Brevet FR3022040A1 — publié le 20151211

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de représentation en 3D d'une image 2D affichée sur un écran de visualisation d'un dispositif de communication mobile tel qu'un 5 téléphone mobile ou un Smartphone. L'invention concerne également un procédé de mise en oeuvre d'un tel système. L'invention trouve des applications dans les domaines de la communication et de l'imagerie. Elle permet, en particulier, des applications dans le domaine de la téléphonie mobile pour permettre une visualisation tridimensionnelle (3D) d'une image bidimensionnelle 10 (2D) affichée sur l'écran d'un dispositif de téléphonie mobile. ETAT DE L'ART Les dispositifs de communication mobiles sont de plus en plus présents dans la vie des particuliers comme des entreprises. Ces dispositifs de communication mobiles peuvent être 15 des téléphones portables, des Smartphones ou téléphones intelligents, ou tout autre dispositif de téléphonie mobile équipé d'un système d'exploitation permettant d'exécuter des logiciels ou des applications divers. Ces dispositifs de communication mobiles, appelés par la suite dispositifs de communication ou dispositifs de téléphonie, comportent généralement un écran d'affichage permettant l'affichage d'images bidimensionnelles, appelées images 2D. De par 20 leur taille modeste, ces dispositifs de communication mobiles sont emmenés dans tous les déplacements de leurs utilisateurs, avec tous les risques de coup et de chute que ces déplacements entrainent. Dans les domaines de l'imagerie virtuelle, il est connu de générer une image virtuelle 3D, appelée aussi hologramme, au moyen d'un procédé dit de Pepper's Ghost. Ce procédé 25 permet, par réflexion de la lumière, de faire apparaitre, dans une zone fermée, telle qu'une chambre ou une boite, une image virtuelle de personnages ou d'objets en 3 dimensions. Ces personnages ou objets peuvent apparaitre, disparaitre et se déplacer virtuellement au sein de la zone fermée. Un tel procédé est classiquement utilisé dans le domaine des spectacles, et notamment de la magie, avec des zones fermées de grandes dimensions associées à des 30 miroirs et des projecteurs. Plus récemment, ce procédé de Pepper's Ghost a été mis en oeuvre pour générer des images virtuelles 3D à partir d'images affichées sur un écran de téléphone portable ou Smartphone. Un dispositif de représentation 3D permettant la mise oeuvre de ce procédé est décrit dans le document EP 2 610 672. Ce dispositif comporte plusieurs éléments rigides montés les uns dans les autres pour former une structure partiellement fermée. Il comporte notamment : - une structure de support à emboiter autour du Smartphone, - une structure de toit et une structure de fond fermant partiellement l'espace, et - au moins deux écrans transparents positionnés parallèlement l'un à l'autre entre la structure de support et la structure de toit. Ce dispositif de représentation 3D est démontable. Cependant, son montage avant chaque utilisation et son démontage à la fin de l'utilisation est relativement fastidieux pour l'utilisateur. En outre, si l'utilisateur n'utilise qu'occasionnellement le dispositif, il doit se souvenir, à chaque utilisation, où est rangé le dispositif et comment le mettre en oeuvre. RE SUME DE L'INVENTION L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. Pour cela, l'invention propose un système de représentation 3D d'une image 2D générée sur un écran de dispositif de communication mobile, ce système étant installé à demeure sur le dispositif de communication ou sur une coque de protection dudit dispositif de communication et assurant, dans une position déployée, une représentation virtuelle 3D et, dans une position repliée, une protection de l'écran d'affichage du dispositif de communication. Une position intermédiaire du système permet une utilisation classique du dispositif de communication. De façon plus précise, l'invention concerne un système de représentation en 3D d'une image affichée en 2D sur un écran d'affichage d'un dispositif de communication mobile. Ce système se caractérise par le fait qu'il comporte un écran transparent articulé autour de l'écran d'affichage du dispositif de communication et apte à prendre au moins : - une position déployée dans laquelle l'écran transparent est orienté selon un angle aigu par rapport audit écran d'affichage de sorte qu'une image virtuelle en 3D, correspondant à l'image affichée en 2D, apparait en arrière de l'écran transparent, et - une position repliée dans laquelle l'écran transparent est parallèle à l'écran d'affichage, formant une protection pour ledit écran d'affichage. Ce système présente l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre puisqu'il suffit, à l'utilisateur, de déplier l'écran