WO2004067283A1 - Dispositif d'impression d'une image sur une grande surface - Google Patents

Dispositif d'impression d'une image sur une grande surface Download PDF

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WO2004067283A1
WO2004067283A1 PCT/FR2004/050016 FR2004050016W WO2004067283A1 WO 2004067283 A1 WO2004067283 A1 WO 2004067283A1 FR 2004050016 W FR2004050016 W FR 2004050016W WO 2004067283 A1 WO2004067283 A1 WO 2004067283A1
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WO
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image
wall
sensor
printing
grid
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/050016
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English (en)
Inventor
François BANCEL
Original Assignee
Bancel Francois
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Filing date
Publication date
Application filed by Bancel Francois filed Critical Bancel Francois
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Priority to EP04701304A priority patent/EP1587688A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/36—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for portability, i.e. hand-held printers or laptop printers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material

Definitions

  • the subject of the invention is a device for printing over a large area.
  • the field of the invention is that of building and interior or exterior decoration.
  • An object of the invention is to transfer an image of large dimensions to a surface which is also large.
  • Another object of the invention is to limit the means to be implemented to carry out this transfer. Another object of the invention is to allow this transfer to be carried out by an operator alone.
  • Another object of the invention is to allow retouching / repairing a large image transferred onto a large surface too.
  • various solutions are known for transferring an image to a wall.
  • a first solution is to call on an artist who, from a model, will paint the wall. This solution is all the longer and more expensive as the image to be painted is complex. Indeed, if the image contains a lot of details, the painter must use brushes of sizes compatible with these details. It then takes an extremely long time to cover a wall of paint with a fine paintbrush.
  • a second solution is to industrially print the image on paper which is then cut into strips. We thus obtain a wallpaper which must then be pasted on the wall.
  • This solution poses the usual problems associated with the installation of wallpaper, namely the problems of connections between the different widths. Another problem comes from the differences in dimensions between the walls. This means that you never know the length of the webs or how to print and cut them.
  • this solution the appearance of the material on which the paper is glued is lost, which alters the perception of the image and does not give the expected visual rendering.
  • a third solution of the state of the art consists in using a giant plotting table which is positioned opposite the wall on which one wishes to transfer the image. This device is very bulky and heavy. Its size is such that it is sometimes impossible to bring it into a room and therefore to install it there. In addition it is impossible to implement it alone.
  • this device has, for example, the external appearance of a paint roller whose roller has been replaced by the printing device.
  • the printing device has two wheels for moving the printing device over the surface while ensuring a constant distance between the printing device and this surface.
  • the device also includes a location and orientation device allowing it to precisely determine its position on the surface onto which an image is to be transferred. Knowing this position allows the device to read a file representing an image to be transferred to the wall, the position on the wall being associated with a position in the image file. This file is used to determine the print commands to be sent to the print heads of the device according to its position.
  • This file includes an image whose dimensions are correlated with those of the wall.
  • the position is determined, for example, by projecting a grid / grid on the wall. This grid is intercepted by an optical sensor of the device. Position crossing information is associated with each crossing of the grid. Reading this information allows the device to locate itself. Orientation is obtained either by the use of a second sensor giving a second position, or by the use of a gyroscope, or by reading the inclination of the grid, or by means of a motion sensor of the optical mouse type which allows to measure the movements of the device on the wall. An operator thus transfers an image to a wall by traversing this wall with the device according to the invention.
  • the device also includes a memory making it possible to determine the parts of the wall which have already been painted. This prevents the accumulation of dye in certain places. This also exempts the operator from having to worry about the regularity of the passages of the device on the surface.
  • the subject of the invention is therefore a device for printing an image on a large surface comprising:
  • At least one gripping means allowing an operator to manipulate the device to reproduce the image on the large surface, characterized in that it comprises:
  • Figure 1 An overview of a device according to the invention in an image transfer situation.
  • Figure 2 An illustration of a location grid.
  • Figure 3a and 3b illustrations of the device according to the invention and of the components it comprises.
  • Figure 4a, 4b, and 4c illustrations of optical location sensor.
  • Figures 5a and 5b illustration of a sound location.
  • Figure 6 an illustration of steps implemented by the device according to the invention for the transfer of an image over a large area.
  • Figure 1 shows a device 101 according to the invention positioned against a wall 102 to which an image must be transferred.
  • the device 101 can be held and moved at arm's length, such as for example a paint roller.
  • Figure 1 does not show the operator who handles the device 101 so as not to clutter the figure.
  • FIG. 1 also shows a projector 103 positioned opposite the wall 102.
  • the projector 103 then forms part of a variant of the invention allowing the device 101 to be located on the wall 102.
  • the projector 103 projects onto the wall a grid or grid making it possible to provide the wall 102 with a system of coordinates which can be read by the device 101.
  • FIG. 2 illustrates a grid such as that projected by the projector 103.
  • This grid is a grid comprising horizontal lines and vertical, for example. The orientation of the lines is not necessarily horizontal or vertical, these lines can be oblique and define a mesh just as well.
  • Figure 2 also shows that each intersection of two lines is associated with coordinate information. This information is, for example, a bar code, or an abscissa / ordered pair. This information is read by the device 101 which provides it with a location on the wall 102. Typically the lines of the grid are very fine, less than 0.2 mm, and are spaced on the wall from 5 to a few tens of mm. Coordinate information for an intersection is always placed in the same location relative to the intersection. This allows you to associate an intersection and coordinate information.
  • Figure 3a shows a top view of a device 101 according to the invention.
  • the device of Figure 3 is that implemented in Figure 1, other variants for the device 101 will be considered later.
  • the device 101 has the same silhouette as a paint roller.
  • the device 101 comprises a handle 301 making it possible to grasp and manipulate the device 101.
