FR3024580B1

FR3024580B1 - Dispositif d'affichage pour un systeme d'affichage de champ de vision et son procede de gestion

Info

Publication number: FR3024580B1
Application number: FR1557036A
Authority: FR
Inventors: Martin Edel; Kai Schickner; Bernhard Herzog
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2035-07-24
Also published as: CN105319721A; DE102014214976A1; CN105319721B; FR3024580A1

Abstract

Dispositif d'affichage (100) comprenant une unité d'affichage (105) munie d'une surface d'affichage d'image (110), une unité de coupure (120) mobile entre une position de libération et une position de coupure du rayon lumineux (125) tombant sur la surface d'affichage d'image (110). Une unité de saisie de température (130) saisit la température de la surface d'affichage (110) par une détection sans contact et/ou en utilisant les structures (115) de l'unité d'affichage (105). Un appareil de commande (135) actionne l'unité de coupure (120) en fonction de la température de la surface d'affichage (110)n

Description

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un dispositif d’affichage, à un système d’affichage de champ de vision, à un procédé de gestion d’un tel dispositif d’affichage ainsi qu’un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé et à un programme d’ordinateur pour exécuter le procédé.

Etat de la technique

De manière générale, dans le cas des systèmes d’affichage tête haute (encore appelé système d’affichage HUD ou affichages sur le pare-brise), on rencontre la difficulté de la focalisation sur la source d’image lorsque le soleil arrive directement suivant le chemin du rayon principal dans le système d’affichage tête haute. En particulier, dans le cas d’afficheurs à cristaux liquides comme source d’image on peut localement dépasser la température autorisée.

Un procédé connu pour réduire le rayonnement incident lorsque l’afficheur tête haute n’est pas utilisé (position de rangement) consiste à fermer un obturateur mécanique équipant l’afficheur tête haute. Cet obturateur peut être opaque au rayonnement incident pour couper mécaniquement le rayonnement incident extérieur.

Le document DE 10 2011 105 689 Al décrit un système d’affichage tête haute équipé d’un système de capteur pour déterminer l’intensité du rayonnement incident et d’un obturateur pour protéger l’affichage tête haute contre le rayonnement incident.

Le document DE 103 53 156 B4 décrit un obturateur de système d’affichage tête haute qui permet de modifier la dimension de l’ouverture du tableau de commande en fonction de l’image à représenter.

Exposé et avantages de l’invention

La présente invention a pour objet un dispositif d’affichage comprenant une unité d’affichage munie d’une surface d’affichage d’image, une unité de coupure mobile entre une position de libération et une position de coupure pour couper le chemin du rayon lumineux tombant sur la surface d’affichage d’image en position de coupure et libérer ce chemin en position de libération, une unité de saisie de température pour saisir la température de la surface d’affichage d’image par une détection sans contact et/ou en utilisant les structures de l’unité d’affichage servant à afficher l’image et un appareil de commande pour actionner l’unité de coupure en fonction de la température de l’a surface d’affichage d’image entre la position de coupure et la position de libération. L’unité d’affichage est, de manière générale, un afficheur qui reproduit une image. Il peut s’agir par exemple d’un écran plat, notamment d’un afficheur à cristaux liquides commandé (afficheur TFT, c’est-à-dire un afficheur à transistors en couches minces). La surface d’affichage d’image peut être la surface active de l’unité d’affichage. La zone active peut correspondre à la dimension maximale de l’image à afficher.

Le chemin du rayon lumineux est le tracé géométrique du chemin à travers le dispositif d’affichage.

Le rayonnement est un rayonnement optique, notamment le rayonnement solaire.

Selon l’invention, l’unité de coupure est un élément plat en un matériau opaque tel qu’un diaphragme ou un écran rectangulaire ou circulaire ou un obturateur. Par exemple, l’unité de coupure peut être réalisée sous la forme d’une unité de fermeture mobile entre une position de coupure par exemple, une position de fermeture et une position de libération par exemple une position d’ouverture. L’unité de coupure peut également se réaliser sous la forme d’un volet ou d’un diaphragme à lamelles. En variante, l’unité de coupure peut également être un miroir basculant entre la position de coupure et la position de libération. L’unité de saisie de température est un composant électronique pour saisir le rayonnement thermique de la surface d’affichage d’image sans être en contact avec cette surface. L’unité de saisie de température peut également être un pyromètre (détecteur pyroélectrique), ou un thermomètre à rayonnement. L’unité de saisie pour la température peut également être un détecteur à thermopile, un bolo-mètre ou un détecteur quantique pour mesurer la température en surface.