transparent pour obtenir une représentation 3D. Il présente également l'avantage, lorsque le système est replié, de protéger l'écran d'affichage du dispositif de communication en cas de chocs. Le système de l'invention peut comporter une plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'écran transparent est monté dans un cadre articulé, ledit cadre articulé étant mobile en rotation autour de l'écran d'affichage du dispositif de communication. - l'écran transparent est un film plastique tendu sur une armature formant le cadre articulé. - il comporte un cadre de support entourant au moins partiellement le dispositif de communication, le cadre articulé étant monté mobile en rotation, par une première extrémité, autour dudit cadre de support. Selon ce mode de réalisation, le système de représentation est indépendant du dispositif de communication ; il peut donc être démonté d'un dispositif de communication et remonté sur un autre dispositif de communication, notamment lorsque l'un des dispositifs de communication est défaillant. - il comporte une embase, située dans un plan parallèle à un plan du cadre de support lorsque ledit système est en position déployée, le cadre articulé étant monté, par une seconde extrémité, mobile en rotation autour de l'embase de sorte que, en position déployée, le cadre de support, le cadre articulé et l'embase ont une forme en Z et, en position repliée, le cadre de support, le cadre articulé et l'embase forment un capuchon de protection de l'écran d'affichage. L'embase forme un socle de stabilité du système lorsque celui-ci est posé. Elle forme en outre un plancher virtuel dans l'image virtuelle 3D. - l'angle aigu entre l'écran transparent et l'écran d'affichage du dispositif de communication est proche de 45°. Cet angle de 45° permet la visualisation de l'image virtuelle 3D par un utilisateur placé face à l'écran transparent. - l'écran transparent est apte à prendre une position intermédiaire dans laquelle ledit écran transparent forme un angle d'au moins 90° avec l'écran d'affichage, cette position intermédiaire assurant un usage classique du dispositif de communication. - il comporte au moins un système de liaison rotative monté entre le cadre articulé et le cadre de support et équipé d'au moins une butée assurant un positionnement du cadre articulé selon un angle aigu a. L'invention concerne également une coque de protection pour dispositif de communication mobile. Cette coque se caractérise par le fait qu'elle comporte un système de représentation en 3D d'une image 2D tel que décrit précédemment. Cette coque présente l'avantage, non seulement de protéger le dispositif de communication, mais également d'offrir une représentation virtuelle en 3D de l'image affichée sur l'écran dudit dispositif de communication. Cette coque de protection peut comporter des parois latérales formant un cadre de support sur lequel est monté, mobile en rotation, l'écran transparent du système de représentation en 3D. Cette coque se présente alors comme une coque à volet dont le volet présente une fonctionnalité d'afficheur d'image 3D. L'invention concerne également un dispositif de communication mobile comportant un écran d'affichage apte à afficher une image 2D et un système de représentation en 3D de l'image 2D tel que décrit précédemment. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes : - Les figures 1 et 2 représentent schématiquement le système de l'invention, monté sur un Smartphone, dans une position déployée ; - Les figures 3A et 3B représentent deux modes de réalisation du système de la figure 1 dans une position repliée ; - La figure 4 représente un schéma optique du principe de réflexion mis en oeuvre dans le système de l'invention ; - La figure 5 représente le système de la figure 1 dans une position intermédiaire de fonctionnement classique du téléphone mobile. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION L'invention concerne un système pour représenter en 3D une image affichée en 2D sur l'écran d'affichage d'un dispositif de communication. L'image 2D peut être une image provenant du réseau internet ou toute autre image susceptible d'être affichées sur un écran classique de dispositif de communication. Par un procédé de réflexion, connu sous le nom de Peppers'Ghost, le système de l'invention permet de représenter cette image 2D sous la forme d'une image virtuelle 3D. Un exemple du système de l'invention 20 monté sur un dispositif de communication 10 est représenté sur la figure 1. Plus précisément, cette figure 1 montre le système 20 de l'invention pendant qu'une image 2D est représentée en 3D, c'est-à-dire lorsque le système 20 est dans sa position déployée. Ce système 20 comporte un écran transparent 21 (ou foil, en termes anglo-saxons), mobile par