EP3022602A1 - Écran diffuseur transmissif anti-tavelure - Google Patents

Écran diffuseur transmissif anti-tavelure

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EP3022602A1
EP3022602A1 EP14790132.6A EP14790132A EP3022602A1 EP 3022602 A1 EP3022602 A1 EP 3022602A1 EP 14790132 A EP14790132 A EP 14790132A EP 3022602 A1 EP3022602 A1 EP 3022602A1
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EP
European Patent Office
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screen
micro
structuring
support
screen according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14790132.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Stéphane Getin
Umberto Rossini
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G03B21/62—Translucent screens

Definitions

  • the present application relates to a transmissive diffuser screen, for example for a retropro ection display device.
  • the retropro ection display devices are advantageously compatible with different back-projection supports, also called screens.
  • they are compatible with curved back projection supports or complex shapes.
  • These devices are therefore particularly suitable for providing information in vehicle interiors, for example automobiles.
  • rear-projection display devices can be for example integrated at the center console of a passenger compartment or above this central console.
  • these devices must be relatively compact and be directional enough to avoid projections in the direction of the vehicle.
  • reflective elements such as the windshield or side windows.
  • these devices must ensure the production of a light output stream sufficient to avoid readability problems when the vehicle is placed under a high brightness of illumination, for example from the sun.
  • a cap is generally provided above the display screens in vehicle cockpits.
  • this solution is not suitable for the integration of a screen over a large area, for example at the center console of the vehicle.
  • An object of an embodiment is to provide a transmissive diffuser screen adapted to be integrated in a retropro ection display device overcoming all or part of the disadvantages of known devices.
  • an embodiment provides a transmissive diffusing screen comprising a transparent support, a first face of the support being covered with a first diffusive microstructuring, and a second face of the support being covered with an optical focusing structure whose surface is covered by a second diffusive micro-structuration.
  • the optical focusing structure is a Fresnel lens.
  • the second micro ⁇ diffusive structure is defined on the surface of each of convex portions of the Fresnel lens.
  • the focusing structure is attached to the support using an adhesive.
  • the support, the optical focusing structure, the first diffusive micro-structuring and the second diffusive micro-structuring are defined in a single block.
  • the first micro ⁇ diffusive structure and the second diffusive microstructuring consist films reported surface, respectively, of the first face of the support and of the focusing optical structure.
  • the optical focusing structure has a focal length of between 200 and 400 mm.
  • Another embodiment provides a retropro ection device comprising a screen of the aforementioned type.
  • Another embodiment provides a central console of a vehicle, comprising a retropro ection device of the aforementioned type.
  • FIG. 1 illustrates a portion of a dashboard of a vehicle, for example an automobile
  • Figure 2 illustrates a rear projection display device
  • FIG. 3 illustrates a portion of a transmissive diffuser screen and a disadvantage of such a device
  • FIG. 4 illustrates a portion of a transmissive diffuser screen according to one embodiment
  • FIG. 5 illustrates the operation of the device of FIG. 4.
  • FIG. 1 illustrates a portion of the front of the passenger compartment of a vehicle, for example a car.
  • a central console 10 comprising a plurality of sections 12, each section comprising either information display screens or buttons.
  • the central console 10 further comprises an upper portion comprising a cavity at the bottom of which is provided a display screen 14. The cavity is surmounted by a cap 16.
  • the transmissive diffuser screen proposed here is particularly suitable for use in an over-the-air display device instead of the screen 14 or screens placed at the level of sections 12 of the central console 10, or replacing all sections of the center console, without the use of a cap, the device being provided in a directional enough direction not to project information to the windshield or side windows and also being bright enough to be readable when the screen is reached by parasitic ambient light rays, for example from the sun.
  • the transmissive diffuser screen proposed here can have a curved shape and thus be integrated into the cabin, and in particular in the center console, without “seams", ie in one block on the front of the console Central.