Selon un développement, l’unité de coupure est réalisée sous la forme d’un obturateur. On peut ainsi utiliser par exemple un obturateur connu. Selon un autre développement, l’unité de coupure est un miroir basculant et on peut par exemple utiliser le miroir celui qui sert déjà à diriger le chemin du faisceau lumineux.

En variante ou en plus, l’unité de saisie de température peut saisir la température de la surface d’affichage d’image en utilisant les structures servant à afficher l’image de cette unité. Ces structures sont par exemple des structures électro-conductrices, telles que des semi-conducteurs de l’unité d’affichage, notamment dans la zone de la surface d’affichage d’image. L’unité de saisie de température permet de déterminer la température de la surface d’affichage d’image sous la forme d’une tension ou d’une évolution de tension des structures de cette surface. L’appareil de commande est un appareil électrique traitant les signaux de capteur pour fournir des signaux de commande et/ou des signaux de données. L’appareil de commande comporte une interface sous forme de circuit et/ou de programme. Dans le cas d’une réalisation sous la forme de circuit, l’interface fait par exemple partie d’un système ASIC qui comporte déjà différentes fonctions de l’appareil de commande. Mais il est également possible de réaliser l’interface sous la forme d’un circuit intégré ou du moins d’un circuit formé partiellement de composants discrets. Dans le cas d’une réalisation par programme, les interfaces sont des modules de programmes qui se trouvent sur un microcontrôleur à côté d’autres modules de programmes. L’invention repose sur la considération qu’il est possible de saisir la température de la surface d’affichage d’image d’une unité d’affichage sans utiliser de contact et de commander une unité de coupure pour protéger la surface d’affichage d’image contre le rayonnement incident en utilisant la température saisie.

Comme pour un échauffement critique d’une cellule à cristaux liquides, on actionne un obturateur comme unité de coupure et on réduit ainsi le rayonnement incident pour éviter que l’affichage à cristaux liquides ne soit endommagé thermiquement par le rayonnement solaire incident. On peut par exemple utiliser la saisie de la température des cellules à cristaux liquides pour fermer précisément l’obturateur lorsque le soleil produit effectivement un échauffement critique des cellules à cristaux liquides ce qui évite d’endommager le filtre polarisant ou d’éblouir les cristaux liquides, évitant ainsi les pertes de contraste irréversibles voire la disparition de l’image affichée.

La saisie sans contact de la température a en outre l’avantage que l’unité de saisie de température peut se trouver à une certaine distance de la surface d’affichage d’image de sorte que l’unité de saisie de température ne projette pas d’ombre sur la surface d’affichage d’image. On évite ainsi que l’unité de saisie de température ne perturbe l’image affichée. De plus, cela permet une saisie de température très homogène sur une zone aussi grande que possible de la surface d’affichage d’image avec pour conséquence, d’améliorer la précision et la fiabilité de la saisie de température. L’invention peut s’utiliser en plus ou à la place des contre-mesures statiques contre les températures excessives appliquées à un affichage à cristaux liquides reposant par exemple sur l’utilisation d’un filtre polarisant réfléchissant comme plaque de couverture de l’afficheur tête haute ou d’un filtre polarisant de transmission à l’intérieur de l’optique du système d’affichage tête haute. On peut en outre prévoir un miroir à lumière froide dans le système optique de l’affichage tête haute qui réfléchit le rayonnement infrarouge et permet la transmission de la lumière visible. On peut également combiner le miroir à lumière froide et le filtre polarisé.

