EP4081861A1 - Assemblage gonflable pour affichage video - Google Patents

Assemblage gonflable pour affichage video

Info

Publication number
EP4081861A1
EP4081861A1 EP20808451.7A EP20808451A EP4081861A1 EP 4081861 A1 EP4081861 A1 EP 4081861A1 EP 20808451 A EP20808451 A EP 20808451A EP 4081861 A1 EP4081861 A1 EP 4081861A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inflatable structure
display
hooks
inflatable
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20808451.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ekko PINEAU
Nicolas Deleforterie
Emmanuel Fievet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aircaptif
Thales SA
Original Assignee
Aircaptif
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aircaptif, Thales SA filed Critical Aircaptif
Publication of EP4081861A1 publication Critical patent/EP4081861A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/58—Projection screens collapsible, e.g. foldable; of variable area
    • G03B21/585—Inflatable screens

Definitions

  • the document describes methods and captive air inflatable systems for video display, and in particular assemblies for curved or even substantially spherical screens.
  • Curved visual systems are widely used in the field of simulation to offer pilots or drivers an immersive visual environment using synthetic images with a wide vertical and horizontal field.
  • display types for this type of aircraft simulation.
  • different types of screens exist.
  • the screens used for projection are generally partially spherical or hemispherical. They have a reflective surface curved horizontally and vertically (wide horizontal and vertical field for maximum immersion).
  • variable geometry screens With many technical problems (e.g. design and / or manufacturing), it is in particular not described how to manufacture variable geometry screens. With known structures, obtaining variable screen dimensions is excessively complex and expensive (non-recurring costs, specific or excessive tools, etc.). However, this type of on-demand spatial reconfiguration is increasingly imperative, for example to adapt to the required fields of view or to meet other constraints (eg size of the simulated machine, dimensions of the room where the simulator is installed, etc).
  • flat or cylindrical screens consist of a canvas.
  • spherical screens used for simulation they are usually made from solid panels. These panels are therefore spherical, and can be for example plastic or composite.
  • the panels, mainly quadrilateral in shape, are created by the use of molds. All the panels can be self-supporting or assembled on a metal structure.
  • the patent literature describes few existing solutions to these technical problems.
  • the known approaches are not satisfactory or have limitations.
  • the patent document AU333009 describes for example a modular dome constructed from plastic panels.
  • the use of panels with predefined dimensions hardly addresses the technical problem of dimensional variability.
  • a mold corresponds to a given sphere radius while each type of simulator may require a sphere of different radius.
  • the molds themselves are expensive to manufacture, particularly in the case of composite, and furthermore affect the screen manufacturing time which takes several months.
  • operations to create the screen such as stacking composite layers or sanding, are messy and laborious. In the case of sanding, the dust is possibly dangerous for health.
  • the patent literature relating to displays with inflatable structures describes solutions which have limitations.
  • the patent document US7791799 describes a structure comprising two fabrics: a dome supports a first fabric fixed on its convex face and a second fabric welded to the first and which is maintained in a concave shape by an air depression created between the two fabrics thanks to to a suction device. This approach consumes too much energy.
  • the patent document USD682382 describes a dome-type shelter, which is inflatable.
  • the patent document WO 2007/016328 A1 describes a captive air device which is based on a "dual-air pressure" consisting in bringing a positive pressure in tubes forming an inflatable structure with panels, then in bringing a negative pressure between tubes, panels and a membrane, to allow the membrane to tension. The negative pressure is then removed.
  • This device has among other drawbacks that it is necessary to manage a seal between the inflatable structure (the tubes and the panels) and the membrane which acts as a projection screen.
  • the document describes methods and devices for video display, in particular an assembly comprising: an inflatable structure with captive air in a curved shape or a portion of a truncated sphere; a display medium; and a support system between said inflatable structure and said display support.
  • the support system consists of complementary hooks opposite allowing the shaping of the display support when the inflatable structure is inflated.
  • the use of flexible screens in particular of the OLED type, and / or of screen fabric for video projection; maintenance system variants (mechanical, electrical, etc.), in particular tensioners; different arrangements to form the inflatable structure with captive air; the use of buttresses and / or reinforcement crossbars; the use of one or more sensors and / or actuators, in particular for various controls; the use of one or more short throw projectors; teleworking, video games, simulator or other applications, associated with screen dimensions of a few meters to a few tens of meters.
  • the display system according to the invention is made from a fabric screen, held in place and stretched in various ways.
  • the structure according to the invention does not require a mold.
  • the dimensions can be easily determined.
  • the use of tedious materials, such as composites, is not required.
  • the materials used are light and compactable, making the display system easily transportable and deployable.
  • the materials used mean that the complete screen is light and, when properly folded, compact enough to be carried by one or two people.
  • the assembly is simplified (inflating the screen), fast and stable.
  • An assembly can typically be done in less than a day by two people, since there is no screwing or finishing operations to be carried out such as sanding, puttying or painting.
  • the solution responds to the technical problem of variability in dimensions because there are no requirements in terms of molds or specific tools.
  • a change in the radius or field of the screen only involves a modification of the program and the cutting parameters of the machine which cuts fabrics and / or plastics.
  • the systems and methods according to the invention do not require the manufacture of a mold. Deployment and use are significantly accelerated compared to the installation of articulated structures.
  • the embodiments described are modular.
  • Each part of the display has several technical variations, which can meet a wide range of different needs.
  • the proposed solution is suitable for the field of image projection for simulation without relative movement of the video projection system (s) (“without motion”, no dynamic cinema).
  • its application can be extended to any field requiring video projection or video display, such as cinema, planetariums and other applications belonging to companies. fields of leisure, education, or events etc.
  • embodiments make large-scale installations possible (eg for simulating a helicopter), or, at the other extreme, for home game consoles (with more constrained or even cramped dimensions).
  • FIG. 1 illustrates a specific embodiment of the invention, in a configuration for video projection
  • FIG. 2 illustrates an example of an embodiment of the invention, in a flexible screen configuration
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of the invention, with instrumentation and control
  • FIG. 4 illustrates an example of a specific embodiment of the invention
  • FIG. 5 illustrates an example of reinforcement for the inflatable structure, in a specific embodiment of the invention
  • FIG. 6 illustrates another example of reinforcement for the inflatable structure, in a specific embodiment of the invention
  • the assembly according to the invention comprises three parts: i) a fully inflatable structure with captive air, ii) a display support and iii) a hooking or interconnection system between the inflatable structure and the support display, which comprises hooks distributed over the surface of the concave part of the inflatable structure and additional hooks distributed over the convex surface of the display support, said hooks being connected to complementary hooks opposite so that when the inflatable structure is inflated, said hooks of the inflatable structure are stretched and shape the display support.
  • Each of these three parts can be the subject of very many variations described below. The combinatorial is therefore significant. There are two extremes in the continuum of solutions: the first when the display medium is a projection surface (for video projection) and the second when the display medium consists of one or more flexible screens. Some embodiments can also combine video projection and video display screen.
  • the dimensions of the assembly are variable, typically from 1.50 m in diameter (eg video game application, working sphere or telepresence) up to about fifteen meters in diameter (eg simulator of helicopter).
  • the perimeter is 18 m on the ground for about 3 m in diameter.
  • the dimensioning goes from 1 m to 4 m for the radius.
  • the height of the inflatable typically allows a viewing angle of 60 ° (bottom to top angle) and a F.O.V of 170 ° or more (left to right angle).
  • two short throw projectors can each handle 180 ° of FOV. Many other configurations are possible.
  • One or more of the parts of the assembly according to the invention can be instrumented by one or more sensors and / or actuators.
  • the inflatable structure comprises one or more inflation points (e.g. 4 points).
  • An assembly for video display comprising: an inflatable structure in a curved shape or a portion of a truncated sphere; a display medium; and a support system between said inflatable structure and said display support.
  • An assembly for video display comprising: an inflatable structure with captive air in a curved shape or a portion of a truncated sphere; a display medium; and a retention system between said captive air inflatable structure and said display support.
  • the captive air inflatable display system comprises a canvas attached to the inflatable structure when the latter is inflated, the canvas taking the desired shape in order to be able to project images in its concave part.
  • the display system uses captive air technology to create a spherical inflatable structure, with a canvas suitable for projection fixed at several points on its concave part and which, when inflated , allows the canvas to take the desired shape.
  • a captive air system is more economical in terms of the energy required to maintain the structure.
  • the risk of punctures can be managed by compartmentalizing the spaces and / or by multiplying the inflation points.
