FR3091920A1 - Dispositif de comparaison de distances par projection de motif lumineux - Google Patents

Abstract

Dispositif de comparaison de distances par projection de motif lumineux La présente invention concerne un dispositif (10) de projection de lumière sur une surface (40) pour la comparaison de distances sur ladite surface, ledit dispositif comportant une source de lumière (12) et un élément de projection (13) générant des faisceaux lumineux (20) structurés, lesdits faisceaux produisant sur la surface un motif lumineux projeté (30), le motif lumineux projeté comprend au moins deux points (31) et une portion de la médiatrice (33) du segment entre lesdits deux points. figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Dispositif de comparaison de distances par projection de motif lumineux

Domaine technique de l'invention

La présente invention appartient au domaine général des instruments optoélectroniques, notamment, des dispositifs de projection de motifs lumineux. L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de comparaison de deux distances à une même origine par des projections de motifs lumineux.

Etat de la technique

Il existe de nombreuses situations dans lesquelles la comparaison de distances entre objets est nécessaire, en particulier, la comparaison de distances à une même origine. Cela permet par exemple l’attribution des points dans certains jeux de boules.

Ces jeux sont généralement basés sur le principe consistant à tirer des boules pour tenter de les approcher au maximum d’un objectif fixe, ou but, le plus souvent matérialisé par une boule distinguable des boules avec lesquelles les joueurs jouent. La comparaison des distances entre les boules tirées et l’objectif devient alors nécessaire pour départager lesdites boules et désigner la boule gagnante. La pétanque, la boule lyonnaise, les bocce ou encore le boulingrin sont les variétés les plus répandues de ce type de jeux de boules. Dans la suite, il sera uniquement fait référence à la pétanque du fait de sa popularité et notamment du nombre de ses licenciés dans le monde.

Lors d’une partie de pétanque, la comparaison de distances dont il est question peut se révéler évidente et être jugée simplement à vue d’œil sans faire appel à un quelconque autre moyen, ou délicate, et nécessiter, soit une mesure des distances à comparer, soit l’utilisation d’un moyen de comparaison approuvé par les joueurs.

Il existe à cet effet une multitude de moyens permettant de mesurer et/ou de comparer les distances entre les boules et le but à la pétanque.

D’un côté, parmi les moyens de mesure existants, le mètre ruban figure comme l’instrument de mesure le plus utilisé en raison de son côté pratique et facilement transportable. Toutefois, en déployant un mètre ruban pour mesurer la distance entre une boule et le but, le joueur peut malencontreusement déplacer la boule et/ou le but, risquant ainsi de compromettre le résultat.

Il est également connu d’utiliser, dans une moindre mesure, des mètres pliants ou d’autres instruments de mesure à extension télescopique par exemple.

Pour plus de précision, des télémètres laser sont parfois utilisés. Ces dispositifs, assez complexes, nécessitent une prise en main préalable par les joueurs peu expérimentés. De plus, leur positionnement avant visée est grossier et ne permet pas d’établir un repère fixe sur le but par exemple.

D’un autre côté, parmi les moyens de comparaison, qui ne fournissent pas une mesure chiffrée des distances à comparer mais qui permettent tout de même de comparer ces distances, on peut citer la ficelle et les différents compas.

La ficelle est un moyen de comparaison simple, mais elle peut présenter une certaine extensibilité. Son utilisation revêt dès lors une fiabilité contestable.

Les compas quant à eux présentent un écartement maximal très limité, qui n’est pas adapté aux grandes distances, ainsi qu’un risque de contact avec les boules et le but.

Il existe également des solutions optiques pour la comparaison de distances à la pétanque. Par exemple, le document FR2788849 décrit un dispositif utilisant un procédé optique pour l’appréciation et la comparaison de distances entres boules dans des jeux tels que la pétanque. Le procédé en question est basé sur une projection de lignes iso-distances sous forme de cercles concentriques, le motif obtenu doit être centré sur le but. En fonction des positions des boules sur ces cercles projetés, leur classement peut être visualisé.

