FR3034878A1 - Systeme d'affichage d'une image flottante - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un système d'affichage (10) d'une image flottante comportant : - au moins une source d'image (210) adaptée à fournir une image à afficher ; - une structure semi-réfléchissante (300) adaptée à réfléchir des faisceaux lumineux provenant de la source d'image ; - un écran d'affichage (100) partiellement transparent comportant au moins une face d'affichage, l'écran étant adapté à afficher une image projetée sur sa face d'affichage par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante, et à transmettre partiellement une lumière incidente sur sa face opposée à la face d'affichage ; - au moins une optique de projection (220) adaptée à projeter sur l'écran d'affichage par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante l'image fournie par ladite source d'image.

Description

1 SYSTEME D'AFFICHAGE D'UNE IMAGE FLOTTANTE DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui des systèmes d'affichage d'une image dite flottante, c'est-à-dire une image affichée en superposition d'une scène, l'image pouvant paraître tridimensionnelle ou quasi-tridimensionnelle. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Des systèmes d'affichage d'image flottante existent dans le domaine du divertissement depuis le XIXe siècle et sont actuellement développés pour venir adresser notamment le domaine de la publicité et de la communication évènementielle. Ils reposent sur un effet d'illusion optique, dit du fantôme de Pepper, dont le principe est rappelé en référence à la figure 1 qui illustre un système d'affichage décrit dans le document US2009/0009862. Dans cet exemple, le système d'affichage 1 comporte une source d'image 2, par exemple un écran émissif, adaptée à fournir une pluralité d'images sources au niveau de sa face d'émission 3, et une structure semi-réfléchissante 4 en forme de pyramide à base polygonale positionnée de manière inversée vis-à-vis de l'écran 2, c'est-à-dire que son apex A est situé en regard de la face émissive 3 de l'écran 2. Ainsi, les faces externes 5 semiréfléchissantes de la pyramide sont orientées vers l'écran et vers l'environnement du système d'affichage. L'écran 2 fournit une pluralité d'images sources positionnées chacune en regard d'une face semi-réfléchissante 5 de la pyramide. Ainsi, les faisceaux lumineux de chaque image source fournie par l'écran 2 sont réfléchis en partie par la face correspondante 5 de la pyramide en direction de l'environnement. Un observateur placé devant l'une des faces 5 de la pyramide voit alors une image virtuelle de l'image fournie par l'écran émissif 2, cette image virtuelle étant positionnée dans un plan virtuel situé à l'intérieur de la pyramide. La semi- 3034878 2 transparence de la structure pyramidale 4 permet de superposer l'image affichée avec la scène, ce qui procure à l'observateur l'impression d'observer une image flottante. Par ailleurs, dans cet exemple, un observateur qui tournerait autour du système d'affichage verrait différentes images virtuelles situées à l'intérieur de la pyramide, ce qui donnerait 5 l'impression d'observer une image flottante tridimensionnelle. Un inconvénient de ce type de système d'affichage est que la structure semi-réfléchissante 4 est nécessairement orientée de sorte que les faces semi-réfléchissantes 5 soient orientées vers la source d'image 2 et vers l'environnement du système d'affichage. Il en résulte que le champ de vision est limité par la face d'émission 3 de l'écran d'une part et 10 par la base 6 de la structure semi-réfléchissante d'autre part. De plus, l'orientation inversée de la pyramide vis-à-vis de l'écran émissif nécessite de prévoir des éléments de maintien de la pyramide lorsque celle-ci est située au-dessus de l'écran, ou de maintien de l'écran émissif lorsque celui-ci est positionné au-dessus de la pyramide. Dans ce dernier cas, l'un des éléments de maintien doit également comprendre 15 un circuit électrique pour l'alimentation électrique de l'écran. La présence de ces éléments de maintien ajoute un effet inesthétique au système et réduit le confort de vision de l'observateur. EXPOSÉ DE L'INVENTION 20 L'invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l'art antérieur, et plus particulièrement de proposer un système d'affichage d'une image flottante offrant un confort de vision amélioré. L'invention propose à cet effet un système d'affichage d'une image flottante, comportant au moins une source d'image adaptée à fournir une image à afficher, et une structure semi- 25 réfléchissante adaptée à réfléchir des faisceaux lumineux provenant de la source d'image. Selon l'invention, il comporte en outre un écran d'affichage partiellement transparent comportant au moins une face d'affichage, l'écran étant adapté à afficher une image projetée sur sa face d'affichage par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante, et à 3034878 3 transmettre partiellement une lumière incidente sur sa face opposée à la face d'affichage ; et au moins une optique de projection adaptée à projeter sur l'écran d'affichage par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante l'image fournie par ladite source d'image.

5 L'image affichée par l'écran d'affichage correspond avantageusement à l'image réelle de l'image fournie par ladite source d'image. La structure semi-réfléchissante présente avantageusement, éventuellement en association avec l'écran d'affichage, une forme de pyramide dont la base est située en regard d'un projecteur élémentaire formé de ladite source d'image et dudit système 10 optique de projection. L'écran d'affichage est avantageusement partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant au niveau de sa face d'affichage, et comporte des portions rétro-réfléchissantes et des portions transparentes réparties sur tout ou partie de son étendue, chaque portion rétro-réfléchissante étant séparée de portions rétro-réfléchissantes 15 voisines par une portion transparente. Les portions rétro-réfléchissantes peuvent comporter des structurations en coin de cube. Ainsi, l'écran peut comporter une plaque en un matériau transparent dont une première face lisse, et une seconde face opposée à la première et structurée sous forme de protubérances en coin de cube au niveau des portions rétro-réfléchissantes et lisse au 20 niveau des portions transparentes. L'écran d'affichage peut être est partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant sur ses deux faces opposées l'une à l'autre, formant chacune une face d'affichage. Ainsi, l'écran d'affichage peut comporter au moins une plaque en un matériau transparent 25 dont les deux faces opposées l'une à l'autre sont lisses de manière à former des faces d'affichage, et comporte des portions transparentes et des portions rétro-réfléchissantes réparties sur tout ou partie de son étendue, chaque portion rétro-réfléchissante étant séparée de portions rétro-réfléchissantes voisines par une portion transparente, chaque 3034878 4 portion rétro-réfléchissante comportant au moins deux échancrures en forme de coin de cube disposées en regard l'une de l'autre suivant l'épaisseur de l'écran et orientées de sorte que la base du coin de cube de chacune soit en regard de la face d'affichage correspondante.

