FR3091361A1 - Dispositif de visualisation holographique - Google Patents
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Abstract
Dispositif de visualisation holographique L’invention concerne un dispositif de visualisation holographique (1) caractérisé en ce qu’il comprend, montés ou intégrés dans un châssis support (2) : - une surface frontale transparente (3) portant un motif délimitant formant cadre ; - une couche intermédiaire (5) à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, disposée parallèlement et à distance de la surface frontale (3) ; - un écran arrière d’affichage (6) d’images (7), positionné à distance de la couche intermédiaire (5), l’arrangement comprenant les surfaces frontale (3) et arrière (6) et la couche intermédiaire (5) étant configuré de manière à générer pour un spectateur un volume virtuel holographique dans lequel apparait l’image (7) affichée sur l’écran arrière (6). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3
Description
Description
Titre de l'invention : Dispositif de visualisation holographique
[0001] La présente invention concerne le domaine de Γ affichage ou de la projection holographique d’images, fixes ou animées, accompagnées ou non de sons, en particulier dans le domaine commercial, celui des loisirs et/ou celui de l’événementiel.
[0002] L’invention a plus particulièrement pour objets un dispositif de visualisation holographique et un ensemble prêt à monter (ou kit) pour sa réalisation.
[0003] Les techniques actuelles d’affichage ou de projection holographique sont basées sur des structures et des systèmes lourds, imposants, complexes, encombrants et chers, et qui de plus génèrent énormément de pollution acoustique.
[0004] Ainsi, on connaît déjà des systèmes de production d’hologrammes basés sur un miroir sans tain ou miroir semi-réfléchissant positionné selon un angle de 45° en face du spectateur et générant un hologramme à partir d’une image projetée à 90°. Leur encombrement est important et la qualité du rendu généralement médiocre.
[0005] Les systèmes connus générant des hologrammes par transmission au moyen d’un faisceau laser sont quant à eux peu pratiques à mettre en œuvre et coûteux.
[0006] Les systèmes connus générant des hologrammes par le biais d’un élément en déplacement rapide (par exemple une hélice ou analogue), et basés sur la persistance rétinienne, sont quant à eux bruyants et sujets à usure intense.
[0007] Des systèmes de présentation de produits ou d’articles combinant l’objet réel et des images virtuelles de cet objet, d’éléments additionnels ou de scènes, en superposition sont également connus (réalité augmentée). Ces systèmes sont également encombrants et complexes, et nécessitent la présence réelle de l’objet, ce qui peut engendrer des problèmes de sécurité en cas de produits ou d’articles de grande valeur, ou d’espace en cas de produits ou d’articles encombrants.
[0008] Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de visualisation holographique permettant de surmonter au moins les principaux inconvénients listés cidessus, et permettant notamment de limiter l’encombrement, la complexité, le coût et la maintenance et de supprimer tout bruit en fonctionnement.
[0009] En outre, l’invention devrait également autoriser une adaptation aisée du dispositif à toutes formes et toutes dimensions, et permettre une commercialisation sous forme d’ensemble ou de kit à assembler par rutilisateur.
[0010] A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de visualisation holographique, en particulier pour la présentation virtuelle d’objets ou d’articles, caractérisé en ce qu’il comprend essentiellement, intégrés dans un châssis support :
- une surface frontale transparente portant un marquage, une gravure ou un motif délimitant similaire formant cadre ou bordure périphérique visuel(le) analogue ;
- une couche intermédiaire à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, disposée parallèlement et à distance de la surface frontale ;
- un(e) surface ou écran arrière d’affichage ou de projection d’images, fixes ou animées, bidimensionnelle ou tridimensionnelle, positionné(e) à distance de la couche intermédiaire à l’opposé de la surface frontale transparente et,
- éventuellement au moins un moyen d’éclairage illuminant la surface frontale transparente, les milieux situés respectivement entre lesdites surfaces et ladite couche étant transparents et l’arrangement comprenant les surfaces frontale et arrière et la couche intermédiaire étant configuré de manière à générer pour un spectateur regardant ladite surface frontale, par illusion d’optique, entre le cadre ou la bordure présent(e) sur la surface frontale transparente et sa réflexion sur la couche intermédiaire, un volume virtuel holographique dans lequel apparaît l’image affichée sur ou projetée depuis la surface ou l’écran arrière.