Avec l’utilisation intensive des smartphones, des applications dédiées à la pétanque sont apparues et implémentent des principes similaires pour comparer les distances, en proposant par exemple une interface caméra avec un filtre représentant des cercles concentriques plus ou moins rapprochés. La prise d’une photo de la situation de jeu permet alors de visualiser les positions des boules sur les cercles du filtre pour déduire le classement de leurs distances par rapport au but.

Toutes ces solutions présentent les inconvénients majeurs de portée et de nombre de cercles concentriques pour une portée donnée. Le premier inconvénient se traduit par une portée qui correspond au rayon du plus grand cercle, rayon pouvant être très limité, en particulier pour les applications mobiles, et insuffisant pour couvrir des boules éloignées du but. Le deuxième inconvénient se traduit par une précision de comparaison directement liée au nombre de cercles, moins il y a de cercles plus la comparaison entre deux boules situées à des distances du but relativement proches est difficile.

Enfin, les solutions basées sur une projection de cercles concentriques sont sensibles aux inclinaisons. Les projections optiques doivent être orthogonales pour garantir une bonne lecture des distances et les smartphones doivent être tenus à l’horizontale au-dessus de la situation de jeu pour que l’appréciation des distances sur la photo prise soit correcte. Dans le cas contraire, toute inclinaison provoque une distorsion des cercles en ellipses et fausse l’appréciation des distances.

Présentation de l’invention

La présente invention vise à pallier les inconvénients de l’art antérieur.

À cet effet, la présente invention concerne un dispositif de projection de lumière sur une surface pour la comparaison de distances sur ladite surface, ledit dispositif comportant une source de lumière et un élément de projection générant des faisceaux lumineux structurés, lesdits faisceaux produisant sur la surface un motif lumineux projeté. Ce dispositif est remarquable en ce que le motif lumineux projeté comprend au moins deux points et une portion de la médiatrice du segment entre lesdits deux points, permettant ainsi une comparaison triviale de distances comme décrit dans la suite de la description.

Selon un mode de réalisation, le motif lumineux projeté comprend en outre un segment dont les deux extrémités correspondent aux deux points.

Selon un autre mode de réalisation, le motif lumineux projeté comprend en outre un cercle passant par les deux points et dont le diamètre est égal à la distance séparant lesdits deux points.

De façon particulièrement avantageuse, les deux points présentent une forme en croix pour faciliter leur placement sur les boules.

Avantageusement, au moins un faisceau lumineux présente une ouverture angulaire supérieure à 45°.

Selon un mode de réalisation, la source de lumière est un émetteur optoélectronique.

De façon alternative, l’émetteur optoélectronique est un émetteur laser.

Par exemple, l’émetteur optoélectronique est un émetteur à diodes électroluminescentes.

Plus particulièrement, l’élément de projection comporte une zone active dans laquelle un motif miniature transparent est gravé.

Avantageusement, l’élément de projection est un substrat en verre sur lequel un revêtement opaque est appliqué, et le motif miniature est gravé au laser ou par lithographie.

Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte un objectif optique.

Avantageusement, le dispositif comporte en outre un bouton d’allumage et une source d’énergie électrique.

Les concepts fondamentaux de l’invention venant d’être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d’autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d’exemple non limitatif un mode de réalisation d’un dispositif de projection de lumière conforme aux principes de l’invention.

Présentation des dessins

Les éléments d’une même figure, ainsi que les figures elles-mêmes, ne sont pas nécessairement représentés à la même échelle. Sur l’ensemble des figures, les éléments identiques ou équivalents portent le même repère numérique.