  • FIG. 2 illustrates a rear-projection display device comprising a transmissive diffuser screen that can be used in the vehicle passenger compartment of a vehicle, for example at the center console thereof.
  • the device comprises a housing 20 in which are integrated projection elements of the rear projection device.
  • the housing 20 is defined by two first substantially parallel walls, 22 and 24, two second walls substantially parallel to each other. the other 26 and 28, and a third wall 29.
  • the walls 26 and 28 form a non-straight angle with the walls 22 and 24 and, more particularly, the angle between the wall 26 and the wall 22 is an obtuse angle and the angle between the wall 22 and the wall 28 is an acute angle.
  • the wall 29 is perpendicular to the walls 22 and 24 and is positioned between the walls 24 and 26.
  • the wall 24 is slightly shorter than the wall 22 and the wall 26 is slightly shorter than the wall 28 in the plane of FIG. 2 .
  • the housing 20 comprises an outlet opening in the wall 22 in which is positioned a transmissive diffuser screen 30, for example a holographic diffuser screen.
  • the screen 30 allows the transmission of rays that reach the side of the inside of the housing 20 towards the outside of the housing 20 with a slight diffusion of these rays.
  • a laser projector 36 for example a pico-pro ector forming an image by scanning a beam laser, is positioned substantially at the angle between the walls 24 and 29.
  • the scanning is for example obtained by means of a rotating mirror, for example according to a technology known in the art by the acronym DLP, of the English “Digital Light Processing” meaning "digital processing of light”.
  • the laser source 36 is positioned to illuminate the mirror 34, that the beam reflected by the mirror 34 reaches the mirror 32, and that the beam reflected by the mirror 32 reaches the transmissive holographic diffuser 30. As shown in FIG. As shown in FIG.
  • the source 36 can be rotatably mounted in at least two axes so as to be able to scan the entire surface of the holographic diffuser 30, by means of successive reflections on the mirrors 34 and 32.
  • the positioning of the mirror 32 relative to the transmissive holographic diffuser 30, at an acute angle, allows the realization of a projection without deformation (a square gives a square). This constraint imposes that the mirror 32 is placed relatively facing the transmissive holographic diffuser.
  • Figure 3 illustrates a portion of a conventional transmissive diffuser screen and a disadvantage of such a screen.
  • the diffuser screen comprises a blade 40 on one side of which are provided diffusing micro-structuring 42 ensuring diffusion of the light beams reaching them.
  • the micro-structures 42 are placed on the blade 40 on the exit face thereof, that is to say on the unlit side.
  • a laser beam 44 thus reaches the blade 40 on the face opposite to that containing the microstructures 42.
  • the laser beam is diffused by the microstructures 42, which forms a multitude of diffused beams 46 at the output of the blade.
  • FIG. 3 On the right of Figure 3 is illustrated an observation screen 48 placed behind the screen.
  • a curve 51 in full line illustrates the light intensity received at the observation screen 48.
  • this curve is quite irregular.
  • the irregularity of the beam coming from the diffuser screen comes from the fact that the laser beams have a strong coherence.
  • the coherent light wave strikes the rough surface 42 of the diffuser, it is diffracted and the produced diffracted beams, which can be optically associated with secondary light sources, interfere with each other. This phenomenon is called scab ("speckle").
  • transmissive diffusing screens in which the coherence, and therefore the phenomena of scab, are attenuated to obtain a figure of intensity such as that shown in dotted line in the curve 53 in FIG. a curve with a general Gaussian shape giving a "smooth" appearance to the projected image.
  • transmissive diffuser screen comprising various elements ensuring the removal of a large part of scab phenomena and ensuring diffusion in a controlled direction.
  • Figure 4 illustrates a portion of a transmissive diffuser screen according to one embodiment.
  • the screen comprises a transparent plate 50 on one side of which are provided diffusing microstructures 52 ensuring a scattering of rays.
  • the face on which the microstructures are provided is the face intended to be placed on the side of the observer, ie the exit face of the transmissive diffuser screen.