  • the device 101 also comprises a body 302 fixed to the handle 301 and extending in a direction perpendicular to the handle 301. It is considered that the top of the device 101 is the part visible to an operator when the device 101 is placed against the wall 102 in working order.
  • the underside is the part of the device 101 then facing the wall 102.
  • the body 302 On its upper face, the body 302 comprises an optical sensor 303 making it possible to read the information projected by the projector 103.
  • FIG. 3a also shows that the body 302 comprises a microprocessor 304, a sensor 305 for orientation, a memory 306 of image, means 307 for printing, means 308 for communication with an external device, and a program memory 309.
  • the elements 303 to 309 are connected via a bus 310. When an action is given to the device 101, this action is carried out by the microprocessor 304 controlled by instruction codes from the memory 309.
  • the memory 309 comprises several zones, each of these zones corresponding to instruction codes allowing the implementation of a function by the device 101.
  • the memory 309 comprises a zone 309a corresponding to the determination of the location of the device 101.
  • a zone 309b includes instruction codes for extracting data from the image recorded in the memory 306.
  • a zone 309c includes instruction codes for controlling the printing means 307.
  • Figure 3b shows the device 101 seen from below.
  • the device 101 comprises a wheel.
  • the wheels 311 and 312 are fixed on axes extending in a direction parallel to the plane of the wall 102 and perpendicular to the handle 301.
  • the wheels 311 and 312 each include a pressure sensor which is connected to the bus 310. These pressure sensors act as switches for the operation of the printing means 307.
  • the printing means are, for example, an inkjet device.
  • This device then comprises 4 nozzle lines, 3 chromatic lines and a black line. These four lines are parallel and close to each other. At least one nozzle on each line is required to print a dot in any visible color. Together, these four lines form an inkjet print head.
  • This print head can be seen as a succession of dots. Nozzles should only spray ink if they are well away from the surface to be colored. This distance is appreciated, for example, via the wheels 311 and 312. When the latter are in contact with a surface, this surface exerts pressure on the wheels, and this pressure is detected by the device 101 which then knows that it can activate the nozzles. In a variant, this activation is carried out by the operator who actuates a button of a man-machine interface 313 connected to the bus 310.
  • This positioning of the printing means 307 makes it possible to limit the non-printable margins.
  • the distribution of the nozzles over four lines is just one example. In practice, this distribution depends on the print head used. In particular, the distribution of colors varies from one manufacturer to another. These can be polychrome printheads on which the distribution of colors, ie nozzles, is particular, or monochrome printheads distributed in lines or in squares.
  • the sensor 303 is therefore capable of acquiring a location image comprising an element of the grid and location information associated with an intersection of this grid element. Thanks to this location image, the device 101 is able to locate itself on the surface 102. In a variant, the sensor 303 does not systematically have an intersection in its field of acquisition. In this variant, between two measurements made on intersections, the sensor measures the relative displacement of the bottom of the grid using the elements of this grid that it perceives. To this end, it is possible to add imperfections to the grid making it possible to measure the relative displacement of said grid. This relative displacement of the grid relative to the sensor 303, therefore to the device 101, can also be evaluated by a sensor looking at the wall 102 and its imperfections.
  • FIG. 6 illustrates a succession of steps implementing the device 101 according to the invention.
  • FIG. 6 shows a preliminary step 601 of loading an image and displaying the grid.
  • the display of the grid is achieved by the correct positioning of the projector 103 relative to the wall 102. This positioning is ensured, if necessary, using micrometric screws. The positioning is correct when the projected grid covers the surface to be painted.
  • the image is loaded into the memory 306 using the connector 308.
  • the image represents the fresco to be transferred to the wall 102.
  • the dimensions of the image to be transferred are correlated with the dimensions of the wall 102 and the resolution of the impression.
  • Print resolution is expressed, for example, in dots per inch (DPI, Digits Per Inch, or dots per inch). Resolution is a parameter of the 307 printheads.
  • the dimension of the image recorded in the memory 306 in pixels is therefore obtained by multiplying the dimensions of the wall by the resolution of the print.
  • Either memory 306 can contain all of the image, or the device 101 is permanently connected to a third-party device storing the image, the device 101 accessing this third-party device at will via the connector 308.
  • a third-party device is, for example, an external hard disk or a laptop.
  • From step 601 we pass to a step 602 for determining the position of the device 101. This position is determined by the interpretation by the device 101 of the image acquired by the sensor 303. Once the image to be transferred loaded , an operator can place the device 101 against the wall 102 and begin the transfer of the image, or printing of the image.
  • From step 602 we pass to a step 603 of determining the orientation of the device 101. This orientation is obtained by the interpretation of the signals produced by the means 305.
  • the device 101 To determine the print commands as efficiently as possible, the device 101 must also know the points which have already been printed. . Thus, each time the device 101 prints a dot, it updates the content of the memory 315. This update corresponds to a transfer of the image to be printed to the memory 315, as this image is printed on wall 102.
  • step 604 once the device 101 has read the content of the memory 306 corresponding to its position, it reads the content of the memory 315 corresponding to its position, then it compares the result of the two readings.
  • the result of a reading for a device having a linear print head, is the description of a line of dots, i.e. the description of a color for each point. If a point is marked as already printed in memory 315, it must no longer be printed again. The description of this point then becomes transparent.
  • the device 101 therefore performs a subtraction between the result of the first reading and the result of the second reading.
  • the result of the subtraction is a line description in which the points already printed are assigned a transparent color.
  • the result of this subtraction is the print command.
  • Step 604 corresponds to an extraction of information from the memory 306. From step 604 we pass to a printing step 605 in which the device 101 uses the printing command determined in step 609 to control the printing means 307. Each point corresponds to a certain number of nozzles. These nozzles are activated according to the color to be produced. For a transparent point, no ink is projected. In step 605, the device 101 also updates the content of the memory 315.
