FR2893425A1 - Dispositif optique d'ecran modulaire matriciel pour la projection de sources lumineuses ne reposant sur aucun support materiel applique a l'eclairage, a l'affichage d'informations electroluminescentes et video. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif optique (1) pour la projection de sources (4a), (4b), (4c) lumineuses orthoscopiques ne reposant sur aucun support matériel et visibles en lumière naturelle sans port d'accessoire. La présente invention repose sur un principe modulaire et matriciel de superposition optique cohérente d'images individuelles (3a), (3b, (3c) par utilisation de lentilles de Fresnel (9) pour former une image unique (3) orthoscopique reposant sur aucun support matériel. L'invention s'applique au luminaire, à la présentation d'informations électroluminescentes et la présentation d'informations vidéo.

Description

Dispositif optique d'écran modulaire matriciel pour la projection de

sources lumineuses ne reposant sur aucun support matériel appliqué à l'éclairage, à l'affichage d'informations électroluminescentes et l'affichage d'animation vidéo, La présente invention concerne un dispositif pour la projection de sources lumineuses orthoscopiques ne reposant sur aucun support matériel et visibles en lumière naturelle sans port d'accessoire. L'invention s'applique au luminaire, à la présentation d'informations électroluminescentes et la présentation d'informations vidéo. Les domaines pour lesquels s'applique l'invention sont le mobilier d'intérieur, la décoration, l'événementiel, la publicité et communication sur lieu de vente ; domaines pour lesquels la recherche de solutions novatrices sous forme visuelle est primordiale. L'invention concerne particulièrement la projection dans l'espace de sources lumineuses pour donner nettement l'impression aux observateurs que lesdites sources produites sont détachées de toutes sources matérielles environnantes et "flottent" par conséquent dans l'espace.

La présente invention repose sur un principe modulaire et matriciel de superposition optique cohérente d'images individuelles pour former une image unique orthoscopique reposant sur aucun support matériel ; l'invention utilise le principe de formation des images par l'usage de lentilles de Fresnel à échelon.

Depuis quelques années on constate la multiplication d'écrans de projection à l'occasion de manifestations culturelles ou artistiques ou encore pour les salons commerciaux. Les moyens employés sont globalement toujours les mêmes ; ils concernent l'utilisation de vidéo projecteurs ou l'utilisation d'écrans plats arrangés sous forme mural. Les images sont donc plates ce qui réduit sensiblement l'impact visuel. Il existe par ailleurs depuis plusieurs années des solutions pour produire des images réelles détachées des sources matérielles environnantes ; cependant il existe des difficultés techniques concernant l'exploitation de tels procédés pour la production de telles images à partir d'écran de plusieurs mètres carrés de surface et avec des "bons" angles de vision. On rencontre des brevets utilisant des réseaux lenticulaires pour produire des images en trois dimensions. Mais l'utilisation de ces réseaux réclame des écrans d'une résolution élevée si l'on veut accroître le nombre de points de vue, de plus l'angle de vision est souvent relativement limité ce qui peut constituer une gêne pour les observateurs. De façon générale, la production d'images ne reposant sur aucun support matériel est possible en utilisant une lentille optique ou une parabole combinée avec un renvoi serai réfléchissant. Le principe est décrit la première fois dans un brevet allemand datant de 1962. Mais bien que le procédé soit relativement ancien, ses applications commerciales restent encore pratiquement inexistantes en raison des problèmes mentionnés ci-dessus. La quasi-totalité des documents techniques traitant des images en relief ou détachées de leur support originel s'applique à la vidéo et rarement à la présentation d'objet ; le domaine du luminaire n'est pratiquement pas abordé.

L'objet de l'invention consiste à proposer un dispositif adapté pour la production de sources lumineuses ne reposant sur aucun support matériel qui permet de supprimer partiellement ou en totalité les inconvénients mentionnés ci-dessus. Une source lumineuse "immatérielle" résulte de l'intersection des faisceaux lumineux issus d'un écran de projection basé sur un principe optique de réfraction. Ceux-ci correspondent à des sources induites de lumière qui ne reposent sur aucun support physique matériel. Nous entendrons par "distance de projection" la distance qui sépare un tel pixel donné avec l'écran.

