FR2999730A1 - Afficheur pour afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle et dispositif de generation d'images pour ledit afficheur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un afficheur (1) pour afficher dans le champ de vision (3) d'un conducteur (5) une image virtuelle (9), ledit afficheur (1) comprenant : - un dispositif de génération d'images (11), et - au moins un capteur de lumière (13), ledit dispositif de génération d'images (11) étant configuré pour produire avec ledit capteur de lumière (13) une mesure de la luminosité ambiante au niveau d'une zone (15), dit fond d'ambiance, se trouvant dans la direction où ladite image (9) se forme pour permettre d'adapter la luminosité de ladite image (9) audit fond d'ambiance (15). L'invention concerne encore un dispositif de génération d'images pour un tel afficheur, ledit dispositif comprenant ledit capteur.

Description

AFFICHEUR POUR AFFICHER DANS LE CHAMP DE VISION D'UN CONDUCTEUR UNE IMAGE VIRTUELLE ET DISPOSITIF DE GENERATION D'IMAGES POUR LEDIT AFFICHEUR L'invention concerne un afficheur pour afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle et un dispositif de génération d'images pour ledit afficheur.

On connaît des dispositifs d'émission d'un faisceau lumineux destiné à former une image pour informer les utilisateurs d'un véhicule, notamment son conducteur. Il est connu en particulier d'équiper un véhicule automobile avec un dispositif d'affichage, dit tête haute. Un tel dispositif, dit encore afficheur, affiche dans le champ de vision du conducteur automobile une information relative à l'état du véhicule automobile, du trafic ou autre. Ce dispositif d'affichage comprend généralement un dispositif de génération d'images, des composants optiques spécifiques à l'architecture du dispositif et une électronique de gestion du dispositif connectée au véhicule équipé. Le dispositif de génération d'images est sous forme d'un boîtier dans lequel sont assemblés les composants du dispositif. La luminosité de l'image affichée doit être adaptée, notamment en intensité lumineuse, à la luminosité ambiante pour offrir un contraste suffisant avec la route mais sans éblouir le conducteur, en particulier dans l'obscurité. Il est possible d'utiliser à cet effet des capteurs de luminosité du véhicule pour l'allumage automatique des feux. Cependant l'information des capteurs devant transiter par un réseau du véhicule perd en réactivité et n'est pas optimale pour adapter en temps réel la luminosité de l'image affichée à la luminosité ambiante.

En outre, la luminosité relevée par lesdits capteurs n'est pas totalement pertinente compte tenu de la zone visée par les capteurs.

Il est par ailleurs possible de disposer des capteurs de luminosité sur une partie haute de la planche de bord du véhicule pour mesurer la luminosité ambiante au niveau d'un fond d'ambiance de l'image affichée, c'est-à-dire, la luminosité de la scène apparaissant au conducteur quand il regarde en direction de ladite image. De tels capteurs sont proéminents et de plus ils nécessitent un câblage externe, ce qui est peu esthétique et peu économique. L'invention a pour but de remédier en tout ou partie à ces inconvénients. Il est proposé selon l'invention un afficheur pour afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle, ledit afficheur comprenant : - un dispositif de génération d'images et, - au moins un capteur de lumière, ledit dispositif de génération d'images étant configuré pour produire avec ledit capteur de lumière une mesure de la luminosité ambiante au niveau d'une zone, 20 dit fond d'ambiance, se trouvant dans la direction où ladite image se forme pour permettre d'adapter la luminosité de ladite image audit fond d'ambiance. Ainsi, l'afficheur selon l'invention permet d'offrir au conducteur du véhicule une image confortable, par exemple qui se distingue clairement et dont l'intensité 25 lumineuse soit suffisante et non éblouissante, par une mesure de la luminosité dans une zone pertinente, à savoir en direction de ladite image. La prise en charge des informations issues du capteur par le dispositif de génération d'image permet en outre d'améliorer la vitesse de réaction de l'afficheur. 30 Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément : - ledit capteur de lumière est intégré dans ledit dispositif de génération d'images en sorte de recevoir un faisceau lumineux de sens inverse à celui de l'émission de ladite image et correspondant à l'ambiance lumineuse présente en fond d'ambiance de ladite image, - ledit capteur de lumière est positionné dans un chemin ou trajet optique du faisceau lumineux d'émission de ladite image, - ledit afficheur comprend des composants optiques pour afficher ladite image dans le champ de vision du conducteur, lesdits composants optiques définissant tout ou partie dudit chemin ou trajet optique, - ledit capteur de lumière est positionné relativement à l'un des composants optiques de manière à recevoir depuis ledit composant optique un faisceau lumineux de sens inverse à celui de l'émission de ladite image et correspondant à l'ambiance lumineuse présente au niveau ladite image, - ledit dispositif de génération d'images comprend un boîtier, le boîtier 15 transmettant ladite image par l'un desdits composants optiques situé au niveau d'une face du boîtier, - ledit capteur est situé à l'intérieur dudit boîtier, - ledit capteur de lumière est disposé à proximité dudit composant optique situé au niveau d'une face du boîtier, 20 - ledit capteur de lumière est solidaire dudit composant optique situé au niveau d'une face du boîtier et/ou dudit boîtier, - ledit composant optique situé au niveau d'une face dudit boîtier est un diffuseur d'images, - ledit dispositif de génération d'images comprend une unité de commande 25 pour produire ladite image, - ledit capteur de lumière est relié à ladite unité de commande, ladite unité de commande étant apte à ajuster la luminosité de ladite image relativement audit fond d'ambiance, en correspondance à l'ambiance lumineuse relevée par le capteur de lumière, 30 - ledit dispositif de génération d'image comprend une source de lumière, - ladite source de lumière comprend une ou des diodes laser.