  • Steps 602 to 605 are repeated cyclically, either at a fixed frequency, or each time the device 101 detects a movement. This detection is carried out either by the movement of the wheels, or via a sensor 316 connected to the bus 310 and located on the underside of the device 101, facing the wall 102, or directly by the sensor 303.
  • the sensor 316 is then of the type of the one that equips optical mice and is able to provide direction and distance of movement.
  • steps 602 to 605 makes it possible to transfer the image from memory 306 to the wall 102, by printing taking place during the movement of the device 101 over the entire surface of the wall 102.
  • the projector 103 is replaced by a panel on which is printed a grid as described in FIG. 2.
  • FIG. 4c shows such a panel 404 positioned parallel to the wall 102.
  • the panel is then seen by sensor 303.
  • sensor 303 is focused on the panel.
  • the panel 404 is placed at a distance from the wall 102 such that there is room for an operator to manipulate the device 101 between the panel and the wall. The location and orientation of the device 101 are then made relative to the panel.
  • localization is obtained by printing marks invisible to the naked eye.
  • the device then includes a scanner allowing it to see these marks around the printing area. These marks are deposited by the device 101 as and when printing, using invisible ink except by the scanner. This scanner may illuminate the area with suitable light.
  • the device 101 can then superimpose on the image that it prints marks invisible to the naked eye. With a sweeping step by step, the device knows its position at all times thanks to the marks printed during a previous and neighboring pass.
  • the identification is initiated by a printed sheet pasted on the wall. This sheet has invisible markers except for the scanner. The position of this sheet in the image to be printed is known. It is therefore possible to start printing on this sheet and from there on the rest of the wall.
  • the sheet is peeled off and its location is traversed by the device 101 so as to paint it.
  • the location and the orientation are carried out by ultrasound. It then suffices to position 3 transmitters (501-503) in the room and two receivers on the device 101.
  • the device 101 is then capable of determining the distance separating it from the 3 transmitters and therefore, by triangulation, of determining its position.
  • a means is required to memorize the position of the transmitter (s) so as to be able to replace it or replace them in the same places to carry out repairs on the fresco. This memorization can be done by a nail planted in a specific place by example.
  • the localization is carried out using a laser which scans the surface of the wall.
  • This laser is detected at an instant t by the device 101.
  • This instant t corresponds to a known position of the laser.
  • This position is obtained by interrogating the laser emission device, via the means 308 for example.
  • the laser draws on the wall 102 a grid similar to that described in FIG. 2.
  • the orientation is determined by means of the sensor 316 which is capable of measuring a displacement relative to a known position. We are thus able, from a known initial position, to estimate the displacement carried out, and therefore the current location and orientation.
  • the device 101 includes a scanner, it is possible to use the latter to acquire an image. This acquisition is carried out by moving the device 101 above the image that one wishes to acquire. This acquired image is then recorded, for example, in the memory 306. This acquired image can then be transferred to another wall, or recovered by a third-party device via the means 308.
  • the projector 103 includes a shock detector making it possible to warn the operator when the latter has to reposition the grid. In this case the repositioning is equivalent to a readjustment as previously described.
  • the 313 man-machine interface is located either on the body or on the handle. It comprises, for example, on / off buttons, a button for resetting the memory 315 to zero, a button for forcing printing independently of the content of the memory 315.
  • This interface also includes diodes, and or sound means, making it possible to warn the operator of certain events such as a too rapid movement of the device on the wall, a low level of ink reserves, a displacement of the grid.
  • a speed of movement of the device 101 is easily estimated either via the speed of rotation of the wheels 311, 312 and 317, or via the sensor 316, or via the sensor 303. These wheels and these sensors also give access to the acceleration of the device 101.
  • printing can also be suspended so as to avoid imperfections in the transfer of the image if the means 307 cannot print in a manner compatible with the speed of movement of the device 101. The printing is also suspended if the operator stands between the sensor 303 and the grid.
  • the dye tanks are either integrated into the device 101 or remote.
  • the dye is then supplied via pipes connecting the reservoirs to the device according to the invention.
  • the calculations and data extracts can be transferred, like memories 306 and 315, to a third-party device connected to device 101.
  • either the image is cut so as to take it into account, or the device 101 is configured accordingly.
  • This configuration is carried out, for example, by positioning the device 101 at the vertices of the zone to which the image is to be transferred. At each positioning at a vertex the operator presses a button, which allows the device 101 to define the printing area. This zone is located in the polygon defined by the vertices, and the printing is activated only when the device 101 is located inside this polygon.
  • the device according to the invention is implemented by a robot which makes it sweep the wall.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Printers Characterized By Their Purpose (AREA)

Abstract

Cet appareil peut être tenu et déplacé à bout de bras, et est capable de déterminer sa localisation et son orientation sur une surface. Cet appareil utilise cette connaissance pour déterminer quelles couleurs il doit appliquer sur la surface. Cette détermination est réalisée par la mise en corrélation des coordonnées déterminées et d'une image enregistrée dans une mémoire de l'appareil. L'image enregistrée est superposable à la surface à peindre.

Description

Dispositif d'impression d'une image sur une grande surface
L'invention a pour objet un dispositif d'impression sur une grande surface. Le domaine de l'invention est celui du bâtiment et de la décoration d'intérieure ou d'extérieure.
Un but de l'invention est de transférer une image de grandes dimensions vers une surface elle aussi de grandes dimensions.
Un autre but de l'invention est de limiter les moyens à mettre en œuvre pour réaliser ce transfert. Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation de ce transfert par un opérateur seul.
Un autre but de l'invention est de permettre de retoucher / réparer une image de grandes dimensions transférée sur une surface elle aussi de grandes dimensions. Dans l'état de la technique on connaît différentes solutions pour transférer une image sur un mur.
