont modulées par le deuxième imageur. Par rapport à des procédés d'affichage purement séquentiels appliqués à des dispositifs de projection à un seul imageur, on limite avantageusement le phénomène dit de rupture des couleurs ( color break-up en langue anglaise) qui donne lieu à des effets d'arc en ciel sur des images en mouvement et/ou pour un observateur en mouvement.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est un schéma d'un dispositif de projection selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est un schéma d'un dispositif de projection selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3 représente le trajet des faisceaux dans le dispositif de projection dela figure 1 , lorsque les micromiroirs des imageurs sont à l'état passant ;

- la figure 4 représente le trajet du premier faisceau dérivé dans le dispositif de projection de la figure 1 , lorsque les micromiroirs du premier imageur sont à l'état éteint ; - la figure 5 représente le trajet du deuxième faisceau dérivé dans le dispositif de projection de la figure 1 , lorsque les micromiroirs du deuxième imageur sont à l'état éteint .

En référence à la figure 1 , le dispositif de projection selon le premier mode de réalisation de l'invention comprend : - un système d'illumination 1 apte à former un faisceau source F_s de teinte blanche ; ce système comprend une source lumineuse polychromatiquel 1 , un miroir parabolique 12, une première lentille de collection 13, un intégrateur de type barreau 14, et une deuxième lentille de collection L1 ; le faisceau source F_s généré par ce système comprend une pluralité de couleurs primaires, ici le rouge, le vert et le bleu ; il comprend également d'autres couleurs qui ne sont pas qualifiées ici de couleurs primaires ;

- des moyens de séquencement et de séparation spatiale chromatique 2 comprenant une roue 21 à segments dichroïques S_R, S_G, S_B (non représentés) et son moteur d'entraînement 22 ; cette roue 21 est positionnée pour couper le faisceau source F_s ; la rotation de la roue 21 est adaptée pour présenter successivement chaque segment dichroïque S_R, S_G, S_B de cette roue devant le faisceau source F_s, de manière à ce que ce segment dichroïque sépare le faisceau source F_s en deux faisceaux dérivés de couleurs complémentaires, l'un F_D2 étant transmis par ce segment, l'autre F_D1 étant réfléchi ; - un premier et un deuxième imageur D1 , D2, comprenant chacun un réseau bidimensionnel de micromiroirs modulables disposés dans un même plan ; ce réseau est encapsulé dans un boîtier présentant une fenêtre transparente ; lorsqu'un micromiroir d'un imageur est à l'état dit passant , il est incliné d'un angle de -12° par rapport au plan de cet imageur ; lorsqu'un micromiroir d'un imageur est à l'état dit éteint , il est incliné d'un angle de +12° par rapport au plan de cet imageur ; ces imageurs, de type DMD , sont aptes à moduler spatialement le faisceau qui les éclaire pour le renvoyer sous forme modulée ;

- une lentille L2, un miroir M1 , une autre lentille L4, et un double prisme pourdiriger le premier faisceau dérivé F_D1 sur le premier imageur D1 afin de l'éclairer sous une incidence de 34° ; une lentille L3, un miroir M2, une autre lentille L5, et le même double prisme pour diriger le deuxième faisceau dérivé F_D2 sur le deuxième imageur D2 afin de l'éclairer également sous une incidence de 34° ; ces lentilles L2, L3, L4, L5 et miroirs M1 et M2 forment avec le double prisme des moyens aptes à diriger le premier faisceau dérivé F_D1 et le deuxième faisceau dérivé _FD2 respectivement sur le premier imageur D1 et sur le deuxième imageur D2, pour les illuminer ;

- un objectif de projection 4. - des moyens de pilotage des imageurs D1 , D2 et de la roue 21 à segments dichroïques.

- un écran de projection, non représenté.