Plus précisément un premier objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif qui produit un réalisme de détachement des points lumineux immatériels par rapport à leur source originelle ;

Un second objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif pour délivrer un 20 ensemble de points lumineux qui ne reposent sur aucun support matériel ;

Un troisième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif dont le principe repose sur la juxtaposition optique cohérente des images produites ; ledit phénomène permet la juxtaposition de plusieurs modules les uns à côté des autres en ligne 25 et en colonne ou selon un assemblage particulier (cf. écran à 360 formant les côtés d'un polygone) pour former une image unique dans l'espace à partir d'images fragmentaires.

Un quatrième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif pour produire des sources de lumière ne reposant sur aucun support matériel issues d'un écran source 30 dont la surface effective peut atteindre plusieurs mètres carrés ;

Un cinquième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif pourvu d'un écran source plat ou courbe ; 35 Un sixième objet de la présente invention consiste à proposer des modèles de luminaires générant des sources lumineuses fixes ou en mouvement ne reposant sur aucun support matériel ; Un septième objet de la présente invention consiste à proposer un modèle de luminaire avec un angle de projection et de vision desdits points de lumière immatériels de 360 ;

Un huitième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif qui se présente sous la forme d'un module indépendant, plusieurs modules pouvant être assemblés sous 10 forme d'un "mur d'image" de dimension souhaitée ;

Un neuvième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif pour la présentation d'information de nature électroluminescente sous forme tridimensionnelle ;

15 Un dixième objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif pour un journal lumineux présentant des informations de nature électroluminescente selon un angle de vision de 360 .

L'invention est basée sur un principe de juxtaposition optique cohérente des images 20 produites ; ledit phénomène permet la juxtaposition de plusieurs modules les uns à côté des autres pour former une image unique dans l'espace à partir d'images sources fragmentaires ; elle comprend des éléments source ainsi que des lentilles de Fresnel à échelon. L'invention exploite le principe selon lequel il existe des configurations particulières pour lesquelles l'image réelle d'un objet (a) formée par une lentille A se juxtapose parfaitement 25 ou est en prolongement avec l'image réelle d'un objet (b) formée par une lentille B ; cette configuration est atteinte pour une valeur donnée de l'angle que forme entre elles les lentilles A et B, pour une valeur donnée des distance objet (a') et (b') ; une valeur donnée de la distance focale des lentilles A et B utilisée et une disposition donnée des sources par rapport à l'axe optique des lentilles de Fresnel. L'effet de juxtaposition optique est possible 30 en utilisant des lentilles avec un minimum de distorsions optiques de type géométriques. Le phénomène de juxtaposition ou de continuité optique des images finales permet de générer une image unique cohérente ne reposant sur aucun support matériel à partir de lentilles de Fresnel. Selon ce procédé, l'angle de vision peut être accrue en multipliant simplement le nombre de panneaux ou par modification de la courbure de l'écran. 35 Selon le même concept, le dispositif peut combiner les éléments ou caractéristiques suivantes : Un bloc pour luminaire de réalisation spéciale ; Un afficheur tridimensionnel à diodes électroluminescentes de réalisation spéciale ; Un afficheur conventionnel à diode ; Un écran de projection de Fresnel ; Des miroirs de renvoi ; - Un élément de duplication du faisceau objet de type biprisme microstructuré 10 (beamsplitter) ; - Un vidéoprojecteur muni d'un correcteur optique de trapèze ; Des écrans LCD, OLED ou plasma ; Des filtres atténuateurs de type : miroir sans tain, miroir dichroïque ; filtres passe-bande, passe bas et passe haut ; 15 - Un écran en tissu semi translucide

La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description des modes d'exécution ci-après, et avec le support des figures:

