FR2980857A1 - Dispositif d'affichage pour l'occupant d'un vehicule et procede pour generer un affichage dans le champ de vision de l'occupant - Google Patents

Abstract

Dispositif d'affichage pour un occupant (105) d'un véhicule, comprenant un guide de lumière (108) muni d'une interface de couplage pour injecter de la lumière dans le guide de lumière et une surface de découplage pour découpler la lumière du guide de lumière. Le guide de lumière est transparent au moins dans la région de la surface de découplage pour la vision de l'occupant (105). Une surface de projection holographique (102) reliée en surface à la surface de découplage est transparente pour la vision des occupants . La surface de projection génère un affichage (228) découplé de la lumière du guide de lumière.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'affichage pour l'occupant d'un véhicule ainsi qu'un procédé pour générer un affichage dans le champ de vision de l'occupant d'un véhicule. Etat de la technique Les véhicules automobiles utilisent de multiples affi- cheurs constitués par des transistors en couche mince, encore appelés affichages TFT, intégrés. Dans le cas de l'affichage tête haute (affichage HUD) qui combine le contenu de l'affichage à la scène de circulation, il faut détourner son regard de la scène de circulation (évènements de circulation) pour lire l'affichage. C'est pourquoi la lecture de l'affichage pendant la conduite, à l'exception de l'affichage tête haute, constitue un risque pour la sécurité.

Le document DE 38 22 222 A 1 décrit une installation d'affichage tête haute appliquée à des véhicules. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage pour un occupant d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il com- prend - un guide de lumière muni d'une interface de couplage pour injecter de la lumière dans le guide de lumière et une surface de découplage pour découpler la lumière du guide de lumière, * le guide de lumière à l'état installé du dispositif d'affichage étant transparent au moins dans la région de la surface de découplage pour la vision de l'occupant, et une surface de projection holographique reliée en surface à la surface de découplage à l'état installé du dispositif d'affichage, cette surface étant transparente pour la vision des occupants, * la surface de projection générant pour les passagers un affi- chage de la lumière découplée du guide de lumière. L'invention repose sur l'idée d'incruster une image dans la plage de vision d'une personne par l'intermédiaire d'un affichage transparent. Comme l'affichage vu de la personne est en soi transpa- rent, l'image se superpose au fond, devant lequel est placé le moyen d'affichage vu par la personne. Ainsi, la personne peut observer en même temps le fond et voir l'image. L'affichage transparent peut se trouver par exemple dans le champ de vision du conducteur d'un véhicule. On évite ainsi qu'il soit nécessaire de dévier le regard pour lire l'affichage dans le véhicule. On peut prévoir un affichage, par exemple d'un instrument combiné. L'utilisation d'un tel affichage aboutit à de nouveaux degrés de liberté pour la conception du tableau de bord en éliminant par exemple la nécessité d'avoir un cache.

Un dispositif d'affichage pour l'occupant d'un véhicule présente ainsi selon l'invention les caractéristiques énoncées ci-dessus. Le véhicule est un véhicule automobile tel qu'un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire. Mais le dispositif d'affichage peut également s'utiliser dans d'autres véhicules ou moyens de transport.

L'affichage généré par le dispositif d'affichage peut être une image vi- sible pour l'occupant du véhicule. L'image apparaît à l'occupant dans la région de la surface de projection holographique. L'affichage peut représenter par exemple un instrument de lecture du véhicule tel qu'un tachymètre ou un élément d'affichage d'un système d'informations tel qu'un système audio, un téléphone mobile ou un système de navigation. La surface de projection permet de diffuser la lumière injectée dans la surface de projection en fonction de l'angle d'incidence et de la longueur d'onde de la lumière, d'une manière sélective ou encore d'arrêter la diffusion. La surface de projection diffuse la lumière injectée sous un angle d'incidence déterminé dans la surface de projection et ne diffuse pas la lumière lorsqu'elle est injectée sous un angle d'incidence différent. La surface de projection permet de diffuser ou non la lumière en fonction de sa longueur d'ondes. Le guide de lumière conduit la lumière injectée dans le guide de lumière. Le guide de lumière assure également la réflexion totale de la lumière injectée par ses parois extérieures à la surface de découplage. Le guide de lumière est par exemple en matière plastique et il peut être autoporteur. L'interface d'injection et la surface de découplage peuvent être à des extrémités opposées ou des zones d'extrémité du guide de lumière. La surface de projection et la surface de découplage peuvent être de même dimension ou être reliées pour que la face de la surface de projection tournée vers le guide de lumière soit appliquée directement contre la surface du guide de lumière qui constitue la surface de découplage. La lumière découplée par la surface de découplage est injectée directement dans la surface de projection. La face de la surface de pro- jection est pour cela reliée directement à la surface de découplage ou peut rejoindre celle-ci. A l'état installé du dispositif d'affichage ou au moins du guide de lumière, celui-ci est fixé au tableau de bord du véhicule. L'expression « transparent » signifie que le dispositif d'affichage, au moins pour la région de la surface de projection, est transparent pour l'occupant du véhicule de façon qu'il puisse voir à travers le dispositif d'affichage. La surface de projection holographique est un composant opto-holographique. La surface de projection est transparente pour la lumière arrivant sur la surface de projection et qui n'est pas la lumière injectée dans le guide de lumière à travers l'interface de couplage, c'est-à-dire que la surface n'est pas diffusante ou réfléchissante. La