Il est ainsi illustré en :

une vue schématique en perspective du dispositif selon l’invention projetant un motif lumineux sur une surface ;

: une vue de dessus du motif lumineux projeté par le dispositif sur une situation de jeu à la pétanque ;

: une construction géométrique correspondant à la situation de jeu de la figure 2a ;

: une vue schématique plane du dispositif à des distances de projection extrémales, montrant la corrélation entre distance de projection et diamètre projeté ;

: une vue de dessus d’une situation de jeu difficilement jugeable ;

: une vue de dessus du motif lumineux projeté par le dispositif sur la situation de jeu de la figure 4a ;

: une vue schématique en perspective du dispositif selon l’invention à différents degrés d’inclinaison ;

: une vue en perspective du motif lumineux projeté sur une situation de jeu ;

: une vue éclatée en perspective du dispositif selon un mode de réalisation de l’invention ;

: un élément de projection avant traitement selon un mode de réalisation de l’invention ;

: l’élément de projection de la figure 8 après traitement ;

: 1er motif gravé sur une zone active de l’élément de projection ;

: 2ème motif gravé sur une zone active de l’élément de projection ;

: 3ème motif gravé sur une zone active de l’élément de projection ;

: une vue schématique en perspective du dispositif selon l’invention émettant des faisceaux lumineux produisant un motif ;

: une projection ne respectant pas le critère de Scheimpflug ;

: une projection respectant le critère de Scheimpflug ;

: un terminal mobile implémentant le principe de comparaison de distances selon l’invention.

Description détaillée de modes de réalisation

La terminologie employée dans la présente description ne doit en aucun cas être interprétée de manière limitative ou restrictive, simplement parce qu’elle est employée en conjonction avec une description détaillée de certains modes de réalisation de l’invention.

Dans le mode de réalisation décrit ci-après, on fait référence à un dispositif optoélectronique de comparaison de distances destiné principalement à une utilisation dans le domaine des jeux de boules tels que la pétanque. Cet exemple non limitatif est donné pour une meilleure compréhension de l’invention et n’exclut pas l’utilisation du dispositif dans d’autres situations. Par exemple, pour ajuster l’alignement et le centrage de tableaux exposés dans un musée ou dans une galerie d’art.

Dans la suite de la description, le terme « projecteur » est laconiquement employé pour désigner le dispositif de comparaison de distances par projection de motif lumineux selon l’invention.

La figure 1 représente schématiquement un projecteur 10 émettant des faisceaux lumineux 20 dont la trace sur une surface de projection 40 correspond à un motif lumineux 30.

L’utilisation du projecteur dans le cadre de la pratique de la pétanque repose sur le principe consistant à projeter, avec une configuration précise détaillée dans la suite, le motif lumineux sur deux boules qu’on cherche à départager pour ensuite déterminer de façon empirique celle qui est la plus proche du but, en constatant simplement la position du but par rapport à un segment de droite du motif. La déduction découle d’une propriété géométrique triviale démontrée ci-après.

En référence à la figure 2a, une situation générique dans le contexte de l’invention correspond à la présence de deux boules adverses, une première boule 51a et une deuxième boule 51b, et d’un but 52, et à la nécessité de connaître la boule la plus proche du but, à laquelle ira le point de jeu.

Le motif lumineux 30 est constitué de deux points 31, au sens géométrique du terme, délimitant un segment 32 et d’une portion 33 de la médiatrice dudit segment. Dans la suite de la description, la portion 33 de la médiatrice du segment 32 est nommée la médiatrice 33. Chaque point 31 du motif 30 présente une forme en croix qui améliore sa visibilité et facilite son positionnement sur les boules. Le motif lumineux peut se présenter sous d’autres variantes décrites plus loin.

Toujours en référence à la figure 2a, le motif lumineux 30 est projeté sur les boules 51a et 51b de sorte que les points 31 soient sensiblement confondus avec les centres desdites boules, plus précisément chaque point 31 projeté doit être sensiblement confondu avec le centre apparent d’une boule.

