FR2939523A1 - PROJECTION INSTALLATION AND PROJECTION METHOD FOR DISPLAYING INFORMATION IN A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Installation de projection pour générer une image virtuelle comprenant une première surface d'affichage (11, 21) pour générer une image intermédiaire réelle et une optique de formation d'image (3) pour diriger la lumière de l'image intermédiaire réelle sur une surface de réfléchissante (4) permettant de générer une image virtuelle, une seconde surface d'affichage (12, 27) pour générer une image intermédiaire réelle et par une installation de commutation optique (13, 24) qui fournit au choix la lumière de la première surface d'affichage (11, 21) ou celle de la seconde surface d'affichage (12, 27) sur l'optique de formation d'image (3), le chemin optique entre la première surface d'affichage (11, 21) et l'optique de formation d'image (3) et celle entre la seconde surface d'affichage (12, 27) et l'optique de formation d'image (3) étant de longueurs différentes.A projection apparatus for generating a virtual image including a first display surface (11, 21) for generating a real intermediate image and an image forming optics (3) for directing the light of the actual intermediate image onto a surface reflective means (4) for generating a virtual image, a second display surface (12, 27) for generating a real intermediate image and an optical switching facility (13, 24) which provides the light of the first the display surface (11, 21) or that of the second display surface (12, 27) on the imaging optics (3), the optical path between the first display surface (11, 21) ) and the image forming optics (3) and the one between the second display surface (12, 27) and the image forming optics (3) being of different lengths.
Description
1 Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de projection pour générer une image virtuelle comprenant une première surface d'affichage pour générer une image intermédiaire réelle et une optique de formation d'image pour diriger la lumière de l'image intermédiaire réelle sur une surface de réflexion permettant de générer une image virtuelle. L'invention concerne également un procédé de projection et l'application de l'installation de projection ou du procédé de projection à un véhicule automobile pour générer une image virtuelle devant le véhicule. Etat de la technique Selon le document DE 43 19 904 Al, on connaît déjà un appareil de signalisation servant à indiquer une information dans un véhicule automobile. L'appareil avertisseur ou de signalisation, comporte un moyen d'affichage, par exemple sous la forme d'un écran à cristaux liquides LCD sur lequel on affiche une image. L'information représentée sur l'afficheur est formée comme image virtuelle dans la zone de visibilité du pare-brise du véhicule. L'information est appliquée au pare-brise avec une échelle qui augmente en fonction de l'intensité d'avertissement ou de signalisation à percevoir. L'afficheur comporte à cet effet un système de lentilles et la variation d'échelle de l'image représentant l'information, s'obtient par déplacement du système de lentilles par rapport à l'afficheur ou par un décalage à l'intérieur des lentilles du système de lentilles. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne une installation de projection du type défini ci-dessus, caractérisée par une seconde surface d'affichage pour générer une image intermédiaire réelle et une installation de commutation optique qui fournit au choix la lumière de la première surface d'affichage ou celle de la seconde surface d'affichage à l'optique de formation d'image, le chemin optique entre la première surface d'affichage et l'optique de formation d'image et celui entre la seconde surface d'affichage et l'optique de formation d'image étant de longueurs différentes. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a projection apparatus for generating a virtual image comprising a first display surface for generating a real intermediate image and an image forming optics for directing the light of the actual intermediate image. on a reflection surface for generating a virtual image. The invention also relates to a projection method and the application of the projection installation or the projection method to a motor vehicle for generating a virtual image in front of the vehicle. STATE OF THE ART According to DE 43 19 904 A1, a signaling apparatus is already known for indicating information in a motor vehicle. The warning or signaling device comprises a display means, for example in the form of an LCD liquid crystal display on which an image is displayed. The information represented on the display is formed as a virtual image in the area of visibility of the windshield of the vehicle. The information is applied to the windshield with a scale that increases according to the intensity of warning or signaling to be perceived. The display comprises for this purpose a lens system and the scaling of the image representing the information, is obtained by moving the lens system relative to the display or by an offset within the lenses. lenses of the lens system. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The present invention relates to a projection installation of the type defined above, characterized by a second display surface for generating a real intermediate image and an optical switching installation which provides the light of the first display surface or that of the second display surface to the imaging optics, the optical path between the first display surface and the imaging optics and that between the second display surface the display and the imaging optics being of different lengths.