  • the hooks and complements of hooks can be velcro or equivalent.
  • the attachment systems can be entirely mechanical (clips), or electromechanical (e.g. electromagnet, etc.), or chemical (e.g. glue).
  • the display support carries one or more flexible screens, in particular of the OLED type.
  • the display medium is a screen fabric for video projection.
  • the holding system (or "hanging system") is an independent part.
  • the support system is a perimeter definition which contains, in addition to its own components, parts of the display support (pre-sewn notches) and / or the inflatable structure (squares sewn with rod for hangs tensioners). Decoupling allows more combinations.
  • the support system is reduced to zero: the inflatable structure is associated with the screen fabric by velcro.
  • the support system corresponds to hangers distributed or to be distributed over the surface of the concave part of the inflatable structure and complements to the hangers distributed or to be distributed over the convex surface of the display support.
  • the inflatable structure and the display support can therefore include predefined attachment points, and configured to accommodate the hooks or complements to the hooks (including turnbuckles).
  • the holding system comprises tensioners with manual adjustment and / or remotely controlled.
  • the inflatable structure with captive air comprises several sub-parts which can be inflated independently of one another, said sub-parts being associated with separate inflation points.
  • the inflation / deflation can in particular be adaptive.
  • some or all of the sub-parts of the inflatable air captive structure are tubular, the tubular sub-parts being welded and / or glued together.
  • the sub-parts of the inflatable structure form patterns.
  • the patterns can form a lattice, or a mesh network or a reticular network.
  • the patterns can be checkerboard, frieze, fractals, etc.
  • the inflatable structure with captive air is reinforced by one or more buttresses and / or horizontal and / or vertical cross members.
  • the inflatable air captive structure is reinforced with an articulated rigid frame.
  • the reinforcement can be made of wood and / or metal, and / or carbon fiber
  • the inflatable structure and / or the display support comprise one or more sensors and / or actuators, in particular a video acquisition camera and an inflator.
  • the assembly according to the invention further comprises a local processor and / or computing resources accessed remotely for a servo-control of the inflation / deflation of the inflatable structure with captive air and / or actuators of tensions of the display medium to the distortions of the displayed video.
  • the assembly according to the invention further comprises one or more cameras for the three-dimensional reconstruction of the shape of the display medium attached to the inflatable structure with captive air, and resources of calculation to determine the sub-parts to be re-inflated and / or deflated.
  • the assembly according to the invention further comprises a laser projector, in particular with a short focal length.
  • a short throw laser projector reduces the footprint while ensuring good lighting and lighting conditions. contrast.
  • the uses of projection and flexible screens can be combined.
  • a method of managing a captive air inflatable system for video display comprising a captive air inflatable structure in a curved shape or a portion of a truncated sphere; a display medium; and a support system between the inflatable structure and the display support, the support system having hooks distributed over the surface of the concave part of the inflatable structure and additional hooks distributed over the convex surface of the support. display.
  • the method includes at least one step of inflating the inflatable structure, so that hook complements on the convex surface of the display medium connect to facing hooks on the concave surface of the inflatable structure to tension. and shaping the display medium.
  • Steps of the method may in particular comprise one or more of the steps consisting in: determining the three-dimensional shape of a projection screen, this shape comprising convex parts and / or concave parts; determining the number and the respective shape of the sub-parts of an inflatable structure for the support of said three-dimensional shape; inflate and / or deflate one or more sub-parts of the inflatable structure, in particular depending on the deformed parts of the video display.
  • a computer program product comprising code instructions for performing one or more process steps, when said program is executed on a computer.
  • FIG. 1 illustrates a specific embodiment of the invention, in a configuration for video projection.
  • the assembly according to the invention comprises a fully inflatable captive air structure 100 which accommodates and carries 105 a screen fabric 110.
  • the screen fabric serves as a support for video display by projection (one or more video projectors, eg video projector 120, can be used.
  • Video projectors can be mounted on metal gantries (not shown), especially in height. It is possible to use one or more short throw projectors, which will then be placed almost against the canvas display support.
  • This fully inflatable embodiment is particularly advantageous in terms of compactness (when it is folded up the structure without being able to fit in a backpack or a travel suitcase) and correspondingly of deployment speed (for example electric inflation requires less than five minutes, and even less if several inflating entries are planned). No special skills or qualifications are required to perform the installation.
  • the various embodiments of the invention use captive air to hold the inflatable structure. A pressure of 0.15 to 0.3 bars approximately in excess of atmospheric pressure. The system is therefore waterproof.
  • the structure 100 has a curved shape or a portion of a truncated sphere.
  • the inflatable structure can include one or more inflation points eg 101, depending on whether the air is compartmentalized in one or more sub-parts (management of the risk of punctures, or faster inflation options, etc.) . Reinforcing elements of the inflatable structure will be described below.
  • the captive air inflatable structure is made of a fabric (puncture resistant) comprising several sub-layers of different materials: for example polyurethane for the air chamber (with a thickness of 80 microns to 150 microns) and a layer of dacron which is a textile melted in a resin (particularly resistant to tensile effects).
  • a fabric puncture resistant
  • materials for example polyurethane for the air chamber (with a thickness of 80 microns to 150 microns) and a layer of dacron which is a textile melted in a resin (particularly resistant to tensile effects).
  • a wide variety of fabrics is possible (variations of layers, weaving, etc.).
  • New materials can partly allow self-repair of the leaks.
  • Current self-healing materials include three categories of self-healing mechanisms (eg microcapsules, vascular or intrinsic networks).
  • microcapsule-based materials a wound healing agent is protected within tiny spherical shells, which rupture if damaged.
  • vascular materials the healing agent is transported by a network of capillaries.
  • intrinsically self-healing materials the property is usually inscribed in the chemical network of the polymer material (molecular repairs, such as the creation of hydrogen bonds, ionic interactions and the mobility and entanglement of polymer chains).
  • the geometry of the inflatable structure can be very varied (the illustrations show rectangular structures, but struts oriented other than horizontally or vertically allow the implementation of patterns, various lattices.
  • a lattice can be a system triangulated, formed by the assembly of vertical, horizontal and diagonal bars forming in particular triangles, so that each bar undergoes an acceptable force, and that the deformation of the assembly is moderate.
  • the inflatable structure comprises squares of about 40 cm by 40 cm.
  • the projection screen surface meets optical / visual requirements (grain, reflectance, resolution, reflected brightness, etc.).
  • the regulator for example, issues tolerances for standards in terms of resolution, contrast, quality of fabric, etc .; the regulations also impose minimum or maximum values of distance, diameter, etc., which serve to constrain the various devices.
  • a game console coupled to a short focal length projector and an assembly for the video display according to the invention allow "local cooperation"("couch co -op ”in English), which is not naturally possible with virtual reality headsets (VR or VR in English), which may have too many limitations for certain uses and certain personal preferences.
  • Teleworking can also benefit from the embodiments of the invention (a personal office table can include and deploy a display surface according to the invention, by video projection, short focal length or from the rear).
  • a large flexible screen also requires a conformation support, in the inflatable structure.
  • the screen fabric 110 is formed from a single piece (eg fabric composed of textile and / or plastic fibers; the composition of the screen fabric can be variable, in particular in terms of surface granularity).
  • This embodiment is advantageous in that the screen fabric can be rolled up and / or folded: like the inflatable structure, the deployment is easy, quick, and of compact shape when folded up.
  • the screen fabric is flexible and not very deformable (e.g. boat sail).
  • the screen fabric is flexible and stretchable.
  • the fabric is made of elastomer.
  • the display medium consists of a single screen fabric (fabric fiber mixed with elastics, or even elastane).
  • the screen fabric 110 is woven with incorporation during the weaving process of pre-stresses (eg tensions, extensions, pulls, etc.) in the fabric (eg elastic fibers can be woven while stretched).
  • pre-stresses eg tensions, extensions, pulls, etc.
  • the fabric can be woven in one or more sub-parts which can be assembled so as to position the fabric in a configuration as a portion of a sphere.
  • the screen fabric 110 comprises several sub-parts (e.g. 111, 112, etc.), which can be relatively rigid and / or flexible.
  • the central parts can be made up of panels that are more rigid than the parts that have to be arranged or curved.
  • a game console associated with a short throw projector can be placed in an inflatable structure according to the invention: polygonal facets can pave the surface of the screen fabric (deformations video display to adjust the very strong curvature of salon equipment).