surface de projection permet par exemple de laisser passer sans modification la lumière arrivant perpendiculairement ou suivant un angle obtus sur la surface de projection. D'autre part, la surface de projection peut diffu- ser la lumière provenant du guide de lumière. La surface de projection peut par exemple modifier la direction du rayon lumineux injecté dans le guide de lumière pour qu'en sortant de la surface de projection, il soit orthogonal ou pratiquement orthogonal à la face principale de la surface de projection. Le guide de lumière peut voir une autre interface de couplage pour injecter une autre lumière dans le guide de lumière. La surface de découplage est en outre réalisée pour découpler cette autre lumière du guide de lumière. La surface de projection holographique génère un autre affichage pour l'occupant ou pour un autre occupant à partir de l'autre lumière découplée du guide de lumière. Les interfaces de couplage peuvent être écartées l'une de l'autre. Comme les interfaces de couplage sont différentes, la lumière et l'autre lumière peuvent arriver suivant des angles différents sur la surface de découplage et être ainsi injectées suivant des angles différents dans la surface de projec- tion. L'affichage et l'autre affichage peuvent être prévus pour les deux yeux de l'occupant. Dans ce cas, la lumière générée par l'affichage ainsi que l'autre lumière générée quittent la surface de projection dans des directions parallèles ou pratiquement parallèles. Comme une unique surface de projection pour un occupant permet de générer deux images, on peut ainsi avoir un effet d'espace pour l'observateur. L'affichage et l'autre affichage peuvent également être destinés à des occupants ou observateurs différents, l'angle d'émission de la lumière de l'affichage et l'angle d'émission de l'autre lumière de l'autre affichage pouvant être différents. Par exemple, l'angle entre la direction d'émission de la lu- mière pour l'occupant et l'autre direction d'émission de la lumière pour l'autre occupant peut être supérieur à 90°. Cela permet avec une unique surface de projection, de générer des images pour deux ou plusieurs occupants ou observateurs. De façon correspondante, le guide de lumière peut avoir également d'autres interfaces d'injection pour injec- ter une autre lumière dans le guide de lumière et la surface de projection holographique sera réalisée pour générer également d'autres affichages. Le dispositif d'affichage peut également comporter une autre surface de projection holographique reliée en surface à une autre surface de découplage pour découpler l'autre lumière du guide de lumière. La surface de projection holographique et l'autre surface de projection holographique peuvent être l'une en face de l'autre. L'autre surface de projection holographique est réalisée pour générer à partir de l'autre lumière découplée du guide de lumière, un autre affichage qui se superpose au premier. Les surfaces de découplage peuvent être parallèles l'une à l'autre ou être des surfaces opposées du guide de lumière. Les surfaces de projection peuvent se correspondre pour leur fonctionnement de base. La surface de projection est réalisée pour diffuser la lumière injectée dans la surface de projection selon un angle inférieur à 90°. L'autre surface de projection diffuse la lumière injectée dans la surface de projection d'un angle supérieur à 90°. Ainsi, les directions d'émission de la lumière émise par les deux surfaces de projection seront parallèles ou pratiquement parallèles. Les affichages générés par les surfaces de projection peuvent être l'un derrière l'autre, vues par l'observateur, pour générer ainsi un effet d'espace. La lumière et l'autre lumière sont injectées par une interface de couplage ou par deux interfaces de couplage distinctes du guide de lumière dans celui-ci. La lumière et l'autre lumière sont générées par une source lumineuse ou par deux sources lumineuses distinctes. Le dispositif d'affichage comporte une surface filtrante ayant une transparence commandée à la lumière. La surface filtrante est en regard de la surface de projection holographique. La surface filtrante se situe sur la surface du guide de lumière non tournée vers l'observateur ou d'une autre surface de projection. Les dimensions de la surface filtrante correspondent au moins à celles de la surface de projection. Les directions d'extension principale de la surface filtrante et de la surface de projection sont parallèles. La transparence se commande par exemple en appliquant un signal électrique à la surface filtrante. La surface filtrante est réalisée comme un verre commutable. Lorsque la surface filtrante est réglée pour présenter une faible transparence, une grande partie de la lumière arrivant de l'extérieur du dispositif d'affichage sur la surface filtrante sera éliminée par la surface filtrante. Si on règle une transparence trop élevée pour la surface filtrante, la lu- mière arrivant de l'extérieur du dispositif d'affichage sur la surface fil- trante ne sera pas filtrée ou seulement une faible fraction sera filtrée par la surface filtrante. Pour régler la transparence sur une valeur appropriée, on peut mesurer ou évaluer l'intensité de la lumière arrivant de l'extérieur du dispositif d'affichage sur la surface filtrante et appli- quer une valeur de mesure ou une valeur évaluée pour commander la transparence de la surface filtrante, ce qui permet d'améliorer la visibilité de l'affichage pour l'observateur. Le dispositif d'affichage comporte une installation de couplage reliée à l'interface de couplage pour injecter la lumière dans le guide de lumière. L'installation de couplage est réalisée par exemple sous la forme d'un prisme ou d'un composant opto-holographique. L'installation d'injection permet d'installer une source lumineuse pour générer la lumière dans une position éloignée du guide de lumière. L'installation d'injection est réalisée pour dévier la lumière de façon que l'angle d'incidence de la lumière dans l'installation de couplage ait une autre valeur que l'angle de sortie de la lumière de l'installation de couplage. Le dispositif d'affichage comporte en outre une source