L'invention concerne encore un dispositif de génération d'images pour un afficheur tel que décrit plus haut, ledit capteur étant prévu au niveau dudit dispositif de génération d'images.

Ledit dispositif est avantageusement configuré pour être adapté à différents afficheurs, selon une fabrication standardisée du dispositif de génération d'images. Ces caractéristiques et avantages de l'invention et d'autres apparaitront plus 10 clairement au regard de la description ci après de modes de réalisation de l'invention en référence aux dessins ci annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue en élévation schématique d'un afficheur d'images de véhicule conforme à l'invention ; 15 La figure 2 est une vue d'un exemple d'une image produite par l'afficheur de la figure 1, telle qu'elle est vue par le conducteur du véhicule. Dans la description qui suit, des références identiques sont utilisées pour 20 désigner des éléments analogues ou identiques. Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un afficheur 1, dit encore afficheur tête haute, pour afficher une image virtuelle 9 dans le champ de vision 3 d'un conducteur 5 de véhicule observant une trajectoire 7 (figure 2) de 25 déplacement du véhicule automobile. L'afficheur 1 comprend un dispositif de génération d'images 11. Ledit dispositif comprend, par exemple, un projecteur à balayage 34 muni d'une ou plusieurs sources de lumière émettant chacune un faisceau du type laser. Il s'agit, 30 par exemple, de sources laser, typiquement des diodes laser, chaque source laser émettant un faisceau monochromatique, c'est-à-dire consistant en une seule couleur.

Ledit dispositif pourra typiquement comprendre trois sources, ledit dispositif étant configuré pour former un faisceau lumineux à l'aide d'une mise en commun par combinaison des faisceaux individuellement émis par chacune desdits sources. Plus précisément, il pourra s'agir de sources émettant un faisceau d'une couleur différente d'une source à l'autre. Les couleurs sont, par exemple, un rouge, un vert ou un bleu (RVB). La puissance optique de chacune des sources est pilotée, de manière indépendante, à l'aide du courant d'alimentation de la ou des sources laser. A puissance optique donnée, la couleur du faisceau lumineux est déterminée par la manière dont un ratio de puissance est établi entre les différentes diodes laser. Par exemple, pour obtenir une lumière blanche, les puissances optiques, en proportion, doivent être établies selon la distribution suivante : 60 pour la diode verte, 30 pour la diode bleue, 10 pour la diode rouge. La puissance optique de chacune des sources pourra également être pilotée pour moduler la puissance optique du faisceau lumineux. Les faisceaux émis par chacune des sources sont orientés, par exemple, parallèlement les uns aux autres et réfléchit dans une même direction pour former par combinaison le faisceau lumineux commun. Ledit dispositif comprend en ce sens des éléments optiques semi-transparent, sur une plage de longueur d'onde, tels que des miroirs dichroïque ou lames de combinaison, interceptant les faisceaux émis par chacune desdites sources et les combinant selon la direction dudit faisceau. De façon plus générale, ledit dispositif est configuré pour former ledit faisceau lumineux à partir du ou desdits faisceaux laser, quel que soit le nombre de sources en jeux. En cas de source unique, le faisceau lumineux est composé du faisceau laser émis par la seule source employée et l'image obtenue sera alors monochrome, composée des différents niveaux de puissances optiques appliquées à chacun des points qui la compose, selon un dégradé de ladite couleur. En cas de pluralité de sources, typiquement les trois sources évoquées plus haut, ledit faisceau commun qui forme alors ledit faisceau lumineux permettra l'établissement d'une image selon un spectre de couleur dont la résolution correspondra à la finesse de pilotage de l'alimentation desdites sources.