  • a focusing optical structure 54 On the input face of the screen, that is to say opposite the micro-structures 52, is provided a focusing optical structure 54, in the example shown a Fresnel lens 54.
  • This lens whose object focus is located at the laser source 36 (see Figure 2) allows the rectification of incident light beams arriving on the screen in non-normal directions to it in a normal direction.
  • micro-structuring 56 At the surface of the different portions of the Fresnel lens are also provided micro-structuring 56 ensuring diffusion.
  • Micro-structures 56 may be present on all areas of the Fresnel lens in contact with the light beam. In the example shown, the micro-structuring 56 are not formed on the flanks of the Fresnel lens normal to the blade 50. Alternatively, micro ⁇ structuring 56 could be formed on the flanks of the Fresnel lens normal to the blade 56.
  • FIG. 5 illustrates the operation of the transmissive diffuser screen of FIG. 4.
  • This figure illustrates a first light beam 60 coming from the laser source 36 at the surface of the transmissive diffusing screen according to a normal at its surface.
  • the light beam 60 reaches the micro-structured surface 56 of the Fresnel lens 54.
  • the micro-structuring 56 involves the scattering of the light beam 60, which forms a set of light beams 62 from several secondary sources within the blade 50.
  • the light beams 62 reach the micro ⁇ structuring 52 on the output face of the diffuser screen, they are diffused again into a set of beams 64.
  • the micro-structuring 56 therefore involves the formation of several secondary sources 62 whose beams, after diffusion on the micro-structuring 52, have an attenuated coherence. Indeed, the beams 62 travel distances in the blade 50 distinct, which cancels at least largely the spatial coherence of the different beams from micro-structuring 52. Thus, at the output of the device, the beam obtained substantially has a intensity of the shape of that of the curve 53 of FIG. In FIG. 5, a second light beam 66 is illustrated, this beam 66 reaching the surface of the transmissive diffuser screen with a non-zero incidence angle.
  • the beam 66 is scattered at the level of the micro-structuring 56 to form beams 68 in the blade 50, and the beams 68 diffuse again at the level of the micro-structuring 52 to to form a set of output beams 70.
  • the use of the Fresnel lens 54 allows the straightening of the beam 66 towards an observer placed on the side of the output face of the device.
  • the rectification of the incident beam appears even more clearly for an even more oblique beam 72 which provides diffused beams 74-76 having the same respective orientations as the beams 62-64 and 68-70.
  • the beam from the moving laser 36 scans the entire surface of the transmissive diffuser screen at distinct angles of incidence.
  • the use of the Fresnel lens thus allows a recovery of the rays, while ensuring a good control of the diffusion.
  • the micro-structuring 56 is preferably constituted by a holographic-type diffuser which makes it possible to control the angles for which the light is diffused, these angles corresponding to the width at half-height of the diffusion indicator.
  • the micro-structures 52 and 56 may consist of holographic films formed on the surface, respectively of the blade 50 and the Fresnel lens 54, surmounted by a metallization.
  • Such micro ⁇ structures are known and marketed by the company Luminit.
  • the micro-structures can be obtained by molding or by printing. These micro-structures are pseudo-random in nature.
  • the mold or printing pattern can be obtained by recording a scab image by a holographic method.
  • the characteristic sizes of these microstructures are for example an average pitch of about 1 to 200 ⁇ m, and a depth (or height of the growths) of about 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the screen of Figure 4 can be assembled of various shapes.
  • it may consist of a single transparent block on which, on one side, a Fresnel lens and the micro-structures 56 and on the other side, the micro-structures 52 are defined.
  • the micro-structures 52 and 56 may also themselves be in the form of films respectively reported on the surface of the Fresnel lens and on the surface of the central transparent strip.
  • a Fresnel lens 54 on the surface of the blade makes it easy to obtain a lens having a focal length of between 200 and 400 mm, for example of the order of 300 mm, while presenting a clutter relatively reduced (for example with a pitch of the order of 0.2 to 0.3 mm).