lumineuse pour générer la lumière. Cette source lumineuse permet de régler la couleur et la direction d'émission de la lumière émise par la source lumineuse de façon que la lumière génère l'affichage dans la surface de projection. La source lumineuse est par exemple un projecteur ou un scanner laser. Le dispositif d'affichage comporte une installation de fixa- tion pour fixer le guide de lumière au véhicule. L'installation de fixation fixe le guide de lumière au véhicule de façon que la surface de projection holographique se trouve dans le champ de vision de l'observateur (occupant du véhicule). Par exemple, l'installation de fixation comporte une pince qui tient le guide de lumière et peut se fixer par exemple au tableau de bord du véhicule. Selon un développement, la surface de projection holographique est installée dans l'habitacle du véhicule devant le pare-brise. L'installation d'affichage est installée à une certaine distance du pare-brise. On peut notamment avoir un intervalle d'air entre la surface de projection et le pare-brise pour que la surface de projection ne soit pas directement reliée au pare-brise. La direction principale d'extension de la vitre (pare-brise) est inclinée par rapport à la direction principale de la surface de projection. La vitre est en général le pare-brise. La surface de projection et le guide de lumière peuvent également être reliés direc- terrent à la vitre. La surface de projection peut ainsi se trouver dans l'habitacle du véhicule au niveau de la vitre et être solidaire de celle-ci. La surface de projection peut ainsi être située dans la plage de visée de l'observateur de façon que celui-ci puisse voir l'environnement du véhicule à travers la surface de projection et la vitre. L'occupant ou observa- teur peut ainsi observer l'affichage sans détourner son regard des évènements de circulation. L'invention a également pour objet un procédé pour géné- rer un affichage dans le champ de visée d'un occupant de véhicule caractérisé en ce que l'on injecte la lumière dans une surface de projection holographique installée dans le champ de vision de l'occupant et transparente pour l'occupant, pour générer l'affichage. Le procédé est appliqué par un dispositif d'affichage selon un mode de réalisation de l'invention.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de dispositif d'affichage pour les passagers d'un véhicule selon l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma de véhicule équipé d'un dispositif d'affichage selon un exemple de réalisation de l'invention, la figure 2 montre une installation d'affichage selon un exemple de réalisation de l'invention, la figure 3 montre une installation d'affichage selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la figure 4 montre une installation d'affichage selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la figure 5 montre une installation d'affichage selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la figure 6 montre une installation d'affichage selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la figure 7 montre une installation d'affichage selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, la figure 8 montre un diagramme du procédé selon un exemple de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation Dans la description des exemples de réalisation préféren- tiels de l'invention, on utilisera les mêmes références ou des références analogues pour les éléments identiques ou de même fonction dans les différentes figures et pour lesquels la description ne sera pas répétée. La figure 1 montre un véhicule 100 équipé d'un dispositif d'affichage selon un exemple de réalisation de l'invention, comportant une surface de projection 102 installée dans l'habitacle du véhicule 100, dans la plage de vue 104 du conducteur 105 du véhicule 100 de- vant le pare-brise 106 du véhicule 100. La direction d'extension princi- pale de la surface de projection 102 est orthogonale ou légèrement inclinée selon la direction du regard du conducteur 105 pendant la conduite. La surface de projection 102 est un guide de lumière 108 sous la forme d'une surface. Le guide de lumière 108 est fixé au véhicule 100, par exemple au tableau de bord du véhicule 100. Un segment du guide de lumière 108 et la surface de projection 102 qui se trouve dans la plage de vision 104 devant le pare-brise 106 sont transparents. Cela signifie que la lumière extérieure incidente 110 qui arrive de l'extérieur du véhicule 100 à travers le pare- brise 106 pourra également traverser la combinaison du guide de lu- mière 108 et de la surface de projection 102 pour être perçue par le conducteur 105. Pour le conducteur 105, la combinaison formée du guide de lumière 108 et de la surface de projection 102 est une combinaison parfaitement transparente, du moins si le dispositif d'affichage ne génère aucun affichage. Pendant le fonctionnement du dispositif d'affichage, la surface de projection 102 génère l'affichage en fonction de la lumière fournie à la surface de projection 102 par le guide de lumière 108. Pour le conducteur 105, l'affichage apparaît sur, ou à l'intérieur de, la surface de projection 102. En dehors des régions de la surface de projection 102 occupées par l'affichage, le dispositif d'affichage est transparent pour le conducteur 105 même pendant le fonctionnement. Ainsi, la lumière extérieure 110 reçue par les régions de la surface de projection en dehors de celles occupées par l'affichage pourra passer sans être retenue. La lumière extérieure 110 qui arrive sur les régions de la surface de projection 102 utilisées pour l'affichage peut être com- binée à la lumière de l'affichage. Les régions de la surface de projection 102 utilisées pour l'affichage peuvent apparaître pour le conducteur 105 comme partiellement transparentes ou non transparentes pendant le fonctionnement du dispositif d'affichage et selon l'intensité lumineuse de l'affichage. Le dispositif d'affichage comporte une source lumineuse 112 pour générer de la lumière injectée dans le guide de lumière 108 et arriver par le guide de lumière 108 sur la surface de projection 102. La lumière de la source lumineuse 112 peut