Ledit dispositif pourra en outre comprendre des moyens de pilotage de l'alimentation en courant desdites sources. Comme évoqué plus haut, ils pourront permettre un choix de la couleur du faisceau lumineux.

Ledit projecteur à balayage comprend en outre, par exemple, un générateur de balayage dont la fonction est de déplacer horizontalement et verticalement le faisceau lumineux émis par la ou les sources lumineuses en vue de réaliser un balayage selon une fréquence, notamment égale à 60 Hz, à titre d'exemple non limitatif. Le générateur de balayage comprend, notamment, un miroir à balayage à système micro-électro-mécanique (ci-après appelé miroir MEMS) sur lequel le faisceau lumineux émis par la ou les sources lumineuses se réfléchit en un faisceau de balayage 10. Un tel miroir MEMS présente par exemple un diamètre de 1 mm2. Le miroir MEMS est apte à tourner autour de deux axes de rotation pour réaliser un balayage, par exemple à la fréquence de rafraîchissement de 60 Hz, d'un écran diffuseur 29 dudit dispositif. Ladite image se forme alors sur ledit diffuseur 29. Alternativement, le miroir MEMS peut être remplacé par deux miroirs plans et déplaçables, dont les mouvements sont associés. L'un de ces miroirs peut être dédié à un balayage selon un axe horizontal alors que l'autre miroir peut être dédié à un balayage selon un axe vertical.

Le diffuseur 29 où se forme l'image pourra être un écran de projection transparent à structure complexe pour une projection par transparence. Il pourra alternativement être translucide. Il est réalisé, par exemple, en verre, notamment dépoli, ou en polycarbonate. A titre d'exemple, l'écran diffuseur 29 est du type à pupille de sortie (« Exit Pupil Expander »). Il permet de disposer d'un cône d'observation élargi. Il s'étend dans un plan traversé par le faisceau lumineux, l'image résultant de ce faisceau de balayage 10 étant formée dans le plan d'une face de l'écran diffuseur 29. Cet écran diffuseur reçoit le faisceau de balayage 10. Il est agencé pour provoquer une dispersion de ce faisceau de balayage 10 selon un secteur angulaire, par exemple, égal à 300 par rapport à la direction du faisceau de balayage 10 au moment où il vient frapper l'écran diffuseur 29. Pour ce faire, selon un exemple non limitatif, une face de l'écran diffuseur est rugueuse, en ce sens qu'elle comporte des aspérités qui provoquent la dispersion du faisceau de balayage. La face rugueuse correspond à celle par laquelle le faisceau sort, c'est- à-dire la face sur laquelle l'image se forme. En aval de l'écran diffuseur 29 selon le sens de déplacement du faisceau lumineux, ledit afficheur comprend au moins une lame semi-réfléchissante 21 et, optionnellement, un dispositif de réflexion 25 interposé sur le trajet de l'image entre l'écran diffuseur 29 et la lame semi-réfléchissante 21. Sur cette figure, le trajet de l'image est symbolisé par des flèches qui se réfléchissent sur le dispositif de réflexion 25 avant de s'afficher à travers la lame semi-réfléchissante 21. Cette dernière permet un grossissement et/ou, par transparence, un affichage de l'image 9 au-delà de ladite lame semi-réfléchissante, notamment au-delà du pare- brise du véhicule équipé, au niveau d'un écran virtuel, obtenu à l'aide de ladite lame semi-réfléchissante 21. Cette lame transparente présente un pouvoir de réflexion au moins égale à 20%, ce qui permet à l'utilisateur de voir au travers de la lame la route empruntée par le véhicule, tout en bénéficiant d'un contraste élevé permettant de voir l'image affichée. De manière alternative, l'affichage de l'image peut être réalisé par l'intermédiaire du pare-brise du véhicule équipé dudit afficheur. Cela étant, selon l'invention, ledit afficheur comprend en outre au moins un capteur de lumière 13. Ledit dispositif de génération d'images 11 est configuré pour produire avec ledit capteur de lumière 13 une mesure de la luminosité ambiante au niveau d'une zone 15, dite fond d'ambiance, dans le champ de vision 3 du conducteur, où ladite image se forme pour permettre d'adapter la luminosité de ladite image audit fond d'ambiance. Autrement dit, comme illustré à la figure 2, le fond d'ambiance 15 environne ladite image 9.

