Brevet FR3131782A1 — publié le 20230714

Dispositif d’affichage transparent L’invention concerne un dispositif permettant de visualiser un contenu affiché tout en permettant d’observer le paysage qui s’y trouve derrière. Il est constitué d’une multitude de guides lumineux (1) qui reçoivent de manière individuelle des rayons lumineux provenant de pixels lumineux d’un écran source (OLED, LCD…) (2), la lumière resort des guides par les extrémités opposés qui sont de hauteur variables afin de retransmettre l’information de manière verticale. Les plus longs guides se trouvant à l’arrière de l’écran alors que les plus courts sont face à l’observateur formant une surface en escalier. Un décalage de hauteur de guides sur une même ligne permet de la rendre plus transparente. Le dispositif est utile pour tout usages d’un écran d’affichage laissant l’opportunité d’y voir au travers (Publicité, télévisions, abris bus, etc...). Figure à publier pour l’abrégé : Figure 1 Écran d’affichage transparent La présente invention se situe dans le domaine des écrans d’affichage transparents et semi-transparents qui permettent la lecture simultanée des informations affichées et de l’environnement se trouvant à l’arrière de l’écran. La plupart des écrans utilisés au quotidien ne permettent pas de voir au travers, et d’afficher simultanément du contenu visuel. De plus les procédés qui permettent de combiner ces deux possibilités sont généralement basées sur les technologies « OLED » (Organic Light Emitting Diode) qui utilisent une matrice de pixels active sur la totalité de l’écran. Chaque pixel lumineux est activé électriquement ce qui nécessite un système de conducteurs, qui a tendance à assombrir l’écran de manière uniforme ainsi qu’à dénaturer les couleurs de l’image visible au travers de ce même écran. Le dispositif d’affichage de l’invention ne présente pas ces inconvénients et caractéristiques. L’ écran se compose d’une multitude de guides lumineux, transparents (par exemple des fibres optiques) et parallèles les un par rapport aux autres. Ils sont placés dans un milieu ayant un indice de réfraction notablement different de celui utilisée pour la matière qui façonne les guides (par exemple air et verre respectivement). Ainsi la lumière portant l’information issue des pixels d’un écran initial, composé d’une matrice de pixels lumineux (LCD, OLED, etc…) et gérés numériquement par un système de traitement de l’information programmable (ordinateur, smartphone, etc…) se trouvant raccordé individuellement à l’extrémité initiale des guides pourra se propager avec le minimum de pertes à l’intérieur des guides jusqu’aux extrémités opposées, ces dernières sont travaillées de telle sorte à ce que la lumière puisse en ressortir dans la direction de l’observateur. A titre d’exemple, non limitatif, cette extrémité peut être façonnée pour lui donner une forme de toit aux deux faces équivalentes et de préférence dépolies (différentes combinaisons de polissage peuvent également êtres envisagées) ces surfaces ont pour fonction de diffuser la lumière provenant du pixel de l’écran initial vers l’observateur. Cette forme en toit permet de faire ressortir la lumière de chaque coté de l’écran, les dimensions de ces deux surfaces sont variables en fonction des attentes du produit final, une petite surface permettra de concentrer la lumière dans un petit pixel, alors qu’une grande surface permettra la mise en place de pixels plus gros mais moins lumineux. Un autre exemple non limitatif de forme donnée aux extrémités sera celle d’un seul plan et incliné à 45°, la lumière circulant dans le guide frappe ainsi cette face avec un angle d’incidence i proche de 45°, supérieur à l’angle d’incidence limite il (sin il = n2/n1 , par exemple pour un verre d’indice de réfraction n2 = 1,6 dans l’air n1 =1, il = 38,7°). Il n’y a donc plus de réfraction mais une réflection totale sur cette face. La lumière du pixel est ainsi réfléchie vers la face opposée et réfractée (son nouvel angle d’incidence est alors proche de 0°). Il s’agit là de deux exemples non limitatifs de finitions pour les extrémités, mais d’autres sont réalisables en fonction des attentes du produit final souhaité, comme arrondi, polygonal, etc…L ‘essentiel étant qu’au moins un plan soit orienté en direction de l’observateur. Chacun des guides est de préférence de section rectangulaire de manière à les juxtaposer au