20 La figure 1 représente une vue en perspective du principe de l'invention ; La figure 2 représente une vue de côté du principe de l'invention ; La figure 3 représente en vue de côté le principe de l'invention selon une première variante ; La figure 4 représente en vue de côté le principe de l'invention selon une deuxième 25 variante ; La figure 5 représente une vue en perspective de ladite variante ; La figure 6 représente en vue de côté le principe de l'invention selon une troisième variante ; La figure 7 représente en vue de côté un élément optique utilisé pour ladite variante ; 30 La figure 8 représente en vue de côté le principe de l'invention selon un premier mode d'exécution appliqué au luminaire ; La figure 9 représente en vue de côté le principe de l'invention selon un deuxième mode d'exécution appliqué à la vidéo ; La figure 10 représente une vue de côté de l'invention appliquée à deux lentilles de 35 Fresnel. 5 2893425 Selon le principe de l'invention représenté sur les figures 1 et 2, le procédé a pour fonction la production de points lumineux reposant sur aucun support matériel en s'appuyant sur la juxtaposition optique des faisceaux de lumière réfractés par les lentilles de Fresnel 9. 5 Le principe selon l'invention est illustré sur les figures 1, 2 et 10 ; des lentilles de Fresnel (9) ici, 9a, 9b, 9c, 9d et 9e sont placées cote à cote pour former un écran intermédiaire 1. L'invention comprend par ailleurs des éléments source (5) ; ici 5a, 5b, 5c, 5 d et 5e disposées respectivement face aux lentilles 9a, 9b, 9c... et 9e. Les éléments sources 5a, 5b, 5c, 5d et 5e délivrent respectivement des informations lumineuses (4) soient 4a, 4b, 4c, 4d et 4e ; les informations 4a,.., 4e sont identiques ; les lentilles de Fresnel 9a,.., 9e délivrent à leur tour respectivement une image 3a,..,3e. Pour une disposition particulière des informations lumineuses 4a,.., 4e par rapport aux optiques 9a,.., 9e, on obtient une image finale unique 3 qui résulte de la superposition des images 3a,...,3e. L'effet de juxtaposition est amélioré si les distorsions latérales d'ordre géométrique sont minimisées et si les plans images 6a,..., 6e respectifs de chaque lentille 9a,..., 9e sont quasiment tangent au niveau de la "jointure" des champs visuels. Cependant cette dernière conditions n'a pas lieu d'être pour un écran de type polygonal (voir plus loin) De plus seule la partie commune (au niveau informationnel) des images produites par les lentilles 9 se juxtapose. Les lentilles 9a,..., 9e utilisées sont des lentilles de Fresnel à échelon asphériques et convergentes (positive) ; la face striée est tournée côté observateur (opposée aux sources). On cite à titre d'exemple les lentilles de Fresnel ayant les caractéristiques suivantes : (a) Longueur focale : 121.7 mm ; nombre de spires par millimètre : 1/0508 ; distance objet : 178 mm ; distance image : 402 mm ; (b) distance focale : 182.5 ; nombre de spires par millimètre : 1/0508 ; distance objet : 365 mm ; distance image : 365 mm ; (c) Longueur focale : 400 mm ; nombre de spires par millimètre : Point conjugué de Fresnel : infini ; Plan conjugué : 400 mm ; (d) Longueur focale effective : 126.2 mm ; nombre de spires par millimètre : 1/0508 ; distance objet : 184 mm ; distance image : 402 mm (e) Longueur focale : 279.4 mrn ; nombre de spires par millimètre Point conjugué de Fresnel : infini ; Plan conjugué : 279.4 mm.