  • the optical focusing structure is a Fresnel lens. It will be noted that this lens may be replaced by any optical focusing device, the micro-structuring 56 then being defined on the surface of this optical focusing device.

Landscapes

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Abstract

Écran diffuseur transmissif comprenant un support transparent (50), une première face du support étant recouverte d'une première micro-structure diffusive (52), et une seconde face du support étant recouverte d'une structure optique de focalisation (54) dont le foyer objet est disposé au niveau d'une source (36) d'éclairement de l'écran et dont la surface est recouverte d'une deuxième micro-structure diffusive (56).

Description

ECRAN DIFFUSEUR TRANSMISSIF ANTI -TAVELURE
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR13/56950 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente demande concerne un écran diffuseur transmissif, par exemple pour un dispositif d'affichage en rétropro ection .
Exposé de l'art antérieur
Les dispositifs d'affichage en rétropro ection sont avantageusement compatibles avec différents supports de rétropro ection, encore appelés écrans. Notamment, ils sont compatibles avec des supports de rétroprojection courbes ou de formes complexes. Ces dispositifs sont donc particulièrement adaptés à la fourniture d'informations dans des habitacles de véhicules, par exemple des automobiles. En effet, des dispositifs d'affichage en rétroprojection peuvent être par exemple intégrés au niveau de la console centrale d'un habitacle automobile ou encore au-dessus de cette console centrale.
Cependant, des contraintes importantes existent sur des dispositifs intégrés dans des habitacles de véhicules : ces dispositifs doivent notamment être relativement compacts et être assez directionnels pour éviter des projections en direction d'éléments réfléchissants tels que le pare-brise ou les vitres latérales. En outre, ces dispositifs doivent assurer la production d'un flux lumineux en sortie suffisant pour éviter des problèmes de lisibilité lorsque le véhicule est placé sous un éclairement de luminosité importante, par exemple en provenance du soleil .
Pour limiter des problèmes de lisibilité, on prévoit généralement une casquette au-dessus des écrans d'affichage dans des habitacles de véhicule. Cependant, cette solution n'est pas adaptée à l'intégration d'un écran sur une surface importante, par exemple au niveau de la console centrale du véhicule.
Résumé
Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un écran diffuseur transmissif adapté à être intégré dans un dispositif d'affichage en rétropro ection palliant tout ou partie des inconvénients des dispositifs connus.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un écran diffuseur transmissif comprenant un support transparent, une première face du support étant recouverte d'une première micro- structuration diffusive, et une seconde face du support étant recouverte d'une structure optique de focalisation dont la surface est recouverte d'une deuxième micro-structuration diffusive .
Selon un mode de réalisation, la structure optique de focalisation est une lentille de Fresnel.
Selon un mode de réalisation, la deuxième micro¬ structuration diffusive est définie sur la surface de chacune des portions bombées de la lentille de Fresnel.
Selon un mode de réalisation, la structure de focalisation est rapportée sur le support à l'aide d'une colle.
Selon un mode de réalisation, le support, la structure optique de focalisation, la première micro-structuration diffusive et la deuxième micro-structuration diffusive sont définies dans un bloc unique. Selon un mode de réalisation, la première micro¬ structuration diffusive et la deuxième micro-structuration diffusive sont constituées de films rapportés en surface, respectivement, de la première face du support et de la structure optique de focalisation.
Selon un mode de réalisation, la structure optique de focalisation présente une distance focale comprise entre 200 et 400 mm.
Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif de rétropro ection, comprenant un écran du type susmentionné.
Un autre mode de réalisation prévoit une console centrale d'un véhicule, comprenant un dispositif de rétropro ection du type susmentionné.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 illustre une portion d'un tableau de bord d'un véhicule, par exemple une automobile ;
la figure 2 illustre un dispositif d'affichage en rétroprojection ;
la figure 3 illustre une portion d'un écran diffuseur transmissif et un inconvénient d'un tel dispositif ;
la figure 4 illustre une portion d'un écran diffuseur transmissif selon un mode de réalisation ; et
la figure 5 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 4.