[0011] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
[0012] [fig.l] est une vue photographique en perspective d’un dispositif de visualisation holographique selon l’invention ;
[0013] [fig.2] est une vue schématique partielle et de principe du dispositif de la figure 1 ;
[0014] [fig.3] est une vue schématique en coupe illustrant la constitution et le mode de fonctionnement d’un dispositif, en accord avec un premier mode de réalisation de l’invention ;
[0015] [fig.4] est une vue éclatée en perspective d’un dispositif en accord avec une variante de réalisation de celui représenté figure 3 ;
[0016] [fig.5] est une vue éclatée en perspective d’un dispositif selon un second mode de réalisation de l’invention ;
[0017] [fig.6A]
[0018] [fig.6B]
[0019] [fig.6C] sont des vues partielles et en élévation latérales illustrant différentes variantes constructives de la surface frontale et de la couche intermédiaire en relation avec différents modes de réalisation de l’invention ;
[0020] [fig.7] illustre différents contours et formes possibles pour le dispositif de visualisation holographique selon l’invention, et,
[0021] [fig.8] est une vue en perspective d’un dispositif selon l’invention servant à la présentation d’un article du type sac, sous forme virtuelle et physique.
[0022] Les figures des dessins annexés montrent toutes, pour certaines seulement partiellement, un dispositif de visualisation holographique 1, en particulier pour la présentation virtuelle d’objets ou d’articles 1’.
[0023] Conformément à l’invention, ce dispositif 1 comprend essentiellement, montés ou intégrés dans un châssis support 2 :
- une surface frontale transparente 3 portant un marquage, une gravure ou un motif délimitant similaire formant cadre ou bordure périphérique visuel(le) analogue 4 ;
- une couche intermédiaire 5 à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, disposée parallèlement et à distance de la surface frontale 3 ;
- un(e) surface ou écran arrière d’affichage ou de projection 6 d’images 7, fixes ou animées, bidimensionnelle ou tridimensionnelle, positionné(e) à distance de la couche intermédiaire 5 à l’opposé de la surface frontale transparente 3 et,
- éventuellement au moins un moyen d’éclairage 8 illuminant la surface frontale transparente 3.
[0024] Selon l’invention, les milieux 9, 9’ situés respectivement entre lesdites surfaces 3, 6 et ladite couche 5 sont transparents et l’arrangement comprenant les surfaces frontale 3 et arrière 6 et la couche intermédiaire 5 est configuré de manière à générer pour un spectateur regardant ladite surface frontale 3, par illusion d’optique, entre le cadre ou la bordure 4 présent(e) sur la surface frontale transparente 3 et sa réflexion 4’ sur la couche intermédiaire 5, un volume virtuel holographique dans lequel apparaît l’image 7 affichée sur ou projetée depuis la surface ou l’écran arrière 6.
[0025] Grâce à l’invention, il est possible de proposer un système d’imagerie holographique de construction simple, de faible coût, d’encombrement réduit, dépourvu d’élément mobile (système passif) et ne générant aucun bruit.
[0026] L’illusion de volume et de profondeur créé par l’illusion de perspective entre le cadre ou la bordure réelle 4 présente sur la surface frontale 3 et sa réflection 4’ sur la couche intermédiaire 5, à la manière d’un trompe l’œil pour le spectateur 11 positionné face à la surface frontale 3, contribue à la production d’un hologramme en trois dimensions depuis une image en deux ou trois dimensions, flottant dans l’espace (milieu 9) entre la surface frontale 3 et la couche intermédiaire 5.
[0027] On peut noter que la surface arrière 6 d’affichage ou de projection peut être située à une distance variable à l’arrière (par rapport à la surface frontale 3) de la couche inter4 médiaire 5, en fonction du type de surface, de rencombrement disponible et de la taille de Γimage.