  • the holding device 105 (or "subsystem” for attachment or interconnection) between the inflatable structure and the screen fabric can be done in different ways: mechanical (for example velcro, springs), magnetic (magnets), electromagnetic (electromagnet), chemical (glue), or a combination of these methods.
  • the attachment system (105) can include hooks (105-a) distributed over the surface of the concave part of the inflatable structure (100) and additional hooks (105-b) distributed on the convex surface of the display medium (110) to connect thereto.
  • all or part of the hooks (105-a) of the inflatable structure are connected to complements of hooks (105-b) positioned opposite on the display support, so that when of the inflation of the inflatable structure, the hooks of the inflatable structure connected to complements of hooks of the display support are stretched and make it possible to shape the display support.
  • the system according to the invention comprises a multitude of tensioners. These tensioners can be adjustable once and for all (static), so as to adjust the final shape of the inflatable structure, but also dynamically controllable (springs or electric actuators).
  • the canvas can be fixed to the inflatable structure by tensioners (e.g. small clips or tensioners), the distribution of which aims at a good homogeneity of the tension of the canvas.
  • FIG. 2 illustrates an example of an embodiment of the invention, in a flexible screen configuration.
  • the inflatable structure is composed of vertical 221 and horizontal 231 tubes, which can be melted or glued or attached or integrated 241.
  • the inflatable structure can be configured to carry flexible screens: the display comes directly from flexible screens 211, 212, etc.
  • the electrical and video cables can be inserted into the various tubes, or even contribute to the stiffening of the inflatable structure.
  • the flexible screens being particularly thin and light, structures of the inflatable type with captive air, can be adapted to the screen support.
  • Flexible electronics in English “Stretchable Electronics” refers to different usable technologies. In the manufacture of conventional liquid crystal displays, glass is used as the substrate. If plastic or metal foil is used, the entire system can become flexible, due to the low thickness of the film deposited on the substrate (a few ⁇ m).
  • a flexible printed circuit (flex PCB or flex circuit) is for example a printed circuit technology which consists in using a high performance plastic substrate, such as polyimide (Kapton) or PEEK film.
  • Other technologies refer to electronic textiles (in English “e-textile”), some of which converge with that of flexible electronics.
  • OLED organic light-emitting diode
  • OLET organic light-emitting transistor
  • SED surface conduction electron emitter
  • FED field emission screens
  • TPD telescopic pixel screens
  • LPD laser-powered phosphate screens
  • FLCD ferro liquid crystal display
  • FLCD thick-film dielectric electroluminescent technology
  • the "distribution" (arrangement in space) of the screens can be varied.
  • an architecture can consist in multiplying flexible screens of small size in the center of the display, while larger panels / screens will be used for peripheral vision.
  • the different techniques for paving the desired surface are applicable to the configuration with an overhead projector and / or with flexible screens.
  • the two modes can be combined; for example in a complete rhombicuboctahedron, the 18 square faces can be flexible screens and the 8 triangular faces can be the subject of one or more projection; in a half rhombicuboctahedron, these numbers are adjusted; 5 squares (screens) and 4 triangles (projection) may be sufficient.
  • a geode is a convex polyhedron inscribed in a sphere of which it achieves an approximation.
  • Some architectural constructions include geodesic domes in particular.
  • the paving is in the shape of a soccer ball, that is to say in the form of a part of a truncated icosahedron (complete, the shape comprises 12 regular pentagonal faces, 20 regular hexagonal faces, 60 vertices and 90 edges). Many other tilings are possible with squares or rectangles and adjustment of the display by screen and / or by projection.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of the invention, with instrumentation and control.
  • the elements (310) of the inflatable structure (300) are suction or suction tubes, which make it possible to attract / hold the canvas in position on the inflatable structure with captive air.
  • the captive air inflatable structure (300) and / or the display medium and / or the interconnection subsystem (105) comprises one or more sensors (321, etc.) and / or actuators (eg 322, etc.), or “sensors and actuators” in English.
  • a sensor is a device transforming the state of an observed physical quantity into a usable quantity. Used with an acquisition system, the sensors can be used to implement one or more feedback loops.
  • the sensor can be an accelerometer, inclinometer, gyrometer, gyroscope, etc.
  • An actuator is an object which transforms the energy supplied to it into a physical phenomenon which provides work, modifies the behavior or the state of a system.
  • the actuator belongs to the operative part of an automated system.
  • the energy can in particular be pneumatic, hydraulic (water or oil), electrical, or mechanical, or thermal (e.g. heating of the captive air).
  • the actuator can be a cylinder, an electromagnet, a motor, a heating resistor, an acoustic enclosure, etc.
  • the sensors and actuators can be macroscopic, but also of very small dimensions (e.g. MEMS).
  • the interconnection subsystem 105 comprises several actuators, so as to adjust the tension of the projection screen surface.
  • the inflatable structure and / or the canvas are instrumented with position sensors, and a feedback loop with the video projection makes it possible to maintain a stable image.
  • the captive air inflatable structure can be instrumented, in the sense that the geometry of the latter can be monitored (eg position sensors, tracking cameras, etc.). Deformations (drafts, shock, slow drift, weakening, etc.) can be compensated, in real time or almost.
  • This type of compensation can be light (need for a fixed independent surveillance camera (320), use of markers or sensors or actuators (321, 322, etc.) detection of deformed areas and compensation by re-inflation / deflation of one or more of several sub-parts of the structure).
  • the geometric approximation can be compensated for by the geometric deformation of the display (which is calculated before sending the data to be displayed, by projection and / or by flexible screen).
  • a video projector can mechanically compensate for a trapezoidal projection; but more generally, logically, knowing the geometry of the display surface, it is possible to deform the geometry of the video to be displayed so that the distorted video is compensated (“erased”) by the surface of the video. display and the viewer has the impression of a flat display. Particularly in a square room, it is possible to "treat" the corners of the room to approximate a sphere projection. In the different tiling modes which are described below, the video display can be deformed so as to correspond to the deformation of the display surface.
  • the turnbuckles serve as a support for attaching the various flexible screens, etc.
  • the layout and geometry of flexible screens can be structured in various ways (fractals, patterns, etc.).
  • FIG. 4 illustrates an example of reinforcement for the inflatable structure, in a specific embodiment of the invention.
  • the central region can be occupied by a large screen (411) while the peripheral vision zones like (413) can be paved by smaller flexible screens.
  • FIG. 5 illustrates an example of reinforcement for the inflatable structure, in a specific embodiment of the invention.
  • reinforcements flying buttresses, arches or buttresses (510) can be used to reinforce the maintenance of the inflatable structure with captive air.
  • a buttress is a high reinforcement on the exterior face of an arched building and which serves to contain the effects of a load or the thrust of arches and vaults.
  • FIG. 6 illustrates another example of reinforcement for the inflatable structure, in a specific embodiment of the invention.
  • Horizontal (610) and / or vertical (620) crossbars can also be used to reinforce the maintenance of the inflatable structure with captive air and to ensure the correct tension of the projection screen.
  • the invention can be implemented from hardware and / or software elements. It may be available as a computer program product on computer readable medium.
  • the medium can be electronic, magnetic, optical or electromagnetic.
  • the computing means or resources can be centralized and / or distributed (“Cloud computing”), possibly with or according to peer-to-peer and / or virtualization and / or redundancy technologies.
  • the software code can be executed on any suitable processor (eg, microprocessor) or processor core or a set of processors, whether provided in a single computing device or distributed among multiple computing devices.
  • the computer implementation of the invention can use centralized systems (eg client-server or master-slave) and / or distributed systems (eg peer-to-peer architecture using accessible computer resources, possibly opportunistically. eg ad hoc networks, etc.).
  • the system (or its variants) implementing one or more of the process steps can use one or more dedicated electronic circuits or a general purpose circuit.
  • the method can also be implemented on a reprogrammable computing machine (a processor or a microcontroller, for example) executing a program comprising a sequence of instructions, or on a dedicated computing machine (for example a set of logic gates such as a programmable logic network usually designated by FPGA (acronym for Field Programmable Gâte Arrays) or an integrated circuit specific to an application usually designated by ASIC (acronym for Application-Specific Integrated Circuit), or any other hardware module).
  • a dedicated circuit can improve performance.
  • Reference to a computer program which, when executed, performs any of the functions described above, is not limited to an application program running on a single host computer.
  • computer program and software are used here in a general sense to refer to any type of computer code (e.g. application software, firmware, firmware, APIs, web services, or any other form of computer instruction) which can be used to program one or more processors to implement process steps.