Alors que l’effet du rayonnement incident pour les affichages tête haute usuels avec une image virtuelle de par exemple 6° en largeur et 2,5° en hauteur à une distance de projection de 2,4 m, c’est-à-dire la distance entre l’image virtuelle et la boîte du champ de vision, peut être traité en général par les moyens décrits, les énergies incidentes dans le cas de système d’affichage tête haute avec une image virtuelle beaucoup plus grande ou une distance de projection beaucoup plus grande peuvent être également plus élevées. De plus, dans le cas d’une grande distance de projection, le rayonnement sera plus fortement focalisé si bien que l’intensité du rayonnement, c’est-à-dire l’irradiation sera augmentée localement. Un dispositif d’affichage selon l’invention permet de traiter l’intensité du rayonnement même pour des distances de projection importantes ou de grandes images virtuelles. Selon un développement de l’invention, l’unité de saisie de température saisit au moins une première température d’une première zone partielle de la surface d’affichage d’image et une seconde température d’une seconde zone partielle de la surface d’affichage d’image, l’appareil de commande actionnant l’unité de coupure en fonction de la première température et/ou de la seconde température. Il peut s’agir par exemple pour la première zone partielle de la zone marginale de la surface d’affichage d’image et pour la seconde zone partielle, de la zone centrale de la surface d’affichage d’image. La saisie de la température de ces zones respectives permet de détecter un échauffement irrégulier de la surface d’affichage d’image.

De manière avantageuse, l’appareil de commande combine la première température et la seconde température pour obtenir une valeur combinée. L’appareil de commande actionne alors l’unité de coupure en utilisant cette valeur combinée. La valeur combinée est par exemple une valeur moyenne ou une valeur maximale des première et la seconde températures. La valeur combinée permet une saisie très précise de la température de la surface d’affichage et ainsi une commande fiable de l’unité de coupure.

On réalise une saisie de température avec une résolution locale particulièrement élevée si l’unité de saisie de température permet de saisir au moins une autre température d’une autre zone partielle de la surface d’affichage d’image et l’appareil de commande actionnant alors l’unité de coupure en fonction de cette autre température. L’unité de saisie de température peut par exemple subdiviser la surface d’affichage d’image sous la forme d’une grille en une multiplicité de zones partielles de même dimension constituant des champs de mesure de température et alors mesurer séparément la température de ces différentes plages de température. L’appareil de commande est réalisé de manière appropriée pour exploiter séparément les différentes températures.

Suivant une caractéristique, l’unité de saisie occupe toute la surface d’affichage d’image pour avoir la température de cette sur face, ce qui permet de saisir la température même en tenant compte de la plage marginale de la surface d’affichage d’image. L’unité de saisie de température permet également de saisir la température de la surface de l’unité d’affichage qui comprend au moins la surface d’affichage d’image. L’appareil de commande permet alors d’actionner l’unité de coupure en fonction de la température de la surface. Ainsi, pour actionner l’unité de coupure on pourra également saisir par exemple, la température du cadre entourant la surface d’affichage d’image.

Selon un autre développement, l’unité de saisie de température saisit la température de l’unité de coupure en position de coupure et l’appareil de commande actionne l’unité de coupure en outre en fonction de sa température en position de coupure. La température de l’unité de coupure permet de déterminer dans quelle mesure le dispositif d’affichage est exposé au rayonnement incident après la fermeture de l’unité de coupure.

Suivant une autre caractéristique, le dispositif d’affichage comporte au moins un élément optique couplé thermiquement à l’unité d’affichage et il est prévu au moins une autre unité de saisie de température. Cette autre unité de saisie de température détecte la température de l’élément optique et l’appareil de commande actionne l’élément optique en fonction de la température de celui-ci. L’élément optique peut être un élément en un matériau transparent, par exemple une lentille de verre ou une plaque de verre. L’élément optique peut être distant de l’unité d’affichage et être relié par exemple par des chemins thermoconducteurs ou une colle thermo-conductrice avec l’unité d’affichage. Cette forme de réalisation a l’avantage que pour saisir la température de l’élément optique on peut utiliser un thermomètre par contact, économique comme autre unité de saisie de température.

Le dispositif d’affichage comporte un boîtier avec au moins une ouverture dans le chemin du rayon lumineux. L’unité d’affichage est logée dans le boîtier pour que la surface d’affichage d’image soit en regard de l’ouverture du boîtier. L’unité de coupure équipe l’ouverture du boîtier pour fermer celle-ci de manière opaque en position de coupure ou la libérer en position de libération. L’unité de coupure est par exemple fixée au boîtier à l’aide d’une charnière et fonctionne ainsi comme volet fermant ou libérant l’ouverture du boîtier. L’unité de coupure est ainsi intégrée au dispositif d’affichage d’une manière économique et simple à réaliser.