Aussi les données suivantes illustrent un exemple numérique qui permet de reproduire le principe de continuité et de juxtaposition optique : Type d'optique : lentille de Fresnel asphérique convergente (positive) à échelons 35 microstructurés ; Matériau : PMMA (de préférence) ; Forme : carrée, triangulaire, hexagonale, pentagonale (pour une structure hémisphérique type ballon de football ) ; Dimension : quelconque néanmoins ; des optiques de grande taille sont préférables pour la 5 production d'un détachement ; Longueur focale : petite (50 à 500 mm) pour des applications type luminaire d'intérieur et petits journaux lumineux ; grande (au-delà de 500mm) pour des écrans géants ; Espace entre les spires : constant et autour de 0.508 mm ; Configuration : simple ; double condenseur ; triplet ; 10

Exemple de réalisation avec deux double condenseurs formant entre eux un angle non nul : Type : Lentille de Fresnel Double condenseur de Fresnel Nombre de spire par millimètre 1/0.508 Dimensions 300 mmX300 mm Distance focale : 175 mm Angle entre les lentilles 122 Distance miroir (centre)/panneau 225 mm optique Distance objet : 450 mm Angle de vision 105 Taille intrinsèque de l'image projetée 110 mm x 70 mm Distance de projection : 240 mm 15 Autres types de double condenseur pouvant être utilisés pour une même application et pour l'ensemble des variantes du dispositif selon l'invention : Matériau Dimensions Distance Nombre de spire Distance focale par millimètre optimale de projection PMMA 790mm X 1040 1000 mm 1/0.112 (Acrylglas) mm PMMA Ouverture : 686 508 mm 1/0.127 mm PMMA 1732.3 mm X 2300 mm Hauteur: 1305.6 mm 1706.9 mm Largeur: 1280.2 mm Dans le cas où les lentilles de Fresnel ne forment pas d'angle entre elle, on cite l'exemple 5 de montage suivant pour 2 optiques mises cote à cote :

Forme des optiques : carré de côté (L) ; Longueur focale objet : f ; Longueur focale image : f ; axes optiques 1 Ibis a et 1 Ibis b ; 10 Soient A1B1 (4a) et A2B2 (4b) les objets respectifs des lentilles L1 (9a) et L2 (9b) (fig. 10) ; si A'1B'1 (3a) et A'2B'2 (3b) ont pour longueur algébrique (L) et A1B1 et A2B2 (L/2) ; on a xo (I1) (distance qui sépare respectivement les objets A1B1 et A2B2 des centres optiques des lentilles L1 et L2) égale à -3/2f (f en valeur algébrique) ; la distance de détachement est de xi = 3f . Selon cet exemple, on peut augmenter la taille de l'image sans 15 modifier xi en augmentant A1B1 et A2B2 d'un même quota Q. On peut modifier xi (le détachement) en diminuant xo. On peut accroître l'angle de vision et la taille de l'image résultante en ajoutant cote à cote des éléments optiques supplémentaires identiques à ces deux éléments et en respectant le principe de juxtaposition. L'image résultante AB peut constituer à son tour une image 20 fragmentaire d'une image globale de plus grande taille.

Le principe selon l'invention permet par ailleurs de générer une image globale 3 résultant de la juxtaposition d'images fragmentaires 3a, 3b, 3c, 3d etc. correspondant chacune à un pont de vue d'un même objet tridimensionnel. Les images source 4a, 4b, 4c, 4d etc. représentent respectivement les vues successives d'un même objet tridimensionnel. On s'attachera dans ce cas à considérer des lentilles de Fresnel de petites dimension sachant que l'on aura la formule suivante (pour un écran plat) : nombre de points de vue = grossissement A'B'/AB.