2 La transmission de l'image intermédiaire générée par les surfaces d'affichage respectives, vers l'optique de formation d'image, constitue ainsi une installation de commutation optique. Du fait des chemins optiques différents, il est possible, en particulier pour des surfaces d'affichage de forme pratiquement identique, de générer une image virtuelle qui aura, pour l'observateur, une taille différente et/ou apparaîtra à une distance différente. Cela permet d'une manière simple et rapide et avec un encombrement faible, de commuter entre des représentations différentes d'une image virtuelle. De plus, on peut utiliser la même optique de formation d'image pour des images virtuelles différentes. Suivant un développement avantageux, une installation de source lumineuse fournit, au choix, la lumière à la première surface d'affichage ou à la seconde surface d'affichage. Avec une installation de source lumineuse, cette caractéristique permet de générer à la fois l'image intermédiaire réelle sur la première surface d'affichage et l'image intermédiaire réelle sur la seconde surface d'affichage. En outre, de manière avantageuse, l'installation de commutation optique commute non seulement la lumière fournie à l'optique de formation d'image par la seconde image réelle, au choix, mais de façon correspondante, l'installation de commutation optique fournit la lumière de l'installation de source lumineuse commune, à la première ou, à la seconde surface d'affichage. Il suffit d'une unique installation de commutation optique pour commuter l'éclairage des surfaces d'affichage et générer l'image intermédiaire réelle ainsi que pour diriger au choix la lumière sur l'optique de formation d'image par les surfaces d'affichage respectives. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'installation de commutation optique est réalisée pour transmettre la lumière ayant une première direction de polarisation et réfléchir la lumière ayant une seconde direction de polarisation. En modifiant la polarisation linéaire de la lumière fournie par l'installation de la source lumineuse, cela permet de commuter entre l'utilisation de la première surface d'affichage dans le chemin optique pour générer l'image virtuelle et l'utilisation de la seconde surface d'affichage dans le chemin optique The transmission of the intermediate image generated by the respective display surfaces to the imaging optics thus constitutes an optical switching installation. Due to the different optical paths, it is possible, in particular for display surfaces of substantially identical shape, to generate a virtual image which will have, for the observer, a different size and / or appear at a different distance. This allows a simple and fast manner and with a small footprint, to switch between different representations of a virtual image. In addition, the same imaging optics can be used for different virtual images. According to an advantageous development, a light source installation optionally provides light to the first display surface or the second display surface. With a light source installation, this feature makes it possible to generate both the actual intermediate image on the first display surface and the actual intermediate image on the second display surface. Further, advantageously, the optical switching facility not only switches the light supplied to the imaging optics by the second real image, as desired, but correspondingly, the optical switching facility provides the light of the common light source installation, at the first or, second display surface. A single optical switching facility is sufficient to switch the illumination of the display surfaces and to generate the actual intermediate image as well as to direct the light on the imaging optics by the display surfaces as desired. respectively. According to another advantageous characteristic, the optical switching installation is designed to transmit the light having a first direction of polarization and to reflect the light having a second direction of polarization. By modifying the linear polarization of the light provided by the installation of the light source, it makes it possible to switch between the use of the first display surface in the optical path to generate the virtual image and the use of the second display surface in the optical path
3 pour générer l'image virtuelle grâce à une commutation simple. En particulier, le dispositif de commutation ne comporte pas lui-même de pièce mécanique. De façon caractéristique, l'installation de commutation optique comporte un miroir semi-transparent qui réfléchit ou transmet la lumière en fonction de sa direction de polarisation, et des moyens sont prévus pour modifier la direction de polarisation de la lumière fournie par l'installation de source lumineuse pour qu'en fonction de la direction de polarisation de la lumière émise, la lumière soit dirigée au choix sur la première surface d'affichage ou sur la seconde surface d'affichage. De façon avantageuse, les surfaces d'affichage comportent chacune un film de retard pour produire la rotation optique de 90° de la polarisation de la lumière pour l'image sur la surface d'affichage. 3 to generate the virtual image through simple switching. In particular, the switching device does not itself comprise a mechanical part. Typically, the optical switching facility includes a semitransparent mirror that reflects or transmits light according to its polarization direction, and means are provided to change the polarization direction of the light provided by the lightning installation. light source so that depending on the direction of polarization of the light emitted, the light is directed optionally on the first display surface or on the second display surface. Advantageously, the display surfaces each include a delay film to produce the 90 ° optical rotation of the light polarization for the image on the display surface.
En d'autres termes, chacune des surfaces d'affichage comporte un film de retard assurant la rotation optique de la polarisation pour qu'après une réflexion sur la surface d'affichage et le second passage à travers le film de retard, la direction de polarisation de la lumière à polarisation linéaire, appliquée à la surface d'affichage, sera tournée de 90°. Au cas où la lumière est d'abord réfléchie sur l'installation de déviation optique, elle sera transmise après réflexion sur la surface d'affichage. De façon correspondante, et de manière inverse, la lumière transmise avant réflexion sera maintenant réfléchie. Cela simplifie la construction de l'installation de projection. In other words, each of the display surfaces comprises a delay film providing the optical rotation of the polarization so that after a reflection on the display surface and the second pass through the retardation film, the direction of linear polarization light polarization, applied to the display surface, will be rotated 90 °. In the event that the light is first reflected on the optical deflection device, it will be transmitted after reflection on the display surface. Correspondingly, and inversely, the light transmitted before reflection will now be reflected. This simplifies the construction of the projection installation.
Il est en outre avantageux de prévoir au moins un afficheur à cristaux liquides sur l'installation de source lumineuse pour modifier la direction de polarisation de la lumière émise en fonction de la commande. L'utilisation d'un afficheur à cristaux liquides évite des composants mécaniques mobiles pour influencer la direction de polarisation de la lumière émise. En outre, de manière avantageuse, l'installation de source lumineuse comporte au moins un laser et une unité de déviation correspondante pour la détection de l'image intermédiaire réelle. Un laser constitue une source lumineuse particulièrement intense. En outre, on peut concevoir des lasers avec un alignement approprié pour It is furthermore advantageous to provide at least one liquid crystal display on the light source installation for modifying the direction of polarization of the light emitted as a function of the control. The use of a liquid crystal display avoids moving mechanical components to influence the direction of polarization of the emitted light. Furthermore, advantageously, the light source installation comprises at least one laser and a corresponding deflection unit for detecting the actual intermediate image. A laser is a particularly intense light source. In addition, lasers with appropriate alignment can be designed for
4 fournir de la lumière polarisée. En utilisant de la lumière polarisée, selon un développement de l'installation de projection, on évite des polarisateurs supplémentaires qui absorbent une partie de la lumière émise par la source lumineuse. 4 provide polarized light. Using polarized light, according to a development of the projection installation, it avoids additional polarizers that absorb some of the light emitted by the light source.