L’utilisateur peut faire varier la distance séparant les deux points 31 du motif projeté 30, distance correspondant à la longueur du segment 32, par une simple variation de la hauteur du projecteur 10 en raison de la divergence du faisceau lumineux 20 émis par le projecteur et produisant le segment 32 du motif projeté 30. En effet, en vertu du théorème de Thalès, le rapport d’une première mesure d’une dimension donnée du motif à une première hauteur du projecteur et d’une deuxième mesure de la même dimension à une deuxième hauteur du projecteur est égal au rapport de ces deux hauteurs. Autrement dit, plus le projecteur est haut plus les dimensions du motif projeté sont grandes et inversement.

Par conséquent, il est nécessaire de tenir le projecteur 10 à une hauteur déterminée pour faire correspondre les points 31 du motif projeté 30 avec les centres de deux boules dans une disposition donnée. Il en ressort que la dimension cruciale dont il faut tenir compte est la distance entre les points 31. En faisant varier la hauteur du projecteur 10, cette distance entre les points 31 doit pouvoir varier dans une plage suffisante pour couvrir la quasi-totalité des situations de jeu, en termes d’écart entre les boules adverses, rencontrées dans des parties de pétanque ordinaires.

De façon générale, la plage de variation des dimensions d’un élément du motif projeté 30 dépend directement de l’ouverture angulaire du faisceau lumineux 20 produisant ledit élément. Ainsi, Le choix et/ou le réglage des ouvertures angulaires du projecteur 10 sont conditionnés par le domaine d’utilisation.

Dans le cas de la pétanque, l’ouverture angulaire du faisceau produisant les deux points 31 du motif, et par là même le segment 32, doit permettre à la distance entre lesdits points de varier entre une valeur minimale effective et une valeur maximale admissible de l’écart entre deux boules. Trivialement, l’écart minimal correspond à la situation dans laquelle les deux boules sont accolées. Dans l’absolu, l’écart minimal est calculé pour les boules ayant le plus petit diamètre conventionnel, à savoir 65 mm, et il est égal à cette même valeur, l’écart entre deux boules accolées correspondant à deux fois le rayon desdites boules. L’écart maximal quant à lui est arbitrairement fixé à 3 m. Au-delà de cet écart, il peut être admis que la partie doit être rejouée.

Outre les écarts minimal et maximal entre les boules, une hauteur maximale à laquelle le projecteur 10 peut être tenu par un utilisateur a été prise en compte pour la détermination de l’ouverture angulaire du faisceau produisant les points et le segment du motif projeté.

La figure 3 illustre les deux cas extrêmes d’utilisation du projecteur 10. En règle générale, pour une ouverture angulaire α le rapport de l’écart entre les boules visées et de la hauteur du projecteur est égal au double de la tangente de la moitié de ladite ouverture angulaire. Dans cette relation, la hauteur du projecteur est considérée au diamètre des boules près, autrement dit, le plan référence pour cette hauteur n’est pas le sol 40 mais le plan supérieur tangent aux boules.

De façon avantageuse, l’ouverture angulaire α du projecteur 10, pour le faisceau lumineux produisant les points 31 du motif lumineux 30, est de l’ordre de 74°. Cette valeur permet au projecteur 10 lorsqu’il est à une hauteur maximale h_maxde 2065 mm de couvrir un écart maximal entres les boules e_maxde 3 m, et permet également au projecteur de couvrir l’écart minimal entre boules e_minde 65 mm avec une hauteur minimale h_minde 97,5 mm.

Lorsque le projecteur est tenu à la bonne hauteur et que les points 31 sont centrés sur deux boules 51a et 51b, voir figure 2a, la comparaison des distances entre lesdites boules et le but 52 devient possible. Il apparait clairement que la boule la plus proche du but est celle sui se trouve du même côté de la médiatrice 33 que le but. Dans la disposition présentée sur la figure 2a, il s’agit de la deuxième boule 51b.

Ce résultat découle directement du théorème de Pythagore et sa démonstration peut être établie à partir de la construction géométrique de la figure 2b reproduisant la même situation de jeu que celle de la figure 2a.