[0028] La surface arrière 6 affichant ou projetant l’image 7 bi- ou tridimensionnelle se situe avantageusement au plus près de la couche intermédiaire 5. La disposition relative des couches intermédiaire 5 et frontale 3, et la distance les séparant, est fonction de la taille de l’image 7 et de sa reproduction holographique 7’ (plus l’écran 6 et donc l’image 7 est grand(e), plus la distance entre ces couches 3 et 5 sera importante).
[0029] L’éventuel moyen d’éclairage 8 permet de s’affranchir de toute influence d’un quelconque éclairage extérieur et d’augmenter la visibilité du reflet 4’ du cadre ou de la bordure 4 au niveau de la couche intermédiaire 5.
[0030] Ce moyen d’éclairage 8, qui illumine le support (plaque 3’) de la première surface frontale 3, de manière homogène ou non, est avantageusement intégré au châssis support 2, sur toute sa périphérie/circonférence ou non, et peut se présenter sous différentes réalisations : LED, OLED, panneau LCD ou analogue.
[0031] En accord avec un premier mode de réalisation de l’invention, ressortant notamment des figures 3, 4 et 6A, les milieux 9, 9’ séparant chacune des deux surfaces 3, 6 de la couche intermédiaire 5 sont constitués d’air.
[0032] Avantageusement, en relation avec ce premier mode de réalisation, la surface frontale 3 est constituée par une couche solide de matériau transparent, plane ou bombée, et la couche intermédiaire 5 est disposée sur une plaque 5’ de matière transparente, par exemple une plaque de verre flotté, de manière à constituer un miroir partiellement réfléchissant et partiellement transmissif, ladite couche 5 étant située sur la face de la plaque 5’ tournée vers la surface frontale 3.
[0033] Comme le montrent par comparaison les figures 6A et 6B, la couche 3’ supportant ou fournissant la surface frontale 3 peut présenter une épaisseur plus ou moins importante, le volume (milieu 9) situé entre ladite surface 3 et la couche 5 étant de ce fait plus ou moins constitué d’air (dans la figure 6B, la couche (plaque épaisse ou bloc 3’) portant la surface frontale 3 s’étend pratiquement jusqu’à la couche intermédiaire 5).
[0034] En accord avec un second mode de réalisation de l’invention, ressortant à titre d’exemple des figures 5 et 6C, le cadre 4 et la couche intermédiaire 5 sont rapportés ou formés sur deux faces opposées d’un même bloc ou d’une même plaque 10 de matière(s) transparente(s).
[0035] Ce bloc ou cette plaque peut être réalisée en une unique matière, avec un traitement réfléchissant sur la surface arrière 6 et une gravure ou un marquage encadrant 4 analogue sur la surface avant frontale 3.
[0036] Ce bloc ou cette plaque peut, en variante également consister en une structure laminée de plusieurs sous-couches formées de matières transparentes différentes, présentant le cas échéant des coefficients de réflexion/transmission différents (PMMA, verre, cristal).
[0037] Préférentiellement, et comme le montrent à titre d’exemple les figures 1, 2, 4, 5 et 8, le châssis support 2 constitue, le cas échéant en coopération avec la surface arrière d’affichage ou de projection 6, une enveloppe visuellement opaque avec une ouverture frontale 2’ fermée par la surface frontale transparente 3.
[0038] Sur la figure 3, le châssis support 2 est fermé sur la face arrière, alors que sur les figures 3 et 4 la face arrière dudit châssis support 2 (en forme de cadre) est fermée par la surface ou l’écran d’affichage ou de projection 6.
[0039] Selon une caractéristique constructive préférée, la couche intermédiaire 5 consiste en un film d’oxyde(s) métallique(s), du type qui est rapporté sur un substrat en verre chaud ou froid, par exemple par une méthode pyrolytique ou un dépôt de couche froide, et présente une épaisseur comprise entre environ 10 et environ 800 nanomètres, et est préférentiellement constitué de plusieurs sous-couches superposées.