Il est en outre avantageux de réaliser au moins une surface d'affichage sous la forme d'un réseau à microlentilles car cela permet une représentation avec des pertes particulièrement réduites de l'image intermédiaire réelle sur une surface d'affichage. Les réseaux à microlentilles ont en outre l'avantage d'éviter les perturbations produites par les interférences dans la projection par laser, à savoir les speckles. L'invention concerne également un procédé de projection pour générer une image virtuelle, selon lequel on génère une image intermédiaire réelle sur une première surface d'affichage et on l'applique par une optique de formation d'image sur une surface réfléchissante permettant de générer l'image virtuelle. Une installation de commutation optique fournit la lumière à la première surface d'affichage ou à une seconde surface d'affichage pour générer une image intermédiaire réelle. Le chemin optique entre la première surface d'affichage et l'optique de formation d'image et celui entre la seconde surface d'affichage et l'optique de formation d'image, étant de longueurs différentes. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma de principe d'une installation générant une image virtuelle en représentant le tracé des rayons lumineux, - la figure 2 montre la construction de principe d'une installation de projection selon l'invention montrant le tracé des rayons lumineux, - les figures 3 et 4 montrent chacune un exemple de réalisation d'une installation de projection selon l'invention dans deux états différents, - la figure 5 montre une installation de source lumineuse d'une installation de projection selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation de projection pour représenter une image virtuelle. La représentation d'images virtuelles peut servir à différentes applications. Toutefois, son utilisation est 5 particulièrement avantageuse dans un véhicule, car cela permet de générer une image virtuelle 1 qui semble flotter devant le véhicule pour un observateur installé dans le véhicule, notamment le conducteur. Pour percevoir le contenu en information de l'image, il n'est pas nécessaire, au conducteur, de détourner son regard des évènements de la circulation devant le véhicule. De plus, pour le conducteur l'image virtuelle semble se trouver à une distance qui se situe de préférence au-delà de l'espace proche de ses yeux. Ainsi, avec une conception appropriée de l'installation de projection, on génère une image virtuelle 1 qui peut sembler flotter par exemple à 8 mètres devant le véhicule. Le conducteur, n'a plus besoin d'accommoder sur la zone proche pour lire une information, par exemple sur le tableau de bord du véhicule ; il peut rester accommodé sur la zone éloignée pendant la conduite et le conducteur peut en même temps recevoir l'information correspondante représentée dans l'image virtuelle 1. It is furthermore advantageous to provide at least one display surface in the form of a microlens array since this allows a representation with particularly reduced losses of the actual intermediate image on a display surface. Microlens arrays also have the advantage of avoiding the disturbances produced by the interferences in the laser projection, namely speckles. The invention also relates to a projection method for generating a virtual image, wherein a real intermediate image is generated on a first display surface and applied by image forming optics to a reflective surface for generating the virtual image. An optical switching facility provides light to the first display surface or a second display surface to generate a real intermediate image. The optical path between the first display surface and the image forming optics and that between the second display surface and the image forming optics are of different lengths. Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail with the aid of embodiment examples shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 shows a block diagram of an installation generating a virtual image by representing the drawing of the light rays, - figure 2 shows the principle construction of a projection installation according to the invention showing the trace of the light rays, - figures 3 and 4 each show an embodiment of a projection installation according to the invention. the invention in two different states, - Figure 5 shows a light source installation of a projection installation according to the invention. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows a projection installation for representing a virtual image. The representation of virtual images can be used for different applications. However, its use is particularly advantageous in a vehicle, since it makes it possible to generate a virtual image 1 which seems to float in front of the vehicle for an observer installed in the vehicle, in particular the driver. To perceive the information content of the image, it is not necessary for the driver to look away from traffic events in front of the vehicle. In addition, for the driver the virtual image seems to be at a distance that is preferably beyond the space close to his eyes. Thus, with an appropriate design of the projection installation, a virtual image 1 is generated which may appear to float, for example, 8 meters in front of the vehicle. The driver, no longer needs to accommodate on the near area to read information, for example on the dashboard of the vehicle; it can remain accommodated on the remote area while driving and the driver can at the same time receive the corresponding information shown in virtual image 1.