rapport à l'écran d'affichage 11 du dispositif de communication 10. Cet écran transparent 21 est articulé autour de l'écran d'affichage 11 de façon à pouvoir être orienté obliquement par rapport audit écran d'affichage 11, suivant un angle aigu a. Cet angle aigu a est compris entre environ 40° et 55°. Il peut être, par exemple, d'environ 45°. L'écran transparent 21 est un écran réalisé dans un matériau semi transparent, c'est-à-dire un matériau qui, dans une première direction optique Dl, est apte à réfléchir au moins partiellement l'image 2D et, dans une seconde direction optique D2, est transparent et permet une vision à travers ledit écran. Le matériau dans lequel est fabriqué l'écran transparent 21 présente un indice de réfraction proche de celui du verre, par exemple, un indice de réfraction de 1,5. Des exemples de directions optiques Dl et D2 sont montrées sur la figure 4. Ces directions optiques varient en fonction de l'orientation de l'écran transparent 21, c'est-à-dire en fonction de la mesure de l'angle aigu a. Ainsi, le terme « écran transparent » inclut toute surface réfléchissante ou semi transparente assurant à la fois une réflexion de la lumière dans une direction optique et une transmission de la lumière dans une autre direction optique pour permettre la création d'une image virtuelle 3D suivant la technique du Pepper's Ghost. Comme expliqué sur la figure 4, l'orientation angulaire (angle aigu a) de l'écran transparent 21 assure la réflexion, sur ledit écran transparent 21, d'au moins une partie de l'image 2D affichée sur l'écran d'affichage 11. La vision de l'utilisateur U à travers ce même écran transparent 21 génère une image virtuelle 3D correspondant à l'image 2D affichée sur l'écran d'affichage 11. Cette image virtuelle 3D, référencée I sur les figures 1, 2 et 4, est une image sans support qui apparait à l'arrière de l'écran transparent 21, l'arrière étant la zone opposée à la zone où se situe l'utilisateur U. Cette image virtuelle 3D apparait dans l'espace E délimité par l'écran transparent 21. Sur les figures 1 et 2, l'image virtuelle 3D est schématisée par le personnage I. Comme le montre la figure 4, l'image 2D affichée sur l'écran d'affichage 11 se réfléchit sur l'écran transparent 21, suivant un angle droit (réflexion schématisée par les flèches en pointillés). L'oeil de l'utilisateur U voit cette image réfléchie à travers l'écran transparent 21 (suivant la direction D2 schématisée par une flèche en traits mixtes). Cette image réfléchie apparait alors perpendiculairement à la direction optique D2 derrière l'écran transparent 21. L'écran transparent 21 peut être une plaquette de verre ou une plaquette de plastique rigide, montée directement sur le boîtier du dispositif de communication 10 ou sur une coque de protection 30 au moyen d'un premier système de liaison rotative 24. La plaquette de verre ou de plastique peut également être montée à l'intérieur d'un cadre articulé 26. Dans ce cas, c'est le cadre articulé 26 qui est monté sur le dispositif de communication 10 ou sur la coque de protection 30 au moyen du système de liaison rotative 24. L'écran transparent 21 peut également être un film plastique, souple, tendu au sein d'une armature, comme montré sur la figure 2. Dans ce cas, l'armature constitue le cadre articulé 26. Dans la suite de la description, on considérera que l'écran transparent 21 est monté dans un cadre 26 articulé autour de l'écran d'affichage 11, étant entendu que l'écran transparent 21 peut aussi être articulé directement autour de l'écran d'affichage 11. Dans un mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 1 et 3, le système de l'invention 20 comporte en outre un cadre de support 22 sur lequel est monté le cadre articulé 26. Ce cadre de support 22 est un cadre, en métal ou en plastique, apte à être installé autour du boîtier du dispositif de communication 10 ou fixé sur une coque de protection 30, comme montré sur la figure 1. Le cadre de support 22 peut également faire partie intégrante d'une coque de protection 30 du dispositif de communication 10. Dans cette variante, le cadre de support 22 peut être constitué par les parois latérales de la coque qui entourent le dispositif de communication 10. Le cadre articulé 26 est alors directement monté sur la coque de protection 30 via la liaison rotative 24. Quelle que soit la variante (montage autour du dispositif de communication ou sur une coque), le cadre de support 22 assure un montage et un démontage aisés de l'ensemble du système 20. En outre, quelle que soit la variante, le cadre de support 22 est positionné dans un plan parallèle au plan de l'écran d'affichage 11. Le cadre articulé 26, monté rotatif autour du cadre de support 22 via un système de liaison rotative 24, est apte à être positionné de façon à former un angle aigu a par rapport au cadre de support 22. Le système de liaison rotative 24 reliant le cadre articulé 26 (équipé de l'écran transparent 21) au cadre de support 22 peut être, par exemple, une liaison pivot, une articulation de type charnière, ou tout autre liaison permettant une rotation autour d'un axe. Ce système de liaison rotative 24 comporte au moins une première butée assurant un positionnement de l'écran transparent 21 à un angle a par rapport au plan de l'écran d'affichage 11. Selon une variante de l'invention, le système de liaison rotative 24 peut comporter un dispositif de verrouillage apte à verrouiller le cadre articulé dans sa position déployée. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1 et 2, le système 20 comporte une embase 23. Cette embase 23 est une plaquette, par exemple en plastique, apte à former un socle pour l'ensemble constitué du système 20 et du dispositif de communication 10, ce socle offrant une stabilité à l'ensemble du système 20 et du dispositif de communication 10 lorsque celui-ci est posé dans la main de l'utilisateur ou sur un support tel qu'un meuble. Cette embase 23 forme en outre un sol ou plancher pour l'image virtuelle I, comme montré sur la figure 2 ou la figure 4. Les personnages de l'image virtuelle I semblent reposer sur sol constitué par l'embase 23. Il est à noter, toutefois, que l'absence d'une telle embase 23 n'empêche en rien la représentation de l'image virtuelle I, cette image I étant alors représentée sans support, c'est-à-dire sans fond ni plancher. Cette embase 23 est apte à recevoir, à une de ses extrémités, le cadre articulé 26, monté mobile en rotation sur ladite embase par l'intermédiaire d'un second système de liaison rotative 25. Le cadre articulé 26 est ainsi fixé, par une de ses extrémités, au cadre de support 22 et, par son extrémité opposée, à l'embase 23. Ainsi, lorsque le système 20 est dans sa position déployée, comme montré sur les figures 1 et 2, le cadre de support 22 et l'embase 23 sont dans des plans parallèles ; le cadre articulé 26 est positionné à l'oblique entre ces plans parallèles. Le système 20 a alors une forme en Z. Le second système de liaison rotative 25 peut être identique au premier système de liaison rotative 24. Comme le système de liaison rotative 24, le système de liaison rotative 25 peut comporter une butée assurant un positionnement suivant un angle (3, complémentaire de l'angle aigu a, du cadre articulé 26 par rapport à l'embase 23. Ce positionnement suivant l'angle (3 assure le parallélisme de l'écran d'affichage 11 avec l'embase 23. En outre, selon une variante de l'invention, le système de liaison rotative 25 peut comporter un dispositif de verrouillage apte à verrouiller le cadre articulé dans sa position déployée. Sur la figure 3A, on a représenté le système 20 des figures 1 et 2 lorsqu'il est dans une position repliée. Dans cette position repliée, le cadre articulé 26 forme un angle nul avec le cadre de support 22. Il forme également un angle nul avec l'embase 23. Le système 20 ainsi replié forme alors un capuchon positionné devant l'écran d'affichage 11 du dispositif de communication 10, protégeant ledit écran 11 d'éventuels coups ou chocs. Sur la figure 3B, on a représenté le système 20 de l'invention dans le mode de réalisation dans lequel la coque de protection 30 intègre le cadre de support 22. On comprend de ce qui précède que le système de l'invention présente plusieurs fonctions dépendantes de la position dudit système. Dans une position déployée du système 20, l'utilisateur peut visionner une représentation 3D de l'image affichée sur son dispositif de communication. Le système a alors une fonction d'afficheur d'image 3D. Dans une position repliée, le système 20 a une fonction de capuchon de protection de l'écran d'affichage 11. Ainsi, dans les modes de réalisation où le cadre de support 22 est monté sur une coque de protection 30 ou fait partie intégrante d'une coque de protection 30, le système de représentation 20 constitue un boîtier de protection du dispositif de communication 10 à l'intérieur duquel ledit dispositif de communication est inséré comme à l'intérieur d'une coque de protection munie d'un capuchon, le capuchon offrant en plus la fonctionnalité de représentation 3D. Les figures 1 à 3 décrites précédemment montrent le système de l'invention dans une position déployée et dans une position repliée. Le système 20 de l'invention comporte, de plus, une position intermédiaire dans laquelle le cadre articulé 26 est replié sur l'embase 23 et déplié du cadre de support 22 pour permettre un accès total au dispositif de communication 10. Dans cette position intermédiaire, l'angle (3, complémentaire de l'angle a, peut être un angle nul