Les moyens de séquencement et de séparation spatiale chromatique 2 sont aptes à former des séquences successives de séparation spatiale chromatique du faisceau source F_s en un premier faisceau dérivé F_D1 présentant, pour chaque séquence, une couleur primaire correspondant à un segment dichroïque de la roue 21 et en un deuxième faisceau dérivé F_D2 présentant une couleur qui, pour la même séquence, est complémentaire de la couleur primaire du premier faisceau dérivé F_D1, la couleur du premier et donc du deuxième faisceaux dérivés variant d'une séquence à l'autre consécutive. Le double prisme forme ici un séparateur par réflexion totale interne qui fonctionne comme indiqué ci-après ; il est formé par deux prismes P1 , P2 en verre BK7, d'indice 1 ,5168, ménageant entre eux un double dioptre plan de séparation 3 ; ce double dioptre plan est apte à réfléchir, par réflexion totale interne, le premier faisceau dérivé F_D1 renvoyé par le miroir M1 via la lentille L4 pour le diriger sur le premier imageur D1 et à transmettre, par double réfraction, vers l'objectif de projection 4, le faisceau dérivé F_D1 qui est renvoyé par cet imageur D1 ; ce double dioptre plan est également apte à transmettre, par double réfraction, le deuxième faisceau dérivé F_D2 renvoyé par le miroir M2 via la lentille L5 pour le diriger sur le deuxième imageur D2 et à réfléchir vers l'objectif de projection, par réflexion totale interne, ce faisceau dérivé F_D2 qui est renvoyé par cet imageur D2. On voit donc que ce double prisme est apte à renvoyer sur l'objectif de projection 4 le premier faisceau dérivé F_D1 provenantdu premier imageur D1 et le deuxième faisceau dérivé F_D2 provenant du deuxième imageur D2.

Le double prisme forme globalement un cube qui est évasé sur une face latérale dite d'entrée de manière à collecter la quasi-totalité des deux faisceaux dérivés F_D1 et F_D2 ; le double dioptre plan de séparation 3 est situé dans la diagonale de ce cube ; le double dioptre plan 3 est formé par une lame d'air délimitée par les deux faces planes parallèles qui bordent, chacune, l'un des prismes P1 , P2 ; sur la face latérale opposée à la face d'entrée du double prisme, on dispose le deuxième imageur D2 qui reçoit le deuxième faisceau dérivé F_D2 qui est transmis par le double dioptre plan 3 ; de l'autre côté du double dioptre plan de séparation 3, sur une autre face latérale adjacente à la précédente, on dispose le premier imageur D1 qui reçoit le premier faisceau dérivé F_D1 qui est réfléchi par le double dioptre plan 3 ; la dernière face latérale est orientée vers l'objectif et forme la face de sortie des faisceaux renvoyés par les imageurs D1 et D2.

La géométrie qui vient d'être décrite du double prisme permet au premier faisceau dérivé F_D1 de frapper le double dioptre sous une incidence de 66,6° (= 45°+21 ,6°), c'est à dire bien au-delà de l'angle limite de réflexion totale ; ce faisceau est alors réfléchi par le double dioptre 3 en direction du premier imageur D1 qu'il frappe, comme indiqué précédemment, sous une incidence de 34° ; cette géométrie permet également au deuxième faisceau dérivé F_D2 de frapper le double dioptre sous une incidence de 23,3° (= 45°-21 ,6°), bien en deçà de l'angle limite de réflexion totale ; ce faisceau est alors transmis par le double dioptre 3 en direction du deuxième imageur D2 qu'il frappe également sous une incidence de 34° ; la valeur de 21 ,6° est telle que n_Pxsin(21 ,6°) = sin(34°), où n_P est l'indice du verre du prisme (ici, indice du BK7). Considérons maintenant les micromiroirs des deux imageurs D1 et D2 qui sont à l'état passant , c'est-à-dire inclinés de -12° par rapport à leur plan ; comme indiqué sur les figures 1 et 3, le premier faisceau dérivé F_D1 frappe alors les micromiroirs à l'état passant du premier imageur D1 sous une incidence de +22° (= 34° -12°) où il est réfléchi alors sous un angle de -10° (= -22°+12°) vers le double dioptre qu'il frappe sous une incidence de 38,43° (= 45°-6,57°) qui est inférieur à l'angle limite de réflexion totale (qui vaut 41 ,272°) ; la portion dupremier faisceau dérivé F_D1 qui est réfléchie par les micromiroirs à l'état passant est donc transmise par le double dioptre 3 en direction de l'objectif de projection 4, via la face de sortie du double prisme. Comme indiqué également sur les figures 1 et 3, le deuxième faisceau dérivé F_D2 frappe les micromiroirs à l'état passant du deuxième imageur D2 sous une incidence de 22° (= 34° -12°) où il est réfléchi également sous un angle de -10° (= 22°+12°) vers le double dioptre qu'il frappe sous une incidence de 51 ,57° (= 45°+ 6,57°°) qui est supérieur à l'angle limite de réflexion totale ; la portion du deuxième faisceau dérivé F_D2 qui est réfléchie par les micromiroirs à l'état passant est donc réfléchie par le double dioptre 3 en direction de l'objectif de projection 4, via la même face de sortie du double prisme, la valeur de 6,57° est telle que n_Pxsin(6,57°) = sin(10°), où n_P est l'indice du verre du prisme (ici, indice du BK7). Le parcours des faisceaux dans le double prisme est représenté avec plus de précision à la figure 3, où apparaît plus nettement la réfraction à l'intérieur des prismes.

