Brevet FR2785397A1 — publié le 20000505

i 2785397 Système de projection d'images L'invention concerne de façon générale un système de projection d'images et, plus particulièrement, un système de projection destiné à être utilisé de nuit ou dans l'obscurité, pour des spectacles son et lumière, des illuminations de monuments ou de sites particuliers, des manifestations culturelles, des événements sportifs, des annonces publicitaires, etc. Les systèmes connus de projection d'images sont en général conçus pour projeter des images sur des écrans plats et fixes, ce qui peut limiter leur intérêt et ne permet pas de les utiliser dans certains cas, notamment lorsqu'il faut projeter avec précision des images sur des écrans mobiles ou non- immobilisés. Les systèmes connus de projection ne permettent pas non plus de former des images sur des écrans situés à une hauteur relativement importante au- dessus d'une scène ou d'un public, notamment en plein air, sauf à prévoir des moyens de support d'écran du type châssis ou échafaudage qui sont très longs à installer et onéreux, notamment lorsque l'écran se trouve à plus d'une dizaine de mètres au-dessus du sol. L'invention a pour but de répondre à ce besoin et a pour objet un système de projection d'images permettant de former des images de haute qualité sur un écran non plat et/ou non-immobilisé qui peut se trouver à une hauteur importante au-dessus du sol en n'importe quel endroit souhaité, notamment en plein- air. Elle propose, à cet effet, un système de projection d'images comprenant au moins un projecteur 2 2785397 équipé d'une source lumineuse et d'un objectif et un écran sur lequel des images sont formées par le projecteur, caractérisé en ce que le projecteur est porté par un ballon ascensionnel ou suspendu dont au moins une partie constitue l'écran sur lequel les images sont formées depuis l'intérieur du ballon. Les images projetées sur la partie du ballon formant écran sont très nettes et bien saturées, du fait que le projecteur se trouve à une distance relativement faible de l'écran et que sa position reste fixe par rapport à l'écran, bien que ce dernier puisse se déplacer par rapport au public et se trouver à une distance relativement importante, de plus de 10 mètres par exemple, au-dessus du sol ou du public. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce système comprend également un miroir porté par le ballon et interposé entre le projecteur et l'écran, ce qui permet d'agrandir la taille de l'image formée sur l'écran. De préférence, ce miroir est convexe. Cela permet notamment de compenser au moins en partie, par les déformations de l'image causées par la réflexion sur le miroir convexe, celles causées par la projection sur la surface interne concave du ballon. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le projecteur est monté à l'extérieur du ballon et projette des images sur la surface interne du ballon à travers une fenêtre transparente formée dans le ballon. Le cadre de cette fenêtre peut être utilisé pour la fixation d'un support de projecteur et d'un support de miroir. 3 2785397 Selon les systèmes optiques utilisés, l'image projetée sur le ballon peut occuper sensiblement la moitié de la surface sphérique du ballon, ou bien la quasi-totalité de cette surface. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre le principe du système de projection selon l'invention; - la figure 2 illustre une variante de ce principe; - les figures 3 et 4 sont des vues de face et de côté respectivement des moyens de fixation du projecteur et du miroir sur le ballon; - la figure 5 est une vue schématique en perspective des moyens d'attache au sol du système selon l'invention. En figure 1, la référence 10 désigne un ballon sphérique, réalisé en une matière souple et étanche permettant la rétroprojection d'images, telle par exemple qu'un PVC à surface intérieure lisse et à surface extérieure perlée, ce ballon 10 étant associé à un projecteur 12 et à un miroir convexe 14 qui, dans l'exemple représenté, se trouvent à l'extérieur du ballon en étant fixés à celui-ci par des moyens qui seront décrits en détail en référence aux figures 3 et 4. Le projecteur 12 est équipé d'une source lumineuse et d'un objectif lui permettant de former une image nette sur une surface écran située à une certaine distance, cette surface écran étant ici la surface interne d'une partie du ballon 10. 