La mesure de la luminosité est ainsi réalisée dans une zone se trouvant en direction de ladite image 9 et donc en direction de la route ou trajectoire 7 empruntée par le véhicule. Cette disposition permet d'offrir au conducteur 5 du véhicule une image confortable, au niveau de la luminosité, c'est à dire dont l'intensité lumineuse est confortable, autrement dit suffisante et non éblouissante, en particulier dans l'obscurité. Ledit capteur de lumière 13 est intégré ici dans ledit dispositif de génération d'images 11 en sorte de recevoir un faisceau lumineux de sens inverse 17 à celui 19 de l'émission de ladite image, à savoir dirigé vers le dispositif de génération d'images 11. Ce faisceau lumineux de sens inverse 17 correspond à l'ambiance lumineuse présente au niveau ladite image, par exemple au niveau du fond d'ambiance, en particulier de l'ambiance lumineuse transmise par ladite lame semi-réfléchissante 21 ou ledit pare-brise permettant l'affichage de ladite image virtuelle 9, comme illustré sur la figure 1. Ledit capteur de lumière 13 est avantageusement positionné, comme représenté, dans un chemin ou trajet optique 23 du faisceau lumineux d'émission 25 de ladite image, autrement dit dans un faisceau lumineux de réflexion en retour 17 de ladite ambiance lumineuse. Comme déjà vu, ledit afficheur 1 pourra être pourvu de composants optiques tels deux miroirs réfléchissants 25a, 25b dudit dispositif de réflexion 25, pour 30 afficher ladite image 9 dans le champ de vision 3 du conducteur 5, lesdits composants optiques définissant tout ou partie dudit chemin ou trajet optique 23 du faisceau lumineux émis.

Ledit capteur de lumière 13 est avantageusement positionné relativement à l'un des composants optiques, ici le premier miroir réfléchissant 25b du dispositif de réflexion 25 se trouvant en aval du dispositif de génération d'images 11, de manière à recevoir depuis ledit composant optique un faisceau lumineux 17 de sens inverse à celui de l'émission 19 de ladite image et correspondant à l'ambiance lumineuse présente au niveau de ladite image. Ainsi, ledit capteur de lumière 13 perçoit un faisceau lumineux 17 de sens inverse à celui de l'émission de ladite image 9 et correspondant à l'ambiance lumineuse présente au niveau ladite image, notamment sur le fond d'ambiance 15, en particulier de l'ambiance lumineuse transmise par l'élément optique terminal 21, à savoir ladite lame semi-réfléchissante ou le pare-brise, permettant l'affichage de ladite image virtuelle 9.