  • computer code e.g. application software, firmware, firmware, APIs, web services, or any other form of computer instruction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

Assemblage pour affichage vidéo, comprenant : une structure gonflable à air captif (100) selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée; un support d'affichage (110); et un système de maintien (105) entre ladite structure gonflable (100) et ledit support d'affichage (110); l'assemblage étant caractérisé en ce que le système de maintien (105) comprend des accroches (105-a) réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable (100) et des compléments d'accroches (105-b) répartis sur la surface convexe du support d'affichage (110); et en ce que tout ou partie des dites accroches (105-a) sont connectées à des compléments d'accroches (105-b) positionnées en regard, de manière à ce que lors du gonflage de la structure gonflable, lesdites accroches de la structure gonflable connectées à des compléments d'accroches du support d'affichage se tendent et permettent de mettre en forme le support d'affichage.

Description

DESCRIPTION
Titre de l’invention : ASSEMBLAGE GONFLABLE POUR AFFICHAGE VIDEO [0001] Domaine de l’invention
[0002] Le document décrit des procédés et des systèmes gonflables à air captif pour de l’affichage vidéo, et notamment des assemblages pour écrans incurvés voire sensiblement sphériques.
[0003] Etat de la Technique
[0004] Les systèmes visuels incurvés ont une utilisation répandue dans le domaine de la simulation pour offrir aux pilotes ou conducteurs un environnement visuel immersif par des images de synthèse avec un large champ vertical et horizontal. Il existe une grande diversité de types d’affichage pour ce type de simulation aéronautique. Dans le domaine de la projection, différents types d’écrans existent.
[0005] Les écrans utilisés pour la projection sont généralement partiellement sphériques ou hémisphériques. Ils présentent une surface réfléchissante incurvée horizontalement et verticalement (large champ horizontal et vertical pour une immersion maximale).
[0006] La plupart des écrans actuellement commercialisés sont construits à partir de « pétales » ou « panneaux » i.e. des sous-parties d’écrans qui sont assemblés jointivement sur une structure métallique. Ces panneaux sont généralement fabriqués à partir de moules. Le choix de dimensions est réduit et la production d’écrans de tailles différentes nécessite la création d’outillage spécifique.
[0007] Parmi de nombreux problèmes techniques (e.g. de conception et/ou de fabrication), il n’est en particulier pas décrit comment fabriquer des écrans à géométrie variable. Avec les structures connues, obtenir des dimensions variables d’écran est excessivement complexe et onéreux (coûts non récurrents, outillage spécifique ou trop important, etc). Or, ce type de reconfiguration spatiale à la demande est de plus en plus impératif, par exemple pour s’adapter aux champs de vision demandés ou pour répondre à d’autres contraintes (e.g. taille de l’engin simulé, dimensions de la salle où le simulateur est installé, etc).
[0008] Traditionnellement dans le domaine de la vidéo projection, les écrans plans ou cylindriques sont constitués d’une toile. Dans le cas des écrans sphériques utilisés pour la simulation, ils sont généralement fabriqués à partir de panneaux solides. Ces panneaux sont donc sphériques, et peuvent être par exemple en plastique ou en composite. Les panneaux, principalement de forme quadrilatérale, sont créés par l’utilisation de moules. L’ensemble des panneaux peut être autoporteur ou assemblé sur une structure métallique.
[0009] Pour les écrans sphériques tronqués appliqués au domaine de la simulation sans mouvement, la solution connue est celle qui consiste en un assemblage de pétales composites, posé sur une structure métallique, mastiqué et peint. Cette solution est contraignante, onéreuse, et lente à déployer.
[0010] La littérature brevet décrit peu de solutions existantes à ces problèmes techniques. Les approches connues ne sont pas satisfaisantes ou présentent des limitations. Le document de brevet AU333009 décrit par exemple un dôme modulable construit à partir de panneaux plastiques. L’utilisation de panneaux aux dimensions prédéfinies répond difficilement au problème technique de la variabilité des dimensions. En effet, un moule correspond à un rayon de sphère donné alors que chaque type de simulateur peut requérir une sphère de rayon différent. De plus, les moules en eux-mêmes sont onéreux à fabriquer, particulièrement dans le cas du composite, et ont par ailleurs une incidence sur le délai de fabrication de l’écran qui prend plusieurs mois. Enfin, les opérations pour créer l’écran, telles que l’empilement des couches composites ou le ponçage sont salissantes et laborieuses. Dans le cas du ponçage, les poussières sont possiblement dangereuses pour la santé.
[0011] D’autres approches consistent à réaliser des écrans avec de la toile tendue.
La littérature brevet portant sur les affichages avec des structures gonflables décrivent des solutions qui présentent des limitations. Le document de brevet US7791799 décrit une structure comprenant deux toiles : un dôme soutient une première toile fixée sur sa face convexe et une seconde toile soudée à la première et qui est maintenue en forme concave par une dépression d’air créée entre les deux toiles grâce à un dispositif d’aspiration. Cette approche consomme trop d’énergie. Le document de brevet USD682382 décrit un abri de type dôme, lequel est gonflable.
Ce type de structure est dite « à air captif » (la structure est soit parfaitement hermétique ou maintenue gonflée par un faible apport continu en air). Le document de brevet DE202019100645 décrit un abri avec un toit partiellement gonflable dans lequel une peau flexible prend la forme désirée lors du gonflage des éléments de soutien fixés à celle-ci.
[0012] Le document de brevet WO 2007/016328 A1 décrit un dispositif à air captif qui est basé sur un « dual-air pressure » consistant à amener une pression positive dans des tubes réalisant avec des panneaux une structure gonflable, puis à amener une pression négative entre les tubes, les panneaux et une membrane, pour permettre à la membrane de se tendre. La pression négative est ensuite retirée. Ce dispositif présente entre autres inconvénients qu’il faut gérer une étanchéité entre la structure gonflable (les tubes et les panneaux) et la membrane qui fait office d’écran de projection.
[0013] Toutes ces solutions sont intéressantes mais elles ne résolvent pas ou pas entièrement le problème technique posé.
[0014] Il existe un besoin pour des procédés et des systèmes d’affichage améliorés. [0015] Résumé de l’invention
[0016] Le document décrit des procédés et des dispositifs pour affichage vidéo, notamment un assemblage comprenant: une structure gonflable à air captif selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ; un support d’affichage; et un système de maintien entre ladite structure gonflable et ledit support d’affichage. Le système de maintien est constitué d’accroches complémentaires en regard permettant la mise en forme du support d’affichage lors du gonflage de la structure gonflable.
[0017] Des développements décrivent: l’utilisation d’écrans flexibles, notamment de type OLED, et/ou de toile d’écran pour projection vidéo; des variantes de système maintien (mécanique, électrique, etc), notamment des tendeurs ; différents arrangements pour former la structure gonflable à air captif ; l’utilisation de contreforts et/ou de traverses de renfort ; l’utilisation d’un ou de plusieurs capteurs et/ou actionneurs, notamment pour des asservissements divers ; l’utilisation d’un ou de plusieurs projecteur à focale courte ; des applications de télétravail, vidéo-ludique, de simulateur ou autres, associées à des dimensions d’écran de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. Des aspects de logiciels sont décrits. [0018] Dans un mode de réalisation, le système d’affichage selon l’invention est fabriqué à partir d’un écran en tissu, maintenu en place et tendu de diverses manières.
[0019] Avantageusement, la structure selon l’invention ne nécessite pas de moule. Les dimensions peuvent être facilement déterminées. L’utilisation de matériaux dont la fabrication est fastidieuse, comme les composites, n’est pas requise.
[0020] Avantageusement, les matériaux utilisés (plastique et/ou tissus) sont légers et compactables, rendant le système d’affichage aisément transportable et déployable.
[0021] Avantageusement, les matériaux utilisés font que l’écran complet est léger et, lorsqu’il est correctement plié, assez compact pour être transportable par une ou deux personnes.
[0022] Avantageusement, le montage est simplifié (gonfler l’écran), rapide et stable. Un montage peut typiquement être réalisé en moins d’une journée par deux personnes, étant donné qu’il n’y a ni vissage, ni opérations de finitions à effectuer telles que ponçage, masticage ou peinture.
[0023] Avantageusement, la solution répond au problème technique de variabilité des dimensions car il n’y a pas d’exigences en matière de moules, ni d’outillages spécifiques. Un changement de rayon ou de champ de l’écran n’implique qu’une modification du programme et des paramètres de découpe de la machine qui découpe les tissus et/ou les plastiques.