5 Le système d'affichage peut comporter au moins un premier polariseur linéaire présentant un premier axe de transmission disposé entre l'optique de projection et la structure semiréfléchissante, et au moins un second polariseur linéaire présentant un second axe de transmission orthogonal au premier axe et disposé d'un côté de la structure semiréfléchissante opposé à l'écran d'affichage et à l'optique de projection, par exemple au 10 niveau d'une face de celle-ci opposée à la face orientée vers l'écran. Le système d'affichage peut comporter en outre un troisième polariseur linéaire présentant un troisième axe de transmission coplanaire avec le second axe et orthogonal au premier axe, le troisième polariseur étant d'un côté de l'écran d'affichage opposé au second polariseur. Ce troisième polariseur peut être situé au niveau d'une face opposée à la face 15 d'affichage de l'écran. Alternativement, la structure semi-réfléchissante comportant deux lames semi-réfléchissantes disposées de part et d'autre de l'écran d'affichage, les deuxième et troisième polariseurs étant disposés chacun du côté d'une lame opposé à l'écran. Les faces internes latérales des échancrures en coin de cube sont avantageusement 20 recouvertes d'une couche métallique. L'écran d'affichage peut comporter des portions opaques situées au moins entre chaque échancrure d'une même portion rétro-réfléchissante suivant l'épaisseur de l'écran. Selon un mode de réalisation : - l'écran d'affichage comporte au moins deux faces opposées l'une à l'autre, dites faces 25 d'affichage, et est adapté à afficher une image projetée sur chacune de ses deux faces d'affichage, et à transmettre partiellement une lumière incidente sur celles-ci ; - au moins deux projecteurs dits élémentaires comportent chacun une source d'image associée à un système optique de projection, et sont chacun adaptés à projeter une image fournie par la source d'image sur l'une ou l'autre des faces d'affichage de l'écran ; et 3034878 5 - la structure semi-réfléchissante est adaptée à réfléchir des faisceaux lumineux provenant de chaque projecteur élémentaire en direction de la face d'affichage correspondante de l'écran. Avantageusement, le projecteur élémentaire formé de la source d'image et du système 5 optique de projection correspondant, la structure semi-réfléchissante et l'écran d'affichage sont agencés mutuellement de manière à dissocier des faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire, rétro-réfléchis par l'écran et transmis par la structure semiréfléchissante : - de faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire et réfléchis de manière 10 spéculaire par l'écran d'affichage, et/ou - de faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire et transmis par la structure semi-réfléchissante. Cet agencement peut en outre être adapté pour que des faisceaux lumineux émis par le projecteur élémentaire et incident sur la face d'affichage forme un angle d'incidence (a) 15 par rapport au plan de ladite face d'affichage inférieur à 900, et de préférence compris entre 550 et 80° ; ou est adapté pour que ledit angle d'incidence (a) soit supérieur à 90° et de préférence compris entre 90° et 115°. L'écran d'affichage peut comporter une plaque en un matériau transparent dont une première face est revêtues d'une couche d'un matériau transparente rétro-réfléchissant à 20 base de microbilles au niveau des portions rétro-réfléchissantes, et est lisse au niveau des portions transparentes. L'écran d'affichage peut comporter en outre une couche active adaptée à former des zones opaques et des zones transparentes, les zones opaques étant situées au niveau de l'image affichée.

25 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, 3034878 6 donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, outre la figure 1 déjà décrite précédemment : la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un système d'affichage d'une image flottante selon un premier mode de réalisation ; 5 la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un exemple d'un écran d'affichage partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant ; les figures 4a à 4c sont des vues schématiques en coupe représentant des étapes d'un procédé de réalisation de l'écran d'affichage illustré sur la figure 3 ; les figures 5a à 5d sont des vues schématiques en coupe représentant des étapes d'un 10 procédé de réalisation d'un autre exemple d'un écran d'affichage partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant ; les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en coupe de deux variantes d'un système d'affichage selon un deuxième mode de réalisation, dont la configuration permet d'éviter que des faisceaux lumineux parasites soient dirigés vers l'observateur ; 15 la figure 8 est une vue schématique en coupe d'un système d'affichage selon un troisième mode de réalisation, dans lequel deux images sont projetées sur deux faces opposées du même écran d'affichage ; les figures 9a et 9b sont des vues schématiques en coupe de deux variantes d'un écran d'affichage selon un autre mode de réalisation, dans lesquelles l'écran est partiellement 20 transparent et partiellement rétro-réfléchissant sur deux faces d'affichage opposées ; la figure 10 est une vue schématique en coupe d'un système d'affichage selon un quatrième mode de réalisation, dans lequel des faisceaux parasites sont filtrés par l'intermédiaire de polariseurs linéaires.

25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent des éléments identiques ou similaires.

3034878 7 La figure 2 est une vue schématique en coupe illustrant un système d'affichage 10 d'une image flottante selon un mode de réalisation. Le système d'affichage 10 comprend un écran d'affichage 100 partiellement transparent et un dispositif de projection d'image 200 adapté à projeter au moins une image sur l'écran 5 d'affichage100, par l'intermédiaire d'une structure semi-réfléchissante 300. Le dispositif de projection d'image 200, également appelé projecteur, comprend une source d'image 210 associée à un système optique de projection 220, et, dans cet exemple, un miroir de renvoi 230. La source d'image 210, par exemple un écran émissif, est adapté à fournir l'image à afficher, dite image source, au niveau d'une face d'émission 211. Il peut 10 s'agir, entre autres, d'un écran à cristaux liquides (écran LCD), d'un écran à diodes électroluminescentes (LED), éventuellement organiques (OLED), voire d'un écran cathodique. La source d'image sera avantageusement constituée d'une matrice de micro miroirs type DMD (pour Digital Micromirror Device, en anglais) associée à une source lumineuse RVB.

15 Le système optique de projection 220 est adapté à projeter l'image fournie par la source d'image 210 sur l'écran d'affichage 100 par l'intermédiaire de la structure semiréfléchissante 300, c'est-à-dire à former sur l'écran d'affichage 100 une image réelle de l'image fournie. En d'autres termes, le système optique de projection 220 assure la conjugaison de la face d'émission de la source d'image 210 et de l'écran d'affichage 100.

20 Elle présente une fonction de puissance optique. Le système optique de projection 220, qui peut comporter par exemple une ou plusieurs lentilles, est ainsi disposé entre la source d'image 210 et la structure semi-réfléchissante 300. Dans cet exemple, le projecteur 200 comporte en outre un miroir de renvoi 230 qui oriente le faisceau de projection en direction de la structure semi-réfléchissante 300.

25 La structure semi-réfléchissante 300 est adaptée à réfléchir partiellement les faisceaux lumineux provenant du projecteur 200 en direction de l'écran d'affichage 100, et à transmettre les faisceaux provenant de l'écran d'affichage 100 en direction d'un observateur. La structure 300 est formée ici d'une unique lame semi-réfléchissante 310, disposée entre l'écran d'affichage 100 et un observateur. Elle est orientée de manière à 3034878 8 former un angle d'inclinaison, par exemple 45°, avec l'écran d'affichage 100. Ainsi, la lame 310 comporte une face interne 311 semi-réfléchissante tournée vers le projecteur 200 et l'écran d'affichage 100, et une face externe 312, opposée à la face interne, orientée vers l'observateur. Il est à noter que la lame semi-transparente 310 peut être remplacée par un 5 filtre interférentiel réalisant la même fonction optique que la lame semi-transparente. Ainsi, la structure semi-réfléchissante 300 présente, seule ou en association avec l'écran d'affichage 100, une forme de pyramide dont la base est située en regard du projecteur 200. L'écran 100 est un écran d'affichage partiellement transparent, c'est-à-dire adapté à 10 réfléchir et diffuser plus ou moins fortement les faisceaux incidents sur sa face d'affichage 110, et à transmettre partiellement sans les altérer les faisceaux incidents sur sa face opposée 111 et provenant de la scène. Pour former une image réelle de l'image fournie par le projecteur 200, l'écran d'affichage 100 est disposé dans le plan image du système optique de projection 220.