Dans le mode de réalisation présenté, on génère tout d'abord une image intermédiaire 2, réelle dont la lumière est transmise à une optique de formation d'image constituée par une optique à miroir 3 dans l'exemple de réalisation présenté. On utilise de préférence un miroir asphérique installé dans le tableau de bord du véhicule. On peut également utiliser une autre optique de formation d'image. L'installation qui génère l'image intermédiaire réelle ainsi que l'optique de formation d'image 3, font partie d'une installation de projection dont la lumière est appliquée à une surface réfléchissante appropriée du véhicule. Selon le premier mode de réalisation, la surface réfléchissante est par exemple un dispositif de combinaison. Un dispositif de combinaison est constitué ici par une plaque de renvoi au moins partiellement transparente qui dévie la lumière en direction de l'observateur. Dans le mode de réalisation présenté, la lumière est fournie directement au pare-brise 4 qui réfléchit au moins partiellement la lumière incidente arrivant sur le pare-brise constitué par une surface vitrée. Le mode de In the embodiment shown, an intermediate image 2 is first generated, the actual light of which is transmitted to an image forming optics constituted by a mirror optic 3 in the embodiment shown. An aspherical mirror installed in the dashboard of the vehicle is preferably used. Another imaging optics can also be used. The installation that generates the actual intermediate image as well as the imaging optics 3, are part of a projection installation whose light is applied to a suitable reflective surface of the vehicle. According to the first embodiment, the reflecting surface is for example a combination device. A combination device is constituted here by an at least partially transparent deflection plate which deflects the light in the direction of the observer. In the embodiment shown, the light is supplied directly to the windshield 4 which at least partially reflects incident light arriving on the windshield constituted by a glazed surface. The mode of
6 réalisation présenté, montre un premier tracé extérieur de rayon 5, un second tracé de rayon extérieur 6, opposé et un rayon médian 7. Les rayons ou leurs tracés sont déviés par réflexion sur l'optique à miroir 3, et par la réflexion sur le pare-brise 4 pour être dirigés vers les yeux 8 de l'observateur. Une conception appropriée du miroir de renvoi 3 produit ainsi en plus un agrandissement, si bien que la représentation de l'image intermédiaire 2, réelle comme image virtuelle 1, apparaît plus grande pour l'observateur que les dimensions de l'image intermédiaire 2, réelle, effective. 6 presented, shows a first outer ray trace 5, a second outer ray 6, opposite ray and a median ray 7. The rays or their traces are deflected by reflection on the mirror optics 3, and by reflection on the windshield 4 to be directed to the eyes 8 of the observer. An appropriate design of the reflecting mirror 3 thus additionally produces an enlargement, so that the representation of the intermediate image 2, real as virtual image 1, appears greater for the observer than the dimensions of the intermediate image 2, real, effective.
La figure 2 montre le fonctionnement d'une installation de projection selon l'invention. Dans la disposition de la figure 1, la lumière des images réelles intermédiaires arrive sur un miroir de renvoi 3. L'installation de projection génère au choix, une première image réelle intermédiaire 11 ou une seconde image réelle intermédiaire 12. La commutation qui fait tomber la lumière du premier miroir intermédiaire 11 ou celle du second miroir intermédiaire 12 sur le miroir de renvoi 3, est assurée par une installation de renvoi 13 commutable. Selon la représentation de la figure 1, pour une première image intermédiaire 11, on a un premier tracé extérieur de rayon 14, un second tracé extérieur de rayon 15 et un tracé pour le rayon médian 16. Des lignes en trait interrompu montrent en outre un premier tracé extérieur de rayon 17, un tracé médian de rayon 18 et un second tracé extérieur de rayon 19 pour la seconde image réelle 12. Le chemin optique de la lumière des rayons 17, 18, 19, vers l'optique de formation d'image 3 est, dans ces conditions, plus court que le chemin optique parcouru par la lumière provenant de la première image intermédiaire réelle selon les rayons 14, 15, 16 jusqu'à l'optique de formation d'image 3. Comme l'optique de formation d'image 3 est indépendante de la commutation entre la première image réelle intermédiaire 11 et la seconde image intermédiaire réelle 12, la commutation fait que l'image virtuelle générée par les deux images réelles intermédiaires 11, 12, se distingue par la distance perçue dans chaque cas par un observateur. Le cas échéant, il est également possible que les grandeurs perçues par l'observateur, diffèrent. La commutation peut en outre modifier la distance virtuelle entre les positions de l'image virtuelle selon la Figure 2 shows the operation of a projection installation according to the invention. In the arrangement of FIG. 1, the light of the intermediate real images arrives on a reflecting mirror 3. The projection installation generates, as desired, a first intermediate real image 11 or a second intermediate real image 12. The switching that makes the image fall the light of the first intermediate mirror 11 or that of the second intermediate mirror 12 on the deflection mirror 3 is provided by a switchable return device 13. According to the representation of FIG. 1, for a first intermediate image 11, there is a first outer radius trace 14, a second outer ray pattern 15 and a plot for the median radius 16. Dotted lines also show a first outer ray pattern 17, a median ray pattern 18, and a second outer ray pattern 19 for the second actual image 12. The optical path of the ray lumens 17, 18, 19, to the optics of formation image 3 is, in these conditions, shorter than the optical path traveled by the light coming from the first real intermediate image according to the rays 14, 15, 16 up to the image-forming optics 3. As optics 3 is independent of the switching between the first intermediate real image 11 and the second real intermediate image 12, the switching makes the virtual image generated by the two intermediate real images 11, 12, the distance perceived in each case by an observer. If necessary, it is also possible that the quantities perceived by the observer differ. The switching can further modify the virtual distance between the positions of the virtual image according to the