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des systèmes optiques, les diverses figures ne sont pas tracées à 1 ' échelle . Description détaillée
La figure 1 illustre une portion de l'avant de l'habitacle d'un véhicule, par exemple une voiture. Dans cette figure est représentée une console centrale 10 comprenant plusieurs sections 12, chaque section comprenant soit des écrans d'affichage d'informations, soit des boutons. La console centrale 10 comprend en outre une portion supérieure comprenant une cavité au fond de laquelle est prévu un écran d'affichage 14. La cavité est surmontée d'une casquette 16.
L'écran diffuseur transmissif que l'on propose ici est particulièrement adapté à être utilisé dans un dispositif d'affichage par rétropro ection en remplacement au choix de l'écran 14 ou des écrans placés au niveau des sections 12 de la console centrale 10, ou en remplacement de l'ensemble des sections de la console centrale, sans utilisation de casquette, le dispositif étant prévu de façon assez directionnelle pour ne pas projeter d'informations à destination du pare-brise ou des fenêtres latérales et étant en outre assez lumineux pour être lisible lorsque l'écran est atteint par des rayons lumineux ambiants parasites, par exemple en provenance du soleil.
En outre, l'écran diffuseur transmissif proposé ici peut avoir une forme courbe et ainsi être intégré dans l'habitacle, et notamment dans la console centrale, sans "coutures", c'est à dire en un seul bloc en façade de la console centrale.
La figure 2 illustre un dispositif d'affichage en rétroprojection comprenant un écran diffuseur transmissif susceptible d'être utilisé dans l'habitacle automobile d'un véhicule, par exemple au niveau de la console centrale de celui- ci.
Le dispositif comprend un boîtier 20 au sein duquel sont intégrés des éléments de projection du dispositif de rétroprojection. Dans l'exemple représenté, le boîtier 20 est défini par deux premières parois sensiblement parallèles, 22 et 24, deux deuxièmes parois sensiblement parallèles l'une à l'autre 26 et 28, et une troisième paroi 29. Les parois 26 et 28 forment un angle non droit avec les parois 22 et 24 et, plus particulièrement, l'angle entre la paroi 26 et la paroi 22 est un angle obtu et l'angle entre la paroi 22 et la paroi 28 est un angle aigu. La paroi 29 est perpendiculaire aux parois 22 et 24 et est positionnée entre les parois 24 et 26. La paroi 24 est légèrement moins longue que la paroi 22 et la paroi 26 est légèrement moins longue que la paroi 28 dans le plan de la figure 2.
Le boîtier 20 comprend une ouverture de sortie dans la paroi 22 dans laquelle est positionné un écran diffuseur transmissif 30, par exemple un écran diffuseur holographique. L'écran 30 permet la transmission des rayons qui l'atteignent du côté de l'intérieur du boîtier 20 vers l'extérieur du boîtier 20 avec une légère diffusion de ces rayons.
A l'intérieur du boîtier sont prévus deux miroirs plans réfléchissants 32 et 34 positionnés respectivement le long de la paroi 28 et de la paroi 26. Un projecteur laser 36, par exemple un pico-pro ecteur formant une image par balayage d'un faisceau laser, est positionné sensiblement à l'angle entre les parois 24 et 29. Dans le projecteur 36, le balayage est par exemple obtenu par le biais d'un miroir tournant, par exemple selon une technologie désignée dans la technique par le sigle DLP, de l'anglais "Digital Light Processing" signifiant "traitement numérique de la lumière". La source laser 36 est positionnée de façon à éclairer le miroir 34, que le faisceau réfléchi par le miroir 34 atteigne le miroir 32, et que le faisceau réfléchi par le miroir 32 atteigne le diffuseur holographique transmissif 30. Comme cela est représenté dans l'exemple de la figure 2, la source 36 peut être montée mobile en rotation selon au moins deux axes de façon à pouvoir balayer l'ensemble de la surface du diffuseur holographique 30, par l'intermédiaire des réflexions successives sur les miroirs 34 et 32. Le positionnement du miroir 32 par rapport au diffuseur holographique transmissif 30, selon un angle aigu, permet la réalisation d'une projection sans déformation (un carré donne un carré) . Cette contrainte impose que le miroir 32 soit placé relativement face au diffuseur holographique transmissif.