[0024] Avantageusement, les systèmes et procédés selon l’invention ne requièrent pas de fabrication de moule. Le déploiement et l’utilisation sont significativement accélérés comparés à la pose de structures articulées.
[0025] Avantageusement, les modes de réalisation décrits sont modulaires. Chacune des parties de l’affichage connaît plusieurs déclinaisons techniques, ce qui permet de répondre à un large ensemble de besoins différents.
[0026] Avantageusement, la solution proposée convient au domaine de la projection d’images pour la simulation sans mouvement relatif du ou des systèmes de vidéo- projection (« sans motion », pas de cinéma dynamique). Cependant, son application peut être étendue à tout domaine faisant appel à la projection vidéo ou l’affichage vidéo, tel que le cinéma, les planétariums et autres applications appartenant aux domaines des loisirs, de l’éducation, ou de l’événementiel etc. En particulier, des modes de réalisations rendent possible des installations de grande envergure (e.g. pour la simulation d’hélicoptère), ou, à l’autre extrême pour des consoles de jeu de salon (aux dimensions plus contraintes, voire exiguës).
[0027] Description des figures
[0028] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels:
[0029] La [FIG. 1] illustre un mode de réalisation spécifique de l’invention, dans une configuration pour de la vidéo-projection ;
[0030] La [FIG. 2] illustre un exemple d’un mode de réalisation de l’invention, dans une configuration à écrans flexibles ;
[0031] La [FIG. 3] illustre un exemple de mode de réalisation de l’invention, avec instrumentation et asservissement ;
[0032] La [FIG. 4] illustre un exemple de mode de réalisation spécifique de l’invention ;
[0033] La [FIG. 5] illustre un exemple de renfort pour la structure gonflable, dans un mode de réalisation spécifique de l’invention ;
[0034] La [FIG. 6] illustre un autre exemple de renfort pour la structure gonflable, dans un mode de réalisation spécifique de l’invention ;
[0035] Description détaillée de l’invention
[0036] L’assemblage selon l’invention comprend trois parties: i) une structure entièrement gonflable à air captif, ii) un support d’affichage et iii) un système d’accrochage ou d’interconnexion entre la structure gonflable et le support d’affichage, qui comprend des accroches réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable et des compléments d’accroches répartis sur la surface convexe du support d’affichage, les dites accroches étant connectées à des compléments d’accroches en regard de manière à ce que lors du gonflage de la structure gonflable, lesdites accroches de la structure gonflable se tendent et mettent en forme le support d’affichage. [0037] Chacune de ces trois parties peut faire l’objet de très nombreuses variantes décrites ci-après. La combinatoire est donc significative. Il existe deux extrêmes dans le continuum de solutions : la première lorsque le support d’affichage est une toile de projection (pour de la vidéo projection) et la seconde lorsque le support d’affichage est constitué d’un ou de plusieurs écrans flexibles. Certains modes de réalisation peuvent aussi combiner projection vidéo et écran d’affichage vidéo.
[0038] Les dimensions de l’assemblage sont variables, typiquement depuis 1 ,50 m de diamètre (e.g. application vidéo-ludique, sphère de travail ou de télé-présence) jusqu’à une quinzaine de mètres de diamètre (e.g. simulateur d’hélicoptère).
[0039] Pour un cas spécifique (simulateur d’hélicoptères), le périmètre fait 18 m au sol pour environ 3 m de diamètre. Le dimensionnement va de 1 m à 4 m pour le rayon. La hauteur de la structure gonflable permet typiquement un angle de vue de 60° (angle de bas en haut) et un F.O.V de 170° ou plus (angle de gauche à droite). Il n’existe aucune contrainte en matière de géométrie ou d’angles de vie. Par exemple, deux projecteurs à focale courte peuvent chacun gérer 180° de FOV. Bien d’autres configurations sont possibles.
[0040] Une ou plusieurs des parties de l’assemblage selon l’invention peut être instrumentée par un ou plusieurs capteurs et/ou actionneurs.
[0041] Dans un mode de réalisation, la structure gonflable comprend un ou plusieurs points de gonflage (e.g. 4 points).
[0042] Il est décrit un assemblage pour affichage vidéo, comprenant : une structure gonflable selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ; un support d’affichage ; et un système de maintien entre ladite structure gonflable et ledit support d’affichage.
[0043] Il est décrit un assemblage pour affichage vidéo, comprenant : une structure gonflable à air captif selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ; un support d’affichage ; et un système de maintien entre ladite structure gonflable à air captif et ledit support d’affichage.
[0044] Dans un mode de réalisation, le système d’affichage gonflable à air captif comprend une toile fixée à la structure gonflable lorsque cette dernière est gonflée, la toile prenant la forme désirée pour pouvoir projeter des images en sa partie concave. [0045] Dans un mode de réalisation, le système d’affichage utilise la technologie à air captif pour créer une structure gonflable sphérique, avec une toile adaptée à la projection fixée en plusieurs points sur sa partie concave et qui, lorsqu’elle est gonflée, permet à la toile de prendre la forme désirée.
[0046] Un système à air captif est plus économique quant à l’énergie nécessaire au maintien de la structure. Les risques de crevaison peuvent être gérés en compartimentant les espaces et/ou en multipliant les points de gonflage.
[0047] Les accroches et compléments d’accroches peuvent être en velcro ou équivalent. Les systèmes d’accroche peuvent être entièrement mécaniques (clips), ou électromécanique (e.g. électro-aimant, etc), ou chimiques (e.g. colle).
[0048] Dans un développement, le support d’affichage porte un ou plusieurs écrans flexibles, notamment de type OLED.
[0049] Dans un développement, le support d’affichage est une toile d’écran pour projection vidéo.
[0050] Dans un développement, le système de maintien (ou « système d’accroche ») est une partie indépendante. Dans un autre développement, le système de maintien est une définition périmétrique qui contient, en plus de ses composants propres, des parties du support d’affichage (des encoches pré-cousues) et/ou de la structure gonflable (carrés cousus avec tige pour accroche des tendeurs). Le découplage permet plus de combinaisons. Dans un mode de réalisation, le système de maintien est réduit à zéro : la structure gonflable s’associe à la toile d’écrans par des velcros.
[0051] Dans un développement, le système de maintien correspond à des accroches réparties ou à répartir sur la surface de la partie concave de la structure gonflable et des compléments aux accroches répartis ou à répartir sur la surface convexe du support d’affichage.
[0052] La structure gonflable et le support d’affichage peuvent donc comprendre des points d’attaches prédéfinis, et configurés pour accueillir les accroches ou compléments aux accroches (notamment des tendeurs).
[0053] Dans un développement, le système de maintien comprend des tendeurs à réglage manuel et/ou télécommandés à distance. [0054] Dans un développement, la structure gonflable à air captif comprend plusieurs sous-parties pouvant être gonflées indépendamment les unes des autres, lesdites sous-parties étant associées à des points de gonflages distincts. Le gonflage/dégonflage peut notamment être adaptatif.
[0055] Dans un développement, une partie ou toutes les sous-parties de la structure gonflable à air captif sont tubulaires, les sous-parties tubulaires étant soudées et/ou collées entre elles.
[0056] Dans un développement, les sous-parties de la structure gonflable forment des motifs. Les motifs peuvent former un treillis, ou un réseau de mailles ou un réseau réticulaire. Les motifs peuvent être en damier, en frise, en fractales, etc.
[0057] Dans un développement, la structure gonflable à air captif est renforcée par un ou plusieurs contreforts et/ou traverses horizontales et/ou verticales.
[0058] Dans un développement, la structure gonflable à air captif est renforcée une armature rigide articulée. L’armature de renforcement peut être en bois et/ou en métal, et/ou en fibre de carbone
[0059] Dans un développement, la structure gonflable et/ou le support d’affichage comprennent un ou plusieurs capteurs et/ou actionneurs, notamment une caméra d’acquisition vidéo et un gonfleur.
[0060] Dans un développement, l’assemblage selon l’invention comprend en outre un processeur local et/ou des ressources de calcul accédées à distance pour un asservissement du gonflage/dégonflage de la structure gonflable à air captif et/ou des actionneurs de tensions du support d’affichage aux déformations de la vidéo affichée.
[0061] Dans un mode de réalisation, l’assemblage selon l’invention comprend en outre une ou plusieurs caméras pour la reconstruction en trois dimensions de la forme du support d’affichage accrochée à la structure gonflable à air captif, et des ressources de calcul pour déterminer les sous-parties à regonfler et/ou dégonfler.