7 perception de l'observateur. Le cas échéant, on peut également adapter la taille de l'image virtuelle. Les figures 3 et 4 montrent un exemple de réalisation de l'installation de projection selon l'invention. Dans le premier état représenté à la figure 3, la lumière d'une installation formant une source lumineuse 20 est fournie à une première surface d'affichage 21 pour arriver ensuite dans la direction de la flèche 22 sur une optique de formation d'image telle que par exemple un miroir de renvoi 3, non représenté à la figure 3. Pour cela, l'installation de source lumineuse 20 est de préférence conçue pour émettre de la lumière polarisée. Dans le mode de réalisation présenté, la lumière de l'installation de source lumineuse 20 est à polarisation verticale. Dans un premier mode de réalisation, l'installation de source lumineuse peut comporter une source lumineuse fournissant de la lumière non polarisée qui sera polarisée par un filtre installé en aval. Dans un autre mode de réalisation, l'installation de source lumineuse peut comporter également au moins une source de lumière laser qui fournit l'origine de la lumière à polarisation verticale. La direction de polarisation de la lumière est indiquée par le symbole 23 à la figure 3. 7 perception of the observer. If necessary, you can also adjust the size of the virtual image. Figures 3 and 4 show an embodiment of the projection installation according to the invention. In the first state shown in FIG. 3, the light of a light source installation 20 is supplied to a first display surface 21 to then arrive in the direction of the arrow 22 on an image forming optics such as for example, a reflecting mirror 3, not shown in Figure 3. For this, the light source installation 20 is preferably designed to emit polarized light. In the embodiment shown, the light of the light source installation 20 is vertically polarized. In a first embodiment, the light source installation may include a light source providing unpolarized light that will be polarized by a filter installed downstream. In another embodiment, the light source installation may also include at least one laser light source that provides the origin of the vertically polarized light. The polarization direction of the light is indicated by the symbol 23 in Figure 3.
La lumière à polarisation verticale arrive sur une installation de renvoi réalisée comme miroir 24 partiellement transparent. Le miroir 24 est conçu pour réfléchir par exemple la lumière à polarisation verticale grâce à un revêtement approprié. C'est pourquoi, la lumière appliquée par l'installation de source lumineuse 20 sur le miroir 24 est déviée dans la direction de la première surface d'affichage 21. La surface d'affichage 21 est par exemple une surface d'affichage à réflexion avec diffraction. Selon un autre mode de réalisation, la surface d'affichage 21 peut être réalisée sous la forme d'un réseau de microlentilles. La lumière appliquée à la surface d'affichage 21 génère une image intermédiaire réelle sur la surface d'affichage 21. Un film de retard 25 est prévu sur la surface d'affichage 21 ou à une faible distance devant cette surface. Le film de retard 25 est par exemple un film dit quart de longueur d'onde (À/4). Le film de retard 25 produit une rotation de la direction de polarisation de 90° pour le rayon lumineux polarisé, dans le sens aller et dans le sens The vertically polarized light arrives at a return installation carried out as a partially transparent mirror 24. The mirror 24 is designed to reflect for example vertically polarized light through a suitable coating. Therefore, the light applied by the light source 20 to the mirror 24 is deflected in the direction of the first display surface 21. The display surface 21 is for example a reflection display surface with diffraction. According to another embodiment, the display surface 21 can be made in the form of a microlens array. The light applied to the display surface 21 generates a real intermediate image on the display surface 21. A delay film 25 is provided on the display surface 21 or at a short distance in front of this surface. The delay film 25 is for example a film said quarter wavelength (λ / 4). The retardation film 25 produces a rotation of the polarization direction of 90 ° for the polarized light ray, in the forward direction and in the direction
8 retour. De façon correspondante, la lumière réfléchie n'aura qu'une direction de polarisation horizontale indiquée par le symbole 26. La lumière réfléchie arrive de nouveau sur le miroir 24 semi-transparent. Le miroir 24 semi-transparent est toutefois conçu pour être transparent à la lumière à polarisation horizontale. La lumière à polarisation horizontale traverse le miroir pour arriver dans la direction de la flèche 22 sur l'optique de formation d'image qui génère l'image virtuelle. Pour ce réglage, une seconde surface d'affichage 27 munie d'un film de retard 28 correspondante ne sera pas atteinte par les rayons lumineux de l'installation de source lumineuse 20. La figure 4 montre la même installation que ci-dessus, mais la direction de polarisation de la lumière émise par l'installation de source lumineuse 20 est maintenant tournée de 90°. L'installation de source lumineuse 20 fournit maintenant de la lumière à polarisation horizontale qui peut traverser le miroir semi-transparent 24. La lumière arrive sur la seconde surface d'affichage 27 qui se trouve derrière qui reçoit ainsi la projection d'une image réelle. Le film de retard 28 installé de manière analogue devant la seconde surface d'affichage 27, recevra la lumière polarisée, de nouveau tournée de 90° de sorte que la lumière qui présente maintenant une polarisation horizontale est réfléchie en retour sur le miroir 24 semi-transparent. Comme le miroir 24 semitransparent réfléchit cette lumière, la lumière sera fournie dans la direction 22 à l'optique de formation d'image par exemple le miroir 3. Les surfaces d'affichage 21, 27 sont à une distance différente du miroir 24 semi-transparent. Par la commutation appropriée, on aura un chemin optique différent vers le miroir de renvoi 3 non représenté dans le montage des figures 3 et 4. De façon correspondante, la distance perçue par un observateur de l'image virtuelle, par rapport à cette image virtuelle sera modifiée par la commutation. Pour s'adapter à une direction de polarisation d'émission, le cas échéant différente, il est ainsi possible d'adapter la direction du miroir semi-transparent 24 au cours d'une opération de calibrage appropriée pour adapter le montage à l'autre alignement de l'installation 8 back. Correspondingly, the reflected light will have only one horizontal polarization direction indicated by the symbol 26. The reflected light again arrives on the semi-transparent mirror 24. The semi-transparent mirror 24 is, however, designed to be transparent to horizontally polarized light. The horizontally polarized light passes through the mirror to arrive in the direction of the arrow 22 on the imaging optics that generates the virtual image. For this adjustment, a second display surface 27 provided with a corresponding delay film 28 will not be reached by the light rays of the light source installation 20. FIG. 4 shows the same installation as above, but the direction of polarization of the light emitted by the light source installation 20 is now rotated by 90 °. The light source installation 20 now provides