être injectée dans le guide de lumière 108 par une installation de couplage appropriée. Le dispositif d'affichage comporte en outre une commande 114 pour recevoir une information à afficher sur la surface de projection 102 et en fonction de l'affichage à réaliser, un signal de commande pour la source lumineuse 112. Le signal de commande actionne la source lumineuse 112 pour que la lumière générée par la source lumineuse 112 produise l'affichage à représenter sur la surface de projection 102. Selon un exemple de réalisation, le dispositif d'affichage comporte une surface filtrante (ou surface de filtre) 116 parallèle à la surface de projection 102. La transparence de la surface filtrante 116 pour la lumière est commandée en fonction de l'intensité de la lumière extérieure 110. Selon cet exemple de réalisation, le dispositif d'affichage comporte un capteur optique 118 pour saisir l'intensité de la lumière extérieure 110 et générer un signal de réglage de la transparence de la surface filtrante 116 pour fournir ce signal à cette surface 116. La sur- face filtrante 116 modifie sa transparence à la lumière en fonction du signal de réglage. Le capteur optique 118 génère un signal de réglage qui, pour une faible intensité de la lumière extérieure 110, commande une transparence élevée qui, pour une forte intensité de la lumière extérieure 110, commande une faible transparence de la surface filtrante 116. Pour une transparence élevée à la lumière, aucune fraction ou seulement une faible fraction de la lumière extérieure 110 sera filtrée. Dans le cas d'une faible transparence à la lumière, une partie importante de la lumière extérieure 110 sera retenue par filtrage. Un développement transparent d'une partie du dispositif d'affichage qui se trouve dans la plage de vision 104 peut combiner l'affichage à la scène de circulation. Selon un exemple de réalisation, cela se fait par le guide de lumière 108 en surface qui génère une image à l'aide de la plaque de diffusion holographique 102. Par comparaison à un affichage tête haute (affichage HUD), cette image n'est pas virtuelle mais réelle et apparaît ainsi directement à la surface de la plaque de diffusion. Le contenu de l'image se choisit librement et permet d'afficher à côté des informations d'un instrument combiné classique tel que par exemple la vitesse, le régime ou autre, également des cartes de navigation, le contenu de téléphones intelligents ou autre.

Selon un exemple de réalisation, la surface de projection 102 est une plaque de diffusion conçue techniquement comme un hologramme fonctionnant par réflexion ou par transmission qui fonctionne par diffusion uniquement pour la longueur injectée dans le guide de lumière 108 et ayant certaines longueurs d'ondes et pour certains angles, alors que la lumière provenant d'autres angles ou ayant d'autres longueurs d'ondes, reste inchangée. L'hologramme volumique fonctionne comme un réseau de Bragg. Cela se traduit par une transparence élevée, totalement incolore pour le conducteur. La possibilité de la combinaison d'un tel affichage et de la scène de circulation évite que pour la lecture, la direction du regard ne soit détournée pendant la conduite. La figure 2 montre un dispositif d'affichage correspon- dant à un exemple de réalisation de l'invention. Le dispositif d'affichage a une surface de projection 102 installée dans l'habitacle d'un véhicule, dans la plage de visée du conducteur 105 du véhicule devant le pare-brise 106. La surface de projection 102 se trouve pour une direction de vue droite du conducteur 105 à travers le pare-brise 106, à la hauteur du visage du conducteur 105. La surface est perpendiculaire à la direc- tion de visée du conducteur 105. En variante, la surface de projection 102 peut également être décalée par rapport à la visée du conducteur 105 et en plus ou en variante être montée de façon basculée. La surface de projection 102 est une surface de diffusion holographique. La surface de projection 102 est installée sur le côté avant du segment supérieur du guide de lumière 108, perpendiculaire, tournée vers le conducteur 105. Le guide de lumière 108 traverse la surface du tableau de bord 222. La source lumineuse 112 est un scanner laser. La lumière émise par la source lumineuse 112 est injectée par une installation de couplage 224 sous la forme d'un prisme de couplage dans le guide de lumière 108. La source de lumière 112 est installée à la hauteur de l'extrémité inférieure du guide de lumière 108 au dos du guide de lumière 108, du côté opposé à celui du conducteur 105. L'installation de couplage 224 dévie la lumière à angle droit ou pratiquement à angle droit. Dans le guide de lumière 108, on a une réflexion totale de la lumière 226. La lumière apparaît comme une image réelle 228 pour le conducteur 105. Partant de la source lumineuse 112, on a représenté un rayon lumineux ou un faisceau de rayon injecté par l'installation d'injection 224 dans le guide de lumière 108 pour être réfléchi par exemple une seule fois par la paroi extérieure du guide de lumière 108 et arriver sur la surface de projection 102 pour y générer l'image réelle 228 dont les rayons lumineux sont perçus par le conducteur 105. Le laser de balayage évoqué ci-dessus et souvent appelé ci-après source lumineuse 112 peut également être remplacé par un projecteur utilisant une autre technique, par exemple un dispositif à cristaux liquides sur silicium tel que LCoS ou encore un micro-miroir numérique DMD. Cela est vrai pour toutes les surfaces de diffusion holographique évoquées constituant des surfaces de projection 102 de sorte qu'elles puissent fonctionner pour la transmission ou la réflexion pour une ou plusieurs longueurs d'ondes et former l'hologramme en volume. La figure 2 montre un dispositif d'affichage selon l'exemple de réalisation de l'invention utilisant un prisme 224 pour le couplage de la lumière. Le prisme 224 dirige la lumière du scanner 112 par réflexion totale dans le guide de lumière 108. Dans celui-ci, la lumière subit une ou plusieurs réflexions totales 226 pour être dirigée sur la surface de diffusion holographique 102 et générer l'image 228 pour le conducteur 105.