La figure 3 illustre une portion d'un écran diffuseur transmissif classique et un inconvénient d'un tel écran.
L'écran diffuseur comprend une lame 40 sur une face de laquelle sont prévues des micro-structurations diffusantes 42 assurant une diffusion des faisceaux lumineux les atteignant. Généralement, les micro-structurations 42 sont placées sur la lame 40 sur la face de sortie de celle-ci, c'est-à-dire sur la face non éclairée. Un faisceau laser 44 atteint donc la lame 40 sur la face opposée à celle contenant les micro-structurations 42. Le faisceau laser est diffusé par les micro-structurations 42, ce qui forme une multitude de faisceaux diffusés 46 en sortie de la lame.
Sur la droite de la figure 3 est illustré un écran d'observation 48 placé derrière l'écran. Une courbe 51 en trait plein illustre l'intensité lumineuse reçue au niveau de l'écran d'observation 48.
Comme on peut le voir en figure 3, cette courbe est assez irrégulière. L'irrégularité du faisceau issu de l'écran diffuseur vient du fait que les faisceaux laser présentent une forte cohérence. Lorsque l'onde lumineuse cohérente frappe la surface rugueuse 42 du diffuseur, celle-ci est diffractée et les faisceaux diffractés produits, que l'on peut optiquement associer à des sources lumineuses secondaires, interfèrent entre eux. Ce phénomène est appelé tavelure (en anglais "speckle").
Pour limiter des phénomènes de tavelure, il est connu d'utiliser des diffuseurs mobiles, par exemple tournants ou mobiles en translation. En choisissant une fréquence de mouvement supérieure à la persistance rétinienne, l'oeil moyenne ainsi les figures de tavelure. Cependant, l'utilisation de pièces mobiles pour l'entraînement de l'écran, notamment dans le cas d'un écran de grande taille tel que celui proposé dans l'application ci-dessus, implique une augmentation importante du coût du dispositif, tout en en augmentant l'encombrement et en diminuant la fiabilité de celui-ci.
Ainsi, on cherche à former des écrans diffuseurs transmissifs dans lesquels la cohérence, et donc les phénomènes de tavelure, sont atténués pour obtenir une figure d'intensité telle que celle illustrée en pointillé dans la courbe 53 en figure 3, c'est-à-dire une courbe présentant une forme générale de gaussienne, donnant un aspect "lisse" à l'image projetée.
En outre, notamment pour des applications telles que celles proposées en relation avec la figure 1, il est nécessaire de prévoir des écrans diffusifs dont la diffusion est contrôlée spatialement, pour éviter des projections dans des directions non désirées. Notamment, dans le cas de l'application dans une console d'un véhicule, il est nécessaire d'éviter des projections en direction de surfaces réfléchissantes telles que le pare-brise ou les vitres latérales.
Ainsi, pour pallier à tout ou partie des inconvénients des lames diffusantes classiques, on prévoit ici un écran diffuseur transmissif comprenant différents éléments assurant la suppression d'une grande partie des phénomènes de tavelure et assurant une diffusion dans une direction contrôlée.
La figure 4 illustre une portion d'un écran diffuseur transmissif selon un mode de réalisation.