et l'angle a un angle droit ou un angle plat. Dans ce mode de réalisation, le système de liaison rotatif 24 reliant le cadre de support 22 et le cadre articulé 26 peut comporter une seconde butée assurant un positionnement particulier, par exemple à angle droit ou angle plat, du cadre articulé par rapport au cadre de support. La figure 5 représente un exemple du système de l'invention en position intermédiaire, dans le mode de réalisation où le cadre de support fait partie intégrante de la coque de protection 30. Comme le montre cette figure, le cadre articulé 26 et l'embase 23 forment ensemble un volet situé dans le prolongement du téléphone mobile 10. Le positionnement de ce volet 23/26 permet un accès aux fonctionnalités classiques du téléphone. Cette position intermédiaire permet que l'écran transparent 21 ne gêne nullement l'accès au dispositif de communication 10, notamment à l'écran d'affichage 11 lorsque celui-ci est un écran tactile. Dans cette position intermédiaire, l'utilisateur a accès à toutes les fonctionnalités classiques de son dispositif de communication 10. Ainsi, dans la variante où le cadre de support fait partie intégrante de la coque 30, le système de l'invention constitue une coque de protection à volet dont le volet a la particularité d'offrir, en plus de sa fonction de protection, une fonction d'afficheur d'image virtuelle 3D.10 REVENDICATIONS1 - Système de représentation en 3D d'une image affichée en 2D sur un écran d'affichage (11) d'un dispositif de communication mobile (10), caractérisé en ce qu'il comporte un écran transparent (21) apte à être articulé autour de l'écran d'affichage (11) du dispositif de communication et apte à prendre au moins : - une position déployée dans laquelle l'écran transparent (21) est orienté selon un angle aigu (a) par rapport audit écran d'affichage (11) de sorte qu'une image virtuelle en 3D (I), correspondant à l'image affichée en 2D, apparait en arrière de l'écran transparent, et - une position repliée dans laquelle l'écran transparent (21) est parallèle à l'écran d'affichage, formant une protection pour ledit écran d'affichage. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran transparent (21) est monté dans un cadre articulé (26), ledit cadre articulé étant mobile en rotation autour de l'écran d'affichage (11) du dispositif de communication (10). 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écran transparent (21) est un film plastique tendu sur une armature formant le cadre articulé (26). 4 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un cadre de support (22) apte à entourer au moins partiellement le dispositif de communication (10), le cadre articulé (26) étant monté mobile en rotation, par une première extrémité, autour dudit cadre de support. 5 - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une embase (23), située dans un plan parallèle à un plan du cadre de support (22) lorsque ledit système est en position déployée, le cadre articulé (26) étant monté, par une seconde extrémité, mobile en rotation autour de l'embase (23) de sorte que, en position déployée, le cadre de support, le cadre articulé et l'embase ont une forme en Z et, en position repliée, le cadre de support, le cadre articulé et l'embase forment un capuchon de protection de l'écran d'affichage (11). 6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'angle aigu (a) entre l'écran transparent (21) et l'écran d'affichage (11) du dispositif de communication est proche de 45°. 7 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écran transparent (21) est apte à prendre une position intermédiaire dans laquelle ledit écran transparent forme un angle d'au moins 90° avec l'écran d'affichage, cette position intermédiaire assurant un usage classique du dispositif de communication. 8 - Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système de liaison rotative (24) monté entre le cadre articulé (26) et le cadre de support (22) et équipé d'au moins une butée assurant un positionnement du cadre articulé selon l'angle aigu (a). 9 - Coque de protection (30) pour dispositif de communication mobile (10), caractérisée en ce qu'elle comporte un système (20) de représentation en 3D d'une image 2D selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10 - Coque de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'elle comporte des parois latérales formant un cadre de support (22) sur lequel est monté, mobile en rotation, l'écran transparent (21) du système de représentation en 3D. 11 - Dispositif de communication mobile comportant un écran d'affichage (11) apte à afficher une image 2D, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système (20) de représentation en 3D de l'image 2D selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.