Les ingénieurs construisent un projecteur haute vitesse avec des capacités visibles et infrarouges

Sous un bon éclairage : un nouveau projecteur haute vitesse avec des capacités visibles et infrarouges

Figure 1. Les techniques de mappage de projection récemment développées peuvent obtenir une apparence très réaliste, même dans des scènes dynamiques. Cependant, ils souffrent de limitations critiques, telles que le besoin de marqueurs sur les cibles de projection en mouvement. Sur les photographies ci-dessus, les marqueurs sont clairement visibles sur le lapin. Crédit : Yoshihiro Watanabe de Tokyo Tech

Une collaboration internationale entre entreprises et universités a donné naissance à un nouveau type de projecteur capable de projeter simultanément et indépendamment des images RVB et infrarouges invisibles à une vitesse élevée de près de 1 000 ips. Avec sa haute précision d’alignement d’image permise par un moteur optique personnalisé, ce projecteur intègre une détection invisible et un affichage visible pour une large gamme d’applications innovantes, telles que le mappage de projection dynamique.

Les progrès récents des technologies d’affichage et de projection ouvrent de nouvelles façons de percevoir et d’interagir avec les médias numériques. Les projecteurs modernes et les techniques associées, telles que la cartographie de projection, peuvent augmenter visuellement les surfaces, ouvrant des possibilités d’attractions, de concerts, de scènes, d’affichage numérique, d’assistance aux tâches, etc. Dans nombre de ces applications, la cible de projection n’est pas limitée à un écran plat et statique ; l’image projetée peut être contrôlée en temps réel pour épouser la surface de cibles mobiles complexes et rendre leur apparence augmentée plus convaincante.

Ces techniques sont appelées cartographie de projection dynamique (DPM). Ils s’appuient sur des méthodes de détection visuelle pour détecter la surface cible et nécessitent une détection à grande vitesse et une fréquence d’images de projection élevée pour fusionner correctement l’image projetée et sa cible sans désalignement notable. Malheureusement, le DPM conventionnel a des utilisations limitées car il nécessite des marqueurs attachés à la cible ou doit être limité à un seul plan (Figure 1) pour répondre aux exigences de vitesse élevée.

D’un autre côté, les projecteurs ont également joué un rôle important dans les applications de détection visuelle ; Les systèmes projecteur-caméra qui projettent une image de référence sur la surface cible puis la capturent peuvent acquérir efficacement des informations spatiales sans utiliser de marqueurs. Néanmoins, ce type de détection n’a pas été utilisé pour le DPM car aucun appareil existant ne peut gérer simultanément l’affichage et la détection avec des performances élevées et sans interférence.

Sous un bon éclairage : un nouveau projecteur haute vitesse avec des capacités visibles et infrarouges

Figure 2. Le projecteur développé dispose d’un moteur optique unique (illustré à droite) et de deux dispositifs à micromiroir numérique qui lui permettent de projeter des images RVB et IR avec une excellente précision d’alignement. Crédit : Yoshihiro Watanabe de Tokyo Tech et la source et les droits d’auteur de ITE et SID

Le nouveau type de projecteur est le résultat d’une collaboration internationale entre entreprises et universités dirigée par le professeur agrégé Yoshihiro Watanabe au Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Takeshi Yuasa à Tokyo Electron Device Limited, Uwe Lippmann à l’Institut Fraunhofer d’optique appliquée et d’ingénierie de précision. , et Petra Aswendt de ViALUX GmbH. Ce projecteur peut projeter simultanément des images RVB visibles et infrarouges (IR) invisibles à une fréquence d’images élevée de 925 ips. « En utilisant notre projecteur, nous pouvons construire un système capable de détecter sa surface cible à l’aide de longueurs d’onde invisibles basées sur une configuration projecteur-caméra qui est une technologie de vision par ordinateur établie de longue date », explique le Dr Watanabe, « En même temps, le système peut manipuler de manière adaptative les images pour les afficher dans des longueurs d’onde visibles en fonction de ses résultats de détection. »

Au cœur de ce projecteur (Figure 2) se trouvent deux dispositifs à micromiroir DLP (traitement numérique de la lumière), qui peuvent gérer des images RBG 24 bits et IR 8 bits simultanément et indépendamment (Figure 3). L’équipe a également développé un nouveau moteur optique pour aligner les images de manière coaxiale avec une excellente précision tout en permettant une configuration compacte capable de projection à haute puissance.

Sous un bon éclairage : un nouveau projecteur haute vitesse avec des capacités visibles et infrarouges

Figure 3. Le projecteur développé peut projeter différentes images RVB et IR selon les besoins, comme le montrent les images ci-dessus. Gardez à l’esprit que l’image IR montrée sur l’image de droite est normalement invisible à l’œil humain. Crédit : Yoshihiro Watanabe de Tokyo Tech et la source et les droits d’auteur de ITE et SID

Comme premier cas d’application, l’équipe prévoit de présenter son nouveau projecteur pour un nouveau type de système DPM, qui sera capable de manipuler l’apparence de l’ensemble de la scène en fonction de la forme détectée sans marqueurs. « Les approches DPM conventionnelles sont limitées dans la mesure où elles ne peuvent qu’augmenter l’apparence des cibles avec des marqueurs », explique le Dr Watanabe. « Le nouveau type de cartographie activé par notre projecteur étendra, espérons-le, les champs d’application du DPM. »

De plus, alors que seule la projection IR sera utilisée pour la détection de forme dans leur premier projet, une configuration projecteur-caméra utilisant l’ensemble du système pourrait être conçue pour acquérir des informations spatiales et physiques plus profondes, améliorant ainsi considérablement la cartographie de projection.


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Plus d’information:
Projecteur RVB + IR haute vitesse basé sur une conception optique coaxiale avec deux dispositifs de miroir numérique, les 28e ateliers internationaux d’affichage, 2021.

Fourni par l’Institut de technologie de Tokyo

Citation: Les ingénieurs construisent un projecteur haute vitesse avec des capacités visibles et infrarouges (2021, 2 décembre) récupéré le 2 décembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-12-high-speed-projector-visible-infrared-capabilities. html

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