Le dispositif de génération d'images 11 pourra en particulier comprendre un boîtier 27, comprenant l'un desdits composants optiques définissant le chemin optique de formation de ladite image, prévu situé au niveau d'une face 31 du boîtier. Il pourra en particulier s'agir du diffuseur d'images 29 du dispositif de génération d'images. Ledit capteur de lumière 13 est ici disposé à proximité dudit diffuseur d'images 29, étant de préférence solidaire, comme dans l'exemple, dudit diffuseur 29 et/ou du boîtier 27. Ledit dispositif de génération d'images comprendra avantageusement une 25 unité de commande 33 pour produire ladite image 9. Ladite unité de commande comprend, par exemple, lesdits moyens de pilotage de l'alimentation en courant des sources de lumière. Ledit capteur de lumière 13 sera reliée à ladite unité de commande 33, 30 ladite unité de commande 33 étant rendue apte à ajuster la luminosité de ladite image 9 relativement audit fond d'ambiance 15, en correspondance à l'ambiance lumineuse relevée par le capteur de lumière 13.

Ainsi, ladite image 9 pourra être affichée avec une gêne minimale sur la route 7 observée.

En outre, ledit dispositif de génération d'images 11 ainsi équipé du capteur de lumière 13 pourra avantageusement être configuré, par exemple dans un format compact et solide par son boîtier 27, pour être adapté à différents afficheurs, selon une fabrication standardisée et économique du dispositif de génération d'images.

L'invention apporte ainsi un afficheur, qui permet d'offrir au conducteur du véhicule une image dont l'intensité lumineuse est confortable, adaptée en permanence à la luminosité ambiante, autrement dit de luminosité suffisante et non éblouissante pour le conducteur du véhicule, en particulier dans l'obscurité.15

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Afficheur (1) pour afficher dans le champ de vision (3) d'un conducteur (5) une image virtuelle (9), ledit afficheur (1) comprenant : - un dispositif de génération d'images (11), et - au moins un capteur de lumière (13), ledit dispositif de génération d'images (11) étant configuré pour produire avec ledit capteur de lumière (13) une mesure de la luminosité ambiante au niveau d'une zone (15), dit fond d'ambiance, se trouvant dans la direction où ladite image (9) se forme pour permettre d'adapter la luminosité de ladite image (9) audit fond d'ambiance (15).
2. 2. Afficheur (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit capteur de lumière (13) est intégré dans ledit dispositif de génération d'images (11) en sorte de recevoir un faisceau lumineux (17) de sens inverse à celui (19) de l'émission de ladite image (9) et correspondant à l'ambiance lumineuse présente en fond d'ambiance de ladite image.
3. 3. Afficheur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ledit capteur 20 de lumière (13) est positionné dans un chemin ou trajet optique (23) du faisceau lumineux (19) d'émission de ladite image.
4. 4. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des composants optiques (25) pour afficher ladite image dans le 25 champ de vision du conducteur, lesdits composants optiques (25) définissant tout ou partie dudit chemin ou trajet optique (23).
5. 5. Afficheur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ledit capteur de lumière (13) est positionné relativement à l'un des composants optiques (25) 30 de manière à recevoir depuis ledit composant optique (25) un faisceau lumineux (17) de sens inverse à celui (19) de l'émission de ladite image et correspondant à l'ambiance lumineuse présente au niveau ladite image.
6. 6. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel ledit dispositif de génération d'images (11) comprend un boîtier (27), le boîtier (27) transmettant ladite image par l'un desdits composants optiques (29) situé au niveau d'une face (31) du boîtier, ledit capteur de lumière (13) étant disposé à proximité dudit composant optique (29).
7. 7. Afficheur (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit capteur de lumière (13) est solidaire dudit composant optique (29) situé au niveau d'une face du boîtier (27) et/ou dudit boîtier (27).
8. 8. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel ledit composant optique (29) situé au niveau d'une faces dudit boîtier (27) est un diffuseur d'images.
9. 9. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de génération d'images comprend une unité de commande (33) pour produire ladite image (9), ledit capteur de lumière (13) étant relié à ladite unité de commande (33), ladite unité de commande (33) étant apte à ajuster la luminosité de ladite image (9) relativement audit fond d'ambiance (15), en correspondance à l'ambiance lumineuse relevée par le capteur de lumière (13).
10. 10. Afficheur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif de génération d'images comprend une source de lumière munie d'au moins une diode laser.
11. 11. Dispositif de génération d'images pour afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit capteur (18) étant prévu au niveau dudit dispositif de génération d'images (11).
12. 12. Dispositif selon la revendication 11 configuré pour être adapté à différents afficheurs, selon une fabrication standardisée du dispositif de génération d'images (11).5