15 L'écran 100 peut être formé d'une feuille, d'une plaque ou d'un film en un matériau transparent, dont les faces d'affichage 110 et sa face opposée 111 sont de préférence sensiblement planes. La diffusion des faisceaux réfléchis au niveau de la face d'affichage 110 peut être obtenue par les imperfections de surface de cette face, voire au moyen d'éléments adaptés à mettre en oeuvre cette fonction de diffusion, par exemple des micro- 20 structurations revêtant l'une des faces de l'écran dont la forme est adaptée à diffuser uniquement la lumière réfléchie par cette face sans altérer la lumière transmise. Une couche métallique semi-transparente peut également être prévue pour favoriser la réflexion de la lumière provenant de la structure semi-réfléchissante. D'autres films diffuseurs réflectifs transparents peuvent être utilisés, par exemple des films 25 holographiques dont un exemple est donné dans le document US6288805, voire des films diffuseurs réflectifs transparents du type de ceux commercialisés par la société Luminit sous le terme « Light Shaping Diffuser ». Dans cet exemple, le projecteur 200 comporte un boîtier 240 dans lequel sont situés la source d'image 210, le système optique de projection 220 et le miroir de renvoi 230. Le 3034878 9 boîtier est ici positionné dans la partie inférieure du système d'affichage 10, sous l'écran 100 et la structure semi-réfléchissante 300, et comporte une ouverture 241 au-travers de laquelle émergent les faisceaux lumineux de projection en direction de la structure semiréfléchissante 300. Cet agencement permet d'obtenir un système d'affichage compact avec 5 un boîtier relativement plat dont les dimensions latérales peuvent être adaptées pour assurer en outre le maintien mécanique de l'écran d'affichage et/ou de la structure semiréfléchissa nte. En fonctionnement, la source d'image 210 du projecteur 200 fournit une image à afficher au niveau de sa face d'émission 211. Le faisceau lumineux émis par la source 210 est projeté 10 par le système optique 220 sur l'écran d'affichage 100, par l'intermédiaire du miroir de renvoi 230 qui oriente le faisceau de projection vers la structure semi-réfléchissante 300, puis de la structure 300 qui les réfléchit partiellement en direction de l'écran d'affichage 100. L'écran 100 étant placé dans le plan image du système optique de projection 220, une image réelle de l'image source est formée au niveau de la face d'affichage 110 de l'écran 15 100. Le faisceau lumineux incident est alors réfléchi de manière diffusante par l'écran 100 en direction de la structure semi-réfléchissante 300 qui le transmet partiellement, de sorte qu'un observateur situé du côté opposé de la lame 310 visualise l'image affichée par l'écran 100. Par ailleurs, l'écran d'affichage 100 et la structure semi-réfléchissante 300 étant partiellement transparents, les faisceaux lumineux provenant de la scène sont transmis par 20 l'écran 100 puis par la structure 300 en direction de l'observateur. Ainsi, le mode de réalisation du système d'affichage 10 décrit en relation avec la figure 2 présente l'avantage de projeter une image réelle au niveau de l'écran d'affichage 100 qui peut ainsi être vue d'un observateur au-travers de la structure semi-réfléchissante 300. Dans la mesure où l'écran 100 est partiellement transparent, l'image affichée vient en 25 superposition de la scène et apparaît alors comme flottante dans l'air. L'impression d'image flottante peut être renforcée lorsque l'image affichée n'occupe qu'une partie de la surface d'affichage de l'écran 100, l'image étant alors entourée au moins en partie et de préférence entièrement par une zone de transparence de l'écran 100 par laquelle l'observateur voit la 3034878 10 scène située derrière le système d'affichage 10. L'observateur a ainsi l'impression que l'image flotte dans l'air, en superposition de la scène. Par ailleurs, la structure semi-réfléchissante 300, éventuellement associée à l'écran d'affichage 100, forme une structure de type pyramidale dont la base est située en regard 5 du projecteur 200. Les faisceaux projetés par le projecteur 200 en direction de la structure semi-réfléchissante 300 « entrent » dans la structure pyramidale par la base de celle-ci. Ainsi, à la différence de l'exemple de l'art antérieur mentionné précédemment, le champ de vision de l'observateur n'est pas limité ou gêné par la base de cette structure pyramidale qui serait située à distance du projecteur. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir des 10 éléments de maintien mécanique de la structure semi-réfléchissante qui serait dans une position inversée vis-à-vis du projecteur, ce qui viendraient diminuer le confort de vision de l'observateur. La figure 3 est une vue schématique en coupe illustrant de manière partielle une variante d'un écran d'affichage 100 du système d'affichage 10, dans laquelle l'écran 100 présente 15 une fonction optique supplémentaire de rétro-réflexion. Un exemple d'un tel écran d'affichage partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant est décrit dans la demande de brevet FR1453404 déposée le 16/04/2014. L'écran 100 est adapté à rétro-réfléchir la lumière incidente sur sa face d'affichage 110 en la diffusant plus ou moins fortement, et à laisser passer sans altération significative de la 20 lumière incidente sur sa face opposée 111. L'écran a ainsi une fonction de transparence qui permet à l'observateur de voir la scène extérieure située de l'autre côté de l'écran, et une fonction de rétro-réflexion permettant à un observateur qui regarde l'écran au-travers de la structure semi-réfléchissante 300 de voir l'image fournie par le projecteur 200 en superposition de la scène extérieure.

25 L'écran 100 est de préférence adapté pour diffuser la lumière rétro-réfléchie dans un cône de diffusion englobant les pupilles de l'observateur, pour que celui-ci puisse voir l'image projetée sur l'écran d'affichage. En outre, le cône de diffusion (représenté par un cercle en pointillé sur les figures 6, 7 et 8) peut présenter une ouverture angulaire adaptée pour que l'observateur puisse voir, au-travers de la structure semi-réfléchissante, l'image projetée 3034878 11 soit dans un certain emplacement vis-à-vis du système d'affichage, soit dans une large gamme d'emplacement. A ce titre, l'ouverture angulaire peut être asymétrique, de préférence large dans un plan horizontal, et étroite dans un plan vertical. L'ouverture verticale étroite, par exemple comprise dans une plage allant de 5° à 300, permet de 5 diffuser les faisceaux rétro-réfléchis essentiellement en direction du visage de l'observateur, alors que l'ouverture horizontale large, par exemple comprise dans une plage allant de 300 à 1200 voire davantage, permet à celui-ci de visualiser l'image même s'il observe l'écran de biais. L'écran 100 peut ainsi comporter un film diffuseur réflectif transparent du type de ceux commercialisés par la société Luminit sous le terme « Light 10 Shaping Diffuser» dont le cône de diffusion présente une ouverture angulaire asymétrique. Ainsi, un premier avantage d'un système d'affichage comportant un tel écran est qu'il présente un rendement lumineux supérieur à celui du système de la figure 2. De plus, la réalisation d'un tel écran est particulièrement simple et présente les avantages supplémentaires de ne rétro-réfléchir que les faisceaux lumineux incidents sur sa face 15 d'affichage et non pas les faisceaux incidents sur la face opposée et transmis par l'écran. Par ailleurs, la fonction de rétro-réflexion est assurée quelle que soit la longueur d'onde des faisceaux incidents, à la différence des films holographiques dont la fonction optique de rétro-réflexion est activée pour une longueur d'onde ou une gamme de longueurs d'onde prédéterminée.

20 Dans l'exemple de la figure 3, l'écran est formé d'une feuille, d'une plaque ou d'un film en un matériau transparent dont une face 110 est sensiblement lisse et plane et dont une face 111 opposée à la face plane 110 comporte des structurations 120 sensiblement identiques et réparties sur toute la surface de l'écran. Chaque structuration 120 est une protubérance en forme de coin de cube, les bases des protubérances étant ici sensiblement parallèles à 25 la face plane 110 de l'écran. L'écran 100 est destiné à être éclairé par sa face plane 110. Pour assurer la propriété de transparence partielle de l'écran, les protubérances 120 ne sont pas adjacentes mais sont séparées les unes des autres par des zones 130 sensiblement planes et lisses de cette face 111, ces zones 130 étant sensiblement parallèles à la face plane 110 opposée et forment une surface de transparence continue. Le terme lisse fait 3034878 12 référence à une qualité de surface optique dit de « poli optique » grâce à laquelle les faisceaux optiques sont transmis ou réfléchis sans modification notable de leurs caractéristiques de propagation. De ce fait, la surface lisse garantie une transparence au sens où une image peut être vue sans déformation notable. Pour atteindre un poli optique, 5 la rugosité de la surface est de préférence inférieure à 20 nm RMS et idéalement comprise entre 2 nm et 15 nm. Dans cet exemple, chaque portion d'écran en regard d'une protubérance 120 de la face 111 correspond à une portion rétro-réfléchissante 140 non transparente de l'écran, et chaque portion d'écran en regard d'une zone lisse 130 de la face 111 correspond à une portion transparente 150 et non rétro-réfléchissante de l'écran.