En effet, affirmer que la boule située du même côté de la médiatrice 33 que le but, en l’occurrence la deuxième boule 51b, est la boule la plus proche du but revient à démontrer que la distance BC est plus petite que la distance AC sur la figure 2b, les points A, B et C représentent les centres (apparents) de la première boule 51a, de la deuxième boule 51b et du but 52 respectivement.

En considérant P la projection orthogonale du point C sur le segment [AB], on obtient, en appliquant le théorème de Pythagore dans les triangles rectangles ACP et BCP, les égalités suivantes :

AC²= CP²+ AP²

BC²= CP²+ BP²

La différence de ces deux égalités donne :

AC²- BC²= AP²- BP²

En considérant O le milieu du segment [AB], on a :

(AC + BC).(AC - BC) = (AO + OP)²- (BO - OP)²

(AC + BC).(AC - BC) = AO²+ 2.AO.OP + OP²- BO²+ 2.BO.OP - OP²

Or AO = OB, d’où :

(AC + BC).(AC - BC) = 2.AO.OP + 2.BO.OP ≥ 0

Ce qui implique AC - BC ≥ 0 et donc :

AC ≥ BC

Le cas d’égalité entre AC et BC est obtenu pour OP = 0, autrement dit, lorsque le point C est sur la médiatrice.

Bien que la comparaison de distances semble évidente dans la plupart des situations de jeu, elle peut parfois se révéler compliquée tant visuellement qu’avec l’utilisation des moyens de l’art antérieur telles que le mètre, la ficelle, etc.

La figure 4a représente une configuration dans laquelle les deux boules 51a et 51b semblent à égales distances du but 52.

La projection du motif lumineux sur les boules 51a et 51b permet de déterminer rapidement la boule la plus proche du but 52 grâce à la position de ce dernier par rapport à la médiatrice 33 comme il apparait clairement sur la figure 4b représentant une situation identique à celle de la figure 4a.

Le positionnement et le centrage des points 31 du motif projeté 30 sur les boules doivent tenir compte du fait qu’il est nécessaire que les points projetés aient sensiblement la même taille. Cette propriété implique que le projecteur 10 se trouve dans le plan médiateur des deux boules, plan formé par l’ensemble des points équidistants desdites deux boules, qui correspond également au plan vertical contenant la médiatrice 33.

En effet, lorsque le projecteur 10 est contenu dans le plan médiateur, qui porte la référence 60 sur la figure 5, et les points 31 sont bien positionnés et centrés sur les boules 51a et 51b, le motif projeté présente une symétrie par rapport au plan médiateur 60. Ainsi, le projecteur 10 permet d’établir la comparaison de distances aussi bien en position verticale (a) qu’en positions inclinées (b) et (c). Pour une situation de jeu donnée, il est possible pour un utilisateur de tenir le projecteur incliné à condition de maintenir la bonne distance entre ledit projecteur et les boules, ladite distance doit correspondre à la hauteur qui permet de bien positionner les points 31 sur les boules en position verticale. De ce fait, pour une situation de jeu donnée, l’ensemble des positions du projecteur préservant le positionnement et le centrage des points 31 sur les boules, et par là même la symétrie du motif 30 par rapport au plan médiateur 60, forme un arc de cercle 62, de rayon égal à la hauteur du projecteur en position verticale, contenu dans ledit plan médiateur et délimité par la droite médiatrice 61 représentant la trace du plan médiateur 60 sur la surface de projection 40.

La rotation du projecteur 10 suivant l’arc de cercle 62 permet en outre de dilater la longueur de la médiatrice 33 du motif projeté 30 par rapport à sa longueur en position verticale du projecteur, les médiatrices obtenues ne sont pas représentées sur la figure 5 pour des raisons de clarté. En règle générale, lorsqu’on écarte le projecteur de sa position verticale par une rotation suivant l’arc de cercle 62, les dimensions transversales du motif 30, à savoir la longueur du segment 32, sont préservées tandis que les dimensions longitudinales dudit motif, à savoir la longueur de la médiatrice 33, sont dilatées.