Selon une première variante du principe de l'invention et en se référant à la figure 3 on considère une première matrice de lentille de Fresnel 14 et une seconde matrice 15 coiffant un écran de projection 16 pris en sandwich entre les deux matrices. Le principe de cette variante se base sur le principe du retour inverse des faisceaux lumineux ; plus Io précisément, il consiste à mettre en place une symétrie pour utiliser une seule source de départ. La première matrice 14 génère une pluralité d'images intermédiaire 20 ; celles-ci sont formées sur un écran de projection 16. Il pourra s'agir d'un écran de Fresnel ; mais tout autre écran diffusant ou diffractant conçu pour ce type de projection double face est adapté. La matrice 15 reproduit l'image 3 analogue à l'image virtuelle de départ 17bis 15 produit par la source 17. Le système source 17 peut-être caractérisé par un vidéoprojecteur 19 couplé avec un miroir de renvoie 18. Le vidéo projecteur 19 (éventuellement muni d'un correcteur de trapèze) est placé hors du champ de la matrice 14 et projette une image source 17bis sur le miroir de renvoie 18. Les lentilles de Fresnel de la matrice 14 possèdent une longueur focale f1 pas 20 nécessairement identique à la longueur focale f2 des lentilles constituant la matrice 15. Ainsi il est possible de conserver la symétrie optique du système en réduisant la distance séparant l'image source 17bis de la matrice 14. Pou cela, on réduira la longueur focale f1 et l'on adaptera la taille de l'image source en conséquence pour conserver une image intermédiaire 20 de même dimension (cf. formules de conjugaison pour la formation des 25 images dans un système aplanétique et sous les conditions de Gauss) L'intérêt de ladite variante est de ne nécessiter à la source d'aucun traitement d'image.

Le principe de juxtaposition optique (ou continuité uniforme des informations) se décline selon une deuxième variante (cf. figure 4 et 5) : Le principe selon l'invention comprend un 30 ensemble de sources 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) faisant face à un réseau de lentilles de Fresnel 9 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) matérialisant les côtés d'un polygone (ici un pentagone 42 ; soient 5 lentilles de Fresnel). Les plans images 27a, 27b,...27e se coupent dans l'espace pour former un pentagone image 26. Les lentilles de Fresnel 9a, 9b,...9e délivrent chacune une image fragmentaire 26a, 26b...26e s'appuyant respectivement sur les plans image 27a, 35 ...27e. L'invention permet de créer une image réelle résultante 26 ne reposant sur aucun support matériel visible selon un angle de vision de 360 à la périphérie du polygone. Ledit polygone pourra avoir plus ou moins de côtés ; les informations émises par chaque lentille 9 peuvent se superposer avec leurs voisines (comme c'est le cas pour le principe illustré sur la figure 10) ; ce qui nécessite dans ce cas un plan image courbe impliquant un source de forme adaptée ou l'usage d'une lentille de Fresnel recourbée.

Le principe de juxtaposition optique (ou continuité uniforme des informations) se décline selon une troisième variante (cf. figure 6) : dans le cas où l'on désir projeter un phénomène naturel non reproductible de façon aisé (exemples : mouvement d'un fluide visqueux dans un liquide) ou pour la projection d'un objet unique (exemple : oeuvre d'art) La source originale 4 est placée devant un panneau optique duplicateur de faisceau 28 ; il s'agit d'une optique plane microstructurée appelée aussi beamsplitter (fig. 7) : ledit panneau 28 comprend une succession de double prismes 43 disposés en parallèle. La déviation angulaire des faisceaux incidents 29a à travers les microprismes se calcule selon la formule classique de déviation du faisceau engendré par un prisme individuel. Les faisceaux incidents 29a subissent un dédoublement au niveau de la beamsplitter 28 pour donner des faisceaux 29b ; le plan image incident 44 donnent lieu à deux nouveaux plans émergeants 45 inclinés associés aux faisceaux émergeants 29b ; ceux-ci subissent chacun deux réflexions successives sur les miroirs 30a puis 30b et 31a puis 31b respectivement pour donner lieu chacun à une image 3a et 3b respectivement ; les images 3a et 3b se superposent dans l'espace image pour former une seule image 3 réelle ne reposant sur aucun support immatériel. Les caractéristiques techniques préférentielles de la lentille beamsplitter sont les suivantes : nombre de prismes par millimètre : 1/0.508 ; 1/1.016 ; 1/0.305.