En variante d’une telle unité de coupure, on peut également arrêter le rayonnement solaire incident arrivant sur l’affichage en déplaçant mécaniquement le miroir du système d’affichage tête haute (en le basculant par exemple autour d’un axe horizontal) pour que le soleil n’arrive plus directement sur l’affichage. La commande du miroir se fait dans le cas du rayonnement solaire de manière analogue à la commande d’un obturateur. L’unité d’affichage est avantageusement constituée par un afficheur à cristaux liquides de sorte que le dispositif d’affichage est léger et compact. L’invention crée un système d’affichage de champ de vision pour un véhicule qui comporte un dispositif d’affichage tel que décrit ci-dessus. Le système d’affichage de champ de vision est par exemple un système d’affichage tête haute. L’invention a également pour objet un procédé de gestion d’un dispositif d’affichage comportant une unité d’affichage, une unité de coupure qui peut commuter entre une position de libération et une position de coupure pour couper le chemin du rayon lumineux vers la surface d’affichage d’image en position de coupure ou libérer ce chemin en position de libération ainsi qu’une unité de saisie de température pour saisir la température de la surface d’affichage d’image par une saisie sans contact et/ou en utilisant les structures de l’unité d’affichage servant à afficher l’image, procédé caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes consistant à enregistrer un signal de température fourni par une détection sans contact par l’unité de saisie de température et/ou en utilisant la température de la surface d’affichage d’image saisie à l’aide des structures utilisées pour l’affichage de l’image et fournir un signal d’actionnement en utilisant le signal de température pour déplacer l’unité de coupure entre sa position de coupure et sa position de libération. L’invention a également pour objet un dispositif pour exécuter les étapes du procédé comme décrit ci-dessus. Ce dispositif permet de réaliser le procédé de manière rapide, simple et efficace.

Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé est un appareil électrique qui traite les signaux des capteurs et génère des signaux de commande et/ou des signaux de données en fonction de ces signaux de capteurs. Le dispositif comporte une interface sous une forme de circuit et/ou de programme. Dans le cas d’une réalisation sous forme de circuit, l’interface fait par exemple partie d’un système ASIC qui assure déjà différentes fonctions du dispositif. L’interface peut également être un circuit intégré, propre ou du moins une partie d’un circuit formé de composants discrets. Dans le cas d’une réalisation sous forme de programme, l’interface est par exemple un module de programmes qui se trouve sur un microcontrôleur à côté d’autres modules de programmes. L’invention a également pour objet un produit-programme d’ordinateur ou plus simplement un programme d’ordinateur comportant un code programme enregistré sur un support lisible par une machine telle qu’une mémoire semi-conductrice, un disque dur ou une mémoire optique pour exécuter ou appliquer le programme ou commander les étapes du programme comme décrit ci-dessus lorsque le produit-programme ou plus simplement le programme sont exécutés sur un ordinateur ou un dispositif de ce type.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de dispositifs d’affichage représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d’un exemple de réalisation d’un dispositif d’affichage selon l’invention, la figure 2 est un schéma du système d’affichage de champ de vision activé selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 3 est un schéma d’un système d’affichage de champ de vision désactivé selon un exemple de réalisation de l’invention, les figures 4a, 4b sont des schémas d’un dispositif d’affichage avec un élément optique selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 5 est un schéma d’un véhicule équipé d’un système d’affichage de champ de vision selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 6 est un schéma d’une surface d’affichage d’image comportant une trame de mesure de température selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 7 est un ordinogramme simplifié du procédé de gestion d’un dispositif d’affichage selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 8 est un schéma par blocs d’un dispositif pour la mise en œuvre d’un procédé de gestion d’un dispositif d’affichage selon un exemple de réalisation de l’invention et la figure 9 est une représentation schématique d’un appareil de commande selon un exemple de réalisation de l’invention.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre schématiquement un dispositif d’affichage 100 selon un exemple de réalisation de la présente invention. Le dispositif d’affichage 100 comporte une unité d’affichage 105 avec une surface d’affichage d’image 110 pour afficher une image. L’unité d’affichage 105 comporte des structures 115 permettant l’affichage de l’image sur la surface d’affichage d’image 110. Les structures 115 sont par exemple des transistors en couches minces ou des composants électroniques analogues, répartis le long ou dans la surface d’affichage 110. Le dispositif d’affichage 100 comporte également une unité de coupure 120 réglée entre une position d’ouverture et une position de coupure. A la figure 1, l’unité de coupure 120 est représentée à titre d’exemple comme un volet ; le point de rotation de l’unité de coupure 120 est voisin du bord extérieur de la surface d’affichage d’image 110. En position de coupure, le chemin du rayon 125 arrivant sur la surface d’affichage d’image 110, par exemple d’un rayon de soleil est arrêté par l’unité de coupure 120 de sorte que la surface d’affichage d’image 110 est protégée contre ce rayonnement. L’unité de coupure 120 est par exemple réalisée pour couvrir de manière opaque l’ensemble de la surface d’affichage d’image 110 en position de coupure. A la figure 1, l’unité de coupure 120 est représentée en position d’ouverture dans laquelle le chemin du rayon 125 est libre de sorte que le rayon arrive sur la surface d’affichage 110.