Par le cintrage supplémentaire (non représenté à la figure 2) du prisme 224 diffusion de collimation, les rayons vus du conducteur seront parallèles, ce qui optimise l'éclairage de la surface de diffusion 102 et évite les distorsions. Il faut également remarquer que la position du scanner laser 112 n'est pas fixée. Il peut se situer derrière le guide de lumière 108 selon la perspective du conducteur mais il peut égale- ment se situer sur le côté. Dans le cas d'un angle d'incidence en biais sur le guide de lumière 108, il faut éviter les défauts de chromatisme qui peuvent être compensés soit par des lentilles supplémentaires, soit en en tenant compte de manière appropriée dans le pilotage du laser.

On limite ainsi les aberrations chromatiques latérales.

La figure 3 montre un dispositif d'affichage correspondant à un autre exemple de réalisation de l'invention qui, à la différence de l'exemple de réalisation de la figure 2, utilise un hologramme de couplage comme installation de couplage 224.

La figure 3 montre ainsi un dispositif d'affichage selon l'invention n'utilisant pas de prisme mais un autre hologramme 224 pour le couplage et qui assure la fonction optique du prisme de la figure 2 ou d'un prisme bombé. Cette solution a l'avantage de permettre d'installer le scanner laser 112 d'une manière encore plus souple car les hologrammes permettent d'avoir des réflexions désaxées. De plus, l'hologramme 224, en réalisant une fonction optique plus complexe que celle du prisme (prisme bombé), permet une mise en forme plus souple des rayons pour éclairer d'une manière aussi optimale que possible la surface de diffusion 102.

La figure 4 montre un autre exemple de réalisation du dispositif d'affichage qui comporte une première surface de projection 102 et une seconde surface de projection 402 installée dans l'habitacle du véhicule, dans la plage de vision du conducteur 105 devant le pare-brise 106. Les surfaces de projection 102, 402 se situent à hauteur du visage du conducteur 105 pour un regard droit du conducteur 105 à travers le pare-brise 106 ; ces surfaces sont orthogonales à la direction de visée droite du conducteur 105. En variante, les surfaces de projection 102, 402 peuvent également être décalées par rapport à la visée du conducteur 105 et de plus ou en variante, être installées en position basculée. Les surfaces de projection 102, 402 sont constituées chacune par une surface de diffusion holographique. La première surface de projection 102 se trouve sur le côté avant tourné vers le conducteur 105 de la partie supérieure du guide de lumière 108, vertical. La se- conde surface de projection 402 est au dos du segment supérieur du guide de lumière 108 vertical par rapport au conducteur 105. Les surfaces de projection 102, 402 sont parallèles et écartées l'une de l'autre. Pour le conducteur 105, les surfaces de projection 102, 402 sont l'une derrière l'autre. Les surfaces de projection 102, 402 peuvent être de même dimension et être alignées l'une par rapport à l'autre. Le segment supérieur du guide de lumière 108 arrive entre les surfaces de projection 102, 402. Le guide de lumière 108 traverse la surface supérieure du tableau de bord 222. La première source lumineuse 112 est un premier scanner laser (laser de balayage) et la seconde surface lumineuse 412 est un second scanner laser (laser de balayage). La lumière émise par la première source lumineuse 112 est injectée par l'installation de couplage 224 sous la forme d'un prisme de couplage dans le guide de lumière 108. La lumière émise par la seconde source lumineuse 412 est également injectée dans le guide de lumière 108 par l'installation de couplage 224. Les sources lumineuses 112, 412 sont juxtaposées ou superposées par exemple verticalement à hauteur de l'extrémité inférieure du guide de lumière 108 au dos du guide de lumière 108 du côté opposé à celui du conducteur 105. L'installation de couplage 224 dévie la lumière des sources lumineuses 112, 412 à l'équerre ou pratique- ment à l'équerre. La lumière de la première source lumineuse 112 est déviée par une première réflexion totale 226 dans le guide de lumière 108. La lumière de la première source lumineuse 112 forme une première image réelle 228 pour le conducteur 105. Dans le guide de lumière 108, on a en outre une seconde réflexion totale 426 pour la lumière de la seconde source lumineuse 412. La lumière de la seconde source lumineuse 412 apparaît comme seconde image réelle 428 pour le conducteur 105. L'écart des surfaces de projection 102, 402, l'une par rapport à l'autre, fait apparaître les images réelles également comme étant écartées pour la vue du conducteur 105.