A titre d'exemple numérique et en référence aux données du tableau ci-dessus (pour l'utilisation de double condenseur), on considère deux blocs de 2 miroirs {30a, 3la} et {30b, 31b} dont l'angle entre les blocs est de 122 et l'angle entre chaque miroir (30a avec 31a ; 30b avec 31b) de 90 ainsi qu'une beamsplitter 28 dont l'angle de déviation par rapport à la normale au plan engendré par l'optique est de 29 .

Le principe selon l'invention et ses variantes s'applique à la présentation d'informations de nature électroluminescente ; à la présentation d'objet, au luminaire et à la vidéo.

Selon le principe de l'invention (Fig.l, Fig.2 et Fig. 10), et selon un premier mode d'exécution, on réalise un écran pour afficher des informations de nature électroluminescente sous la forme d'une image orthoscopique ne reposant sur aucun support matériel. Le dispositif comprend comme source 5 une matrice d'afficheurs électroluminescents restituant chacun une information fragmentaire de l'image résultante finale 3 ne reposant sur aucun support matériel. Ce mode d'exécution est particulièrement adapté pour la réalisation d'afficheurs à diodes de plusieurs mètres carrés de surface utile. Il s'applique à l'événementiel, à la publicité et la communication sur lieux de vente.

Io Pour créer un effet de volume, on utilise des afficheurs électroluminescents caractérisés en ce qu'ils comprennent un réseau de diodes électroluminescentes noyées dans la masse d'un verre translucide. Les diodes sont alimentées par des électrodes transparentes obtenues par dépôt de couches minces sur le verre. Le présent mode de réalisation permet de créer des afficheurs à diodes selon plusieurs plans superposés dans l'espace. 15 Selon le même principe et selon un autre mode d'exécution, on réalise une enseigne lumineuse pour la projection dans l'espace du logo et/ou du nom d'un magasin caractérisée en ce que les sources utilisées 5 sont des éléments luminescents (néons ou sources de lumière associée à des filtres colorés ayant la forme du logo à projeter) 20 Selon une seconde variante du principe de l'invention (cf. Fig. 4 et 5), on réalise un afficheur à diodes électroluminescentes avec un angle de vision de 360 : les informations électroluminescentes sont engendrées par les afficheurs 5 qui par l'intermédiaire des lentilles de Fresnel 9 (disposées selon la figure en pentagone) produisent une image 26 25 projetée dans l'espace ne reposant sur aucun support matériel. Ce type de journal lumineux se destine particulièrement à l'information dans les galeries marchandes et les espaces d'accueil (musées, foires, magasins, entreprises, aéroports, gares...) En raison du principe de juxtaposition et de continuité des images fragmentaires 26a, 26b, 26c, 26d et 26e formant une image finale 26 ; l'invention permet de réaliser un journal lumineux 30 projetant des informations électroluminescentes ne reposant sur aucun support matériel et selon un angle de visibilité de 360 . Selon ces modes d'exécution, Les écrans d'affichage comprennent de préférence en façade un filtre sans tain ou passe-bande pour atténuer les reflets indésirables occasionnés par les lentilles de Fresnel 9 et améliorer l'effet de détachement. 35 Selon un second mode d'exécution de l'invention, on réalise des Luminaires immatériels dont la fonction est de réaliser des sources virtuelles de lumière ne reposant sur aucun support matériel: le principe selon l'invention permet de réaliser de tels luminaires selon des surfaces de plusieurs mètres carrés et selon des grands angles de vision des sources virtuelles. De tels luminaires sont destinés à être intégrés dans les murs ou les sols ou bien être présentés sous forme de bornes lumineuses et de lampadaires. Selon le principe de l'invention (cf. Fig.l et Fig.2) on réalise un luminaire immatériel (Fig.8) qui comprend comme sources 5 des blocs d'éclairage 32 (Fig.8) ; lesdits blocs 32 se déclinent selon différents modes d'exécution : En se référant à la figure 8 le bloc d'éclairage 32 comprend une source primaire 33 qui éclaire un filtre coloré sablé 34 (côté sablé tourné du côté de la source 33) ; les faisceaux de lumière transmis 34bis illuminent le bloc intermédiaire 38 ; le bloc d'éclairage comprend en façade comme indiqué sur la figure 8, une lentille de Fresnel 9 (côté strié 9bis opposé à la source 33) surmonté d'un filtre 37 sans tain ou passe bande. Le bloc intermédiaire 38 comprend une combinaison des éléments suivants : un fluide coloré rétrodiffusant 36 ; une forme à projeter 35 qui diffuse la lumière incidente issue du filtre 34 vers l'optique 9. Bien entendu, la source 33, le filtre 34 et le bloc 38 pourront être simplement remplacés par un élément lumineux (tube néon coloré, boule lumineuse...) L'élément fluide a pour fonction de créer des effets caustiques lumineux dans le volume localisé devant l'écran de projection du luminaire. L'élément 35 pourra être un élément visqueux non miscible dans le liquide 36. Le bloc 38 pourra être illuminé par une source 39 dissimulée sur le côté (hors champ de la lentille 9) pour créer un éclairage indirect. Selon le principe de l'invention illustré sur les figures 1 et 2, on place un tel bloc devant chaque lentille de Fresnel 9 de l'écran 1. Le principe de juxtaposition expliqué précédemment permet de créer une seule image globale 3 des sources 5 de lumière réparties sur l'écran générateur 1. Le présent dispositif permet de réaliser un luminaire pouvant être intégré dans un mur pour projeter dans l'espace au-delà d'un miroir sans tain ou d'un filtre, des formes lumineuses en mouvement destinées à éclairer une pièce ou simplement pour créer une ambiance particulière.