horizontally polarized light that can pass through the semitransparent mirror 24. The light arrives on the second display surface 27 which is located behind which thus receives the projection of a real image . The retardation film 28 similarly installed in front of the second display surface 27, will receive the polarized light, rotated 90 ° again so that the light which now has a horizontal polarization is reflected back to the half mirror 24. transparent. As the semitransparent mirror 24 reflects this light, the light will be supplied in the direction 22 to the imaging optics, for example the mirror 3. The display surfaces 21, 27 are at a different distance from the mirror 24. transparent. By the appropriate switching, there will be a different optical path to the reflecting mirror 3 not shown in the assembly of Figures 3 and 4. Correspondingly, the distance perceived by an observer of the virtual image, with respect to this virtual image will be changed by switching. To adapt to an emission polarization direction, if different, it is possible to adapt the direction of the semi-transparent mirror 24 during a calibration operation appropriate to adapt the assembly to the other alignment of the installation
9 de source lumineuse 20 et de traiter à la lumière émise par l'installation de source lumineuse 20. En commutant entre l'image formée à partir de l'image intermédiaire réelle sur la première surface d'affichage 21 et sur la seconde surface d'affichage 27, l'installation de source lumineuse peut ainsi inscrire la même information d'image sur chacune des surfaces d'affichage. En outre, il est possible de modifier le contenu de l'image représentée par cette commutation. En tournant de manière appropriée la direction de polarisation de la lumière de la source lumineuse, il est également possible de fonctionner en mode de mélange ou de surimpression entre les différentes surfaces d'affichage. Si par exemple, la lumière incidente est tournée de 45° par rapport à la direction verticale de polarisation, la lumière pourra tomber sur les deux surfaces d'affichage. Le cas échéant, cela réduit toutefois la luminosité des différents symboles représentés. Dans le cas du montage des figures 3 et 4, les surfaces d'affichage sont à des distances différentes de l'objet. La même optique de formation d'image, en aval, réalise ainsi un éloignement différent de l'image virtuelle. On peut envisager à titre d'exemple le mode de réalisation suivant de l'installation de projection : - distance focale du miroir courbe 3: 37,5 cm, - distance de l'objet (c'est-à-dire le chemin optique du rayon médian entre la surface d'affichage et le miroir de renvoi) 30 cm, - distance de l'objet de la première surface d'affichage 36 cm, - angle de vision souhaité pour l'observateur 8°. Ainsi pour un objet d'une dimension de l'ordre de 6-7 cm sur les deux surfaces d'affichage ; on aura une image de dimension d'environ 0,3 m à 2,4 m de distance pour l'image virtuelle si l'on utilise la seconde surface d'affichage 27 ; on aura une taille d'image de 1,2 m pour un éloignement de 9 m (largeur d'image) si l'on utilise la première surface d'affichage 21. En commutant, on peut changer entre les deux représentations entre image-image virtuelle de 1,2 m à une distance de 9 m et l'image virtuelle de 2,4 m à une distance de 0,3 m. Une 9 of light source 20 and to deal with the light emitted by the light source installation 20. By switching between the image formed from the actual intermediate image on the first display surface 21 and on the second surface d 27, the light source installation can thus register the same image information on each of the display surfaces. In addition, it is possible to modify the content of the image represented by this switching. By appropriately turning the polarization direction of the light of the light source, it is also possible to operate in the mixing or superimposition mode between the different display surfaces. If, for example, the incident light is rotated 45 ° with respect to the vertical direction of polarization, the light may fall on both display surfaces. If necessary, however, it reduces the brightness of the different symbols represented. In the case of mounting Figures 3 and 4, the display surfaces are at different distances from the object. The same imaging optics, downstream, thus achieves a different distance from the virtual image. By way of example, the following embodiment of the projection installation can be envisaged: - focal length of the curved mirror 3: 37.5 cm, - distance from the object (that is to say the optical path the median radius between the display surface and the reflecting mirror) 30 cm, - distance from the object of the first display surface 36 cm, - desired viewing angle for the observer 8 °. Thus for an object with a dimension of about 6-7 cm on both display surfaces; there will be a size image of about 0.3 m to 2.4 m apart for the virtual image if the second display surface 27 is used; we will have an image size of 1.2 m for a distance of 9 m (image width) if we use the first display surface 21. By switching, we can change between the two representations between virtual image of 1.2 m at a distance of 9 m and the virtual image of 2.4 m at a distance of 0.3 m. A
10 différence importante de la distance des objets n'est pas nécessaire ou encore on peut avoir un effet important dans la représentation de l'image virtuelle avec une faible différence des distances de l'objet. Selon un autre mode de réalisation, il est également possible de remplacer le diviseur de faisceaux à polarisation sous la forme d'un miroir semi-transparent par d'autres composants optiques. C'est ainsi, qu'il est par exemple possible d'utiliser un miroir de renvoi à commande mécanique pour commuter entre la direction de la lumière vers la première surface d'affichage et sa direction vers la seconde surface d'affichage 27. Le cas échéant, il est également possible d'assurer la déviation de la lumière de la première source lumineuse d'une part, à travers un premier miroir de renvoi et de transmettre à partir de la surface d'affichage vers l'optique d'image 3 à l'aide d'un second miroir. The important difference in the distance of the objects is not necessary, or there may be a large effect in the representation of the virtual image with a small difference in the distances of the object. According to another embodiment, it is also possible to replace the polarization beam splitter in the form of a semi-transparent mirror with other optical components. For example, it is possible, for example, to use a mechanically controlled deflection mirror to switch between the direction of light towards the first display surface and its direction towards the second display surface 27. where appropriate, it is also possible to ensure the deviation of the light from the first light source on the one hand, through a first reflecting mirror and to transmit from the display surface to the image optics 3 using a second mirror.