[0062] Dans un développement, l’assemblage selon l’invention comprend en outre un projecteur laser, notamment à focale courte. Un projecteur laser à courte focale réduit l’encombrement tout en garantissant de bonnes conditions de luminosité et de contraste. Les utilisations de la projection et d’écrans flexibles peuvent être combinées.
[0063] Il est décrit un procédé de gestion d’un système gonflable à air captif pour affichage vidéo, l’assemblage comprenant une structure gonflable à air captif selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ; un support d’affichage ; et un système de maintien entre la structure gonflable et le support d’affichage, le système de maintien ayant des accroches réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable et des compléments d’accroches répartis sur la surface convexe du support d’affichage. Le procédé comprend au moins une étape consistant à gonfler la structure gonflable, de manière à ce que des compléments aux accroches sur la surface convexe du support d’affichage se connectent à des accroches en regard sur la surface concave de la structure gonflable afin de tendre et mettre en forme le support d’affichage.
[0064] Des étapes du procédé peuvent notamment comprendre une ou plusieurs des étapes consistant à: déterminer la forme en trois dimensions d’un écran de projection, cette forme comprenant des parties convexes et/ou des parties concaves ; déterminer le nombre et la forme respective des sous-parties d’une structure gonflable pour le support de ladite forme en trois dimensions ; gonfler et/ou dégonfler une ou plusieurs sous-parties de la structure gonflable, notamment en fonction des parties déformées de l’affichage vidéo.
[0065] Il est décrit un produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer une ou plusieurs étapes du procédé, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
[0066] La [FIG. 1] illustre un mode de réalisation spécifique de l’invention, dans une configuration pour de la vidéo-projection.
[0067] Dans un mode de réalisation, l’assemblage selon l’invention comprend une structure entièrement gonflable à air captif 100 laquelle accueille et porte 105 une toile d’écran 110.
[0068] Vidéo projection
[0069] La toile d’écran sert de support à de l’affichage vidéo par projection (un ou plusieurs vidéoprojecteurs, e.g. vidéoprojecteur 120, peuvent être utilisés. Les vidéoprojecteurs peuvent être montés sur des portiques en métal (non représentés), notamment en hauteur. Il est possible d’utiliser un ou plusieurs vidéoprojecteurs à focale courte, lesquels seront alors placés presque contre le support d’affichage en toile.
[0070] Mode de réalisation à air captif
[0071] Ce mode de réalisation entièrement gonflable est particulièrement avantageux en termes de compacité (lorsqu’elle est repliée la structure sans peut tenir dans un sac à dos ou une valise de voyage) et corrélativement de vitesse de déploiement (le gonflage par exemple électrique nécessite moins de cinq minutes, et moins encore si plusieurs entrées de gonflage sont prévues). Aucune compétence ou qualification particulière n’est requise pour effectuer la mise en place.
[0072] Air captif
[0073] Les différents modes de réalisation de l’invention utilisent de l’air captif pour le maintien de la structure gonflable. Une pression de 0,15 à 0,3 bars environ en surplus de la pression atmosphérique. Le système est donc étanche.
[0074] Structure gonflable 100
[0075] Plus en détails, la structure 100 présente une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée. Composée de boudins ou tubes, la structure gonflable peut comporter un ou plusieurs points de gonflage e.g. 101 , selon que l’air est compartimenté dans un ou plusieurs sous-parties (gestion des risques de crevaison, ou options de gonflage plus rapide, etc). Des éléments de renfort de la structure gonflable seront décrits ci-après.
[0076] Dans un mode de réalisation, la structure gonflable à air captif est faite d’un tissu (résistant aux crevaisons) comprenant plusieurs sous-couches de matériaux différents: par exemple du polyuréthane pour la chambre à air (d’une épaisseur de 80 microns à 150 microns) et une couche de dacron qui est un textile fondu dans une résine (particulièrement résistant aux effets de traction). Une grande variété de toile est possible (variations des couches, tissage, etc).
[0077] De nouveaux matériaux peuvent permettre en partie une autoréparation des fuites. Les matériaux autocicatrisants actuels comprennent trois catégories de mécanismes d'auto cicatrisation (e.g. microcapsules, réseaux vasculaires ou intrinsèque). Dans les matériaux à base de microcapsules, un agent cicatrisant est protégé au sein de minuscules coquilles sphériques, qui se rompent en cas de dommage. Dans les matériaux vasculaires, l'agent cicatrisant est transporté par un réseau de capillaires. Quant aux matériaux à auto-cicatrisation intrinsèque, la propriété est généralement inscrite dans le réseau chimique du matériau polymère (réparations moléculaires, tels que la création de liaisons hydrogène, des interactions ioniques et la mobilité et l'enchevêtrement des chaînes du polymère).
[0078] La géométrie de la structure gonflable peut être très variée (les illustrations présentent des structures rectangulaires, mais des boudins orientés autrement que de manière horizontale ou verticale permettent la mise en oeuvre de motifs, de treillis divers. Un treillis peut être un système triangulé, formé par l'assemblage de barres verticales, horizontales et diagonales formant notamment des triangles, de sorte que chaque barre subisse un effort acceptable, et que la déformation de l'ensemble soit modérée. Dans un mode de réalisation, la structure gonflable comprend des carrés d’environ 40 cm par 40 cm.
[0079] Support d’affichage, en toile 110
[0080] Dans un mode de réalisation, la toile de projection répond à des exigences optiques /visuelles (grain, réflectance, résolution, luminosité réfléchie etc). Dans le cas aéronautique, pour des simulateurs, le régulateur édicte par exemple des tolérances des normes en termes de résolution, de contraste, de qualité de tissu, etc; la réglementation impose en outre des valeurs minimum ou maximales de distance, de diamètre, etc, lesquelles servent à contraindre les différents dispositifs.
[0081] Pour une application de réalité virtuelle immersive, notamment vidéo-ludique, une console de jeu couplée à un projecteur à focale courte et un assemblage pour l’affichage vidéo selon l’invention permettent de la « coopération locale » (« couch co-op » en anglais), laquelle n’est pas naturellement possible avec des casques de réalité virtuelles (RV ou VR en anglais), lesquels peuvent présenter trop de limitations pour certains usages et certaines préférences personnelles. Le télétravail peut également bénéficier des modes de réalisation de l’invention (une table de bureau personnelle peut comprendre et déployer une surface d’affichage selon l’invention, par vidéo projection, à focale courte ou par l’arrière). Un grand écran flexible nécessite également un support de conformation, en la structure gonflable. [0082] Dans un mode de réalisation, la toile d’écran 110 est formée d’une seule et même pièce (e.g. tissu composé de fibres textiles et/ou plastiques ; la composition de la toile d’écran peut être variable, en particulier en matière de granularité de surface). Ce mode de réalisation est avantageux en ce que la toile d’écran peut être roulée et/ou pliée: comme la structure gonflable, le déploiement aisé, rapide, et de forme compacte lorsque repliée.
[0083] Dans un mode de réalisation, la toile d’écrans est souple et peu déformable (e.g. voile de bateau).
[0084] Dans un mode de réalisation, la toile d’écran est souple et extensible.
[0085] Dans un mode de réalisation la toile est en élastomère. Dans un mode de réalisation, le support d’affichage est constitué d’une seule et même toile d’écran (fibre de tissu mélangée avec des élastiques, voire élasthanne).
[0086] Dans un mode de réalisation, la toile d’écran 110 est tissée avec incorporation durant le procédé de tissage de précontraintes (e.g. tensions, extensions, tractions, etc) dans le tissu (e.g. des fibres élastiques peuvent être tissées alors qu’étirées). En particulier, la toile peut être tissée en une seule ou en plusieurs sous-parties pouvant être assemblées de manière à positionner la toile dans une configuration en portion de sphère.
[0087] Dans un mode de réalisation, la toile d’écran 110 comprend plusieurs sous parties (e.g. 111 , 112, etc), lesquels peuvent être relativement rigides et/ou souples. En effet, il est possible de différencier différentes zones de vision : les parties centrales pourront être constituées de panneaux plus rigides que les parties devant être disposé ou incurvées. Par exemple, pour une application vidéo ludique, une console de jeux associés à un vidéoprojecteur à courte focale peut être placée dans d’une structure gonflable selon l’invention : des facettes polygonales peuvent paver la surface de la toile d’écran (des déformations d’affichage vidéo permettant d’ajuster la courbure très forte d’un équipement de salon).