10 L'exemple de la figure 3 montre plusieurs protubérances juxtaposées les unes aux autres et entourées chacune par des zones lisses 130. Ainsi, vu de face, l'écran comprend une pluralité de régions élémentaires sensiblement identiques et juxtaposées, revêtant sensiblement toute la surface de l'écran, chaque région élémentaire comportant une portion rétro-réfléchissante 140, correspondant à une unique protubérance 120 ou à 15 plusieurs protubérances juxtaposées, entourée d'une portion transparente 150 périphérique correspondant à la zone lisse 130 de la face 111. A titre d'exemple, le rapport entre la surface occupée par la ou les protubérance(s) et la surface totale de la région élémentaire, ou taux d'occultation, est inférieur ou égal à 50% et de préférence inférieur ou égal à 20%. D'autres valeurs sont possibles en fonction des applications.

20 Pour former une image réelle de l'image fournie par le projecteur 200, l'écran d'affichage 100, plus précisément la face 111 comportant les protubérances 120, est disposé sensiblement dans le plan image du système optique de projection 220. Les figures 4a à 4c sont des vues en coupe qui illustrent schématiquement des étapes d'un exemple de procédé de réalisation de l'écran décrit en référence à la figure 3, tel que décrit 25 dans le document FR1453404 déposé le 16/04/2014. La figure 4a illustre une première étape dans laquelle on réalise un moule 400 d'une surface structurée 510 d'une pièce rigide 500, cette surface comportant des protubérances 511 en forme de coin de cube revêtant sensiblement toute la surface de cette face. Après 3034878 13 désolidarisation de la pièce rigide 500 et du moule 400, celui-ci présente des protubérances 411 de forme complémentaire des protubérances 511 de la pièce rigide. La figure 4b illustre une étape au cours de laquelle la face structurée 410 du moule 400 est partiellement aplanie et polie de sorte que les parties initialement pointues des 5 protubérances 411 deviennent des plateaux sommitaux 412 situés dans un même plan sensiblement parallèle à un plan de base des protubérances. La figure 4c illustre une étape au cours de laquelle on réalise un écran d'affichage 100 rétro-réfléchissant à partir du moule 400 obtenu lors de l'étape précédente, par exemple par pressage du moule sur une pièce qui, une fois désolidarisée du moule, forme l'écran 10 d'affichage. L'écran ainsi obtenu dans cet exemple de procédé de réalisation est illustré sur la figure 3. La fonction de diffusion des faisceaux réfléchis par l'écran d'affichage 100 peut être obtenue par les effets de diffraction sur les bords des protubérances 120 et/ou les imperfections de surface de l'écran. Elle peut être également obtenue par des éléments 15 adaptés à mettre en oeuvre cette fonction de diffusion. A ce titre, selon un premier exemple (non représenté sur la figure 3), les faces latérales des protubérances présentent des micro-ou na no-structurations adaptées à diffuser la lumière rétro-réfléchie par les protubérances. Il est avantageux que ces micro- ou nano-structurations ne soient présentes que sur les faces latérales des protubérances 120 et non pas sur les zones lisses 130 de la face 111 20 pour ne pas altérer la transparence des portions transparentes périphériques 150. A titre d'exemple, ces micro- ou na no-structurations peuvent être réalisées à partir d'un procédé tel que décrit dans le brevet US6258443. Selon un autre exemple, représenté sur la figure 3, l'écran 100 comporte des éléments diffusants 160 situés au niveau de la face plane 110, en regard de chaque protubérance 120. Ici également, il est avantageux que ces éléments 25 diffusants 160 ne soient situés qu'en regard des protubérances 120 et non pas en regard des zones lisses 130, de manière à ne pas affecter la transparence des portions transparentes périphériques 150. A titre d'exemple, ces éléments diffusants peuvent être formés d'une couche d'un matériau comportant des particules diffusantes déposées par sérigraphie, par moulage, ou autre technique de dépôt.

3034878 14 Les figures 5a à 5d sont des vues en coupe qui illustrent de manière schématique des étapes de réalisation d'un autre exemple d'écran d'affichage partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant. Cet exemple d'écran diffère essentiellement de l'écran décrit en référence à la figure 3 en ce que les structurations en coin de cube sont dites 5 « enterrées », c'est-à-dire situées à l'intérieur de l'écran. La figure 5a illustre une première portion d'écran 170. Cette portion est typiquement obtenue en utilisant l'élément 100 de la figure 4c comme moule, cet élément étant obtenu par un procédé reproduisant les étapes des figures 4a et 4b. Pour ce faire, un moule métallique est réalisé par galvanoplastie à partir de la pièce 400 et sert à répliquer la 10 portion 170, cette portion d'écran étant un film, une plaque ou une feuille transparente comportant une première face plane et lisse 171 et une seconde face 172, opposée à la première, structurée de manière à présenter des structurations en creux, ou échancrure 121, en forme de coin de cube. Ces structurations en creux 121 sont réparties d'une manière similaire à la répartition des protubérances 120 de l'écran de la figure 3, c'est-à- 15 dire que la première portion d'écran 170 comporte, en vue de face, une pluralité de régions élémentaires sensiblement identiques et juxtaposées, revêtant sensiblement toute la surface de la première portion d'écran, chaque région élémentaire comportant une portion rétro-réfléchissante 141 centrale, correspondant à une unique échancrure 121 en coin de cube ou à plusieurs échancrures juxtaposées, entourée d'une portion transparente 20 périphérique 151 correspondant à la zone plane et lisse 131, au sens de poli optique mentionné précédemment, de la face structurée 172. La figure 5b illustre une étape au cours de laquelle une fine couche métallique 173 est déposée, avantageusement de manière conforme, sur toute la surface de la face structurée 172, de manière à s'étendre à la fois à l'intérieur des échancrures 121, c'est-à-dire sur les 25 faces latérales de celles-ci, et sur les zones planes 131 entourant les échancrures 121. L'épaisseur de la couche métallique 173 est inférieure à la profondeur des échancrures 121. Typiquement on utilise un dépôt d'argent d'épaisseur inférieure à 60 nm et supérieure à 30 nm. La profondeur des échancrures 121 est typiquement inférieure à 100 um et 3034878 15 avantageusement inférieure à 60 um pour une distribution de coins de cube répartie sur un maillage en triangle isocèle de coté 300 um. La figure 5c illustre une étape au cours de laquelle on retire, par exemple par polissage, les portions de couche métallique 173 présentes au niveau des zones planes 131 entourant les 5 échancrures 121. Ainsi, la couche métallique 173 n'est présente qu'a l'intérieur des échancrures en coin de cube 121, plus précisément au niveau des faces latérales de celles-ci. La figure 5d illustre une étape au cours de laquelle on assemble une seconde portion d'écran 175 à la première portion 170 d'écran au niveau de la face structurée 172 de cette 10 dernière. La seconde portion d'écran 175 est formée d'un film, d'une plaque ou d'une feuille transparente dont les deux faces sont de préférence planes et lisses. L'assemblage des deux portions d'écran 170, 175 est ici réalisé au moyen d'une colle 161 dont le matériau de collage est transparent. Les deux portions d'écran et la colle peuvent présenter un indice optique sensiblement égal. Des colles optiques, par exemple d'indice voisin de 1.5, sont 15 disponibles dans le commerce (par exemple, Polytec UV 2137) et s'accordent bien avec le verre ou le PMMA (d'indice 1,49). Sur la figure 5d, les flèches représentent le sens d'éclairement de l'écran d'affichage permettant d'obtenir un effet de rétro-réflexion pour une partie des faisceaux incidents sur la face d'affichage 110. On obtient ainsi un écran d'affichage dont les échancrures en coin 20 de cube sont protégées de l'environnement par le fait qu'elles sont situées à l'intérieur de l'écran, et dont l'efficacité angulaire de rétro-réflexion est améliorée par la présence des portions de couche métallique présentes uniquement au niveau des échancrures. Pour former une image réelle de l'image fournie par le projecteur 200, l'écran d'affichage, plus précisément la face 172 comportant les échancrures 121, est disposé sensiblement 25 dans le plan image du système optique de projection 220. Comme mentionné précédemment, des éléments diffusants 160 peuvent être prévus au niveau de la face plane d'affichage 110, en regard de chaque structuration en coin de cube 121. Il est avantageux que ces éléments diffusants ne soient situés qu'en regard des 3034878 16 structurations 121 et non pas en regard des zones planes 131 entourant les structurations, de manière à ne pas affecter la transparence des portions périphériques 151. Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en coupe illustrant différentes variantes d'un système d'affichage d'une image flottante qui diffèrent essentiellement de l'exemple de la 5 figure 2 en ce que l'agencement des différents éléments permet d'éviter que des faisceaux parasites ne perturbent l'observation de l'image affichée. Dans ces exemples, l'écran d'affichage est partiellement rétro-réfléchissant et peut être identique ou similaire aux écrans décrits en référence aux figures 3 et 5d. On note ici At l'axe optique, dit de transmission, correspondant à l'axe de propagation des 10 faisceaux lumineux provenant du projecteur puis transmis par la structure semi- réfléchissante ; Arr l'axe optique, dit de rétro-réflexion, correspondant à l'axe de propagation des faisceaux lumineux rétro-réfléchis par l'écran puis transmis par la structure semi-réfléchissante ; et Ars l'axe optique, dit de réflexion spéculaire, correspondant à l'axe de propagation de la partie des faisceaux lumineux de projection et 15 réfléchis de manière spéculaire par l'écran, plus particulièrement par les faces planes et lisses de l'écran, c'est-à-dire que les faisceaux réfléchis présentent un angle de réflexion sensiblement égal à l'opposé de l'angle d'incidence des faisceaux de projection. Dans la description, la réflexion dite spéculaire correspond à une réflexion simple des faisceaux incidents sur l'écran, notamment au niveau des zones planes et lisses décrites 20 précédemment, alors que la rétro-réflexion correspond à une réflexion multiple des faisceaux incidents, notamment dans des structurations en coins de cube. On note également a l'angle d'incidence des faisceaux de projection sur l'écran d'affichage par rapport au plan principal de l'écran puis rétro-réfléchis ; p l'angle formé entre l'axe optique de rétro-réflexion Arr et l'axe optique de transmission At; et ili l'angle formé par 25 l'axe optique de rétro-réflexion Arr et l'axe optique de réflexion spéculaire Ar; On note enfin 0 l'angle de sortie des faisceaux lumineux émis par le projecteur en direction de la structure semi-réfléchissante par rapport à un plan vertical parallèle au plan principal de l'écran ; cp l'angle d'inclinaison de la structure semi-réfléchissante vis-à-vis d'un plan horizontal orthogonal au plan principal de l'écran.