La figure 6 représente un exemple du visuel obtenu pour le motif lumineux projeté 30 en position incliné du projecteur 10, le motif lumineux selon cet exemple de réalisation étant constitué des points 31, en forme de croix, et de la médiatrice 33 uniquement. La forme en croix des points 31 présente un intérêt car elle facilite le centrage desdits points sur les boules, cependant, plus les branches des croix sont grandes plus elles subissent une distorsion par la projection sur la surface sphérique des boules.

Lorsque le projecteur 10 est incliné par rapport à la verticale, la médiatrice subit une dilatation dans le sens inverse au sens de rotation du projecteur.

La dilatation de la médiatrice produite par l’inclinaison du projecteur présente un avantage considérable pour des situations de jeu dans lesquelles le but est assez éloigné des deux boules adverses, auquel cas la position verticale du projecteur ne permet pas d’obtenir une longueur de médiatrice suffisante pour atteindre le but afin de savoir de quel côté de ladite médiatrice le but se trouve. Typiquement, ce genre de situation peut être rencontré lorsque les deux boules adverses sont éloignées du but tout en étant proches l’une de l’autre de sorte que la hauteur du projecteur nécessaire pour le positionnement et le centrage des points sur lesdites boules ne permet pas, en position verticale, d’obtenir une médiatrice atteignant le but. Une inclinaison qui respecte les critères précités permet alors de dilater la médiatrice en direction du but tout en préservant le bon positionnement des points sur les boules.

Toutefois, le faisceau lumineux produisant la médiatrice 33 peut avoir une ouverture angulaire suffisamment large pour que la médiatrice présente, dans la plupart des cas, une longueur suffisante pour atteindre le but lorsque la hauteur du projecteur est minimale (cas des boules accolées), limitant ainsi le recours aux positions inclinées du projecteur.

Les principes de fonctionnement du projecteur du point de vue utilisation ayant été décrits, ses principaux composants matériels sont présentés dans la suite selon un mode de réalisation de l’invention.

Le projecteur 10, tel que représenté sur la vue éclatée de la figure 7, comporte principalement un corps 11, une source de lumière 12, un élément de projection 13, un objectif optique 15 et une source d’alimentation électrique. Accessoirement, le projecteur 10 comporte au moins un moyen de retenue 14, permettant le montage de l’élément de projection 13, et un bouton d’allumage 16. Par exemple, le moyen de retenue 14 est une bague de retenue.

Le corps 11 selon l’exemple illustré présente une forme globalement cylindrique de diamètre réduit facilitant la préhension du projecteur 10. De préférence, le corps 11 est un tube avec un volume intérieur suffisant pour renfermer les principaux composants du projecteur comme illustré sur la figure 7. Par exemple, le projecteur 10 présente une forme de pointeur laser commun.

La source de lumière 12, selon l’invention, comprend au moins un dispositif optoélectronique tel qu’un émetteur laser ou un émetteur à diodes électroluminescentes (LED). Chacune des technologies précitées présente un certain nombre d’avantages et peut être plus ou moins adaptée à une application donnée. Les émetteurs laser se caractérisent des émetteurs LED, entre autres, par une portée plus importante. Inversement, les émetteurs LED permettent d’obtenir des motifs avec des bords plus nets et un éclairage plus homogène.

Pour la pétanque, les distances en jeu sont compatibles avec les deux types d’émetteurs.

Cependant, il peut être envisagé d’utiliser un émetteur laser dans le cas de grandes distances de projection, et un émetteur LED pour de petites à moyennes distances de projection. Le projecteur peut également inclure la combinaison d’un émetteur laser et d’un émetteur LED et fonctionner avec l’un ou autre selon le besoin.