[0088] Système d’interconnexion ou de maintien 105
[0089] Le dispositif de maintien 105 (ou « sous-système » d’accrochage ou d’interconnexion) entre la structure gonflable est la toile d’écran peut se faire de différentes manières : mécanique (par exemple velcro, ressorts), magnétique (aimants), électromagnétique (électro aimant), chimique (colle), ou en combinaison de ces méthodes.
[0090] En particulier, le système d’accrochage (105) peut comprendre des accroches (105-a) réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable (100) et des compléments d’accroches (105-b) répartis sur la surface convexe du support d’affichage (110) pour s’y connecter.
[0091] Dans une réalisation, tout ou partie des accroches (105-a) de la structure gonflable sont connectées à des compléments d’accroches (105-b) positionnées en regard sur le support d’affichage, de manière à ce que lors du gonflage de la structure gonflable, les accroches de la structure gonflable connectées à des compléments d’accroches du support d’affichage se tendent et permettent de mettre en forme le support d’affichage.
[0092] Dans un mode de réalisation, le système selon l’invention comprend une multitude de tendeurs. Ces tendeurs peuvent être réglables une fois pour toutes (statiques), de manière à régler la forme finale de la structure gonflable, mais également contrôlable de manière dynamique (ressorts ou actionneurs électriques). La toile peut être fixée à la structure gonflable par des tendeurs (e.g. petits clips ou des tendeurs) dont la répartition vise à une bonne homogénéité de la tension de la toile.
[0093] La [FIG. 2] illustre un exemple d’un mode de réalisation de l’invention, dans une configuration à écrans flexibles.
[0094] Dans ce mode de réalisation, la structure gonflable est composée de boudins verticaux 221 et horizontaux 231 , lesquels peuvent être fondus ou collés ou attachés ou intégrés 241. Dans un mode de réalisation, Cette fois, la structure gonflable peut être configurée pour porter des écrans flexibles : l’affichage provient directement des écrans flexibles 211 , 212, etc.
[0095] Les câbles électriques et vidéo le cas échéant peuvent être insérés dans les différents boudins, ou même contribuer à la rigidification de la structure gonflable.
[0096] Écrans flexibles
[0097] Des écrans flexibles ou souples, de technologie OLED sont désormais réalisables. De derniers modèles ont notamment été présentés au public lors du CES 2018 (« Consumer Electronics Show », Las Vegas). Certains fabricants ont montré que des écrans présentant ce type de propriétés peuvent être incurvés au point d’être enroulés ou enroulables, pliables et diversement déformables.
[0098] Les écrans flexibles étant particulièrement minces et légers, des structures de type gonflables à air captif, peuvent être adaptées au support d’écrans.
[0099] L’électronique flexible (en anglais « Stretchable Electronics ») renvoie à différentes technologies utilisables. Dans la fabrication des écrans à cristaux liquides classiques, le verre est utilisé comme substrat. Si une feuille de plastique ou de métal est utilisée, le système entier peut devenir flexible, du fait de la faible épaisseur du film déposé sur le substrat (quelques pm). Un circuit imprimé flexible (flex PCB ou circuit flex) est par exemple une technologie de circuit imprimé qui consiste à utiliser un substrat plastique haute performance, tel que le polyimide (Kapton) ou le film PEEK. D’autres technologies ont référence textile électronique (en anglais « e- textile »), dont certaines technologies convergent avec celle de l’électronique flexible.
[0100] Les technologies d’affichage utilisables pour des écrans flexibles comprennent notamment des écrans à diodes électroluminescentes organiques ou DELO usuellement désignées par OLED (acronyme de l’anglais “Organic light-emitting diode”). Bien d’autres technologies sont utilisables : Transistors électroluminescents organiques usuellement désignés par OLET (acronyme de l’anglais “Organic light- emitting transistor”), écrans à émetteur d'électrons à conduction de surface usuellement désignés par SED (acronyme de l’anglais “Surface-conduction electron- emitter display’), écrans à émission de champ usuellement désignés par FED (acronyme de l’anglais “Field émission displa ’), écrans à pixels télescopiques usuellement désignés par TPD (acronyme de l’anglais « Telescopic pixel display », écrans à phosphate alimenté par laser usuellement désignés par LPD (acronyme de l’anglais " Laser-powered phosphor display »), écrans à cristaux liquides ferro usuellement désignés par FLCD (acronyme de l’anglais "Ferro liquid crystal display ») , technologie électroluminescente diélectrique à couche épaisse usuellement désignée par TDEL (acronyme de l’anglais "Thick-film dielectric électroluminescent technology”), etc.
[0101] La « distribution » (arrangement dans l’espace) des écrans peut être variée. Par exemple, une architecture peut consister à multiplier des écrans flexibles de petite taille au centre de l’affichage, tandis que de plus grands panneaux/écrans seront utilisés pour la vision périphérique.
[0102] Pavage de la demi-sphère tronquée
[0103] Les différentes techniques de pavage de la surface désirée sont applicables à la configuration avec rétroprojecteur et/ou avec des écrans souples.
[0104] Dans certains modes de réalisation, les deux modes peuvent être combinés ; par exemple dans un rhombicuboctaèdre complet, les 18 faces carrées peuvent être des écrans flexibles et les 8 faces triangulaires peuvent faire l’objet d’une ou de plusieurs projection ; dans un demi rhombicuboctaèdre, ces chiffres sont ajustés ; 5 carrés (écrans) et 4 triangles (projection) peuvent être suffisants.
[0105] En mathématiques, une géode est un polyèdre convexe inscrit dans une sphère dont il réalise une approximation. Certaines constructions architecturales comprennent notamment des dômes géodésiques.
[0106] Dans un mode de réalisation avantageux, le pavage est en forme de ballon de football, c’est-à-dire sous la forme d’une partie d’icosaèdre tronqué (complète, la forme comprend 12 faces pentagonales régulières, 20 faces hexagonales régulières, 60 sommets et 90 arêtes). Bien d’autres pavages sont possibles avec des carrés ou des rectangles et ajustement de l’affichage par écran et/ou par projection.
[0107] La jointure des écrans, à l’instar de la fabrication de dalles en plusieurs parties, peut être rendue pratiquement invisible. Le cas échéant une jointure de quelques millimètres n’est pas bloquante (de la projection vidéo peut être effectuée sur les montants de manière à lisser les éventuels irrégularités, etc).
[0108] La [FIG. 3] illustre un exemple de mode de réalisation de l’invention, avec instrumentation et asservissement.
[0109] Dans un mode de réalisation, les éléments (310) de la structure gonflable (300) sont des tubes de succion ou d’aspiration, qui permettent d’attirer/maintenir la toile en position sur la structure gonflable à air captif.
[0110] Dans un mode de réalisation, la structure gonflable à air captif (300) et/ou le support d’affichage et/ou le sous-système d’interconnexion (105) comprend un ou plusieurs capteurs (321 , etc) et/ou actionneurs (e.g. 322, etc), soit « sensors and actuators » en anglais. [0111] Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable. Utilisé avec un système d'acquisition, les capteurs peuvent servir à la mise en oeuvre d'une ou de plusieurs boucles de rétroaction. Le capteur peut être un accéléromètre, un inclinomètre, un gyromètre, un gyroscope, etc.
[0112] Un actionneur est un objet qui transforme l’énergie qui lui est fournie en un phénomène physique qui fournit un travail, modifie le comportement ou l’état d'un système. L’actionneur appartient à la partie opérative d'un système automatisé. L'énergie peut notamment être pneumatique, hydraulique (eau ou huile), électrique, ou mécanique, ou thermique (e.g. chauffage de l'air captif). L’actionneur peut être un vérin, un électroaimant, un moteur, une résistance chauffante, une enceinte acoustique, etc. Les capteurs et actionneurs peuvent être macroscopiques, mais également de très petites dimensions (e.g. MEMS).
[0113] Dans un mode de réalisation, le sous-système d’interconnexion 105 comprend plusieurs actuateurs, de manière à ajuster la tension de la toile de projection.
[0114] Asservissement(s)
[0115] L’usage d’air captif et de matériaux appropriés garantit généralement une très grande stabilité de la structure gonflable. Cependant, dans certains contextes d’utilisation difficiles (e.g. lieux public, conditions de chantier, etc), il est possible de prévoir une boucle de rétroaction (e.g. asservissement du gonflage sur les mesures de déformation).