3034878 17 Dans le but d'éviter que l'observateur ne soit gêné par les faisceaux de projection réfléchis de manière spéculaire par l'écran d'affichage 100, la structure semi-réfléchissante 300 et le projecteur 200 sont agencés vis-à-vis de l'écran d'affichage de manière à dissocier l'axe optique de rétro-réflexion Arr de l'axe optique de réflexion spéculaire Ars. Pour cela, on 5 modifie l'angle de sortie 0 des faisceaux lumineux émis par le projecteur 200 en direction de la structure semi-réfléchissante 300 (ici par l'orientation du miroir de renvoi 230), et/ou l'angle d'inclinaison cp de la lame 310 de la structure semi-réfléchissante. Dans un premier exemple illustré sur la figure 6, l'angle de sortie 0 et l'angle d'inclinaison cp sont choisis de sorte que l'angle d'incidence a des faisceaux de projection sur l'écran 10 d'affichage 100 soit inférieur à n/2, ce qui rend l'image affichée visible en plongée, c'est-à- dire lorsque l'observateur se situe au-dessus de l'image. L'axe optique de rétro-réflexion Arr est ainsi dissocié de l'axe optique de réflexion spéculaire Ars. L'angle il) entre les axes Arr et Ars est donc non nul et sa valeur dépend des angles 0 et (p. Dans cet exemple, l'angle de sortie 0 est non nul et l'angle d'inclinaison cp est de l'ordre de n/4.

15 Il est en outre avantageux que cet agencement soit optimisé pour éviter également que l'observateur soit gêné par les faisceaux de projection provenant du projecteur 200 et transmis par la structure semi-réfléchissante 300. En effet, un angle d'incidence a trop faible risquerait en effet de trop rapprocher l'axe optique de rétro-réflexion Arr de l'axe optique de transmission At. Il est avantageux que les angles 0 et cp soient choisis de manière 20 à écarter de manière sensiblement égale l'axe de rétro-réflexion Arr de l'axe de transmission At d'une part, et de l'axe de réflexion spéculaire Ars d'autre part, de sorte que 13 - il). Dans cet exemple, on a (3 = 2a - n/2 et ili = n - 2a, ce qui conduit à un angle a compris entre 550 et 80° environ, de préférence entre 60° et 75°, par exemple 67,5° environ. Dans un second exemple illustré sur la figure 7, l'angle de sortie 0 et l'angle d'inclinaison cp 25 sont choisis de sorte que l'angle d'incidence a des faisceaux de projection sur l'écran d'affichage 100 soit supérieur à n/2, ce qui rend l'image affichée visible en contre-plongée, c'est-à-dire lorsque l'observateur se situe au-dessus de l'image. L'axe optique de rétro-réflexion Arr est ici également dissocié de l'axe optique de réflexion spéculaire Ars. La valeur de l'angle 4i entre les axes Arr et Ars dépend des angles 0 et cp, où dans cet exemple 3034878 18 l'angle de sortie 0 est sensiblement nul et l'angle d'inclinaison cp est supérieur à n/4. L'agencement du projecteur 200 est ici modifié pour que le miroir de renvoi 230 ne soit plus situé sensiblement sous l'écran comme dans l'exemple de la figure 6 mais sous la structure semi-réfléchissante 300, simplifiant ainsi le renvoi des faisceaux de projection 5 vers la lame 310 avec un angle de sortie 0 sensiblement nul. L'angle a peut ainsi être compris entre 900 exclu et 115°, par exemple entre 95° et 115°. A la différence de l'exemple précédent, l'angle d'inclinaison cp peut être important sans risque de rapprocher l'axe optique de rétro-réflexion Arr de l'axe optique de transmission At. Par ailleurs, la structure semi-réfléchissante 300, en association avec l'écran d'affichage 10 100, forme une structure pyramidale dont la base présente des dimensions latérales réduites, ce qui permet d'obtenir un système d'affichage moins encombrant. La figure 8 est une vue schématique en coupe illustrant un autre mode de réalisation d'un système d'affichage d'une image flottante quasi-tridimensionnelle. Le système d'affichage diffère ici des exemples décrits précédemment essentiellement en ce que deux images 15 sources sont projetées chacune sur une face opposée du même écran d'affichage. Le projecteur est ici formé de deux projecteurs élémentaires 201, 201' similaires ou identiques au projecteur décrit en référence aux figures 2 et 6. Chaque projecteur élémentaire 201, 201' comporte ainsi une source d'image 210, 210' associée à un système optique de projection 220, 220', et, dans cet exemple, un miroir de renvoi 230, 230'. Les 20 deux projecteurs élémentaires sont disposés ici dans un même boitier 240 comportant une ouverture de sortie 241 des faisceaux. Les deux miroirs de renvoi sont deux faces réfléchissantes d'un même élément optique situé en regard de l'ouverture de sortie. La structure semi-réfléchissante 300 comporte deux lames semi-réfléchissantes 310, 310' adaptée chacune à réfléchir partiellement les faisceaux de projection provenant du 25 projecteur élémentaire 201, 201' en regard duquel elle est située. Les faisceaux sont réfléchis en direction de l'une des faces d'affichage 110, 110' du même écran 100. La structure semi-réfléchissante 300 présente ainsi une forme de pyramide dont deux faces latérales sont les lames réfléchissantes. Comme dans les exemples décrits précédemment, la base de la pyramide est située en regard du projecteur 200.

