Brevet FR3016974A1 — publié le 20150731

Système de visualisation DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte au domaine des bornes de visualisation. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de visualisation apparenté aux théâtres optiques. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION De façon connue en soi, il existe des systèmes de visualisation pouvant être interactives, comprenant généralement au moins un périphérique permettant les interactions entre les bornes et les utilisateurs, et un périphérique d'affichage tridimensionnel. Les systèmes possédant ces caractéristiques le plus communément utilisés sont les théâtres optiques. Les théâtres optiques reposent sur la combinaison d'un système d'émission d'images et d'un miroir le plus souvent semi-réfléchissant, pour générer un effet de profondeur. Le théâtre optique consiste en un écran ou un vidéoprojecteur généralement placé dans le socle du théâtre optique, ce socle étant posé au sol et la surface d'émission de l'écran ou du vidéoprojecteur étant dans un plan horizontal. Un miroir sem i-réfléchissant est placé à 45° au dessus de l'écran ou du vidéoprojecteur, de sorte que la lumière provenant de l'écran ou du vidéoprojecteur puis réfléchie par le miroir se dirige parallèlement à un plan horizontal, l'image réfléchie étant alors dans le champ de vision d'un utilisateur. Une variante est de placer l'écran ou le vidéoprojecteur non pas dans le socle du théâtre mais au dessus du miroir, dans une coiffe prévue à cet effet. Ces théâtres optiques sont quelques fois munis de moyens d'interaction, par exemple un écran tactile, permettant à un utilisateur de contrôler le contenu émis par l'écran ou le vidéoprojecteur. Cependant, ces systèmes de l'art antérieur présentent plusieurs inconvénients diminuant la qualité de l'expérience de l'utilisateur et par conséquent de la visualisation. Le premier inconvénient est la difficulté rencontrée pour diminuer l'encombrement de la structure du théâtre, notamment de la coiffe lorsque l'écran est compris dans cette dernière. La diminution de l'épaisseur des écrans va aujourd'hui dans le sens d'un amincissement de la coiffe, mais cela au détriment de la puissance lumineuse disponible. De plus, l'électronique et le bloc d'alimentation sont souvent déportés, ajoutant des problèmes de mise en oeuvre. Un deuxième inconvénient concerne principalement les théâtres optiques dont les écrans sont compris dans la coiffe. Afin de masquer la surface d'émission de l'écran, il est nécessaire de contraindre l'utilisateur à regarder vers le bas. Autrement dit, le problème intervient lorsque la hauteur des yeux de l'utilisateur est sous l'horizon du théâtre : la surface d'émission de l'écran devient alors visible, ce qui bien entendu doit être évité. Compte tenu du premier et du second inconvénient, de nombreux systèmes de l'art antérieur proposent de supprimer la coiffe en plaçant systématiquement l'écran dans le socle. Mais un inconvénient similaire au deuxième inconvénient apparaît : si l'utilisateur observe l'intérieur du système de visualisation de trop haut, l'écran apparaît alors à l'utilisateur. Un troisième inconvénient concerne la luminosité ambiante, définie comme l'intensité lumineuse moyenne d'un environnement, par définition omnidirectionnelle. Tout comme pour un écran classique, il est nécessaire pour voir l'image projetée que sa lumière soit émise avec une intensité lumineuse supérieure à celle de la lumière ambiante. C'est pour cette raison que l'éclairage ambiant doit être très contrôlé en présence de théâtres optique, surtout quand ces derniers ne disposent pas de coiffe et sont donc plus exposés à la lumière ambiante. Un quatrième inconvénient concerne la luminosité provenant de l'arrière-plan. En effet, le spectateur visualise l'image projeté sur une vitre semiréfléchissante. Pour que l'utilisateur perçoive majoritairement la lumière provenant de l'image réfléchie, il est nécessaire que non seulement l'éclairage ambiant soit faible, mais également que très peu de lumière, comparativement à la luminosité de l'image réfléchie, proviennent du fond du théâtre, le miroir étant entre le spectateur et le fond. Une solution est de masquer totalement le fond en le remplaçant par un élément neutre, mais l'inconvénient est la perte de la notion de profondeur induite par la vision d'un environnement derrière la projection. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION La présente invention a donc pour objet de proposer un système de visualisation permettant de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur. L'invention propose un système de visualisation optimisant les conditions de visibilité pour n'importe quel utilisateur ou capteur d'image placé devant le système et apte à enregistrer l'image réfléchie. A cet effet, l'invention concerne un système de visualisation reposant sur un socle et comprenant : - un moyen d'émission apte à émettre au moins une image, tel un écran ou un vidéoprojecteur ; - un miroir maintenu sur le socle par des moyens de maintien et apte à réfléchir lesdites images émises par le moyen d'émission ; - des moyens de contrôle aptes à contrôler la diffusion des images émises par le moyen d'émission ; le système étant caractérisé en ce que le moyen d'émission est un écran à transflectif et/ou en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen de limitation de l'angle de vision apte à être disposé entre la surface d'émission du moyen d'émission d'images et le miroir, le plan du miroir et le plan de la surface d'émission du moyen d'émission formant un angle de sorte que la lumière des images réfléchies soit dirigée dans le champ de vision d'au moins un utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le moyen de limitation de l'angle de vision est un filtre de confidentialité. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le moyen d'émission est un écran à haute luminosité. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le miroir est un miroir sem i-réfléchissant. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le moyen d'émission est placé dans le socle du système, le miroir étant positionné au dessus du moyen d'émission de sorte que la lumière des images réfléchies soient dirigée dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le moyen d'émission est disposé au dessus du miroir. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le système comprend une coiffe apte à recouvrir le système. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que le moyen de limitation de l'angle de vision réduit l'angle de vision dudit moyen d'émission d'une valeur comprise entre 10° et 40° autour de l'axe médian perpendiculaire à la surface d'émission du moyen d'émission, préférentiellement entre 15° et 30°. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce qu'il comprend un écran transparent apte à produire un masque des images émises par le moyen d'émission, l'écran transparent étant solidaire du socle via des moyens de maintien, et disposé entre l'arrière plan du système et le miroir, de sorte que le plan de réflexion de la surface d'émission du moyen d'émission par rapport au miroir soit au plus prêt du plan de la surface de l'écran transparent, et de sorte que les images réfléchies et le masque soient superposés dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que l'écran transparent est un écran passif. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que l'écran transparent est un écran émissif. Selon une autre particularité, le système de visualisation est caractérisé en ce que les moyens de contrôle sont aptes à être accessible à un utilisateur pour être manipulés par l'utilisateur de manière à interagir avec le dispositif io d'émission d'images. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure la représente un système de visualisation de l'art antérieur 15 avec un écran dans le socle ; La figure lb représente un système de visualisation de l'art antérieur avec un écran dans une coiffe ; Les figures 2a et 2b représentent un système de visualisation selon l'invention avec un filtre de confidentialité ; 20 La figure 3a représente un système selon l'invention illustrant la lumière de l'arrière plan transmise et la lumière de l'image réfléchie ; La figure 3b représente un système de visualisation selon l'invention munie d'un écran transparent. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE 25 L'INVENTION En référence aux figures 1 à 3, l'invention va maintenant être décrite. Dans un mode de réalisation, le système de visualisation comprend un socle (1) reposant sur le sol. Le système comprend un moyen d'émission (2) apte à émettre au moins une image et/ou au moins une vidéo. Par exemple et de manière non limitative, ce moyen d'émission (2) est un écran de type plasma, LCD, ou bien OLED. Dans un mode de réalisation, le système de visualisation comprend un miroir (3) apte à réfléchir les images et/ou vidéos, émises (40) par le moyen d'émission (2), dans le champ de vision d'un utilisateur ou bien d'un système comprenant au moins un capteur d'images. Dans un mode de réalisation, afin que le miroir réfléchisse l'intégralité des images émises (40) par le moyen d'émission (2), ledit miroir (3) est plus grand que le moyen d'émission. On définit le champ de vision comme un cône dont la base est dirigée vars le système de visualisation. Préférentiellement, le miroir (3) est semiréfléchissant de manière à permettre à la lumière de l'arrière plan (60) provenant du fond du système de visualisation d'être transmise. Par exemple et de manière non limitative, ce miroir transmet 60% et réfléchit 40% de la lumière qu'il reçoit. Cette lumière de l'arrière plan transmise (61) est donc captée par l'utilisateur et/ou au moins un capteur d'images en même temps que la lumière des images réfléchies (41), ce qui apporte une notion de profondeur induite par la visualisation de l'environnement provenant de