La figure 4 montre ainsi un dispositif d'affichage à deux plans image correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. La lumière émise par le premier laser de balayage 112 et celle émise par le second laser de balayage 412 seront dirigées suivant des angles différents sur le prisme de couplage 224. Ainsi, le premier laser de balayage 112 et le second laser de balayage 412 permettront d'alimenter les sur- faces de division 102, 402 différentes et de créer ainsi un effet d'espace. La figure 4 montre un exemple de réalisation à deux plans de diffusion 102, 402. Les deux projecteurs, ici sous la forme d'un premier laser de balayage 112 et d'un second laser de balayage 412, commandent deux surfaces de diffusion holographique 102, 402 qui sont écartées l'une par rapport à l'autre d'une faible distance, par exemple de 8 mm. La distance entre les surfaces de diffusion 102, 402 peut être légèrement inférieure à l'épaisseur du guide de lumière 108 à l'extérieur des surfaces de diffusion 102, 402. Par un choix approprié de l'angle de couplage dans les guides de lumière 108, on assure que le premier laser de balayage 112 éclaire exclusivement la surface de diffusion holographique (surface de diffusion HOE) 102 et que le second laser de balayage 412 éclaire exclusivement la surface de diffusion holographique (surface de diffusion HOE) 402. Cette configuration gé- nère deux images superposées 228, 428 permettant d'avoir des effets d'espace tels que par exemple une aiguille flottante au-dessus d'un cadran d'un tachymètre comme le montre la figure 5. Par un choix approprié de coefficient d'éclairage non trop élevé, l'ensemble du système reste transparent pour permettre toujours la superposition à des scènes de rue derrière le pare-brise 106. La figure 5 montre l'affichage par un dispositif d'affichage correspondant à un autre exemple de réalisation de l'invention qui peut être le dispositif d'affichage déjà décrit à l'aide de la figure 4 ayant une première surface de projection 102 sous la forme d'un premier plan de diffusion et une seconde surface de projection 402 sous la forme d'un second plan de diffusion. Les deux surfaces de projection 102, 402 sont l'une derrière l'autre pour l'observation du conducteur 105. Selon cet exemple de réalisation, la seconde surface de projection 402 génère une seconde image 428 sous la forme d'un cadran et la première surface de projection 102 génère une première image 128 sous la forme d'une ai- guille. On fait ainsi apparaître un tachymètre comme premier exemple d'application de deux plans de diffusion 102, 402, l'un derrière l'autre. L'aiguille 228 est représentée par ou dans le premier plan de diffusion 102. Le cadran 428 est représenté sur le premier plan de dif- fusion 402. Comme les plans de diffusion 102, 402 sont écartés d'une distance de 8 mm dans cet exemple de réalisation, on a l'impression que l'aiguille 228 flotte sur le cadran 428. La figure 6 montre un dispositif d'affichage correspon- dant à un autre exemple de l'invention comportant une surface de pro- jection 102 installée dans l'habitacle d'un véhicule dans la plage de visée du conducteur 105 et du passager 605 devant le pare-brise du véhicule. La surface de projection 102 génère deux images 228, 428, à savoir une première image 228 pour le conducteur 105 et une seconde image 428 pour le passage 605. La surface de projection 102 est égale- ment à hauteur du visage du conducteur 105 et de celui du passager 605, par exemple entre le conducteur 105 et le passager 605. La surface de projection 102 peut être installée sensiblement au milieu du pare-brise. La direction principale d'extension de la surface de projection 102 peut être verticale ou légèrement inclinée. La surface de projection 102 est réalisée comme surface de diffusion holographique générant deux images réelles 228, 428. La surface de projection 102 se trouve dans le segment supérieur, côté avant tourné vers le conducteur 105 du guide de lumière 108 vertical ou pratiquement vertical. En variante, on peut également utiliser deux surfaces de projection distinctes, à savoir une surface de projection pour chacune des images 228, 428. Le guide de lumière 108 est un élément en forme de surface. L'épaisseur du guide de lumière 108 est de quelques millimètres, par exemple moins de 10 mm. La largeur et la hauteur du guide de lumière peuvent être de quelques centimètres ou décimètres, par exemple inférieures à 30 cm. La surface de projection 102 est rectangulaire et la largeur de la surface de projection 102 est supérieure à sa hauteur. On utilise une première source lumineuse 112 sous la forme d'un premier scanner laser (ou laser de balayage) et une seconde source lumineuse 412 sous la forme d'un second scanner laser ou laser de balayage. La surface émise par la première source lumineuse 112 et la seconde source lumineuse 412 est injectée dans le guide de lumière 108 par une installation de couplage 224 sous la forme d'un prisme de couplage associé au bord inférieur du guide de lumière 108. A la place d'une installation de couplage 224, on peut éga- lement utiliser une première installation de couplage associée à la première source lumineuse 112 et une seconde installation de couplage associée à la seconde source lumineuse 412. Les sources lumineuses 112, 412 sont situées à hauteur de l'extrémité inférieure du guide de lumière 108 au dos du guide de lumière 108 du côté