4 2785397 On peut utiliser dans le système selon l'invention un projecteur de diapositives, un vidéoprojecteur (comportant un écran du type LCD ou analogue sur lequel on peut former une image vidéo ou informatique qu'on projette au moyen d'un faisceau lumineux), un projecteur de film cinématographique, un projecteur utilisant un défilant translucide du type épiscope, ou tout autre appareil projetant un faisceau lumineux porteur d'images. Le miroir 14 réfléchit vers l'intérieur du ballon, à travers une fenêtre transparente 16 de celui-ci, le faisceau lumineux 18 émis par le projecteur 12, de façon à former une image sur une partie 20 de la surface interne du ballon. La dimension de l'image est déterminée par l'objectif du projecteur 12, par la distance entre le projecteur 12 et le miroir 14, par la distance entre le miroir 14 et la surface 20 du ballon formant écran, ainsi que par la courbure du miroir 14. De préférence, cette courbure est déterminée de façon à ce que les déformations d'images qui sont causées par la réflexion du faisceau 18 sur la surface convexe du miroir 14 et celles dues à la projection de ce faisceau sur la surface interne concave 20 du ballon se compensent mutuellement. Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, le projecteur est équipé d'un objectif à focale variable entre 55 et 74 mm, la distance entre cet objectif et le miroir 14 est d'environ 800 mm et le miroir 14 est formé d'une calotte sphérique dont la base a un diamètre de 400 mm environ et dont la hauteur est comprise entre 30 et 40 mm environ. Dans ces conditions, l'image formée sur la surface interne du ballon 10 (dont le diamètre est de l'ordre de 6 mètres) est sensiblement semi-sphérique comme 2785397 représenté en figure 1. Les dimensions de la fenêtre transparente 16 formée dans le ballon 10 sont de l'ordre de lmxlm. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement en figure 2, le projecteur 12 est associé à un miroir plan 22 qui reçoit le faisceau lumineux 18 émis et le réfléchit, à travers une fenêtre transparente 16 du ballon, en direction d'un miroir convexe 14 qui est sensiblement diamétralement opposé au miroir plan 22 et à la fenêtre transparente 16 et qui est disposé à l'intérieur du ballon 10. Dans ces conditions, le faisceau émis par le projecteur 12 et réfléchi par le miroir plan 22 est réfléchi par le miroir convexe 14 sur la quasi- totalité de la surface interne sphérique du ballon 10. Les moyens utilisés pour la fixation du projecteur 12 et du miroir 14 sur le ballon 10 dans le mode de réalisation de la figure 1 sont représentés en détail aux figures 3 et 4 et comprennent essentiellement un cadre 24 et un contre- cadre 26, rigides et réalisés par exemple en aluminium, qui sont ici de forme carrée et qui sont appliqués et fixés l'un sur l'autre par des vis en serrant entre eux, de façon étanche, les bords de la fenêtre 16 formée dans la matière du ballon 10 et les bords d'une feuille 28 de matière plastique qui obture à étanchéité cette fenêtre et qui est en une matière fine, souple et transparente, telle que celle commercialisée sous l'appellation "Mylar" Le projecteur 12 est fixé sur un berceau 30, réalisé également en aluminium et fixé lui-même par vissage sur la traverse inférieure du cadre 24. Le miroir 14 est quant à lui fixé sur la barre transversale d'un étrier en U 32 fixé sur le cadre 6 2785397 24. Des entretoises de rigidification 34 et 36 relient cet étrier au berceau 30 du projecteur 12 et à la traverse supérieure du cadre 24, respectivement. Avantageusement, les fixations du berceau 30 et de l'étrier 32 sur le cadre 24 sont réglables. Le ballon 10, équipé de la fenêtre transparente 16 qui vient d'être décrite et des moyens de support du projecteur 12 et du miroir 14, est gonflé avec de l'air (auquel cas ce ballon est destiné à être suspendu à des moyens appropriés tels qu'une grue par exemple) ou avec un gaz plus léger que l'air, tel que l'hélium par exemple, pour développer un pouvoir ascensionnel supérieur au poids du ballon 10 et de son équipement, et permettant d'utiliser le ballon 10 à des hauteurs au-dessus du sol comprises entre une dizaine et une cinquantaine de mètres par exemple, ou davantage. Comme représenté en figure 5, le ballon 10 est retenu par des câbles 38 associés à des moyens motorisés d'enroulement 40, comprenant par exemple un câble vertical et trois câbles obliques à 120 degrés les uns des autres, bien que toute autre disposition soit également possible. Ces câbles 38 sont reliés du côté du ballon 10 à un filet 42 qui enserre le ballon et qui est formé