L'écran comprend une lame transparente 50 sur une face de laquelle sont prévues des micro-structurations diffusantes 52 assurant une diffusion des rayons. La face sur laquelle sont prévues les micro-structurations est la face destinée à être placée du côté de l'observateur, c'est à dire la face de sortie de l'écran diffuseur transmissif. Sur la face d'entrée de l'écran, c'est-à-dire à l'opposé des micro-structurations 52, est prévue une structure optique de focalisation 54, dans l'exemple représenté une lentille de Fresnel 54. Cette lentille dont le foyer objet est situé au niveau de la source laser 36 (voir figure 2) permet le redressement de faisceaux lumineux incidents arrivant sur l'écran dans des directions non normales à celui-ci vers une direction normale. En surface des différentes portions de la lentille de Fresnel sont également prévues des micro-structurations 56 assurant une diffusion. Les micro-structurations 56 peuvent être présentes sur toutes les zones de la lentille de Fresnel en contact avec le faisceau lumineux. Dans l'exemple représenté, les micro-structurations 56 ne sont pas formées sur les flancs de la lentille de Fresnel normaux à la lame 50. A titre de variante, des micro¬ structurations 56 pourraient être formées sur les flancs de la lentille de Fresnel normaux à la lame 56.
La figure 5 illustre le fonctionnement de l'écran diffuseur transmissif de la figure 4. Dans cette figure est illustré un premier faisceau lumineux 60 arrivant de la source laser 36 en surface de l'écran diffuseur transmissif selon une normale à sa surface. Le faisceau lumineux 60 atteint la surface micro-structurée 56 de la lentille de Fresnel 54. La micro- structuration 56 implique la diffusion du faisceau lumineux 60, ce qui forme un ensemble de faisceaux lumineux 62 issus de plusieurs sources secondaires à l'intérieur de la lame 50. Lorsque les faisceaux lumineux 62 atteignent la micro¬ structuration 52 sur la face de sortie de l'écran diffuseur, ils se diffusent de nouveau en un ensemble de faisceaux 64.
La micro-structuration 56 implique donc la formation de plusieurs sources secondaires 62 dont les faisceaux, après diffusion sur la micro-structuration 52, présentent une cohérence atténuée. En effet, les faisceaux 62 parcourent des distances dans la lame 50 distinctes, ce qui annule au moins en grande partie la cohérence spatiale des différents faisceaux issus de la micro-structuration 52. Ainsi, en sortie du dispositif, le faisceau obtenu présente sensiblement une intensité de la forme de celle de la courbe 53 de la figure 3. En figure 5, un deuxième faisceau lumineux 66 est illustré, ce faisceau 66 atteignant la surface de l'écran diffuseur transmissif avec un angle d'incidence non nul. De la même façon que pour le faisceau 60, le faisceau 66 se trouve diffusé au niveau de la micro-structuration 56 pour former des faisceaux 68 dans la lame 50, et les faisceaux 68 diffusent de nouveau au niveau de la micro-structuration 52 pour former un ensemble de faisceaux de sortie 70. L'utilisation de la lentille de Fresnel 54 permet le redressement du faisceau 66 en direction d'un observateur placé du côté de la face de sortie du dispositif. Le redressement du faisceau incident apparaît encore plus nettement pour un faisceau encore plus oblique 72 qui fournit des faisceaux diffusés 74-76 ayant les mêmes orientations respectives que les faisceaux 62-64 et 68-70.
L'utilisation cumulée de la lentille de Fresnel et des deux micro-structurations, sur la face d'entrée et la face de sortie de l'écran diffuseur, assure ainsi une bonne focalisation des faisceaux lumineux incidents, limite les phénomènes de tavelures, tout en assurant la fonction principale de la lame, à savoir la diffusion du faisceau incident.
Lorsque l'écran de la figure 4 est utilisé en remplacement de l'écran 30 de la figure 2, le faisceau issu du laser mobile 36 balaye l'ensemble de la surface de l'écran diffuseur transmissif selon des angles d'incidence distincts. L'utilisation de la lentille de Fresnel permet ainsi un redressement des rayons, tout en assurant un bon contrôle de la diffusion.