[0040] La couche semi-réfléchissante 5 peut aussi être constituée par une couche de matériau, formant une plaque isolée ou intégrée à une plaque laminée à plusieurs couches, présentant un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,4 environ.
[0041] Selon une autre variante constructive, la couche intermédiaire semi-réfléchissante 5 peut être constituée par un film miroir autocollant rapporté sur une face arrière d’une plaque ou d’un bloc de matériau transparent.
[0042] Avantageusement, le coefficient de transmission optique de cette couche 5 est compris entre 8% et 92% environ, préférentiellement entre 15% et 85%, et son coefficient de réflexion est compris entre 8% et 92% environ, préférentiellement entre 15% et 85%.
[0043] Un moyen 6 de diffusion ou de projection d’images 7 à luminosité élevée permet de s’affranchir le cas échéant des limites des plages de coefficients précités et de mettre en œuvre des coefficients quelconques.
[0044] La constitution de cette couche et son mode de réalisation sont connus de l’homme du métier (on peut par exemple se référer au site www.verreonline.fr).
[0045] Comme le montrent notamment les figures 3 à 6 des dessins, la surface frontale 3 correspond à la face extérieure d’une plaque transparente 3’ soit de verre clair, par exemple du type cristal, soit de polymère, tel que du polyméthacrylate de méthyle par exemple.
[0046] En ce qui concerne la surface arrière 6, différentes solutions techniques peuvent être envisagées en fonction de la qualité, de la taille et de la résolution souhaitées pour l’image holographique 7’, et de l’encombrement disponible, de la technologie retenue, du coût ou de paramètres analogues. La source des images vidéo peut, bien entendu, être quelconque.
[0047] Ainsi, il peut par exemple être prévu que :
- la surface arrière 6 consiste en un écran d’un moniteur du type à cristaux liquides, à plasma, à OLED, à AMOLED ou analogue ;
- la surface arrière 6 consiste en un écran film rapporté sur la face arrière d’un support transparent ;
- la surface arrière 6 est formée par la surface de projection d’un projecteur vidéo ou laser.
[0048] De même, le châssis support 2 peut être décliné sous différentes formes, tailles et matériaux constitutifs.
[0049] Comme le montrent les figures 7 et 8, le châssis support peut consister en : - un boîtier ou cadre de forme polygonale, notamment carrée ou rectangulaire ; ou - un boîtier ou cadre avec un pourtour de forme arrondie, notamment circulaire ou elliptique.
[0050] Le dispositif de visualisation holographique selon l’invention peut le cas échéant être associé à des moyens d’interfaçage et/ou d’interaction homme/machine, sous forme de caméras interactives (par exemple du type Kinect - marque déposée), de manettes de commande, de films capacitifs ou de cadres infrarouges.
[0051] La mise en œuvre d’un film lenticulaire et/ou d’une surface frontale 3 bombée, permettant d’ajouter un effet volumique, autorise le spectateur à voir les différentes faces de l’objet/article formant l’hologramme 7’ en se déplaçant devant la surface frontale 3, voire autour des côtés du châssis support 2 lorsque ce dernier est transparent.
[0052] L’invention a également pour objet un ensemble prêt à monter pour réaliser un dispositif de visualisation holographique tel que décrit ci-dessus.
[0053] Cet ensemble ou kit est caractérisé en ce qu’il comprend essentiellement un châssis support 2 prémonté ou non, fournissant au moins une enveloppe périphérique, une première plaque de matière transparente destinée à former la surface frontale 3, une seconde plaque de matière transparente 5’ portant une couche 5 de matériau à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, et, le cas échéant, un écran 6 d’affichage ou de projection, le châssis support 2 comportant des sites prédéfinis de montage des première et seconde plaques précitées et des moyens de fixation de l’écran (6) précité ou de montage sur un écran existant.