Le dispositif d’affichage 100 comporte une unité de saisie de température 130 qui se trouve à une certaine distance de la surface d’affichage 110 et permet de saisir sans contact la température de la surface d’affichage 110. En variante ou en plus, l’unité de saisie de température 130 est reliée électriquement aux structures 115 pour utiliser l’un des potentiels électriques appliqués aux structures 115 pour déterminer la température de la surface d’affichage 110. L’unité de saisie de température 130 est reliée à un appareil de commande 135. L’appareil de commande 135 est relié à l’unité de coupure 120 pour l’actionner en fonction de la température de la surface d’affichage d’image 110 entre sa position de coupure et sa position d’ouverture.

Le dispositif d’affichage 100 peut notamment être un composant d’un afficheur tête haute de véhicule comme cela sera décrit ci-après à l’aide de la figure 5.

En particulier, pour les affichages tête haute analogues à un contact, l’affichage 105 peut être chauffé très irrégulièrement par le soleil. Il est ainsi possible que seul le milieu et non le bord de l’affichage 105 soit chauffé à la température critique. C’est pourquoi le capteur 130 selon un exemple de réalisation de la présente invention saisit l’ensemble de la surface 110 de l’affichage 105. Contrairement à cela, on peut également avoir des capteurs de température caractéristiques tels que des résistances NTC (résistances à coefficient de température négatif) ou des résistances PTC (résistances à coefficient de température positif) ou encore des thermo-couples couvrant partiellement l’affichage 105 et apparaissant ainsi dans l’image virtuelle.

La mesure de la température de surface d’un affichage à cristaux liquides comme unité d’affichage 105, se fait par exemple à l’aide d’un pyromètre comme unité de saisie de température 130. Ainsi la température de l’unité d’affichage à cristaux liquides 105 se faisant sans contact et de manière intégrale sur toute la surface, on évite d’influencer l’image virtuelle.

Un masque peut être intercalé entre l’unité de saisie de température 130 et l’unité d’affichage à cristaux liquides 105 pour délimiter la zone de saisie de l’unité de saisie de température 130 essentiellement à la seule surface d’affichage d’image 110. Ce masque doit être relié en conduction thermique avec des structures refroidies du boîtier pour minimiser l’influence de la température du masque sur le résultat de la mesure.

Pour mieux saisir les points chauds dans différentes zones de l’unité d’affichage à cristaux liquides 105, on réalise l’unité de saisie de température 130 par exemple, comme un pyromètre à grille. Il permet de mesurer et d’exploiter séparément la température de surface dans plusieurs zones différentes de la surface d’affichage d’image 110, par exemple dans 64 zones ayant chacune 8x8 mm2, en fonction de la distance du capteur 130 par rapport à l’unité d’affichage à cristaux liquides 105.

On peut également utiliser une unité de saisie de température qui ne saisit que la température maximale de la surface d’affichage d’image.

De manière avantageuse, l’appareil de commande 135 est réalisé pour commander l’unité de coupure 120 (encore appelée obturateur) pour la valeur maximale des plages de température obtenues.

En option, l’appareil de commande 135 n’exploite qu’une partie de la grille de mesure si par exemple on saisit également des zones extérieures à la surface d’affichage à cristaux liquides 110.