de fils fins et résistants, fixés en plusieurs points sur le ballon 10 et réalisés par exemple en fibres d'aramide, telles que celles commercialisées sous l'appellation "Kevlar", de même que les câbles 38, de sorte que ces câbles et le filet 42 sont à peu près invisibles pour un observateur situé à une distance de plus de 10 mètres, dans les conditions normales d'utilisation du système selon l'invention, c'est-à- dire en rétroprojection de nuit ou dans l'obscurité. Le fonctionnement de ce système est le suivant: 7 2785397 on règle au sol les positions du projecteur 12 et du miroir 14 pour former une image nette sur la paroi 20 du ballon, celui-ci étant gonflé et retenu au sol par les câbles 38 enroulés dans les moyens 40. Ces derniers peuvent être synchronisés et associés à un système de commande commun, pour plus de commodité. Il ne reste plus ensuite qu'à dérouler les câbles 38 pour amener le ballon 10 à la hauteur voulue au-dessus du sol. En commandant de façon différentielle les moyens d'enroulement 40, on peut provoquer des déplacements latéraux du ballon 10. L'alimentation électrique et la commande du projecteur 12 sont assurées ainsi que le cas échéant la transmission d'images vidéo ou informatiques au moyen de câbles qui descendent par exemple le long du câble vertical 38 reliant le ballon 10 au sol. Des moyens de télécommande et de liaison par transmission HF peuvent également être utilisés. On peut ainsi, par exemple, définir depuis le sol les images formées sur la paroi 20 du ballon 10 et régler leur netteté et leurs dimensions. De plus, on peut également prévoir sur le ballon des moyens motorisés de réglage de l'orientation du miroir 14, commandés ou télécommandés depuis le sol. Bien entendu, un certain nombre de modifications peuvent être apportées par l'homme du métier aux moyens décrits et représentés. Par exemple, deux ou plusieurs projecteurs pourraient être portés par le ballon 10, au lieu d'un seul. Cela permettrait de projeter simultanément des images différentes sur plusieurs parties du ballon 10, chaque image ayant une plus grande intensité lumineuse. On pourrait également disposer soit le miroir 14, soit le 8 2785397 projecteur et le miroir à l'intérieur du ballon 10, bien qu'il puisse en résulter des difficultés d'accès au projecteur et au miroir. Il faudrait de plus prévoir des moyens d'évacuation de l'énergie calorifique dissipée par le projecteur au cours de son fonctionnement. 9 2785397 REVENDICATIONS 1 - Système de projection d'images, comprenant au moins un projecteur équipé d'une source lumineuse et d'un objectif, et un écran sur lequel des images sont formées par le projecteur, caractérisé en ce que le projecteur (12) est porté par un ballon ascensionnel ou suspendu (10) dont au moins une partie (20) constitue l'écran sur lequel les images sont formées depuis l'intérieur du ballon (10). 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également au moins un miroir (14, 22) porté par le ballon (10) et interposé entre le projecteur (12) et l'écran. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le miroir (14) est convexe. 4 - Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le projecteur (12) est monté à l'extérieur du ballon (10) et projette des images sur l'écran (20) à travers une fenêtre transparente (16) formée dans le ballon. - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le projecteur (12) est fixé par un support (30) sur le cadre (24) de la fenêtre. 6 - Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le miroir (14) est monté à l'extérieur du ballon (10) et est fixé par un support (32) sur le cadre (24) de la fenêtre. 2785397 7 - Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image formée sur l'écran (20) est sensiblement semi-sphérique ou sphérique. 8 - Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le projecteur (12) est un vidéoprojecteur. 9 - Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ballon (10) est réalisé en une matière souple et étanche permettant la rétroprojection d'images, par exemple en une matière plastique à face interne lisse et à face externe perlée. - Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ballon (10) est relié au sol par des câbles (38) associés à des moyens d'enroulement (40) permettant de modifier l'altitude du ballon et de le déplacer latéralement. 11 - Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ballon (10) est relié aux câbles (38) par une série de filins qui forment un filet (42) autour du ballon.