Selon un autre mode de réalisation, à la place des surfaces d'affichage 21, 27 éclairées par une source lumineuse par éclairage direct, on peut également représenter directement une image réelle. C'est ainsi qu'il est par exemple possible de réaliser l'une ou les deux surfaces d'affichage 21, 27 par des écrans d'affichage à cristaux liquides à rétro-éclairage. Ces afficheurs à cristaux liquides représentent ainsi une image réelle. Une installation d'affichage à cristaux liquides est le cas échéant plus économique à réaliser qu'une installation laser mais, en général, elle nécessite plus d'espace et ne permet pas d'atteindre complètement la luminosité, la saturation des couleurs et l'espace couleur que l'on obtient par une projection par laser. La figure 5 montre un exemple de réalisation d'une installation de source lumineuse 20 sous la forme d'une unité de projection laser. Une commande vidéo 30 commande une première installation de laser 31, par exemple un laser rouge; une seconde installation laser 32, par exemple un laser infrarouge pour générer de la lumière laser verte et une troisième installation laser à savoir un laser bleu 33. Devant le laser infrarouge 32, un cristal doubleur de fréquence 34 génère la lumière verte à partir de la lumière infrarouge. Les installations laser ou plus simplement les lasers 31, 32, 33 sont According to another embodiment, instead of the display surfaces 21, 27 illuminated by a direct illumination light source, it is also possible to directly represent a real image. For example, it is possible to provide one or both of the display surfaces 21, 27 with backlit liquid crystal displays. These LCD displays represent a real image. A liquid crystal display installation is, where appropriate, more economical than a laser installation, but in general it requires more space and does not fully achieve brightness, color saturation, and color saturation. color space that is obtained by laser projection. FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a light source installation 20 in the form of a laser projection unit. Video control 30 controls a first laser plant 31, for example a red laser; a second laser installation 32, for example an infrared laser for generating green laser light and a third laser installation, namely a blue laser 33. In front of the infrared laser 32, a frequency doubling crystal 34 generates the green light from the infrared light. Laser installations or more simply lasers 31, 32, 33 are
11 réalisées de préférence sous la forme de lasers à semi-conducteur. Dans le chemin optique devant les installations laser, on a des afficheurs à cristaux liquides 35 respectifs. Ces afficheurs à cristaux liquides sont par exemple également commandés par le contrôleur vidéo 30 et ils sont conçus pour influencer la direction de polarisation de la lumière émise par les installations laser 31, 32, 33. C'est ainsi que la direction de polarisation peut être choisie de manière correspondante pour qu'un rayon de lumière 36 émis par l'une des sources de lumière soit aligné dans l'installation de polarisation pour être dévié dans le diviseur de faisceaux à polarisation, soit vers la première surface d'affichage, soit vers la seconde surface d'affichage. Les faisceaux laser en couleur qui sortent respectivement des afficheurs à cristaux liquides 35, sont réunis avec le rayon lumineux d'émission 36 par des installations appropriées de réflexion et de miroirs 37. Juste avant de quitter l'installation de source lumineuse 20, le rayon lumineux 36 tombe alors sur un miroir déflecteur 38, commandé, également par le vidéocontrôleur 30. Le miroir déflecteur 38 qui peut pivoter de préférence suivant deux axes, permet de détecter une image 39 formée par l'installation de source lumineuse sur une des surfaces d'affichage 21, 27. Une telle image réelle ainsi formée est détectée point par point dans l'ordre des lignes et des colonnes par l'installation de commande du miroir déflecteur 38. La luminosité des différentes sources lumineuses laser 31, 32, 33, est modifiée en fonction de la luminosité et de l'emplacement de couleur du point image respectif par le vidéocontrôleur 30. Le vidéocontrôleur 30 est lui-même commandé par une installation 40 du véhicule qui produit une représentation, en particulier des informations se rapportant au véhicule et il produit une représentation d'image. L'installation du véhicule est reliée à différentes installations du véhicule telles que par exemple une unité de saisie du domaine environnant 41 ou à une installation de navigation 42. Si, par exemple, un obstacle se trouve très près du véhicule, on peut faire apparaître un symbole d'avertissement correspondant, concernant l'obstacle saisi, et cela à faible distance du véhicule. Si le conducteur effectue une manoeuvre, le symbole directionnel correspondant pourra 11 preferably in the form of semiconductor lasers. In the optical path in front of the laser installations, there are respective liquid crystal displays. These liquid crystal displays are, for example, also controlled by the video controller 30 and are designed to influence the direction of polarization of the light emitted by the laser systems 31, 32, 33. Thus, the polarization direction can be correspondingly chosen so that a light beam 36 emitted by one of the light sources is aligned in the polarization plant to be deflected in the polarization beam