Sous cette configuration d'angle d'incidence de 34° des faisceaux F_D1 et F_D2 sur les imageurs D1 et D2, en appliquant les lois classiques de la réfraction, on établit qu'il convient que le matériau des prismes P1 et P2 ait un indice de réfraction inférieur ou égal à 1 ,54. Outre le verre BK7 d'indice 1 ,516, le verre FK5 d'indice 1 ,487 et le verre FK3 d'indice 1 ,464 conviennent également bien pour la réalisation des prismes P1 et P2.

Dans la configuration qui vient d'être décrite, chaque imageur est donc apte à moduler spatialement le faisceau qui l'illumine ; après modulation, les deux faisceaux dérivés, provenant chacun d'un imageur, sont donc renvoyés dans le même objectif de projection 4 pour former, sur l'écran de projection, des images de chaque modulateur, qui se superposent ; en effet, les imageurs D1 et D2 ont des images qui, au travers de cet objectif 4, se superposent sur l'écran de projection ; à noter que le cône de lumière provenant d'un point quelconque du premier imageur D1 et le cône de lumière provenant du point correspondant du deuxième imageur D2 ne sont pas centrés, comme l'illustrent les figures 1 et 4, sur les rayons passant par le centre de la pupille de cet objectif. Comme on l'a vu, le prisme P1 sert également à collecter les deux faisceaux dérivés F_D1 et F_D2, et présente à cet effet un évasement qui s'avère nécessairepour obtenir les angles d'incidence adéquat sur le double dioptre 3. Les lentilles L2, L3, L4, L5, les miroirs M1 et M2, et le double prisme sont disposés de manière à obtenir les angles d'incidence adéquats qui viennent d'être décrits. Enfin, les moyens de pilotage des imageurs D1 , D2 et de la roue 21 à segments dichroïques sont adaptés d'une manière connue en elle-même pour mettre en œuvre le procédé d'affichage d'images décrit ci -après. La figure 2 représente une variante de la configuration qui vient d'être décrite en référence à la figure 1 ; la seule différence réside dans l'orientation du double dioptre plan de séparation 3'au sein du double prisme : au lieu d'être tournée vers le haut comme dans la figure 1 (et les figures 3 à 5), sa face de sortie est tournée vers le bas ; le premier faisceau dérivé F_D1 est alors transmis par ce double prisme vers le premier imageur D'1 et le deuxième faisceau dérivé F_D2 est alors réfléchi par ce double prisme vers le deuxième imageur D'2 ; les positions du premier D'1 et du deuxième D'2 imageurs sont donc inversées ; le fonctionnement du dispositif est tout à fait analogue. D'autres variantes du double prisme peuvent être utilisées sans se départir de l'invention ; on peut par exemple utiliser un double prisme formant un losange, tel qu'illustré par la figure 8 du document US5863125, déjà cité. Avantageusement, le double prisme comprend des masques d'absorption B1 , B2, et B3, comme indiqué sur les figures 3 à 5. Considérons maintenant les micromiroirs des deux imageurs D1 et D2 qui sont à l'état éteint , c'est-à-dire inclinés de +12° par rapport à leur plan ; comme indiqué sur la figure 4, le premier faisceau dérivé F_D1 frappe alors les micromiroirs à l'état éteint du premier imageur D1 sous une incidence de +46° (= 34° +12°) où il est réfléchi alors sous un angle de -56° (= -46°-12°) à la fois vers un premier masque d'absorption B1 où il est absorbé et vers le double dioptre qu'il traverse parce que l'angle d'incidence sur ce double dioptre est inférieur à l'angle limite de réflexion total ; la portion du premier faisceau dérivé F_D1 qui est transmise par ce double dioptre est absorbée par une deuxième masque B2 ; globalement, la portion du premier faisceau dérivé F_D1 qui est réfléchie par les micromiroirs à l'état éteint est donc absorbée par des masques d'absorption intégrés au double prisme. Comme indiqué sur la figure 5, le deuxième faisceau dérivé F_D2 frappe les micromiroirs à l'état éteint du deuxième imageur D2 sous uneincidence de 46° (= 34° +12°) où il est réfléchi également sous un angle de -56° (= -46°-12°), soit en direction du deuxième masque d'absorption B2 où il est absorbé, soit en direction d'un troisième masque d'absorption B3 où il est également absorbé ; la portion du deuxième faisceau dérivé F_D2 qui est réfléchie par les micromiroirs à l'état éteint est donc absorbée par des masque d'absorption intégrés au double prisme. On va maintenant décrire un procédé d'affichage d'images à l'aide du dispositif de projection qui vient d'être décrit. Chaque image à afficher est disponible sous forme de signaux vidéo standardisés NTFC ou EBU de type RGB.