Une première solution est de faire appel à un artiste qui, à partir d'un modèle, va peindre le mur. Cette solution est d'autant plus longue et onéreuse que l'image à peindre est complexe. En effet, si l'image comporte beaucoup de détails, le peintre doit utiliser des pinceaux de tailles compatibles avec ces détails. Il s'avère alors extrêmement long de couvrir un mur de peinture avec un pinceau fin.
Une deuxième solution est d'imprimer industriellement l'image sur du papier qui est ensuite débité en bande. On obtient ainsi un papier peint qu'il faut ensuite coller sur le mur. Cette solution pose les problèmes habituels liés à la pose de papier peint, à savoir les problèmes de raccords entre les différentes laizes. Un autre problème vient des différences de dimensions entre les murs. Cela implique que l'on ne connaît jamais la longueur des laizes ni la façon dont il faut les imprimer et les découper. De plus avec cette solution on perd l'aspect du matériau sur lequel on colle le papier, ce qui altère la perception de l'image et ne donne pas le rendu visuel espéré.
Une troisième solution de l'état de la technique consiste à utiliser une table traçante géante qui est positionnée en vis à vis du mur sur lequel on souhaite transférer l'image. Ce dispositif est très encombrant et lourd. Son encombrement est tel qu'il est parfois impossible de l'amener dans une pièce et donc de l'y installer. De plus il est impossible de le mettre en œuvre seul.
Dans l'invention on résout ces problèmes en intégrant dans un dispositif manipulabe d'une main des moyens de localisation, d'orientation et d'impression. Ce dispositif a, par exemple, l'aspect extérieur d'un rouleau à peinture dont le rouleau a été remplacé par le dispositif d'impression. Le dispositif d'impression comporte deux roues permettant de déplacer le dispositif d'impression sur la surface en assurant un distance constante entre le dispositif d'impression et cette surface. Le dispositif comporte aussi un dispositif de localisation et d'orientation lui permettant de déterminer précisément sa position sur la surface sur laquelle une image doit être transférée. La connaissance de cette position permet au dispositif de lire un fichier représentant une image à transférer sur le mur, la position sur le mur étant associée à une position dans le fichier image. Ce fichier permet de déterminer les commandes d'impression à envoyer aux têtes d'impression du dispositif en fonction de sa position. Ce fichier comporte une image dont les dimensions sont corrélées avec celles du mur. La détermination de la position se fait, par exemple, par la projection d'une grille/quadrillage sur le mur. Cette grille est interceptée par un capteur optique du dispositif. A chaque croisement de la grille est associée une information de position. La lecture de cette information permet au dispositif de se localiser. L'orientation est obtenue soit par l'utilisation d'un deuxième capteur donnant une deuxième position, soit par l'utilisation d'un gyroscope, soit par la lecture de l'inclinaison de la grille, soit grâce à un capteur de mouvement du type souris optique qui permet de mesurer les mouvements du dispositif sur le mur. Un opérateur transfert ainsi une image sur un mur en parcourant ce mur avec le dispositif selon l'invention. Dans une variante le dispositif comporte aussi une mémoire permettant de déterminer les parties du mur qui on déjà été peintes. Cela évite l'accumulation de colorant à certains endroits. Cela dispense aussi l'opérateur d'avoir à se préoccuper de la régularité des passages du dispositif sur la surface.
L'invention a donc pour objet dispositif d'impression d'une image sur une grande surface comportant:
- des moyens de transfert de colorant sur ladite grande surface,
- au moins un moyen de préhension permettant à un opérateur de manipuler le dispositif pour reproduire l'image sur la grande surface, caractérisé en ce qu'il comporte:
- des moyens de repérage du dispositif dans le plan de la grande surface,
- des moyens d'orientation du dispositif dans le plan de la grande surface, le dispositif étant aussi caractérisé en ce que les moyens d'orientation, et les moyens de repérage coopèrent avec les moyens de transfert de colorant pour synchroniser le transfert du colorant avec la position et l'orientation du dispositif dans ladite grande surface. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent:
Figure 1: Une vue d'ensemble d'un dispositif selon l'invention en situation de transfert d'une image. Figure 2: Une illustration d'une grille de localisation.
Figure 3a et 3b: illustrations du dispositif selon l'invention et de composants qu'il comporte.
Figure 4a, 4b, et 4c: illustrations de capteur optique de localisation.
Figures 5a et 5b: illustration d'une localisation sonore. Figure 6: une illustration d'étapes mises en œuvre par le dispositif selon l'invention pour le transfert d'une image sur une grande surface.
D'une figure à l'autre des références identiques désignent des éléments identiques.
La figure 1 montre un dispositif 101 selon l'invention positionné contre un mur 102 sur lequel doit être transférée une image. Le dispositif 101 peut être tenu et déplacé à bout de bras, comme par exemple un rouleau de peinture. La figure 1 ne montre pas l'opérateur qui manie le dispositif 101 pour ne pas encombrer la figure. La figure 1 montre aussi un projecteur 103 positionné en face du mur 102. Le projecteur 103 fait alors partie d'une variante de l'invention permettant au dispositif 101 de se localiser sur le mur 102. A cet effet le projecteur 103 projette sur le mur un quadrillage ou grille permettant de doter le mur 102 d'un système de cordonnées pouvant être lues par le dispositif 101.