opposé à celui du conducteur 105 et du passager 605. Les sources lumineuses 112, 412 sont écartées l'une de l'autre. La première source lumineuse 112 est installée sur le côté du guide de lumière 108 tourné vers le conducteur 105 et la seconde source lumineuse 412 est associée au côté du guide de lumière 108 destiné au passager 605. La lumière émise par la pre- mière source lumineuse 112 arrive en biais sur un plan principal d'extension du guide de lumière 108. La lumière émise par la seconde source lumineuse 412 arrive en biais sur un plan principal d'extension du guide de lumière 108. Les rayons lumineux émis par les sources lu- mineuses 112, 412 se rapprochent l'un de l'autre et le point d'intersection théorique ou la plage d'intersection théorique se situe sur le côté du guide de lumière 108 à l'opposé des sources lumineuses 112, 412. L'installation de couplage 224 injecte le rayon lumineux émis par la première source lumineuse 102 par une première réflexion totale 226 dans le guide de lumière 108 et par une seconde réflexion totale 226 à l'intérieur du guide de lumière 108 sur la surface de projection 102 ; la lumière est découplée du guide de lumière 108 au niveau de la surface de projection 102 pour être émise en direction du conduc- teur 105. L'installation de couplage 224 injecte également le rayon lu- mineux émis par la seconde source lumineuse 402 par une troisième réflexion totale 426 dans le guide de lumière 108 et par une quatrième réflexion totale 426 dans le guide de lumière 108 sur la surface de projection 102. La lumière est découplée du guide de lumière 108 au ni- veau de la surface de projection 102 pour être émise en direction du passager 605. Ainsi la figure 6 montre un exemple de réalisation cor- respondant à la variante stéréo ou à vision divisée ; dans cette variante, les deux lasers de balayage 212, 412 sont utilisés pour diriger la lu- mière émise ainsi vers les surfaces de diffusion holographique 102 que la lumière attaque sous des angles d'incidence fortement différents. Cela peut servir à reconstruire deux hologrammes de diffusion indépendants ayant chacun un angle de diffusion différent. Cela peut par exemple s'utiliser pour représenter deux images différentes 228, 428 pour le conducteur 105 et pour le passager 605, ce qui est représenté de manière simplifiée chaque fois par un rayon central. Selon cet exemple de réalisation, les angles d'incidence qui diffèrent fortement dans la direction latérale et ainsi l'angle d'incidence de la lumière sur la surface de diffusion holographique 102 des lasers de balayage 212, 412 réalise deux fonctions de diffusion différentes et indépendantes. Il peut s'agir d'une part d'une représentation stéréoscopique qui représente deux images différentes 228, 428 pour l'oeil gauche 631 et l'oeil droit 633 par exemple du conducteur 105 non représentées à la figure 6. Il peut également s'agir d'un affichage divisé qui affiche des contenus d'image différents pour le conducteur 105 et pour le passager 605. On utilise alors la sélectivité angulaire d'un hologramme. La figure 7 montre un autre exemple de réalisation d'un dispositif d'affichage selon l'invention qui correspond à celui de la figure 2 à la différence qu'en plus, il comporte une surface filtrante 116. La surface filtrante 116 est prévue au dos du segment supérieur du guide de lumière 108 du côté non tourné vers le conducteur 105. La surface de projection 102 et la surface filtrante 116 sont parallèles et écartées l'une de l'autre. Pour le conducteur 105, la surface de projection 102 et la surface filtrante 116 sont l'une derrière l'autre. La surface de projection 102 et la surface filtrante 116 peuvent être de même dimension et alignées l'une par rapport à l'autre. Le segment supérieur du guide de lumière 108 se trouve entre la surface de projection 102 et la surface filtrante 116. Selon cet exemple de réalisation, la surface filtrante 116 est un verre commutable. La figure 7 montre un exemple de réalisation avec un verre 116 commutable pour assombrir de manière dynamique en cas d'éblouissement. Tous les exemples de réalisation décrits peuvent être complétés par un ou plusieurs verres 116 à commutation électrique. Comme verre commutable 116, on a par exemple le verre électrochrome ou des dispositifs à particules suspendues qui, à la demande, peuvent modifier de manière dynamique les caractéristiques de transmission. C'est ainsi qu'en cas d'éblouissement, par exemple à cause d'un véhicule venant en face, de nuit et pour une route mouillée, on veillera à ce que l'affichage apparaissant sur la surface de projection 102 soit assombri mais que le contraste reste conservé et qu'ainsi les effets de diffusion gênants soient réduits au minimum. Pour commander les caractéristiques de transmission du verre commutable 116, on peut utiliser une photo diode (non représen- tée à la figure 7) qui peut être lue par une unité de commande. En exploitant un signal de la photo diode, on peut assombrir la lumière provenant de la direction de circulation pour l'affichage. La surface de projection peut également être installée à un autre endroit du véhicule, par exemple devant une vitre latérale du véhicule. La surface de projection peut être intégrée dans une vitre du véhicule ou être installée sur une vitre du véhicule. Le domaine d'application du véhicule est par exemple choisi. La surface de projection peut également s'utiliser pour