Un autre exemple de réalisation de l’invention prévoit de mesurer la température en surface de l’unité d’affichage à cristaux liquides 105 dans la cellule. Pour cela, l’unité de saisie de température 130 mesure directement la température de cellule de l’unité d’affichage 105 par les structures 115, directement sur le verre à travers les structures semi-conductrices d’une matrice TFT. Par exemple, l’unité de saisie de température 130 mesure la tension de passage des structures de transistors ou de diodes de la matrice TFT et en tire des conclusions concernant la température. Les structures 115 peuvent être reliées à des conducteurs très minces, pratiquement invisibles, ce qui permet de mesurer sans détériorer l’image affichée. En outre, les structures 115 peuvent être très nombreuses et être adressées en principe par groupe sur la surface d’affichage 110. On arrive ainsi à une forte résolution locale de la mesure. On peut également ajouter des diodes ou des composants analogues à la matrice TFT spécialement pour mesurer la température.

En variante ou en plus, l’appareil de commande 135 peut également être relié aux structures 115 pour saisir la température de surface en utilisant précisément les structures 115.

La figure 2 est un schéma d’un système d’affichage de champ de vision 200 activé, selon un exemple de réalisation de l’invention. Le système d’affichage de champ de vision 200 encore appelé afficheur tête haute comprend le dispositif d’affichage 100 présenté à la figure 1 et peut par exemple être intégré dans le tableau de bord non représenté d’un véhicule. Le dispositif d’affichage 100 est muni d’un boîtier 205 ayant une ouverture 210. L’unité d’affichage 105 (encore appelée module d’affichage) est installée dans le boîtier 205 pour que la surface d’affichage d’image 110 soit en regard de l’ouverture 210 du boîtier. Au voisinage de l’ouverture 210 se trouve l’unité de coupure 120 qui permet de fermer l’ouverture 210 de manière opaque en position de coupure pour protéger la surface d’affichage d’image 110 contre le rayonnement incident. L’unité de coupure 120 est représentée en position ouverte à la figure 2 ; cette position ouverte correspond à l’état activé du système d’affichage de champ de vision 200. Le boîtier 205 comporte en outre une source lumineuse 215. La source lumineuse 215 est couplée thermiquement à un organe de refroidissement LED 217 et comprend par exemple trois diodes LED qui éclairent le dos de l’unité d’affichage 105 à l’opposé de la surface d’affichage d’image 110. Le boîtier 205 avec la source lumineuse 215 et l’unité d’affichage 105 est également appelée module générateur d’image (en abrégé PGU). A la place de l’ouverture 210, le boîtier 205 peut avoir une paroi en un matériau transparent. L’unité de saisie de température 130 est à l’extérieur du boîtier 205, orientée en direction de la surface d’affichage d’image 110 pour saisir toute cette surface d’affichage d’image 110.

Le système d’affichage de champ de vision 200 est en outre muni d’un réflecteur 220 comprenant par exemple un petit miroir 225 et un grand miroir 230 (encore appelé miroir principal). Le petit miroir 225 est situé en regard de l’ouverture 210 du boîtier. Dans la zone de réflexion du miroir principal 230, il y a une plaque de couverture 235 transparente. La plaque de couverture 235 est par exemple intégrée dans une ouverture du tableau de bord. L’image affichée sur la surface d’affichage d’image 110 arrive tout d’abord sur le petit miroir 225 qui réfléchit l’image vers le miroir principal 230. Le miroir principal 230 projette l’image à travers la plaque de couverture 235 sur le pare-brise non représenté du véhicule.

Dans le sens inverse, la plaque de couverture 235 réfléchit le rayonnement solaire incident par les miroirs 225, 230 sur la surface d’affichage d’image 110. Les rayons solaires risquent de chauffer la surface d’affichage d’image 110. Pour l’éviter, on coupe le chemin optique du rayon principal 125 entre le petit miroir 225 et l’ouverture 210 du boîtier par l’unité de coupure 120.

En plus ou en variante de la réalisation présentée de l’unité de coupure 120, on peut également couper le rayonnement solaire incident sur la surface d’affichage d’image 110 en utilisant au moins l’un des miroirs 225, 230 du système d’affichage de champ de vision comme unité de coupure 120 ou comme autre unité de coupure 120. Pour cela, au moins l’un des miroirs 225, 230 est déplacé mécaniquement pour servir d’unité de coupure 120 en le basculant par exemple autour d’un axe horizontal de façon que le rayonnement incident n’arrive plus sur la surface d’affichage d’image 110. La commande d’au moins l’un des miroirs 225, 230 utilisé comme unité de coupure 120 se fait de façon analogue à la commande de l’unité de coupure 120 fonctionnant comme obturateur.