La figure 2 illustre une grille telle que celle projetée par le projecteur 103. Cette grille est un quadrillage comportant des lignes horizontales et verticales, par exemple. L'orientation des lignes n'est pas forcément horizontal ou vertical, ces lignes peuvent être obliques et définir tout aussi bien un maillage. La figure 2 montre aussi qu'à chaque intersection de deux lignes est associée une information de coordonnées. Cette information est, par exemple, un code barre, ou un couple abscisse/ordonnée. Cette information est lue par le dispositif 101 ce qui lui fournit une localisation sur le mur 102. Typiquement les traits de la grille sont très fins, moins de 0,2 mm, et sont espacés sur le mur de 5 à quelques dizaines de mm. Les informations de coordonnées d'une intersection sont toujours placées au même endroit par rapport à l'intersection. Cela permet d'associer une intersection et les informations de coordonnées.
La figure 3a montre une vue de dessus d'un dispositif 101 selon l'invention. Le dispositif de la figure 3 est celui mis en œuvre à la figure 1 , d'autres variantes pour le dispositif 101 seront envisagées par la suite. Le dispositif 101 a la même silhouette qu'un rouleau de peinture. Le dispositif 101 comporte un manche 301 permettant de saisir et de manipuler le dispositif 101. Le dispositif 101 comporte aussi un corps 302 fixé au manche 301 et s'étendant dans une direction perpendiculaire au manche 301. On considère que le dessus du dispositif 101 est la partie visible par un opérateur lorsque le dispositif 101 est placé contre le mur 102 en ordre de marche. Le dessous est la partie du dispositif 101 faisant alors face au mur 102.
Sur sa face supérieure, le corps 302 comporte un capteur 303 optique permettant de lire les informations projetées par la projecteur 103. La figure 3a montre aussi que le corps 302 comporte un microprocesseur 304, un capteur 305 d'orientation, une mémoire 306 d'image, des moyens 307 d'impression, des moyens 308 de communication avec un dispositif externe, et une mémoire 309 de programme. Les éléments 303 à 309 sont connectés via un bus 310. Lorsque l'on prête une action au dispositif 101 , cette action est effectuée par le microprocesseur 304 commandé par des codes instruction de la mémoire 309.
La mémoire 309 comporte plusieurs zones, chacune de ces zones correspondant à des codes instruction permettant la mise en œuvre d'une fonction par le dispositif 101. La mémoire 309 comporte une zone 309a correspondant à la détermination de la localisation du dispositif 101. Une zone 309b comporte des codes instruction pour l'extraction de données de l'image enregistrée dans la mémoire 306. Une zone 309c comporte des codes instruction pour commander les moyens 307 d'impression.
La figure 3b montre le dispositif 101 vu de dessous. A chacune des extrémités du corps 302, le dispositif 101 comporte une roue. Les roues 311 et 312 sont fixées sur des axes s'étendant dans une direction parallèle au plan du mur 102 et perpendiculaire au manche 301. Les roues 311 et 312 comporte chacune un capteur de pression qui est connecté au bus 310. Ces capteurs de pression agissent comme des interrupteurs pour le fonctionnement des moyens 307 d'impression. Les moyens d'impression sont, par exemple, un dispositif de jet d'encre. Ce dispositif comporte alors 4 lignes de buses, 3 lignes chromatiques et une ligne noire. Ces quatre lignes sont parallèles et proches les unes des autres. Il faut au moins une buse de chaque ligne pour imprimer un point dans n'importe quelle couleur visible. L'ensemble de ces quatre lignes forme une tête d'impression à jet d'encre. Cette tête d'impression peut être vue comme une succession de points. Les buses ne doivent projeter l'encre que si elles sont à bonne distance de la surface à colorer. Cette distance est appréciée, par exemple, via les roues 311 et 312. Lorsque celles-ci sont en contact avec une surface, cette surface exerce une pression sur les roues, et cette pression est détectée par le dispositif 101 qui sait alors qu'il peut activer les buses. Dans une variante cette activation est réalisée par l'opérateur qui actionne un bouton d'une interface 313 homme machine connectée au bus 310.
Dans une variante le corps 302 comporte une troisième roue 317 dont l'axe de rotation est parallèle à l'axe de rotation des roues 311 et 312, mais non colinéaire à cet axe. En d'autre termes la roue 317 n'est pas alignée avec les roues 311 et 312. La troisième roue 317 comporte elle aussi un capteur de pression. Le fait d'employer 3 roues permet de définir un plan et de garantir la distance entre le mur 102 et les moyens 307 d'impression. La troisième roue est décalée vers le manche 301 par rapport à l'axe des roues 311 et 312. De préférence les moyens 307 d'impression sont décalés par rapport à l'axe des roues 311 et 312, ce décalage étant dans une direction opposée à la direction dans laquelle se trouve le manche 301. Ce positionnement des moyens 307 d'impression permet de limiter les marges non imprimables. La répartition des buses sur quatre lignes n'est qu'un exemple. Dans la pratique cette répartition dépend de la tête d'impression utilisée. En particulier la répartition des couleurs varie d'un fabriquant à l'autre. Il peut s'agir de têtes d'impression polychromes sur laquelle la répartition des couleurs, i.e des buses, est particulière, ou de têtes d'impression monochromes réparties en lignes ou en carrés.
Le capteur 303 est un capteur CCD, ou capteur à transfert de charge sensible à la lumière, interceptant l'image projetée par le projecteur 103. Ce capteur CCD a une résolution d'au moins 0.2 mm et, de préférence, une définition telle qu'il ait toujours dans son champ de vision au moins une intersection du quadrillage projeté par le projecteur 103. En pratique, la définition du capteur permet d'obtenir une image carrée de dimensions légèrement supérieures au pas du quadrillage. Le capteur CCD peut être situé directement sur le trajet des rayons lumineux émis par le projecteur 103, éventuellement à travers une lentille. Les rayons lumineux peuvent aussi être déviés vers le capteur CCD via un miroir ou un prisme. La figure 4a illustre le dispositif 101 dont les roues 311 et 312 sont en contact avec la surface 102. La figure 4a illustre le fait qu'un miroir 401 intercepte les rayons lumineux émis par le projecteur 103 et les réfléchit vers un capteur CCD. La figure 4b illustre une variante dans laquelle les rayons lumineux traversent un miroir 402 semi réfléchissant, sont réfléchis par un miroir 403, puis réfléchis par le miroir 402 vers le capteur CCD. On rappelle ici que le quadrillage se superpose, par projection optique, sur la surface à peindre. Dans une variante le capteur 303 voit la projection du quadrillage sur un écran. Cette variante est alors, par exemple, celle de la figure 4b dans laquelle le miroir 403 vertical est remplacé par un écran de préférence blanc. Dans une autre variante le capteur 303 est directement en vis à vis du projecteur 103.