L’élément de projection 13, selon l’exemple de réalisation illustré, est un substrat de verre comprenant une zone active 131 partiellement transparente qui permet de structurer la lumière qui la traverse en provenance de la source 12.

La zone active 131 présente une forme adaptée à une ouverture 121 de la source lumineuse 12 par laquelle la lumière est émise.

La structuration de la lumière qui traverse la zone active 131 est réalisée au moyen d’un motif gravé 132 réalisé dans ladite zone active.

L’élément de projection 13 peut être obtenu à partir d’un substrat de verre, sur lequel la zone active 131 est délimitée comme représenté sur la figure 8, auquel un revêtement spécifique est appliqué suivi de la réalisation du motif gravé 132 tel qu’illustré sur la figure 9. Le revêtement permet de rendre le substrat de verre opaque et le motif gravé correspond à un retrait du revêtement et permet le passage de la lumière. Le motif 132 peut être gravé au laser ou par photolithographie.

Pour les motifs gravés au laser, le substrat est par exemple en verre borosilicate de type Borofloat (marque déposée), et le revêtement est un miroir dichroïque. Pour les motifs gravés par lithographie, le substrat est en verre sodocalcique et le revêtement est à base de chrome.

Les motifs gravés peuvent se décliner en plusieurs variantes à condition de respecter la propriété géométrique de base sur le principe de laquelle la comparaison de distances est réalisée, à savoir comporter deux points et la médiatrice du segment entre lesdits points. Les figures 10a, 10b et 10c représentent des exemples de motifs gravés avec respectivement :

- deux points et la médiatrice du segment entre ces deux points ;

- deux points, le segment entre ces deux points et la médiatrice dudit segment ;

- deux points, le segment entre ces deux points, le cercle dont ce segment est un diamètre et la médiatrice dudit segment.

Dans tous ces cas, il s’agit de positionner et de centrer les deux points sur les boules dont on souhaite comparer les distances au but.

Les motifs gravés 132 permettent ainsi de générer des motifs projetés 30 en préservant les propriétés géométriques essentielles avec un grandissement déterminé appliqué par l’objectif optique 15.

L’objectif optique 15 est un système comprenant un ensemble de lentilles qui permettent d’obtenir les différents faisceaux 20.

En effet, le motif gravé 132 sur la zone active 131 de l’élément de projection 13 permet de structurer la lumière issue de la source 12 en la scindant en différents faisceaux 20 dont chacun correspond à un élément du motif projeté 30. Les caractéristiques de chaque faisceau lumineux dépendent de la lentille, ou de la combinaison de lentilles, qui le produit. La figure 11 représentent les faisceaux 20 produisant le motif projeté 30 à partir du motif gravé 132 de la figure 10b.

A moins que les lentilles de l’objectif 15 créent une distorsion importante, la forme du motif projeté 30 garde les caractéristiques et le rapport d’aspect du motif gravé 132. Les dimensions de la surface projetée seront « M » fois les dimensions originales du motif gravé, où M est le grandissement optique avec lequel la lentille de projection sélectionnée fonctionne. L’objectif 15 peut intégrer la plupart des lentilles de type haute résolution.

Comme décrit précédemment, le projecteur 10 fonctionne dans des positions inclinées par rapport à la verticale sans altération des propriétés géométriques du motif projeté 30 qui permettent d’effectuer la comparaison de distances. Cependant, une projection inclinée ne garantit pas que la mise au point soit conservée sur la totalité du motif projeté 30, en particulier les zones éloignées du motif projeté perdent en netteté, sauf si la loi de Scheimpflug est respectée.

La loi de Scheimpflug stipule que :

Lorsque dans une configuration optique le plan de l’image et le plan de l’objectif sont parallèles, le plan de netteté leur est parallèle, et lorsque les plans image et objectif ne sont pas parallèles, le plan de netteté passe par l’intersection de ces deux plans.