Une étape préalable du procédé comprend une transformation de ces signaux RGB en signaux RGBCMY adaptés au pilotage du dispositif de projection ; cette transformation prend en compte d'une manière connue en elle-même les caractéristiques spectrales de la source lumineuse polychromatique 11 et des segments dichroïques S_R, S_G, S_B.

Grâce aux moyens de pilotage des imageurs D1 , D2 et de la roue 21 à segments dichroïques via son moteur d'entraînement 22, on forme des séquences successives de séparation spatiale chromatique, comme indiqué ciaprès. Dans une première séquence, le moteur d'entraînement positionne un premier segment S_R en travers du faisceau source F_s ; ce segment dichroïque S_R sépare le faisceau source F_s en un deuxième faisceau dérivé F_D2, de couleur rouge, transmis par ce segment, et en un premier faisceau dérivé F_D1, de couleur cyan, complémentaire du rouge, réfléchi par ce segment ; pendant cette séquence, on applique alors au premier imageur D1 et au deuxième imageur D2 respectivement les signaux de modulation R, C de l'image à afficher. Dans une deuxième séquence consécutive à la première, le moteur d'entraînement positionne un deuxième segment S_G en travers du faisceau source F_s ; ce segment dichroïque S_R sépare le faisceau source F_s en un deuxième faisceau dérivé F_D2, de couleur verte, transmis par ce segment, et en un premier faisceau dérivé F_D1, de couleur magenta, complémentaire du vert, réfléchi par ce segment ; pendant cette séquence, on applique alors au premierimageur D1 et au deuxième imageur D2 respectivement les signaux de modulation G, M de l'image à afficher.

Dans une troisième séquence consécutive à la deuxième, le moteur d'entraînement positionne un troisième segment S_B en travers du faisceau source F_s ; ce segment dichroïque S_R sépare le faisceau source F_s en un deuxième faisceau dérivé F_D2, de couleur bleue, transmis par ce segment, et en un premier faisceau dérivé F_D1, de couleur jaune, complémentaire du bleu, réfléchi par ce segment ; pendant cette séquence, on applique alors au premier imageur D1 et au deuxième imageur D2 respectivement les signaux de modulation B, Y de l'image à afficher.

Au sein de chaque séquence, la modulation spatiale des faisceaux dérivés est réalisée en durée. Le premier imageur D1 est illuminé successivement par chacune des couleurs primaires et l'autre imageur D2 est illuminé par chacune des couleurs complémentaires de ces couleurs primaires ; on voit que la couleur du premier et du deuxième faisceaux dérivés varient d'une séquence à l'autre consécutive.