[0054] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (1)
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Revendications [Revendication 1] Dispositif de visualisation holographique (1), en particulier pour la présentation virtuelle d’objets ou d’articles (1’), caractérisé en ce qu’il comprend essentiellement, montés ou intégrés dans un châssis support (2): - une surface frontale transparente (3) portant un marquage, une gravure ou un motif délimitant similaire formant cadre ou bordure périphérique visuel(le) analogue (4) ; - une couche intermédiaire (5) à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, disposée parallèlement et à distance de la surface frontale (3); - un(e) surface ou écran arrière d’affichage ou de projection (6) d’images (7), fixes ou animées, bidimensionnelle ou tridimensionnelle, positionné(e) à distance de la couche intermédiaire (5) à l’opposé de la surface frontale transparente (3) et, - éventuellement au moins un moyen d’éclairage (8) illuminant la surface frontale transparente (3), les milieux (9, 9’) situés respectivement entre lesdites surfaces (3, 6) et ladite couche (5) étant transparents et l’arrangement comprenant les surfaces frontale (3) et arrière (6) et la couche intermédiaire (5) étant configuré de manière à générer pour un spectateur regardant ladite surface frontale (3), par illusion d’optique, entre le cadre ou la bordure (4) présent(e) sur la surface frontale transparente (3) et sa réflexion (4’) sur la couche intermédiaire (5), un volume virtuel holographique dans lequel apparaît l’image (7) affichée sur ou projetée depuis la surface ou l’écran arrière (6). [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les milieux (9, 9’) séparant chacune des deux surfaces (3, 6) de la couche intermédiaire (5) sont constitués d’air. [Revendication 3] Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface frontale (3) est constituée par une couche solide de matériau transparent, plane ou bombée, et en ce que la couche intermédiaire (5) est disposée sur une plaque (5’) de matière transparente, par exemple une plaque de verre flotté, de manière à constituer un miroir partiellement réfléchissant et partiellement transmissif, ladite couche (5) étant située sur la face de la plaque (5’) tournée vers la surface frontale (3). [Revendication 4] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre (4) et la couche intermédiaire (5) sont rapportés ou formés sur deux faces opposées d’un même bloc ou d’une même plaque (10) de matière(s) transparente(s). [Revendication 5] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis support (2) constitue, le cas échéant en coopération avec la surface arrière d’affichage ou de projection (6), une enveloppe visuellement opaque avec une ouverture frontale (2’) fermée par la surface frontale transparente (3). [Revendication 6] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (5) consiste en un film d’oxyde(s) métallique(s), du type qui est rapporté sur un substrat en verre chaud ou froid, par exemple par une méthode pyrolytique ou un dépôt de couche froide, et présente une épaisseur comprise entre environ 10 et environ 800 nanomètres, et est préférentiellement constitué de plusieurs souscouches superposées. [Revendication 7] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface frontale (3) correspond à la face extérieure d’une plaque transparente (3’) soit de verre clair, par exemple du type cristal, soit de polymère, tel que du polyméthacrylate de méthyle par exemple. [Revendication 8] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface arrière (6) consiste en un écran d’un moniteur du type à cristaux liquides, à plasma, à OLED, à AMOLED ou analogue. [Revendication 9] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface arrière (6) consiste en un écran film rapporté sur la face arrière d’un support transparent. [Revendication 10] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface arrière (6) est formée par la surface de projection d’un projecteur vidéo ou laser. [Revendication 11] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le châssis support (2) consiste en un boîtier ou cadre de forme polygonale, notamment carrée ou rectangulaire. [Revendication 12] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le châssis support (2) consiste en un boîtier ou cadre avec un pourtour de forme arrondie, notamment circulaire ou elliptique. [Revendication 13] Ensemble prêt à monter pour réaliser un dispositif de visualisation holographique selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend essentiellement un châssis support (2) prémonté ou non, fournissant au moins une enveloppe périphérique, une première plaque de matière transparente destinée à former la surface frontale (3), une seconde plaque de matière transparente (5’) portant une couche (5) de matériau à propriétés optiques réfléchissantes et transmissives, et, le cas échéant, un écran (6) d’affichage ou de projection, le châssis support (2) comportant des sites prédéfinis de montage des première et seconde plaques précitées et des moyens de fixation de l’écran (6) précité ou de montage sur un écran existant.
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