Selon une autre variante du principe de l'invention illustrée sur les figures 4 et 5, on réalise un luminaire produisant des formes lumineuses reposant sur aucun support matériel et visibles selon un angle de 360 : selon les figures 4 et 5, on utilise en guise de source 5, des blocs d'éclairage de type 32 (cf. fig.8). Chaque bloc créé une image fragmentaire 26a, 26b, ... 26e de l'image globale 26 projetée. Ladite image est visible selon un angle de 360 (autour du polygone). Un tel dispositif peut être adapté à un lampadaire ou une borne lumineuse pour équiper par exemple les abords d'une piscine.

Dans le cas où l'on projette une forme considérée comme aléatoire (ou complexe) et produite par un phénomène physique (exemple : décharge électrique, mouvement de blocs visqueux dans des liquides, mouvements de paillettes, effets de fumée...) ; la reproduction de ce dernier s'avérant quasiment impossible ; on utilise un élément duplicateur de faisceaux 28 (cf. figure 6 et 7) comme déjà décrit. L'image à projeter 4 de l'élément 5 est placée face à l'élément duplicateur 28. L'élément 5 consiste en un bloc d'éclairage de type 32 (Fig.8). On prévoit une luminosité de départ suffisante sachant qu'au mieux 50% du flux incident est transféré et contribue à une image. Un tel dispositif peut être utilisé pour présenter un objet non reproductible a priori, telle une oeuvre d'art.

Selon un autre mode d'exécution, on réalise une station multimédia virtuelle (Fig.9) qui selon le principe de l'invention (cf. figure 1, 2 et 10) comprend un ou plusieurs écrans sources 40 délivrant chacun une image source fragmentaire 4a et 4b qui par l'intermédiaire des lentilles 9 permet de restituer une seule image finale 3 résultant de la superpositions des images 3a et 3b données par les lentilles 9a et 9b. L'image réelle 3 flotte devant l'écran générateur 1 au-delà d'un filtre (miroir sans tain) 41 ou plaque de tissu partiellement translucide.