mieux, limitant ainsi la perte d’espace. De hauteurs différentes les guides, les plus courts sont à l’avant, face à l’observateur, les plus longs sont positionnés à l’arrière de l’écran final formant ainsi une surface en escalier. Chacun des guides pourra être illuminé individuellement à partir des pixels lumineux de l’écran initial, permettant un affichage transposé vers l’écran final. Les pixels d’une même ligne de l’écran final sont décalés les uns par rapport aux autres, ce qui permet à une partie de la lumière provenant de l’environnement situé à l’arrière de traverser librement les guides par leur largeur vers l’observateur comme au travers d’une vitre, sans être déviés par les extrémités formant l’image transposée de l’écran initial. il faut prendre en compte la nécessité de réorganiser numériquement l’information transmise par les pixels lumineux afin que l’image affichée sur l’écran final puisse conserver sa lisibilité. Ceci permet l’obtention d’une meilleure image du paysage situé à l’arrière de l’écran, mais également l’augmentation de la hauteur général de l’écran final. Selon des modes particuliers de réalisation : Les guides peuvent avoir une forme de pyramide tronquée afin de rendre le dispositif d’affichage davantage transparent. Un revêtement peut être appliqué aux guides afin de leur donner certaines propriétés, comme : miroitement, filtre anti-uv, etc… Les guides peuvent être polarisant. Les guides peuvent être courbés. Une petite loupe peut être intégrée aux guides afin de focaliser la lumière à un endroit souhaité. La matière des guides peut être souple afin de rendre l’écran final flexible. La matière des guides peut être rigide afin de rendre l’écran final plus solide. Les extrémités des guides formant l’écran d’affichage final peuvent être travaillées de différentes manières (par exemple : forme de toit, plan à 45 degrés, arrondi, polygonale, etc…). Les extrémités des guides peuvent être dépolis ou polis. Les faces latérales des guides peuvent être polies ou dépolis et parallèles, croisés, etc... Les décalages des guides peuvent suivre différents motifs (par exemple : court, long, court, long, ou court, court, long, etc…). Enfermer l’écran d’affichage entre deux vitres est possible. L’ajout d’un écran tactile est possible. Une mise en symétrie de deux dispositifs d’affichage (ou plus) est possible afin d’agrandir la surface d’affichage. Il est possible d’inclure le dispositif des guides lumineux dans une matière d’inclusion, verre, résine, etc. Les dessins annexes illustrent l’invention : Représente le dispositif d’affichage composé des guides, séparé de son support émettant de la lumière grâce à un écran initial (LCD, OLED, etc…). Représente un guide lumineux façonné avec une extrémité en forme de toit et des faces latérales polies et parallèles. Représente des guides formant une ligne de pixels transposés vue de face et de profil. Représente des guides formant une colonne de pixels transposée vue de face et de profil. Représente un ensemble de lignes et de colonnes de pixels transposés. Représente un décalage des pixels transposés sur une même ligne. Reprend la avec l’ajout de plusieurs lignes. Représente une autre façon de donner à l’image se trouvant à l’arrière de l’écran moins d’opacité grâce à un décalage plus important des pixels transposés. Représente un observateur regardant le paysage au travers d’un dispositif de deux guides lumineux. Représente la mise en symétrie de deux dispositifs d’affichage vue de 3/4. Représente deux dispositifs d’affichage mis en symétrie vue de face. Représente l’usage d’une matière souple, rendant les guides flexibles, de loupes focalisantes et de guides en forme pyramidale tronquée (vue de face et de profil). En référence à ces dessins, le dispositif d’affichage comporte un ensemble de guides lumineux (1) qui se place sur un support (2) (par exemple un écran LCD, OLED ou même de smartphone) de type matrice composé d’autant de pixels lumineux qu’il y a de guides, les guides et les pixels lumineux du support doivent être raccordés les uns par rapport aux autres. Chacun des guides est de section rectangulaire (5) et dispose de deux extrémités (3 et 6) aux fonctions distinctes. La première (3) se place et s’adapte directement en face d’un pixel du support lumineux (2). Elle permet de faire entrer les rayons lumineux (4) dans le guide qui va les conduire jusqu’a l’extrémité