splitter or to the first display surface, or to the second display surface. The color laser beams, which respectively exit the liquid crystal displays 35, are united with the emission light beam 36 by appropriate reflection and mirror installations 37. Just before leaving the light source installation 20, the beam light 36 then falls on a deflector mirror 38, also controlled by the videocontroller 30. The deflection mirror 38 which can pivot preferably along two axes, can detect an image 39 formed by the installation of light source on one of the surfaces d 21, 27. Such a real image thus formed is detected point by point in the order of the rows and columns by the control installation of the deflector mirror 38. The brightness of the different laser light sources 31, 32, 33, is modified according to the brightness and the color location of the respective picture point by the video controller 30. The video controller 30 is itself by a device 40 of the vehicle which produces a representation, in particular information relating to the vehicle and produces an image representation. The installation of the vehicle is connected to different vehicle installations such as, for example, a seizure unit of the surrounding area 41 or to a navigation installation 42. If, for example, an obstacle is very close to the vehicle, it can be seen that a corresponding warning symbol concerning the obstacle seized, and this at a short distance from the vehicle. If the driver performs a maneuver, the corresponding directional symbol may be
12 être représenté à plus grande distance dans une image virtuelle devant le conducteur. Sous la commande du vidéocontrôleur 30, l'installation du véhicule produit alors la représentation d'un symbole avertisseur faiblement éloigné devant le véhicule, par la projection d'un symbole avertisseur sur la seconde surface d'affichage 27. Si à un autre instant, on veut représenter une indication de navigation, par exemple une flèche directionnelle qui indique une manoeuvre de changement de direction à effectuer, l'installation du véhicule envoie des ordres au vidéocontrôleur 30 pour représenter un symbole de changement de direction correspondant à grande distance par projection du symbole de déviation sur la première surface d'affichage 21. L'utilisation de la seconde surface d'affichage, à cause du fort agrandissement, peut produire, le cas échéant, une déformation des informations d'image présentées. Comme l'image est perçue comme très éloignée par l'observateur, de telles déformations ne seront toutefois qu'à peine perceptibles par l'observateur. Il est en outre possible d'utiliser les déformations produites par l'optique de formation d'image pour donner une représentation proche de la réalité. C'est ainsi qu'il est par exemple possible de choisir une représentation d'image pour laquelle une image représentée comme objet en surface sur la surface d'affichage, est projetée dans une image virtuelle comme un objet posé sur la chaussée, tel que par exemple une flèche directionnelle.25 NOMENCLATURE 3 Optique de formation d'image 4 Surface réfléchissante 11 Première surface d'affichage 12 Seconde surface d'affichage 13 Installation de commutation optique 20 Installation de source lumineuse 21 Première surface d'affichage 24 Installation de commutation optique 25 Film de retard 27 Seconde surface d'affichage 28 Film de retard 30 Vidéo-contrôleur 31, 32, 33 Laser 35 Afficheur à cristaux liquides 36 Rayon lumineux 38 Miroir déflecteur/Unité de déflexion 39 Image 40 Installation du véhicule20 12 to be represented at a greater distance in a virtual image in front of the driver. Under the control of the videocontroller 30, the installation of the vehicle then produces the representation of a warning symbol slightly distant in front of the vehicle, by projecting a warning symbol on the second display surface 27. If at another instant, it is intended to represent a navigation indication, for example a directional arrow indicating a change of direction maneuver to be performed, the installation of the vehicle sends commands to the video controller 30 to represent a symbol of change of direction corresponding to a long distance by projection of the deviation symbol on the first display surface 21. The use of the second display surface, because of the high magnification, can produce, if necessary, a deformation of the image information presented. As the image is perceived as very distant by the observer, such deformations will however hardly be perceptible by the observer. It is also possible to use the deformations produced by the imaging optics to give a representation close to reality. Thus, for example, it is possible to choose an image representation for which an image represented as an object on the surface on the display surface is projected in a virtual image as an object placed on the roadway, such as for example a directional arrow.25 NOMENCLATURE 3 Image forming optics 4 Reflecting surface 11 First display surface 12 Second display surface 13 Optical switching plant 20 Light source installation 21 First display surface 24 Switching plant Optical 25 Delayed Film 27 Second Display Area 28 Delayed Film 30 Video Controller 31, 32, 33 Laser 35 Liquid Crystal Display 36 Light Radius 38 Deflector Mirror / Deflection Unit 39 Image 40 Vehicle Installation20
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210705 |