3034878 19 L'écran d'affichage 100 comporte deux faces 110, 110' opposées l'une à l'autre, chacune étant adaptée pour afficher l'image projetée par le projecteur élémentaire 201, 201' correspondant. L'écran est ainsi adapté à réfléchir et diffuser plus ou moins fortement les faisceaux incidents sur chacune de ses faces d'affichage 110, 110', et à transmettre 5 partiellement les faisceaux incidents sur la face opposée sans les altérer significativement. Pour former une image réelle de l'image fournie par chaque projecteur élémentaire 201, 201', l'écran 100 est situé sensiblement dans le plan image de chacun des systèmes optiques de projection 220, 220', les deux plans images pouvant être approximativement confondus.

10 Pour éviter qu'un observateur ne soit gêné par les faisceaux transmis par l'écran et provenant du projecteur élémentaire opposé, l'écran 100 est partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant au niveau de ses deux faces d'affichage 110, 110', et l'agencement des projecteurs 201, 201' et des lames semi-transparentes 310, 310' est prévu pour dissocier l'axe optique de rétro-réflexion Arr, Arr' de l'axe optique de réflexion 15 spéculaire Ars, Ars' et avantageusement également de l'axe optique de transmission At, At'. De plus, il est avantageux que l'agencement du premier projecteur élémentaire 201 et de la lame 310 correspondante soit sensiblement symétrique à celui du second projecteur 201' élémentaire et de la lame 310' correspondante. Ainsi, les faisceaux provenant d'un premier projecteur élémentaire 201 et transmis par l'écran 100 sont sensiblement 20 superposés aux faisceaux provenant du second projecteur élémentaire 201' et réfléchis de manière spéculaire par l'écran. L'exemple de système d'affichage relatif à la figure 8 présente un agencement des éléments qui fournit une vue en plongée, similaire à la configuration de la figure 6. Cependant, un agencement des éléments fournissant une vue en contre-plongée similaire 25 à la configuration de la figure 7 est possible, chaque projecteur élémentaire étant alors de préférence orienté de sorte à placer le miroir de renvoi sous la lame correspondante, celle-ci étant inclinée d'un angle cp supérieur à n/4. Il est par ailleurs avantageux que le cône de diffusion angulaire de chaque face d'affichage 110, 110' soit asymétrique, c'est-à-dire que l'ouverture angulaire verticale est étroite pour 3034878 20 orienter les faisceaux rétro-réfléchis principalement vers le visage d'un observateur, alors que l'ouverture angulaire horizontale est large pour permettre à l'observateur de visualiser l'image affichée quelle que soit sa position autour du système d'affichage. L'écran 100 peut ainsi comporter deux films diffuseurs réflectifs transparents du type de ceux 5 commercialisés par la société Luminit sous le terme « Light Shaping Diffuser », disposés au niveau des faces d'affichage et dont le cône de diffusion présente une ouverture angulaire asymétrique. Ainsi, lorsque l'observateur circule autour du système d'affichage, il visualise l'image affichée par une première face d'affichage 110 jusqu'à moment où il visualise l'image affichée par la seconde face d'affichage 110'. Les images affichées paraissent non 10 seulement flottantes mais également tridimensionnelles ou quasi-tridimensionnelles. La structure semi-réfléchissante 300 forme ainsi une structure pyramidale à l'intérieur de laquelle est situé l'écran d'affichage 100. La base de la structure pyramidale est située en regard de projecteur 200, qui peut assurer le maintien de la structure et/ou de l'écran, par exemple au niveau de son boîtier.

15 Les images affichées peuvent être identiques ou différentes. Lorsque les deux images sont différentes, l'image affichée sur une première face 110 de l'écran peut être une vue de devant d'un objet, et l'image affichée sur la seconde face 110' de l'écran peut être la vue de derrière du même objet, ce qui vient renforcer l'impression de tridimensionnalité de l'image flottante.

20 Lorsque les images à afficher sont identiques, il est avantageux de simplifier le projecteur pour n'utiliser qu'une seule source d'image. Celle-ci est associée à un système optique adaptée à projeter l'image sur les deux faces d'affichage de l'écran. Le projecteur comporte alors une optique de dissociation de faisceaux et de renvoi. Celle-ci reçoit le faisceau provenant du système optique et le scinde en deux faisceaux orientés chacun vers la lame 25 semi-réfléchissante correspondante. L'optique de dissociation et de renvoi comporte par exemple un cube qui reçoit le faisceau incident puis réfléchit une partie du faisceau en direction d'un premier miroir de renvoi situé en regard d'une lame semi-réfléchissante et réfléchit une seconde partie du faisceau en direction d'un second miroir de renvoi situé en regard de la seconde lame semi-réfléchissante. L'agencement symétrique des éléments 3034878 21 optiques pour l'une et l'autre des parties du système d'affichage permet ainsi la projection sur les deux faces de l'écran d'une même orientation d'image. Cette variante présente l'avantage de n'utiliser qu'une seule source d'image et ainsi de réduire le coût financier du système d'affichage.

5 L'exemple de la figure 8 montre un système d'affichage à deux images affichées mais il peut être adapté à afficher davantage d'images sources. Pour cela, le système d'affichage comporte un nombre N de projecteurs élémentaires associés chacun à une face semiréfléchissante d'une même structure semi-réfléchissante de sorte à réfléchir les faisceaux de projection de chaque projecteur élémentaire en direction d'un élément d'affichage 10 comportant une pluralité de faces d'affichage situées chacune dans le plan image du système optique correspondant. Les figures 9a et 9b sont des vues schématiques en coupe illustrant de manière partielle des variantes de réalisation d'un écran partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant sur ses deux faces opposées, qui peuvent être utilisées dans le système 15 d'affichage représenté sur la figure 8. Dans l'exemple de la figure 9a, on a assemblé l'un à l'autre deux écrans tels que décrits dans le mode de réalisation de la figure 5d, par exemple par collage. L'écran ainsi formé comporte deux portions d'écran 180, 180' fixées dos à dos. Il comprend une pluralité de portions rétro-réfléchissantes 140 entourées de portions transparentes périphériques 150.