L'invention permet de créer un nouveau type de téléviseurs design de grande taille pour lesquels l'image est détachée dans l'espace et ne repose sur aucun support matériel. Ledit dispositif pourra être équipé de moyens interactifs de commande virtuels associant capteurs optiques Doppler ou infrarouge et projection dans l'espace (sur aucun support matériel) des boutons de commande. 35

Claims (10)

Revendications

1. Dispositif optique 1 caractérisé en ce qu'il comprend une matrice à géométrie polygonale 42, plane ou courbée de lentilles de Fresnel asphériques 9 convergentes à échelon combinée avec une ou plusieurs sources 5, les sources 5 pouvant être munies d'au moins une seconde matrice 14, 15 de lentilles et d'un écran de projection 16 pour former une image unique orthoscopique 3 réelle ne reposant sur aucun support.

2. Dispositif optique selon la revendication 1 caractérisé par une matrice de structure à géométrie polygonale 42 pour la projection d'une image réelle 26 ne reposant sur aucun support et visible à 360 autour de ladite matrice, tel que les plans images 27 générés par chaque lentille de Fresnel 9 du polygone se chevauchent pour former une image réelle globale 26 résultant de la superposition des images réelles fragmentaires 26a, 26b 26c 26d et 26e.

3. Dispositif optique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une source 5 qui illumine un élément optique microstructuré de type double prisme 28 qui génère deux images sources identiques ;

4. Dispositif optique selon la revendication 3 caractérisé en ce que les paramètres des double prisme 28 présentent les caractéristique d'un nombre de prismes par millimètre de 1/0.508 ou 1/1.016 ou 1/0.305.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les lentilles de Fresnel 9 utilisées sont des lentilles asphériques convergentes (positives) de type double condenseur, simple ou triple ; dont la forme peut-être carré, hexagonale, triangulaire ou pentagonale ;

6. Dispositif optique selon la revendication 5 caractérisé en ce que les paramètres des lentilles 9 présentent les caractéristiques dont le nombre de spire par millimètre est de 1/0.508 ; le type de matériau est un plastique (PMMA) et où la distance focale est située entre 100 mm et 700 mm.

7. Dispositif optique 1 selon l'une des revendications précédentes caractérisé ce que les sources associées 5 sont des blocs d'éclairage 32 ; lesdits blocs comprennent une source de lumière 33 ; un verre sablé coloré 34 optionnel, un bloc intermédiaire 38 comprenant optionnellement un liquide coloré rétrodiffusant 36 ; une source indirecte 39 optionnelle éclairant un élément diffusant 35 éventuellement mobile et plongé dans ledit liquide ainsi qu'une lentille de Fresnel 9 surmontée d'un filtre sans tain ou passe bande 37.

8. Dispositif optique 1 selon l'une des revendications précédentes caractérisé ce que les sources associées 5 sont des afficheurs à diodes électroluminescentes optionnellement coiffés d'un filtre de type miroir sans tain, passe bande ou filtre en tissu ; lesdits afficheurs sont constitués de plaques en verre translucides disposées en couches parallèles ; les diodes électroluminescentes sont noyées dans lesdites plaques de verre et sont alimentées par des électrodes transparentes obtenues par dépôt de couches minces.

9. Dispositif optique 1 selon l'une des revendications précédentes caractérisé ce que les sources associées 5 sont des écrans 40 de type LCD, OLED, PLASMA ou Diodes pour former des images fragmentaires initiales 4, la matrice de lentilles comprenant un filtre de type miroir sans tain ou passe bande 30.

10. Dispositif optique 1 selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une matrice 14 de lentilles de Fresnel de focale fl et dont la source associée 5 comprend une matrice 15 de lentilles de focale fL combinée avec un écran de projection 16, la source 5 comprend également un système source 17 composé d'un vidéoprojecteur 19 muni d'un correcteur de trapèze couplé avec un miroir de renvoi 18; la matrice 14 formant les images fragmentaires 4 à partir de l'image virtuelle initiale 17bis sur l'écran de projection 16; puis la seconde matrice 15 générant l'image réelle résultante 3 à partir desdites images fragmentaires 4. 25 30 35