l'arrière plan. Le miroir (3) et le moyen d'émission (2) sont orientés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que la lumière provenant de l'image réfléchie (41) soit dirigée dans le champ de vision d'au moins un utilisateur utilisant le système de visualisation, et/ou d'au moins un capteur d'images placé devant le système de visualisation. Dans un mode de réalisation, lorsque le moyen d'émission est compris dans le socle du système (1) de visualisation, le miroir (3) est maintenu par des moyens de maintien au dessus du moyen d'émission (2) de façon à former un angle ((3) avec un plan parallèle au plan de la surface d'émission du moyen d'émission (2), de sorte que la lumière provenant de l'image réfléchie (41) se dirige vers les yeux de l'utilisateur et/ou vers les capteurs d'images. Préférentiellement, cet angle ((3) est de 45° de manière à éviter toute déformation de l'image réfléchie (41). Dans un mode de réalisation, la surface d'émission du moyen d'émission (2) est dans un plan horizontal, et la lumière provenant de l'image réfléchie (41) se dirige parallèlement à un plan horizontal vers les yeux de l'utilisateur et/ou vers les capteurs d'images. Ce mode de réalisation suppose que les yeux d'un utilisateur et/ou les capteurs d'images soient placés à la même hauteur que le miroir (3) du système de visualisation. Dans un mode de réalisation alternatif, le système de visualisation est incliné de sorte que la surface d'émission du moyen d'émission (2) est inclinée. Ainsi, la lumière provenant de l'image réfléchie (41) ne se dirige pas parallèlement à un plan horizontal. Ainsi, les images produites et réfléchies (41) par un système de visualisation dont le miroir (3) est placé à une hauteur différente des yeux d'un utilisateur ou d'au moins un capteur d'images, seront vues et/ou enregistrées de manière optimale. Dans un mode de réalisation alternatif, le moyen d'émission (2) est disposé au dessus du miroir (3) de façon à former un angle ((3') avec un plan parallèle au plan de la surface d'émission du moyen d'émission (2), de sorte que la lumière provenant de l'image réfléchie (41) se dirige vers les yeux de l'utilisateur et/ou vers les capteurs d'images. Préférentiellement, cet angle est de 45° de manière à éviter toute déformation de l'image. Le moyen d'émission (2) est par exemple recouvert d'une coiffe (5) apte à recouvrir le système de visualisation et permettant de cacher le moyen d'émission (2) aux utilisateurs et/ou aux capteurs d'images. Dans un mode de réalisation, le système de visualisation comprend des moyens de contrôle, par exemple des moyens informatiques compris dans le socle du système de visualisation, aptes à contrôler la diffusion des images et/ou des vidéos émises (40) par le moyen d'émission (2). Dans un mode de réalisation, ces moyens de contrôle comprennent un dispositif d'interaction apte à être manipulé par un utilisateur du système de visualisation, de sorte que l'utilisateur puisse au moins partiellement contrôler la diffusion des images et/ou des vidéos (40) provenant du moyen d'émission (2). Par exemple et de manière non limitative, le dispositif d'interaction comprend un écran tactile permettant par l'affichage d'objets tactiles, comme par exemple et de manière non limitative une rose des vents ou un cercle d'orientation, afin de faire varier l'orientation d'une image représentant un objet, une oeuvre d'art, de manière à pouvoir être observé sous tous les angles. Dans un mode de réalisation, de manière à faciliter le masquage du moyen d'émission (2) du système de visualisation, un moyen de limitation de l'angle de vision, par exemple et de manière non limitative un filtre de confidentialité, est ajouté et disposé entre la surface du moyen d'émission (2) et le miroir (3). Ce moyen de limitation de l'angle de vision permet de réduire l'angle de vision (a) dudit moyen d'émission. Dans un mode de réalisation, l'angle de vision est défini par l'angle solide formé autour de l'axe médian du moyen d'émission (2), cet axe médian étant perpendiculaire à la surface d'émission du moyen d'émission (2). Dans un mode de réalisation alternatif, l'angle de vision est défini par un tronc de pyramide dont la grande base est dirigée dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou des capteurs d'images. Ainsi, au delà d'un certain angle dépendant des caractéristiques du moyen de limitation de l'angle de vision, la lumière émise (40) par le moyen d'émission (2) est drastiquement réduite, incitant fortement l'utilisateur à maintenir son champ de vision dans cette fenêtre angulaire prédéterminée. Par exemple et de manière non limitative, cet angle (a) est compris entre 10° et 40°, préférentiellement entre 15° et 30°. De cette manière, le regard de l'utilisateur s'éloigne peu du centre du système de visualisation, ce qui lui permet de visualiser uniquement l'image réfléchie (41) par le miroir et non pas les images (40) directement émises par le moyen d'émission (2). L'homme du métier comprend par ailleurs que pour une expérience de visualisation optimale, il faut que l'angle solide de vision (a) du système de visualisation soit inclus dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou des capteurs d'images. Cette solution consistant à ajouter un moyen de limitation de l'angle de vision permet d'intégrer le moyen d'émission (2) dans le socle (1) sans que l'utilisateur ne soit tenté de regarder le système de visualisation de trop haut, l'empêchant ainsi de détecter ledit moyen d'émission (2). Ainsi, la structure de la coiffe (5) peut alors être allégée, voire supprimée. Dans un autre mode de réalisation, le moyen d'émission (2) est un écran à haute luminosité, dont l'intensité lumineuse des images émises est presque toujours supérieure à la luminosité ambiante. De manière connue en soit, l'intensité de la lumière émise par les écrans les plus utilisés par l'homme du métier est comprise entre 500 et 800 candelas. Les écrans à haute luminosité émettent de la lumière à une intensité lumineuse supérieure à 800 candelas, par exemple comprise entre 800 et 1000 candelas, voire bien au-delà de 1000 candelas. Cependant, ces écrans à haute luminosité, qui de plus nécessitent des systèmes de refroidissement perfectionnés et performants, consomment beaucoup d'énergie. Dans un mode de réalisation alternatif, le moyen d'émission (2) est un écran dit translectif. Les écrans transflectifs sont des écrans hybrides à la fois émissifs et réflectifs. En plus d'un rétro-éclairage leur conférant leur propriété d'émissivité, les écrans transflectifs possèdent des miroirs leur permettant d'exploiter la lumière environnante en réflexion. Ainsi, le bilan lumineux de ces écrans est tel que la luminosité finale envoyée par l'écran (2) est presque toujours supérieure à la luminosité incidente, provenant de l'environnement. Ces écrans sont bien connus de l'homme du métier et sont souvent utilisés dans les endroits souvent exposés à des sources de lumière puissantes, comme la lumière du soleil. L'utilisation d'un écran transflectif dans le système de visualisation de l'invention permet donc de moins se soucier de la luminosité environnante. Dans un mode de réalisation alternatif, il est possible d'utiliser un écran hybride à haute luminosité, muni de miroirs leur permettant d'exploiter la lumière environnante en réflexion. Le système de visualisation comprend alors un écran transflectif à haute luminosité. Avantageusement, il est possible de disposer entre la surface d'émission de l'écran (2) et le miroir un moyen de limitation de l'angle de vision, par exemple un filtre de confidentialité. Un tel mode de réalisation permet d'améliorer la luminosité de l'écran (2) tout en incitant l'utilisateur à orienter son regard de manière à n'observer que l'image réfléchie (41) par le miroir semi- réfléchissant (3) sans apercevoir le moyen d'émission (2), optimisant ainsi les conditions de visibilité du système de visualisation. Dans un mode de réalisation, le système de visualisation comprend un écran transparent (7), par exemple solidaire du socle via des moyens de maintien, et disposé au fond du système de visualisation, c'est-à-dire que le miroir semi-réfléchissant (3) est placé entre l'utilisateur et l'écran transparent (7), de sorte que le plan de réflexion (20), par rapport au miroir (3), de la surface d'émission du moyen d'émission soit au plus prêt du plan de la surface d'émission de l'écran transparent (7). Ce type d'écran est connu de l'homme du métier et permet la production d'une image tout en visualisant l'arrière-plan. Dans un mode de réalisation, cet écran (7) est passif et associé à une source lumineuse. Cette source lumineuse peut être artificielle, ou naturelle. Dans ce dernier cas, la lumière provenant de l'arrière-plan fait office de source lumineuse. Dans un mode de réalisation alternatif, cet écran (7) est émissif et dispose de sa propre source lumineuse. Dans un mode de réalisation, cet écran transparent (7) sera programmé pour produire un masque (70) des zones non noires de l'image et/ou de la vidéo émise (40) par le moyen d'émission (2). Dans un mode de réalisation, le masque est une réplique en noir des zones non noires de l'image et/ou de la vidéo émise (40). Dans un mode de réalisation alternatif, cette réplique (70) est en niveaux de gris ou en couleurs. Le masque (70) et les images réfléchies (41) sont superposées dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou des capteurs d'image disposé devant le système de visualisation, de sorte que l'image et/ou la vidéo réfléchie (41) bénéficie d'un fond, ce fond étant noir, gris ou coloré, sans pour autant que ne soit masqué l'arrière plan. Ainsi, cette réplique (70) des zones non noires de l'image et/ou de la vidéo émise (40) forme un masque dynamique qui viendra se caler, du point de vue de l'utilisateur et/ou des capteurs d'images, exactement sur les images réfléchies (41) par le miroir semi-réfléchissant (3). Ainsi, la luminosité finale perçue par l'utilisateur et/ou au moins un capteur d'images provient majoritairement de l'image réfléchie (41), et la notion de profondeur induite par la vision de la lumière transmise de l'arrière- plan est conservée, puisque l'écran transparent (7) permet de visualiser, au-delà de la réplique en noir, l'environnement situé derrière le miroir semiréfléchissant (3). Bien entendu, cet écran transparent (7) peut être utilisé en combinaison avec l'écran transflectif (2) et/ou le moyen de limitation de l'angle de vision, de manière à optimiser au maximum l'expérience de visualisation fournie par le système de visualisation. L'utilisation combinée de ces différents moyens techniques offrent des effets techniques synergiques contribuant à résoudre le problème technique consistant à optimiser les conditions de visibilité pour n'importe quel utilisateur ou capteur d'image placé devant le système et apte à enregistrer l'image réfléchie. Mais l'homme du métier gardera en tête qu'il pourra utiliser les différents moyens techniques de l'invention indépendamment les uns des autres, en fonction de l'environnement dans lequel le système de visualisation se trouve. La présente demande décrit diverses caractéristiques techniques et avantages en référence aux figures et/ou à divers modes de réalisation. L'homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d'un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques d'un autre mode de réalisation à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné ou qu'il ne soit évident que ces caractéristiques sont incompatibles. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS1. Système de visualisation reposant sur un socle (1) et comprenant : - un moyen d'émission (2) apte à émettre au moins une image (40), tel un écran ou un vidéoprojecteur, - un miroir (3) maintenu sur le socle (1) par des moyens de maintien et apte à réfléchir lesdites images émises (40) par le moyen d'émission (2), - des moyens de contrôle aptes à contrôler la diffusion des images émises par le moyen d'émission, le système étant caractérisé en ce que le moyen d'émission (2) est un écran transflectif et/ou en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen de limitation de l'angle de vision (a) apte à être disposé entre la surface d'émission du moyen d'émission d'images (2) et le miroir (3), le plan du miroir et le plan de la surface d'émission du moyen d'émission (2) formant un angle ((3) de sorte que la lumière des images réfléchies soit dirigée dans le champ de vision d'au moins un utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. 2. Système de visualisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de limitation de l'angle de vision est un filtre de confidentialité. 3. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce que le moyen d'émission (2) est un écran à haute luminosité. 4. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir (3) est un miroir sem i-réfléchissant. 5. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'émission (2) estplacé dans le socle (1) du système, le miroir (3) étant positionné au dessus du moyen d'émission (2) de sorte que la lumière des images réfléchies (41) soient dirigée dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. 6. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen d'émission (2) est disposé au dessus du miroir (3). 7. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système comprend une coiffe (5) apte à recouvrir le système. 8. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de limitation de l'angle de vision réduit l'angle de vision (a) dudit moyen d'émission d'une valeur comprise entre 10° et 40° autour de l'axe médian perpendiculaire à la surface d'émission du moyen d'émission (2), préférentiellement entre 15° et 30°. 9. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un écran transparent (7) apte à produire un masque (70) des images émises par le moyen d'émission (2), l'écran transparent (7) étant solidaire du socle via des moyens de maintien, et disposé tel que le miroir (3) se trouve entre ledit écran transparent (7) et l'utilisateur et/ou les capteurs d'images, de sorte que le plan de réflexion (20) de la surface d'émission du moyen d'émission (2) par rapport au miroir (3) soit au plus prêt du plan de la surface de l'écran transparent (7), et de sorte que les images réfléchies (41) et le masque (70) soient superposés dans le champ de vision de l'utilisateur et/ou d'au moins un capteur d'images. 10. Système de visualisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écran transparent (7) est un écran passif. 11. Système de visualisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'écran transparent (7) est un écran émissif. 12. Système de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de contrôle sont aptes à être accessible à un utilisateur pour être manipulés par l'utilisateur de manière à interagir avec le dispositif d'émission d'images (2).