La figure 3 est un schéma d’un système d’affichage de champ de vision 200 désactivé selon un exemple de réalisation de l’invention. A la différence de la figure 2, l’unité de coupure 120 de la figure 3 est en position de coupure dans laquelle elle couvre de façon opaque l’ouverture 210 du boîtier.

Selon cet exemple de réalisation, l’unité de saisie de température 130 saisit la température dans la surface de l’unité de coupure 120 à l’opposé de la position de coupure par rapport à l’ouverture 210 du boîtier.

Les figures 4a et 4b montrent schématiquement un dispositif d’affichage 100 comportant un élément optique 400 selon un exemple de réalisation de l’invention. Dans les figures 4a et 4b on a chaque fois une vue de détail du dispositif 100. Les vues de détail montrent chacune un élément optique 400 qui, selon cet exemple de réalisation est un disque en saphir. Le disque en saphir 400 est collé sur la surface de l’unité d’affichage 105 tournée vers la source lumineuse. La colle utilisée est une colle optique thermo-conductrice, encore appelée liaison optique. Ainsi, le disque de saphir 400 est couplé thermiquement à l’unité d’affichage 105. L’unité d’affichage 105 est réalisé à titre d’exemple sous la forme d’une cellule à cristaux liquides. A une faible distance du disque de saphir 400 se trouve une lentille de champ 405. La surface de la lentille de champ 405 tournée vers le disque de saphir 400 il comporte un diffuseur 410. La lentille de champ 405 et le diffuseur 410 regroupent les rayons lumineux émis par la source lumineuse pour les conduire à travers le disque de saphir 400 sur l’unité d’affichage 105. Dans la zone du bord du côté du disque de saphir 400 tourné vers la lentille de champ 405, par exemple une résistance NTC 415 constituant un capteur de température ; cette résistance saisit la température du disque de saphir 400. L’unité d’affichage 105 est entourée par un cadre d’afficheur 420 relié électriquement par l’intermédiaire d’un conducteur souple 422. Le cadre d’afficheur 420, le disque de saphir 400 et la lentille de champ 405 sont couplés thermiquement chacun à un organe de refroidissement 425. Un ventilateur 430 équipe l’organe de refroidissement 425 (encore appelé radiateur de l’organe 425). La lentille de champ 405 et le disque de saphir 400 sont couplés thermiquement à l’organe de refroidissement 425 à chaque fois par un élément Peltier 435 encore appelé élément à effet Peltier ou élément TEC, c’est-à-dire à coefficient de dilatation thermique). L’élément Peltier 435 est commandé par un pilote comprenant par exemple quatre transistors à effet de champs FET montés en pont.

La figure 4b est une représentation à échelle agrandie de la zone de bord de l’unité d’affichage 105 présentée à la figure 4a.

Selon un exemple de réalisation, une ou plusieurs diodes LED comme source lumineuse non représentée, sont couplées thermiquement à un organe de refroidissement ; elles émettent leur lumière en direction du module d’affichage. L’image de l’afficheur tête haute est formé sur l’unité d’affichage constituée par la cellule LCD 105. La lentille de champ 405 permet de dévier la lumière des diodes LED pour qu’elle traverse l’optique d’affichage du système tête haute avec le grand et le petit miroir pour arriver si possible dans le champ de vision. Le diffuseur 410 est nécessaire pour améliorer l’homogénéité de la luminosité de l’image.