[0116] Dans un développement de l’invention, la structure gonflable et/ou la toile sont instrumentés de capteurs de position, et une boucle de rétroaction avec la vidéo projection permet de maintenir une image stable.
[0117] Ainsi, dans des modes de réalisations spécifiques, la structure gonflable à air captif peut être instrumentée, au sens où la géométrie de cette dernière peut être surveillée (e.g. capteurs de position, caméras de suivi, etc). Les déformations (courants d’air, choc, dérive lente, affaiblissements, etc) peuvent être compensés, en temps réel ou presque. Ce type de compensation peut être léger (nécessité d’une caméra indépendante fixe de surveillance (320), utilisation de repères ou capteurs ou actionneurs (321 ,322, etc) détection des zones déformées et compensation par le regonflage/dégonflage d’une ou de plusieurs sous-parties de la structure). [0118] L’approximation géométrique peut être compensée par la déformation géométrique de l’affichage (qui est calculée avant l’envoi des données à afficher, par projection et/ou par écran flexible). Un vidéoprojecteur peut compenser mécaniquement une projection en trapèze ; mais plus généralement, de manière logique, connaissant la géométrie de la surface d’affichage, il est possible de déformer la géométrie de la vidéo à afficher de manière à ce que la vidéo déformée soit compensée (« gommée ») par la surface d’affichage et que le spectateur ait l’impression d’un affichage plat. En particulier dans une pièce carrée, il est possible de « traiter » les coins de la pièce pour se rapprocher d’une projection en sphère. Dans les différents modes de pavage qui sont décrits ci-après, l’affichage vidéo peut être déformé de sorte à correspondre à la déformation de la surface d’affichage.
[0119] Dans les modes de réalisation illustrés, les tendeurs servent de support d’accroches aux différents écrans flexibles etc. la disposition et la géométrie des écrans flexibles peut être architecturée de diverses manières (fractales, par motifs, etc.).
[0120] La [FIG. 4] illustre un exemple de renfort pour la structure gonflable, dans un mode de réalisation spécifique de l’invention.
[0121] Par exemple la région centrale peut être occupée par un large écran (411) tandis que les zones de vision périphérique comme (413) peuvent être pavés par de plus petits écrans flexibles
[0122] La [FIG. 5] illustre un exemple de renfort pour la structure gonflable, dans un mode de réalisation spécifique de l’invention.
[0123] De manière optionnelle, des renforts, murs-boutants, arcs ou contreforts (510) peuvent être utilisés pour renforcer le maintien de la structure gonflable à air captif. En architecture, un contrefort est un renfort élevé sur la face extérieure d'un bâtiment voûté et qui sert à contenir les effets d'une charge ou de la poussée des arcs et des voûtes.
[0124] La [FIG. 6] illustre un autre exemple de renfort pour la structure gonflable, dans un mode de réalisation spécifique de l’invention.
[0125] Des traverses horizontales (610) et/ou verticales (620) peuvent également être utilisées pour renforcer le maintien de la structure gonflable à air captif et assurer la bonne tension de l’écran de projection. [0126] L’invention peut s’implémenter à partir d’éléments matériel et/ou logiciel. Elle peut être disponible en tant que produit programme d’ordinateur sur un support lisible par ordinateur. Le support peut être électronique, magnétique, optique ou électromagnétique. Les moyens ou ressources informatiques peuvent être centralisés et/ou être distribués ("Cloud computing"), éventuellement avec ou selon des technologies de pair-à-pair et/ou de virtualisation et/ou de redondance. Le code logiciel peut être exécuté sur n'importe quel processeur approprié (par exemple, un microprocesseur) ou cœur de processeur ou un ensemble de processeurs, qu'ils soient prévus dans un dispositif de calcul unique ou répartis entre plusieurs dispositifs de calcul. La mise en œuvre informatique de l’invention peut utiliser des systèmes centralisés (e.g. client-serveur ou maître-esclave) et/ou des systèmes distribués (e.g. architecture de type pair-à-pair utilisant des ressources informatiques accessibles, éventuellement de manière opportuniste e.g. réseaux ad hoc, etc.). Le système (ou ses variantes) implémentant une ou plusieurs des étapes du procédé peut utiliser un ou plusieurs circuits électroniques dédiés ou un circuit à usage général. Le procédé peut aussi être mis en œuvre sur une machine de calcul reprogrammable (un processeur ou un microcontrôleur, par exemple) exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un réseau logique programmable usuellement désigné par FPGA (acronyme anglais de Field Programmable Gâte Arrays) ou un circuit intégré propre à une application usuellement désigné par ASIC (acronyme anglais de Application-Specific Integrated Circuit), ou tout autre module matériel). Un circuit dédié peut notamment améliorer les performances. La référence à un programme d'ordinateur qui, lorsqu'il est exécuté, effectue l'une quelconque des fonctions décrites précédemment, ne se limite pas à un programme d'application s'exécutant sur un ordinateur hôte unique.
Au contraire, les termes programme d'ordinateur et logiciel sont utilisés ici dans un sens général pour faire référence à tout type de code informatique (par exemple un logiciel d'application, un micro logiciel, un microcode, APIs, web services, ou toute autre forme d'instruction d'ordinateur) qui peut être utilisé pour programmer un ou plusieurs processeurs pour mettre en œuvre des étapes du procédé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Assemblage pour affichage vidéo, comprenant :
- une structure gonflable à air captif (100) selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ;
- un support d’affichage (110) ; et
- un système de maintien (105) entre ladite structure gonflable (100) et ledit support d’affichage (110) ; l’assemblage étant caractérisé en ce que le système de maintien (105) comprend des accroches (105-a) réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable (100) et des compléments d’accroches (105-b) répartis sur la surface convexe du support d’affichage (110) ; et en ce que tout ou partie des dites accroches (105-a) sont connectées à des compléments d’accroches (105-b) positionnées en regard, de manière à ce que lors du gonflage de la structure gonflable, lesdites accroches de la structure gonflable connectées à des compléments d’accroches du support d’affichage se tendent et permettent de mettre en forme le support d’affichage.
2. Assemblage selon la revendication 1 , dans lequel le support d’affichage est une toile d’écran pour projection vidéo.
3. Assemblage selon la revendication 1 , dans lequel le support d’affichage porte un ou plusieurs écrans flexibles, notamment de type OLED.
4 Assemblage selon la revendication 1 , dans lequel le système de maintien comprend des accroches et des compléments aux accroches de type mécanique, magnétique, électromagnétique, chimique, ou une combinaison.
5. Assemblage selon la revendication 1 , dans lequel le système de maintien comprend des tendeurs à réglage manuel et/ou télécommandés à distance.
6. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure gonflable à air captif comprend plusieurs sous-parties pouvant être gonflées indépendamment les unes des autres, lesdites sous-parties étant associées à des points de gonflages distincts.
7. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des sous-parties de la structure gonflable à air captif sont tubulaires, les sous parties tubulaires étant soudées et/ou collées entre elles.
8. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sous-parties de la structure gonflable forment des motifs.
9. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure gonflable à air captif est renforcée par un ou plusieurs contreforts et/ou traverses horizontales et/ou verticales.
10. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure gonflable à air captif est renforcée par une armature rigide articulée.
11. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure gonflable et/ou le support d’affichage comprennent un ou plusieurs capteurs et/ou actionneurs, notamment une caméra d’acquisition vidéo et un gonfleur.
12. Assemblage selon la revendication 11 , comprenant en outre un processeur local et/ou des ressources de calcul accédées à distance pour un asservissement du gonflement/dégonflement de la structure gonflable à air captif et/ou des actionneurs de tensions du support d’affichage aux déformations de la vidéo affichée.
13. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un projecteur laser, notamment à focale courte.
14. Procédé de gestion d’un assemblage pour affichage vidéo, l’assemblage comprenant une structure gonflable à air captif selon une forme incurvée ou une portion de sphère tronquée ; un support d’affichage ; et un système de maintien entre ladite structure gonflable et ledit support d’affichage, le système de maintien ayant des accroches réparties sur la surface de la partie concave de la structure gonflable et des compléments d’accroches répartis sur la surface convexe du support d’affichage, tout ou partie des dites accroches étant connectées à des compléments d’accroches positionnées en regard; le procédé comprenant au moins une étape consistant à gonfler la structure gonflable, de manière à ce que les accroches de la structure gonflable connectées à des compléments d’accroches du support d’affichage se tendent et permettent de mettre en forme le support d’affichage.
15. Produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé selon la revendication 14, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
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