A l'issue de ces trois séquences, on obtient l'affichage de l'image sur l'écran de projection. On procède de la même façon pour les images suivantes. On voit que le dispositif de projection selon l'invention permet l'affichage d'images à l'aide d'un procédé d'affichage qui est à la fois séquentiel et simultané ; à chaque séquence, deux couleurs différentes complémentaires sont modulées ; on entend par couleurs complémentaires des couleurs qui forment une teinte blanche lorsqu'elles sont mélangées. A chaque séquence, l'intégralité du flux de la lampe est modulée par l'un ou par l'autre des deux imageurs ; contrairement aux dispositifs de projection séquentiel à un seul imageur, on ne perd donc pas de flux ; avec seulement deux imageurs, et mieux que dans les dispositifs avec trois imageurs, on utilise l'intégralité du flux de la lampe ; à chaque séquence, comme seules des couleurs complémentaires sont affichées, on diminue avantageusement les défauts de rupture de couleurs ( color break-up en langue anglaise).

D'autre variantes du dispositif de projection peuvent être utilisées sans se départir de l'invention ; notamment, d'autres alternatives peuvent être envisagées pour :- former des séquences successives de séparation spatiale chromatique du faisceau source en un premier faisceau dérivé et en un deuxième faisceau dérivé de couleurs complémentaires ;

- diriger le premier faisceau dérivé et le deuxième faisceau dérivé respectivement sur le premier imageur et sur le deuxième imageur, et/ou pour renvoyer sur l'objectif de projection le premier faisceau dérivé provenant du premier imageur et le deuxième faisceau dérivé provenant du deuxième imageur.

On peut également utiliser des imageurs à cristaux liquides sans se départir de l'invention ; au sein de chaque séquence, la modulation spatiale des faisceaux dérivés peut alors être réalisée en amplitude.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de projection pour affichage d'images comprenant :

   - un système d'illumination (1 ) apte à former un faisceau source polychromatique (F_s) ; un premier et un deuxième imageur (D1 , D2) ; un objectif de projection (4) ;

   - des moyens (2) aptes à former des séquences successives de séparation spatiale chromatique du faisceau source (F_s) en un premier faisceau dérivé (F_D1) et en un deuxième faisceau dérivé (F_D2), de couleurs différentes,

   - des moyens aptes à diriger le premier faisceau dérivé (F_D1) et le deuxième faisceau dérivé (F_D2) de couleurs différentes respectivement sur le premier imageur (D1 ) et sur le deuxième imageur (D2), pour les illuminer

   - des moyens aptes à renvoyer sur ledit objectif de projection le premier faisceau dérivé provenant du premier imageur et le deuxième faisceau dérivé provenant du deuxième imageur, caractérisé en ce que, pour chaque séquence, la couleur du premier faisceau dérivé (F_D1) qui illumine le premier imageur (D1 ) et celle du deuxième faisceau dérivé (F_D2) qui illumine le deuxième imageur (D2) sont complémentaires.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens aptes à former les séquences successives de séparation spatiale chromatique sont formés par une roue à segments dichroïques (21 ).
3. 3. Dispositif de projection selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le premier et le deuxième imageurs sont de type à micromiroirs.
4. 4. Dispositif de projection selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens aptes à diriger le premier et le deuxième faisceaux (F_D1, F_D2) respectivement sur le premier et sur le deuxième imageurs (D1 , D2), et les moyens aptes à diriger sur l'objectif de projection le premier et le deuxième faisceaux dérivés renvoyés par le premier et le deuxième imageurs (D1 , D2) comprennent un séparateur par réflexion totale interne, formé de deux prismes (P1 , P2) ménageant entre eux un double dioptre plan de séparation (3), qui est d'une part apte à réfléchir l'un des faisceaux dérivés pour le diriger sur le premier imageur (D1 ) et à transmettre vers l'objectif de projection ce faisceau dérivé qui est renvoyé par cet imageur (D1 ), et d'autrepart apte à transmettre l'autre faisceau dérivé pour le diriger sur le deuxième imageur (D2) et à réfléchir vers l'objectif de projection ce faisceau dérivé qui est renvoyé par cet imageur (D2).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit séparateur par réflexion totale interne intègre des masques (B1 , B2, B3) aptes à absorber la lumière renvoyée par lesdits imageurs (D1 , D2) lorsque les micromiroirs desdits imageurs sont à l'état éteint.