opposée (6). Dans l’exemple non limitatif de la la lumière ressort du guide (9) par une extrémité en forme de toit composé de deux faces de préférence dépolies (7 et 8). Ceux deux faces peuvent être de dimensions variable afin de concentrer la lumière dans une petite surface ou au contraire dans une grande surface. Un pixel transposé est un pixel provenant du support lumineux (2) dont la lumière passe de l’extrémité (3) à la extrémité (6). En juxtaposant côte à côte plusieurs guides (10) de hauteurs similaires une ligne (11) de pixels transposée se forme. En superposant plusieurs guides (12) de hauteurs différentes une colonne (13) de pixels transposés se forme et en associant plusieurs colonnes et lignes de pixels transposés un affichage est possible en variant la luminosité et la couleurs des pixels de l’écran initial (2). Sur une même ligne de pixels transposés il est possible d’alterner les hauteurs des guides afin de permettre plus de transparence au dispositif d’affichage, cette action permet également d’agrandir la hauteur de l’écran d’affichage. Par exemple en alternant un guide long (14) et un guide plus court (15) selon les et un pixel transposé sur deux est remplacé par une zone transparente, dans l’exemple non limitatif de la il s’agit de deux pixels sur trois qui sont remplacés par une zone de transparence. Un équilibre entre transparence, résolution, hauteur/largeur de l’écran est à trouver en fonction des attentes du produit final. Les pixels transposés ne formant plus une ligne continue, une restructuration de l’image source au niveau des pixels de l’écran initial (2) est à prévoir afin de conserver la cohérence de l’image transposée. Un programme de restructuration de l’image source devra donc être réalisé. Une autre méthode consiste à donner un profilé plus fin aux extrémités finales par rapport aux extrémités qui reçoivent la lumière, ce en façonnant les guides en forme légèrement pyramidale tronquée (21) afin de concentrer la lumière dans un plus petit pixel et d’offrir plus d’espace entre chaque pixels transposés ce qui améliorait encore d’avantage la transparence général du dispositif. Selon la l’observateur (16) peut simultanément voir deux guides dont la lumière ressort (9) par les extrémités (6) et observer le paysage , situé à l’arrière, au travers des zones transparentes laissées libres par le décalage des guides. Une mise en symétrie (17) de deux (ou plus) systèmes d’affichages (guides lumineux (1) + écran initial (2)) permet d’agrandir la surface d’affichage, un petit espace (18) entre les deux systèmes est éventuellement à prévoir, celui-ci remplace une zone de transparence. Concernant les guides lumineux il est possible d’utiliser une matière souple rendant les guides flexibles (19). Les guides peuvent disposer de loupes (20) afin de focaliser la lumière en un endroit précis dans le guide. Le dispositif selon l’invention est destiné à tout usage d’un écran d’affichage comportant des qualités transparentes dans différents domaines comme le publicitaire, le médical, un smartphone, une télévision, les transports (par exemple, pour afficher les prochaines stations à même une vitre), etc… Dispositif d’affichage pour un écran transparent ou semi transparent caractérisé en ce qu’il comporte une multitude de guides lumineux et transparents raccordés individuellement à un pixel lumineux d’un écran initial composé d”une matrice de pixels lumineux gérés numériquement par un un système de traitement de l’information programmable. Les rayons de lumière parcourant les guides lumineux ressortent par l’extrémité opposée.. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les guides lumineux comportent des hauteurs différentes, les guides les plus courts étant ceux se trouvent à l’avent du dispositif et les plus haut étant ceux se trouvent à l’arrière du dispositif. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce les guides lumineux placés sur une même ligne de pixels soient alternés dans leurs hauteurs. Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les guides lumineux soient placés dans un milieu aillant un indice de réfraction différent de celui qui compose la matière transparente des guides. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les guides lumineux aient les extrémités opposées aux extrémités raccordés aux pixels lumineux comportant au moins un plan qui soit orienté vers l’observateur.