On notera que la micro-structuration 56 est préféren- tiellement constituée d'un diffuseur de type holographique qui permet de contrôler les angles pour lesquels la lumière est diffusée, ces angles correspondant à la largeur à mi-hauteur de l'indicatrice de diffusion. On notera également que l'angle de diffusion de la micro-structuration 56 est choisi de telle manière que le faisceau ainsi diffusé d'un angle Θ produise une tache image sur la face de sortie de la lame 50, située à une distance e de la surface d'entrée de la lame 50, compatible avec la résolution r souhaitée, c'est-à-dire satisfaisant à l'équa¬ tion : r = 2.e.tan(9/2) .
A titre d'exemple, les micro-structurations 52 et 56 peuvent être constituées de films holographiques formés en surface, respectivement de la lame 50 et de la lentille de Fresnel 54, surmontés d'une métallisation. De telles micro¬ structurations sont notamment connues et commercialisées par la société Luminit.
Les micro-structurations peuvent être obtenues par moulage ou par impression. Ces micro-structurations sont de nature pseudo-aléatoires. A titre d'exemple, le moule ou le motif d'impression peuvent être obtenus en enregistrant par un procédé holographique une image de tavelure. Les tailles caractéristiques de ces micro-structurations sont par exemple un pas moyen d'environ 1 à 200 um, et une profondeur (ou hauteur des excroissances) d'environ 0,5 à 5 um.
On notera que l'écran de la figure 4 peut être assemblé de diverses formes. Notamment, il peut être constitué d'un unique bloc transparent sur lequel, d'un côté, on définit une lentille de Fresnel et les micro-structurations 56 et, de l'autre côté, les micro-structurations 52. On peut également prévoir de rapporter, par exemple à l'aide d'une colle transparente, une lentille de Fresnel sur laquelle sont formées les micro-structurations 56 sur une lame transparente, la seconde face de la lame transparente étant micro-structurée . Enfin, les micro-structurations 52 et 56 peuvent également elle- même être sous forme de films rapportés respectivement en surface de la lentille de Fresnel et en surface de la lame transparente centrale.
En outre, la formation d'une lentille de Fresnel 54 en surface de la lame permet aisément l'obtention d'une lentille présentant une distance focale comprise entre 200 et 400 mm, par exemple de l'ordre de 300 mm, tout en présentant un encombrement relativement réduit (par exemple avec un pas de l'ordre de 0,2 à 0, 3 mm) .
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on a proposé dans les figures un écran diffuseur dans lequel la structure de focalisation optique est une lentille de Fresnel . On notera que cette lentille pourra être remplacée par tout dispositif optique de focalisation, la micro-structuration 56 étant alors définie sur la surface de ce dispositif optique de focalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ecran diffuseur transmissif comprenant un support transparent (50) , une première face du support étant recouverte d'une première micro-structuration diffusive (52) , et une seconde face du support étant recouverte d'une structure optique de focalisation (54) dont le foyer objet est disposé au niveau d'une source (36) d' éclairement de l'écran et dont la surface est recouverte d'une deuxième micro-structuration diffusive (56) .
2. Ecran selon la revendication 1, dans lequel la structure optique de focalisation (54) est une lentille de
Fresnel .
3. Ecran selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la source (36) d' éclairement de l'écran est une source laser de balayage de l'écran.
4. Ecran selon la revendication 2, dans lequel la deuxième micro-structuration diffusive (56) est définie sur la surface de chacune des portions bombées de la lentille de Fresnel (54) .
5. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la structure de focalisation (54) est rapportée sur le support (50) à l'aide d'une colle.
6. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le support (50) , la structure optique de focalisation (54) , la première micro-structuration diffusive (52) et la deuxième micro-structuration diffusive (56) sont définies dans un bloc unique.
7. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la première micro-structuration diffusive (52) et la deuxième micro-structuration diffusive (56) sont constituées de films rapportés en surface, respectivement, de la première face du support (50) et de la structure optique de focalisation (54) .
8. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la structure optique de focalisation (54) présente une distance focale comprise entre 200 et 400 mm.
9. Dispositif de rétropro ection, comprenant un écran selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Console centrale d'un véhicule, comprenant un dispositif de rétropro ection selon la revendication 9.
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