Un critère de Scheimpflug peut être déduit de la loi éponyme, et son application consisterait à modifier l’inclinaison du plan image, seul plan modifiable, dans un système optique pour obtenir une inclinaison voulue du plan de netteté.

Le projecteur selon l’invention ne correspond pas à un appareil photographique, les plans image et objet sont donc inversés, le plan image correspond au plan objet, à savoir au plan du motif gravé.

La figure 12 représente un cas de projection inclinée qui ne respecte pas le critère de Scheimpflug, autrement dit, le plan de l’objectif O et le plan image P sont parallèles. Dans ce cas, le plan de netteté N, qui correspond au plan dans lequel le motif projeté est net, est parallèle à ces deux plans. Etant donné que le plan de projection n’est pas parallèle aux plans O et P (projection inclinée sur le sol), le motif projeté représenté en hachures sur la figure 12 ne sera net qu’à l’intersection I du plan de projection et du plan de netteté, le reste du motif ne sera pas net.

La figure 13 représente un cas de projection inclinée qui respecte le critère de Scheimpflug, autrement dit, le motif projeté est bien contenu dans le plan de netteté N et le plan image P passe par l’intersection X entre ledit plan de netteté et le plan objectif O. Le respect du critère de Scheimpflug nécessite donc une rotation du plan image P d’un angle bien déterminé suivant le sens de la flèche sur la figure 13.

Cette inclinaison du plan image et donc de l’élément de projection 13 peut être effectuée de manière automatique au moyen d’un mécanisme d’inclinaison haute précision.

Dans un mode de réalisation alternatif illustré sur la figure 14, la comparaison de distances est effectuée par un terminal mobile 70, de type smartphone ou tablette intelligente, via une application qui permet de visualiser la situation de jeu au travers d’un filtre, correspondant au motif projeté 30, et de capturer une image de la situation de jeu lorsque les points sont bien positionnés sur les boules.

Cette prise d’image peut être réalisée automatiquement grâce à une intelligence artificielle, auquel cas une photo, ou une avalanche de photos, est prise lorsque le bon positionnement des points sur les boules est détecté. Un zoom permet éventuellement d’affiner le repérage du but par rapport à la médiatrice.

Claims (12)

1. Dispositif (10) de projection de lumière sur une surface (40) pour la comparaison de distances sur ladite surface, ledit dispositif comportant une source de lumière (12) et un élément de projection (13) générant des faisceaux lumineux (20) structurés, lesdits faisceaux produisant sur la surface un motif lumineux projeté (30), caractérisé en ce que le motif lumineux projeté comprend au moins deux points (31) et une portion de la médiatrice (33) du segment entre lesdits deux points.
2. Dispositif de projection de lumière selon la revendication 1, dans lequel le motif lumineux projeté (30) comprend en outre un segment (32) dont les deux extrémités correspondent aux deux points (31).
3. Dispositif de projection de lumière selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le motif lumineux projeté (30) comprend en outre un cercle passant par les deux points (31) et dont le diamètre est égal à la distance séparant lesdits deux points.
4. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux points (31) présentent une forme en croix.
5. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un faisceau lumineux (20) présente une ouverture angulaire supérieure à 45°.
6. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (12) est un émetteur optoélectronique.
7. Dispositif de projection de lumière selon la revendication 6, dans lequel l’émetteur optoélectronique est un émetteur laser.
8. Dispositif de projection de lumière selon la revendication 6, dans lequel l’émetteur optoélectronique est un émetteur à diodes électroluminescentes.
9. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément de projection (13) comporte une zone active (131) dans laquelle un motif miniature (132) transparent est gravé.
10. Dispositif de projection de lumière selon la revendication 9, dans lequel l’élément de projection (13) est un substrat en verre sur lequel un revêtement opaque est appliqué, et dans lequel le motif miniature (132) est gravé au laser ou par lithographie.
11. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un objectif optique (15).
12. Dispositif de projection de lumière selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un bouton d’allumage (16) et une source d’énergie électrique.