les applications extérieures à celles d'un véhicule. La figure 8 montre un ordinogramme d'un procédé pour générer un affichage dans le champ de vision d'un passager ou occupant d'un véhicule selon un exemple de réalisation de l'invention. Le procédé peut être appliqué par une installation d'affichage telle que dé- crite ci-dessus selon les figures précédentes. Dans l'étape 810, on gé- nère de la lumière qui est injectée dans un guide de lumière dans l'étape 820. Le guide de lumière est développé pour que la lumière puisse être conduite dans une région située dans le champ de vision des occupants du véhicule. Dans une première étape 830, on découple la lumière du guide de lumière dans la région située dans le champ de vision et dans l'étape 840, on applique une surface de projection holographique. La surface de projection holographique est réalisée pour transmettre la lumière injectée dans la surface de projection holographique pour qu'elle apparaisse à l'extérieur de celle-ci sur ou à l'intérieur de la surface de projection holographique. Le nombre d'éléments du dispositif d'affichage présentés et décrits n'est donné qu'à titre d'exemple. On peut par exemple avoir plus de deux sources lumineuses ainsi que plus de deux surfaces de projection. On peut également juxtaposer plusieurs surfaces de projec- tion les unes à côté des autres sur un guide de lumière. On peut également utiliser plus d'un guide de lumière.5 NOMENCLATURE 100 Véhicule 102 Première surface de projection 104 Plage de visée du conducteur 105 Conducteur 106 Pare-brise 108 Guide de lumière 110 Lumière extérieure 112 Première source lumineuse 114 Commande 116 Surface filtrante, verre à commutation électrique 118 Capteur optique/capteur de lumière 222 Surface supérieure du tableau de bord 224 Installation de couplage/hologramme 226 Réflexion totale 228 Première image réelle 402 Seconde surface de projection 404 Surface de diffusion 412 Seconde source lumineuse 428 Seconde image réelle 605 Passager 631 CEil gauche 633 CEil droit 810, 820, 830, 840 Etapes du procédé pour générer un affichage dans le champ de visée d'un occupant du véhicule30

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Dispositif d'affichage pour un occupant (105) d'un véhicule (100), caractérisé en ce qu'il comprend : un guide de lumière (108) muni d'une interface de couplage pour injecter de la lumière dans le guide de lumière et une surface de découplage pour découpler la lumière du guide de lumière, * le guide de lumière à l'état installé du dispositif d'affichage étant transparent au moins dans la région de la surface de découplage pour la vision de l'occupant (105), et une surface de projection holographique (102) reliée en surface à la surface de découplage à l'état installé du dispositif d'affichage, cette surface est transparente pour la vision des occupants, * la surface de projection générant pour les passagers un affi- chage (228) découplé de la lumière du guide de lumière. 2°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de projection holographique (102) est un composant optoholographique. 3°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide de lumière (108) comporte une autre interface de couplage pour injecter une autre lumière dans le guide de lumière et la surface de dé- couplage découple en outre l'autre lumière du guide de lumière et la surface de projection holographique (102) génère à partir de l'autre lumière découplée du guide de lumière, un autre affichage (428) pour les passagers (105) ou pour un autre passager (605). 4°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé par une autre surface de projection holographique (402) reliée en surface à une autre surface de découplage pour découpler la lumière du guide de lumière (108),* la surface de projection holographique (102) et l'autre surface de projection holographique (402) se faisant face, et * l'autre surface de projection holographique est réalisée pour que l'autre lumière découplée du guide de lumière génère un autre affi- n chage (428) combiné à l'affichage (228) pour les occupants (105). 5°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé par une surface filtrante (116) à transparence commandée, la surface fil- 10 trante étant installée en regard de la surface de projection hologra- phique (102). 6°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé par 15 une installation de couplage (224) reliée à l'interface de couplage pour injecter de la lumière dans le guide de lumière (108). 7°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé par 20 une source lumineuse (112) pour générer la lumière. 8°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend une installation de fixation pour fixer le guide de lumière 25 (108) au véhicule (100), pour que la surface de projection holographique (102) se trouve dans le champ de visée du passager (105). 9°) Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 la surface de projection holographique (102) est située dans l'habitacle du véhicule (100) devant le pare-brise (106). 10°) Procédé pour générer un affichage (228) dans le champ de visée d'un passager (105) d'un véhicule (100), 35 caractérisé par les étapes suivantes consistant à :injecter (840) de la lumière dans une surface de projection holographique (102), associée au champ de vision des occupants (105) et transparente en dehors du champ de vision des occupants pour générer l'affichage.5