20 Les portions rétro-réfléchissantes 140 comportent ici des structurations formées chacune d'une échancrure 121, 121', ou structuration en creux, en coin de cube mais elles peuvent comporter plusieurs structurations adjacentes. Chaque portion rétro-réfléchissante 140 comportant au moins deux échancrures 121, 121' en forme de coin de cube disposées en regard l'une de l'autre suivant l'épaisseur de l'écran et orientées de sorte que la base du 25 coin de cube de chacune soit en regard de la face d'affichage correspondante. De préférence, les échancrures 121, 121' d'une même portion rétro-réfléchissante 140 sont situées en vis-à-vis, et selon une symétrique planaire par rapport à un plan de l'écran passant entre les deux portions d'écran. Les faisceaux incidents sur une première face d'affichage 110 sont donc en partie rétro-réfléchis par les échancrures 121 de la première 3034878 22 portion d'écran 180 et sont en partie transmis par les portions transparentes 150 en direction de la seconde face d'affichage 110', et inversement. Par ailleurs, des éléments diffusants 160, 160' similaires à ceux décrits en référence à la figure 5d peuvent être prévus sur les faces d'affichage, de préférence uniquement au niveau des portions rétro- 5 réfléchissantes. Dans l'exemple de la figure 9b, on a assemblé l'un à l'autre deux écrans tels que décrits dans le mode de réalisation de la figure 5d, par exemple par collage. L'écran ainsi formé comporte deux portions d'écran 180, 180' identiques à celles décrites dans l'exemple de la figure 9a. Elles sont fixées dos à dos par l'intermédiaire d'une couche 165 comportant des 10 portions opaques 166 situées uniquement entre chaque échancrure en coin de cube. Ces portions opaques, non transparentes, permettent de limiter les effets de diffusion en transmission par les échancrures. En variante, un écran partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant sur ses deux faces opposées peut être réalisé par assemblage l'un à l'autre de deux écrans tels que 15 décrits dans le mode de réalisation de la figure 3, par exemple en laissant une lame d'air entre les deux faces qui comportent les protubérances. Les deux écrans peuvent être assemblés par collage. En référence à la figure 10, il est maintenant décrit un quatrième mode de réalisation d'un système d'affichage en variante aux exemples illustrés sur les figures 6 et 7 où les axes 20 optiques de rétro-réflexion Arr et de réflexion spéculaire Ars sont dissociés par un agencement particulier du projecteur et de la structure semi-réfléchissante vis-à-vis de l'écran d'affichage. Dans ce quatrième mode de réalisation, les faisceaux parasites sont filtrés par l'utilisation de plusieurs polariseurs linéaires, permettant ainsi de privilégier les faisceaux rétro-réfléchis. Cette variante s'applique en particulier lorsque la rétro-réflexion 25 de l'écran d'affichage est assurée par des coins de cube (protubérances ou échancrures) non métallisés, c'est-à-dire qu'elle est essentiellement obtenue par réflexion totale interne à l'intérieur des coins de cube. Dans le but de filtrer la partie des faisceaux provenant du projecteur réfléchie de manière spéculaire par l'écran, un premier polariseur P1 linéaire présentant un axe de transmission 3034878 23 u1 est disposé sur le chemin optique entre le projecteur 200 et la structure semiréfléchissante 300, par exemple au niveau de l'ouverture de sortie 241 du boitier 240. Un second polariseur P2 linéaire présentant un axe de transmission u2 orthogonal à l'axe u1 est situé entre l'observateur et la structure semi-réfléchissante 300, par exemple sur la face 5 externe 312 de celle-ci. Ainsi, la partie des faisceaux lumineux issus du projecteur réfléchie de manière spéculaire par l'écran 100 est filtrée par le polariseur P2 alors que la partie rétro-réfléchie est transmise en direction de l'observateur. En effet, les faisceaux émis par le projecteur et transmis par le polariseur P1 sont polarisés rectilignement suivant l'axe u1, puis la partie 10 réfléchie de manière spéculaire par l'écran d'affichage (qui conserve la même polarisation) est filtrée par le polariseur P2 dans la mesure où ces faisceaux réfléchis sont polarisés linéairement suivant un axe orthogonal à l'axe de transmission u2. Par contre, les faisceaux rétro-réfléchis sont transmis par le polariseur P2 dans la mesure où la rétro-réflexion par coins de cube modifie la polarisation rectiligne des faisceaux incidents en une polarisation 15 différente, notamment elliptique. Ainsi, la partie rétro-réfléchie des faisceaux, de par sa polarisation elliptique, est transmise par le polariseur P2 de manière polarisée suivant l'axe u2. Le polarisateur P2 en association avec le polarisateur P1 permet également de filtrer la partie des faisceaux provenant directement du projecteur et transmise par la structure 20 semi-réfléchissante (faisceaux d'axe At décrits en référence aux figures 6, 7 et 8). De préférence, le polariseur P1 présente un axe u1 orienté pour que la polarisation en sortie du projecteur soit perpendiculaire au plan d'incidence sur la lame de la structure semi-réfléchissante. On optimise ainsi la réflexion des faisceaux par la structure semiréfléchissa nte.

25 En alternative ou en complément, dans le but de filtrer la partie des faisceaux provenant du projecteur transmise par l'écran, un troisième polariseur P3 linéaire d'axe de transmission u3 coplanaire à l'axe u2 et orthogonale à l'axe u1 est situé au niveau de la face 111 opposée à la face d'affichage 110 de l'écran 100. Ainsi, les faisceaux provenant du projecteur sont transmis par le polariseur P1 et polarisés rectilignement suivant l'axe u1, 3034878 24 puis la partie transmise par l'écran d'affichage (qui conserve la même polarisation) est filtrée par le polariseur P3 dans la mesure où ces faisceaux transmis sont polarisés linéairement suivant un axe orthogonal à l'axe de transmission u3. De plus, les polariseurs P2 et P3 ne perturbent pas les faisceaux provenant de la scène et 5 transmis par la transparence partielle de l'écran dans la mesure où les axes de transmission u2 et u3 sont coplanaires. Cette variante permet avantageusement de supprimer les faisceaux parasites sans avoir recours à l'agencement des différents éléments décrit en référence aux figures 6 et 7. De plus, cette variante est d'autant plus avantageuse que l'écran comporte des éléments 10 diffusants sur la ou les faces d'affichage. Il est en outre possible d'introduire les polariseurs P1 et P2 dans un système d'affichage dont l'écran présente une double face d'affichage tel que représenté sur la figure 8. Dans ce cas, chaque projecteur élémentaire 201 et 201' est muni d'un polariseur linéaire Pl, P1' d'axe ul et ul', et chaque lame semi-transparente 310 et 310' d'un polariseur linéaire P2, 15 P2' d'axe u2 et u2'. Les axes u2 et u2' sont respectivement orthogonaux aux axes ul et ul', et sont coplanaires entre eux. Ainsi, il n'est pas nécessaire que l'écran 100 comporte un polariseur P3 situé entre les deux faces d'affichage 110 et 110' dans la mesure où la fonction optique décrite précédemment obtenue par le couple de polariseurs {P2, P3}, à savoir la transmission des faisceaux issus de la scène ainsi que le filtrage de la partie 20 transmise par l'écran des faisceaux provenant des projecteurs, est assurée par le couple de polariseurs {P2, P2'}. Des modes de réalisation particuliers viennent d'être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l'homme du métier. En variante aux exemples d'écran d'affichage rétro-réfléchissant décrits précédemment, 25 l'écran peut comporter, non pas des protubérances ou des structurations en coin de cube assurant la fonction de rétro-réflexion, mais des zones revêtues par une couche d'un matériau rétro-réfléchissant à base de microbilles. L'écran comporte alors une pluralité de régions élémentaires sensiblement identiques et juxtaposées, disposées sur sensiblement toute la surface de l'écran, dont chacune est formée d'une portion rétro-réfléchissante 3034878 25 entourée par une portion transparente périphérique. Les portions rétro-réfléchissantes sont des zones revêtues par une couche du matériau à base de microbilles et les portions transparentes sont des zones non revêtues par cette couche. Cet exemple est ainsi similaire à celui de la figure 3 où la face comportant les protubérances est ici une face sensiblement 5 plane dont certaines portions sont recouvertes par le matériau à base de microbilles. Lorsque l'écran comporte une unique face d'affichage, les portions rétro-réfléchissantes peuvent n'être disposées que sur une face de l'écran, que ce soit la face orientée vers la lame semi-transparente ou la face opposée à celle-ci, dans la mesure où les microbilles sont rétro-réfléchissantes dans toutes les directions d'éclairement.