Le capteur 303 est donc capable d'acquérir une image de localisation comportant un élément du quadrillage et une information de localisation associée à une intersection de cet élément de quadrillage. Grâce à cette image de localisation, le dispositif 101 est capable de se localiser sur la surface 102. Dans une variante le capteur 303 n'a pas systématiquement une intersection dans son champ d'acquisition. Dans cette variante, entre deux mesures faites sur des intersections, le capteur mesure le déplacement relatif du fond du quadrillage à l'aide des éléments de ce quadrillage qu'il perçoit. A cette fin il est possible d'ajouter au quadrillage des imperfections permettant de mesurer le déplacement relatif dudit quadrillage. Ce déplacement relatif du quadrillage par rapport au capteur 303, donc au dispositif 101 , peut aussi être évalué par un capteur regardant le mur 102 et ses imperfections.
Le dispositif 305 d'orientation du dispositif par rapport au mur est réalisé par un gyroscope optique ou mécanique. Un gyroscope optique est obtenu soit en analysant l'image acquise par le capteur 303 et en déterminant l'angle d'une ligne du quadrillage avec un bord de l'image acquise par le capteur 303. Un gyroscope optique peut aussi être obtenu en dotant le dispositif 101 d'un deuxième capteur 314 identique au capteur 303. Le dispositif 101 est alors en mesure de définir la droite reliant ces deux capteurs à la date d'acquisition des images de localisation, et donc de s'orienter à cette date. Un gyroscope mécanique est constitué par tout dispositif produisant un signal permettant d'évaluer un écart par rapport à la verticale.
Le connecteur 308 permet de connecter le dispositif 101 à des appareils tiers. Le connecteur 308 est, par exemple, un port USB, un port Fire Wire, un connecteur Blue Tooth, ou tout autre type de connecteur qu'il soit filaire ou hertzien.
La figure 6 illustre une succession d'étapes mettant en œuvre le dispositif 101 selon l'invention. La figure 6 montre une étape 601 préliminaire de chargement d'une image et d'affichage du quadrillage. L'affichage du quadrillage est réalisé par le positionnement correcte du projecteur 103 par rapport au mur 102. Ce positionnement est assuré, au besoin, à l'aide de vis micrométriques. Le positionnement est correcte lorsque le quadrillage projeté couvre la surface à peindre. Le chargement de l'image dans la mémoire 306 est réalisée via le connecteur 308. L'image représente la fresque à transférer sur le mur 102. Les dimensions de l'image à transférer sont corrélées avec les dimensions du mur 102 et la résolution de l'impression. La résolution de l'impression s'exprime, par exemple, en points par pouce (DPI, Digits Per Inch, ou points par pouce). La résolution est un paramètre des têtes 307 d'impression. La dimension de l'image enregistrée dans la mémoire 306 en pixels est donc obtenue en multipliant les dimensions du mur par la résolution de l'impression. Soit la mémoire 306 peut contenir l'ensemble de l'image, soit le dispositif 101 est en permanence connecté à un dispositif tiers stockant l'image, le dispositif 101 accédant à volonté à ce dispositif tiers via le connecteur 308. Un dispositif tiers est, par exemple, un disque dur externe ou un ordinateur portable. De l'étape 601 on passe à une étape 602 de détermination de la position du dispositif 101. Cette position est déterminée par l'interprétation par le dispositif 101 de l'image acquise par le capteur 303. Une fois l'image à transférer chargée, un opérateur peut placer le dispositif 101 contre le mur 102 et commencer le transfert de l'image, ou impression de l'image. De l'étape 602 on passe à une étape 603 de détermination de l'orientation du dispositif 101. Cette orientation est obtenu par l'interprétation des signaux produit par les moyens 305.
De l'étape 603 on passe à une étape 604 de détermination de la commande d'impression, c'est à dire de détermination de la commande à envoyer aux moyens 307 d'impression. Dans une variante l'appareil enregistre, dans une mémoire 315, au fur et à mesure de l'impression une image mesurant l'état d'avancement de l'impression. Le contenu de la mémoire 315 correspond à ce qui a déjà été imprimé. Dans l'étape 604 le dispositif 101 connaît ses coordonnées et son orientation. Il utilise cette connaissance pour extraire de la mémoire 306 les informations de couleur a utiliser pour commander les moyens 307 d'impression. L'image de la mémoire 306 est telle qu'elle est superposable sur la surface à imprimer. La connaissance de coordonnées sur la surface à imprimer correspond donc à la connaissance de coordonnées dans l'image enregistrée dans la mémoire 306. Pour déterminer le plus efficacement possible les commandes d'impression le dispositif 101 doit aussi connaître les points qui on déjà été imprimés. Ainsi, à chaque fois que le dispositif 101 imprime un point, il met à jour le contenu de la mémoire 315. Cette mise à jour correspond à un transfert de l'image à imprimer vers la mémoire 315, au fur et à mesure que cette image est imprimée sur le mur 102.
Dans l'étape 604, une fois que le dispositif 101 a lu le contenu de la mémoire 306 correspondant à sa position, il lit le contenu de la mémoire 315 correspondant à sa position, puis il compare le résultat des deux lectures. Le résultat d'une lecture, pour un dispositif ayant une tête d'impression linéaire, est la description d'une ligne de points, c'est à dire la description d'une couleur pour chaque point. Si un point est marqué comme déjà imprimé dans la mémoire 315, il ne doit plus être imprimé à nouveau. La description de ce point devient alors transparente. Le dispositif 101 effectue donc une soustraction entre le résultat de la première lecture et le résultat de la deuxième lecture. Le résultat de la soustraction est une description de ligne dans laquelle les points déjà imprimés se voient affecter une couleur transparente. Le résultat de cette soustraction est la commande d'impression. L'étape 604 correspond à une extraction d'informations de la mémoire 306. De l'étape 604 on passe à une étape 605 d'impression dans laquelle le dispositif 101 utilise la commande d'impression déterminée à l'étape 609 pour commander les moyens 307 d'impression. A chaque point correspond un certain nombre de buses. Ces buses sont activées en fonction de la couleur à produire. Pour un point transparent, aucune encre n'est projetée. Dans l'étape 605, le dispositif 101 met aussi à jour le contenu de la mémoire 315.
Les étapes 602 à 605 sont répétées cycliquement, soit à une fréquence fixée, soit à chaque fois que le dispositif 101 détecte un déplacement. Cette détection est réalisée soit par le mouvement des roues, soit via un capteur 316 connecté au bus 310 et situé sur le dessous du dispositif 101 , en regard du mur 102, soit directement par le capteur 303. Le capteur 316 est alors du type de celui qui équipe les souris optique et est capable de fournir une direction et une distance de déplacement.
La répétition des étapes 602 à 605 permet de transférer l'image de la mémoire 306 vers le mur 102, par une impression ayant lieu au cour du déplacement du dispositif 101 sur toute la surface du mur 102.
Les moyens 307 de transfert de colorant désignent dans cette variante une tête d'impression à jet d'encre composée de buses alignées selon au moins 4 lignes. Dans d'autre variante il peut s'agir de têtes d'impression projetant de la peinture ou une autre substance chimique susceptible d'altérer l'aspect de la surface sur laquelle il faut transférer l'image enregistrée dans la mémoire 306.
Dans une variante de l'invention, le projecteur 103 est remplacé par un panneau sur lequel est imprimé une grille telle que décrite à la figure 2. La figure 4c montre un tel panneau 404 positionné parallèlement au mur 102. Le panneau est alors vu par le capteur 303. Dans ce cas le capteur 303 est focalisé sur le panneau. Le panneau 404 est placé à une distance du mur 102 telle qu'il y ait la place pour un opérateur de manipuler le dispositif 101 entre le panneau et le mur. La localisation et l'orientation du dispositif 101 se font alors par rapport au panneau.
Dans une variante de l'invention, le projecteur 103 projette l'image à transférer sur le mur 102. Le dispositif 101 comporte alors un capteur lui permettant de lire cette image projetée et c'est le résultat de cette lecture qui permet de déterminer quelles couleurs doivent être imprimées en fonction de la position du dispositif 101.
Dans une variante la localisation est obtenue par l'impression de repères invisibles à l'œil nu. Le dispositif comporte alors un scanner lui permettant de voir ces repères aux alentours de la zone d'impression. Ces repères sont déposés par le dispositif 101 au fur et à mesure de l'impression, en utilisant une encre invisible sauf par le scanner. Ce scanner éclaire éventuellement la zone avec une lumière adaptée. Le dispositif 101 peut alors superposer à l'image qu'il imprime des repères invisibles à l'œil nu. Avec un balayage de proche en proche l'appareil connaît à tout moment sa position grâce aux repères imprimés lors d'un passage précédent et voisin. Au début de l'opération, le repérage est initié par une feuille imprimée collée sur le mur. Cette feuille comporte des repères invisibles sauf pour le scanner. La position de cette feuille dans l'image à imprimer est connue. Il est donc possible de commencer à imprimer sur cette feuille et de là, sur le reste du mur. A la fin de la procédure, la feuille est décollée et son emplacement est parcouru par le dispositif 101 de manière à le peindre.
Dans une variante de l'invention la localisation et l'orientation sont réalisées par ultrason. Il suffit alors de positionner 3 émetteurs (501-503) dans la pièce et deux récepteurs sur le dispositif 101. Le dispositif 101 est alors capable de déterminer la distance le séparant des 3 émetteurs et donc, par triangulation, de déterminer sa position. Dans cette variante il est aussi possible de n'utiliser qu'un seul émetteur en dotant le dispositif 101 de 3 récepteurs (504-506). Dans cette variante il faut un moyen de mémoriser la position de ou des émetteurs de manière à être capable de le ou les replacer aux mêmes endroits pour effectuer des réparations sur la fresque. Cette mémorisation peut se faire par un clou planté à un endroit précis par exemple. Ces variantes supposent que le dispositif 101 connaisse les dates d'émission des ultra son. Ces dates sont transmises via les moyens 308 par exemple.
Dans une variante de l'invention la localisation est réalisé grâce à un laser qui balaie la surface du mur. Ce laser est détecté à un instant t par le dispositif 101. Cet instant t correspond une position connue du laser. Cette position est obtenue en interrogeant le dispositif d'émission du laser, via les moyens 308 par exemple. Il est aussi possible que le laser dessine sur le mur 102 un quadrillage semblable à celui décrit à la figure 2. Dans une variante l'orientation est déterminé grâce au capteur 316 qui est capable de mesurer un déplacement par rapport à une position connue. On est ainsi capable à partir d'une position initiale connue d'estimer le déplacement effectué, et donc les localisation et orientation courantes.