10 Lorsque les deux faces de l'écran sont des faces d'affichage, chaque face comporte des portions rétro-réfléchissantes entourées de portions transparentes périphériques, chaque portion rétro-réfléchissante d'une face étant disposée en regard d'une portion rétro-réfléchissante de la face opposée et chaque portion transparente d'une même face étant disposée en regard d'une portion transparente de la face opposée. En d'autre termes, la 15 disposition des portions rétro-réfléchissantes et des portions transparentes est symétrique d'une face à l'autre par rapport au plan de l'écran. Il est alors avantageux de prévoir entre les deux faces de l'écran des portions opaques situées entre chaque couple de portions rétro-réfléchissantes à microbilles, pour limiter les effets de diffusion en transmission. Selon un autre mode de réalisation de l'écran d'affichage, l'écran peut être similaire ou 20 identique aux exemples d'écran décrits précédemment et comporter en outre une couche active adaptée à former, de manière temporaire ou permanente, des zones opaques et des zones transparentes, sur toute la surface de l'écran. Dans le cas d'un écran à une seule face d'affichage, cette couche active d'opacité contrôlée peut être située au niveau de la face opposée à la face d'affichage (avantageusement la face plane 171 de l'écran illustré en 25 figure 5d) ; et dans le cas d'un écran à double faces d'affichage, cette couche active peut être située à l'intérieur de l'écran, par exemple entre les deux portions d'écran décrites en référence aux figures 9a et 9b. Cette couche active, par exemple un écran LCD transparent, est connectée à des moyens de commande permettant d'activer les zones opaques en fonction de la forme de l'image affichée et de sa position sur l'écran. Ainsi, il est 3034878 26 avantageux, pour améliorer le contraste de l'image affichée, que la localisation et l'étendue des zones opaques correspondent sensiblement à celles de l'image affichée sur l'écran. En variante aux exemples de système d'affichage qui ont été décrits précédemment dans lesquels le projecteur est disposé en partie basse du système d'affichage, une configuration 5 inversée est possible, dans laquelle le projecteur est située dans la partie haute du système d'affichage et repose éventuellement sur la base de la structure pyramidale formée en partie par la structure semi-réfléchissante.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Système d'affichage (10) d'une image flottante, comportant : au moins une source d'image (210, 210') adaptée à fournir une image à afficher ; une structure semi-réfléchissante (300) adaptée à réfléchir des faisceaux lumineux provenant de la source d'image (210, 210') ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre : un écran d'affichage (100) partiellement transparent comportant au moins une face d'affichage (110, 110'), l'écran étant adapté : o à afficher une image projetée sur sa face d'affichage (110, 110') par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante (300), et o à transmettre partiellement une lumière incidente sur sa face opposée à la face d'affichage (110, 110') ; au moins une optique de projection (220, 220') adaptée à projeter sur l'écran d'affichage (100) par l'intermédiaire de la structure semi-réfléchissante (300) l'image fournie par ladite source d'image (210, 210').
2. 2. Système d'affichage (10) selon la revendication 1, dans lequel l'image affichée par l'écran d'affichage (100) est l'image réelle de l'image fournie par ladite source d'image (210, 210').
3. 3. Système d'affichage (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la structure semi- réfléchissante (300) présente, éventuellement en association avec l'écran d'affichage (100), une forme de pyramide dont la base est située en regard d'un projecteur élémentaire (201, 201') formé de ladite source d'image (210, 210') et dudit système optique de projection (220, 220').
4. 4. Système d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'écran d'affichage (100) est partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant au niveau de sa face d'affichage (110, 110'), et comporte des portions rétro-réfléchissantes (140) et des portions transparentes (150) réparties sur tout ou partie de son étendue, 3034878 28 chaque portion rétro-réfléchissante (140) étant séparée de portions rétro-réfléchissantes voisines par une portion transparente (150).
5. 5. Système d'affichage (10) selon la revendication 4, dans lequel les portions rétro- réfléchissantes (140) comportent des structurations (120; 121, 121') en coin de cube. 5
6. 6. Système d'affichage (10) selon la revendication 5, dans lequel l'écran (100) comporte une plaque en un matériau transparent dont une première face (110) lisse, et une seconde face (111) opposée à la première et structurée sous forme de protubérances (120) en coin de cube au niveau des portions rétro-réfléchissantes (140) et lisse au niveau des portions transparentes (150). 10
7. 7. Système d'affichage (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel au moins un premier polariseur linéaire (P1) présentant un premier axe de transmission (u1) disposé entre l'optique de projection (220) et la structure semi-réfléchissante (300), et au moins un second polariseur linéaire (P2) présentant un second axe de transmission (u2) orthogonal au premier axe (u1) et disposé d'un côté de la structure semi-réfléchissante (300) opposé 15 à l'écran d'affichage (100) et à l'optique de projection (220).
8. 8. Système d'affichage (10) selon la revendication 1 à 7, dans lequel l'écran d'affichage (100) est partiellement transparent et partiellement rétro-réfléchissant sur ses deux faces (110, 110') opposées l'une à l'autre, formant chacune une face d'affichage.
9. 9. Système d'affichage (10) selon la revendication 8, dans lequel l'écran d'affichage 20 (100) comporte au moins une plaque en un matériau transparent dont les deux faces (110, 110') opposées l'une à l'autre sont lisses de manière à former des faces d'affichage, et comporte des portions transparentes (150) et des portions rétro-réfléchissantes (140) réparties sur tout ou partie de son étendue, chaque portion rétro-réfléchissante étant séparée de portions rétro-réfléchissantes voisines par une portion transparente, chaque 25 portion rétro-réfléchissante (140) comportant au moins deux échancrures (121, 121') en forme de coin de cube disposées en regard l'une de l'autre suivant l'épaisseur de l'écran et 3034878 29 orientées de sorte que la base du coin de cube de chacune soit en regard de la face d'affichage (110, 110') correspondante.
10. 10. Système d'affichage (10) selon la revendication 9, dans lequel les faces internes latérales des échancrures (121) en coin de cube sont recouvertes d'une couche métallique 5 (173).
11. 11. Système d'affichage (10) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'écran d'affichage comporte des portions opaques (166) situées au moins entre chaque échancrure (121, 121') d'une même portion rétro-réfléchissante (140) suivant l'épaisseur de l'écran. 10
12. 12. Système d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel : l'écran d'affichage (100) comporte au moins deux faces (110, 110') opposées l'une à l'autre, dites faces d'affichage, et est adapté à afficher une image projetée sur chacune de ses deux faces d'affichage, et à transmettre partiellement une lumière 15 incidente sur celles-ci ; au moins deux projecteurs dits élémentaires (201, 201') comportent chacun une source d'image (210, 210') associée à un système optique de projection (220, 220'), et sont chacun adaptés à projeter une image fournie par la source d'image (210, 210') sur l'une ou l'autre des faces d'affichage (110, 110') de l'écran ; et 20 la structure semi-réfléchissante (300) est adaptée à réfléchir des faisceaux lumineux provenant de chaque projecteur élémentaire (201, 201') en direction de la face d'affichage (110, 110') correspondante de l'écran.
13. 13. Système d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le projecteur élémentaire (201, 201') formé de la source d'image (210, 210') et 25 du système optique de projection (220, 220') correspondant, la structure semi- réfléchissante (300) et l'écran d'affichage (100) sont agencés mutuellement de manière à dissocier des faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire (201, 201% rétro-réfléchis par l'écran (100) et transmis par la structure semi-réfléchissante (300) : 3034878 - de faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire (201, 201') et réfléchis de manière spéculaire par l'écran d'affichage (100), et/ou - de faisceaux lumineux provenant du projecteur élémentaire (201, 201') et transmis par la structure semi-réfléchissante (300). 5
14. 14. Système d'affichage (10) selon la revendication précédente, dans lequel ledit agencement est adapté pour que des faisceaux lumineux émis par le projecteur élémentaire (201, 201') et incident sur la face d'affichage (110, 110') forme un angle d'incidence (a) par rapport au plan de ladite face d'affichage inférieur à 90°, et de préférence compris entre 55° et 80° ; ou est adapté pour que ledit angle d'incidence (a) 10 soit supérieur à 90° et de préférence compris entre 90° et 115°.
15. 15. Système d'affichage (10) selon la revendication 1 à 14, dans lequel l'écran d'affichage comporte en outre une couche active adaptée à former des zones opaques et des zones transparentes, les zones opaques étant situées au niveau de l'image affichée. 15