Avec le dispositif selon l'invention il est possible de passer plusieurs couche de peinture. Pour cela il suffit d'effacer le contenu de la mémoire 315, et le processus d'impression reprend comme si il n'avait en fait jamais commencé.
Avec le dispositif selon l'invention il est aussi possible de repeindre / réparer une certaine zone du mur. Pour cela il faut être capable de recaler le dispositif 101 dans l'image transférée sur le mur 102. Ce recalage se fait soit via des repères physiques, comme les coins du mur permettant de repositionner la grille projetée par le projecteur 103. Le fait de correctement repositionner la grille suffit alors à recaler le dispositif 101. Ce recalage peut aussi se faire par reconnaissance de formes sur des zones à fort contraste. Dans ce cas le dispositif 101 comporte un scanner qui lit une zone de l'image imprimée. Puis le dispositif 101 recherche dans l'image de la mémoire 306 la zone correspondant à la zone scannée. Une fois la zone trouvée, le recalage est effectué. Dés lors que le dispositif 101 comporte un scanner il est possible d'utiliser ce dernier pour acquérir une image. Cette acquisition est réalisée en déplaçant le dispositif 101 au dessus de l'image que l'on souhaite acquérir. Cette image acquise est alors enregistrée, par exemple, dans la mémoire 306. Cette image acquise peut alors être transférée sur un autre mur, ou récupérée par un dispositif tiers via les moyens 308.
Au cours d'une séance de peinture il est aussi possible que le projecteur 103 soit accidentellement heurté et déplacé. Dans ce cas il faut le repositionné. A cette fin le projecteur 103 comporte un détecteur de choc permettant d'avertir l'opérateur quand celui-ci doit effectuer un repositionnnement du quadrillage. Dans ce cas le repositionnement est équivalent à un recalage tel que précédemment décrit. L'interface 313 homme machine est située soit sur le corps, soit sur la poignée. Elle comporte, par exemple, des boutons de mise en marche/arrêt, un bouton de remise à zéro de la mémoire 315, un bouton pour forcer l'impression indépendamment du contenu de la mémoire 315. Cette interface comporte aussi des diodes, et ou des moyens sonores, permettant d'avertir l'opérateur de certains événements comme un déplacement trop rapide du dispositif sur le mur, un niveau bas des réserves d'encres, un déplacement de la grille. Une vitesse de déplacement du dispositif 101 est facilement estimée soit via la vitesse de rotation des roues 311 , 312 et 317, soit via le capteur 316, soit via le capteur 303. Ces roues et ces capteurs donnent aussi accès à l'accélération du dispositif 101. Ainsi lorsque ces événements sont détectés on peut aussi suspendre l'impression de manière à éviter des imperfections dans le transfert de l'image si les moyens 307 ne peuvent pas imprimer de manière compatible avec la vitesse de déplacement du dispositif 101. L'impression est aussi suspendue si l'opérateur se place entre le capteur 303 et le quadrillage.
Les réservoirs de colorants, qu'ils soient encres, peintures ou autres, sont soit intégrés au dispositif 101 soit déportés. L'alimentation en colorant se fait alors via des tuyaux reliant les réservoirs au dispositif selon l'invention.
Les calculs et extractions de données peuvent être déportés, tout comme les mémoire 306 et 315, sur un appareil tiers connecté au dispositif 101.
On a décrit un transfert d'une image sur un mur vertical, mais l'enseignement de l'invention est valable quelque soit la surface et son orientation. Dans la pratique il arrive que le mur ne soit pas un rectangle parfait.
Dans ce cas soit l'image est taillée de manière à en tenir compte, soit le dispositif 101 est paramétré en conséquence. Ce paramétrage est réalisé, par exemple, en positionnant le dispositif 101 aux sommets de la zone sur laquelle doit être transférée l'image. A chaque positionnement à un sommet l'opérateur appuie sur un bouton, ce qui permet au dispositif 101 de définir la zone d'impression. Cette zone est située dans le polygone défini par les sommets, et l'impression n'est activée que lorsque le dispositif 101 est localisé à l'intérieur de ce polygone.
Dans une variante le dispositif selon l'invention est mis en œuvre par un robot qui lui fait balayer le mur.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif (101) d'impression d'une image sur une grande surface comportant: - des moyens (307) de transfert de colorant sur ladite grande surface,
- au moins un moyen (301) de préhension permettant à un opérateur de manipuler le dispositif pour reproduire l'image sur la grande surface, caractérisé en ce qu'il comporte:
- des moyens (303-309a) de repérage du dispositif dans le plan de la grande surface,
- des moyens (305-309a) d'orientation du dispositif dans le plan de la grande surface, le dispositif étant aussi caractérisé en ce que les moyens d'orientation, et les moyens de repérage coopèrent avec les moyens de transfert de colorant pour synchroniser le transfert du colorant avec la position et l'orientation du dispositif dans ladite grande surface.
2 - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de repérage comporte un capteur (303) optique pour lire une grille couvrant la grande surface. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque intersection de la grille est associée à une information de localisation lue par le capteur.
4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de repérage comporte un capteur (316) optique pour lire une information de localisation sur la grande surface.
5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de localisation comporte un récepteur (504) d'ultra son.
6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'orientation comportent un gyroscope (305). 7 - Dispositif selon l'une des revendications en ce que les moyens d'orientation comporte un capteur (316) d'estimation d'un chemin parcouru par le dispositif sur la grande surface.
8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire (306) pour enregistrer une image devant être transférée sur la grande surface. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif comporte une mémoire (315) pour enregistrer l'état d'avancement d'un transfert d'une image sur la grande surface.
10 - Dispositif selon l'une des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de transfert de colorants sont sélectionnés dans le groupe formé de au moins un dispositif à jet d'encre, un dispositif à jet de peinture.
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