La figure 5 est un schéma d’un véhicule 500 équipé d’un système d’affichage de champ de vision 200 selon un exemple de réalisation de l’invention. Le système d’affichage de champ de vision 200 est par exemple le système des figures 2 et 3. Le système d’affichage de champ de vision 200 peut être intégré dans le tableau de bord du véhicule 500. Pour cela, le miroir principal 230 est orienté pour que l’image de l’afficheur tête haute 200, c’est-à-dire le rayon principal 125 émis par l’unité d’affichage 105 soit réfléchi sur le pare-brise 505 du véhicule 500 à travers la vitre de couverture 235. L’angle d’incidence du rayon principal 125 est choisi pour qu’il soit réfléchi par le pare-brise 505 dans la zone du champ de vision 510 du conducteur (cette zone est encore appelée "boîte de vision") pour que le conducteur puisse voir l’image comme image virtuelle située derrière le pare-brise 505. L’unité 205 génère une image à fond éclairé sur l’unité d’affichage 105. Cette image est réfléchie par les miroirs 225, 230 de l’affichage tête haute et par le pare-brise 505 vers l’œil du conducteur qui perçoit cette image virtuelle. Mais si les rayons solaires 515 arrivent sensiblement parallèlement au rayonnement principal 125 dans l’afficheur tête haute 200, ces rayons sont focalisés sur l’unité d’affichage 105.

La figure 6 est un schéma de la surface d’affichage 110 comportant une trame de mesure de température 600 selon un exemple de réalisation de la présente invention. La surface d’affichage d’image 110 est par exemple la surface d’affichage d’image de la figure 1. L’unité de saisie de température non représentée à la figure 6 saisit la température de la surface d’affichage d’image 110 à l’aide de la trame de mesure de température 600 dans différentes plages de mesure.

Selon un exemple de réalisation, la surface d’affichage d’image 110 est subdivisée par la trappe de mesure de température 600 en une première zone partielle 605 et une seconde zone partielle 610 ; la taille de la surface d’affichage d’image 110 correspond à la taille d’image nette d’une image affichée sur la surface d’affichage 110. La première zone 605 correspond au milieu de la surface d’affichage d’image 110 et la seconde zone 610, à la zone marginale de la surface d’affichage d’image 110. A la figure 6, la surface d’affichage d’image 110 est chauffée par le rayonnement solaire incident arrivant par exemple dans la première zone 605. La seconde zone 610 n’est pas exposée au rayonnement solaire. Ainsi, la température de chacune des zones 605, 610 peut varier fortement. L’unité de saisie de température saisit cette différence de température. L’appareil de commande tient compte de cette différence de température commandée de l’unité de coupure.

Selon cet exemple de réalisation, la surface d’affichage d’image 110 est subdivisée par la trame de mesure de température 600 en plusieurs zones partielles 615 ; l’unité de saisie de température saisit la température de chacune des zones partielles 615. L’appareil de commande tient compte en outre des différentes températures des autres zones partielles 615 pour commander l’unité de coupure. L’unité d’affichage d’images 110 peut être couverte par un filtre polarisant 620 ; à la figure 6, le filtre polarisant 620 dépasse de la zone marginale de la surface d’affichage d’image 110. Le filtre de polarisation est par exemple transparent à 45% pour le rayonnement incident. La trame de mesure de température 600 peut s’étendre sur toute la surface du verre d’affichage 620 ou dépasser la zone marginale du verre d’affichage 620. Ainsi, l’unité de saisie de température saisit à la fois la température des zones partielles 605, 610, 615 sur toute la sur face d’affichage d’image 110 et aussi la température respective des zones d’affichage adjacentes à la surface d’affichage d’image 110.

Toute la surface de la trame de mesure de température 600 correspond par exemple à 66 x 66 mm2.

La figure 7 montre très schématiquement l’ordinogramme d’un procédé de gestion d’un dispositif d’affichage selon un exemple de réalisation de la présente invention. Dans l’étape 705, on enregistre d’abord un signal de température qui représente au moins la température de la surface d’affichage d’image, saisie par l’unité de saisie de température par une saisie sans contact et/ou en utilisant les structures servant à afficher l’image. Dans l’étape 710, avec le signal de température, on établit un signal d’actionnement pour activer l’unité de coupure entre sa position de coupure et sa position d’ouverture.

En complément de la mesure faite dans la plage d’affichage utilisée, selon un exemple de réalisation, on peut également mesurer la température d’une structure transparente, couplée thermiquement à l’unité d’affichage à cristaux liquides. En dehors de la surface d’affichage utilisée, on peut également se servir de capteurs usuels, tels que des résistances NTC, des résistances de mesures en platine (PT 100) ou des thermoéléments. La température ainsi obtenue est notamment utilisée lorsque l’obturateur est fermé, pour suivre l’évolution de la température de l’unité d’affichage et le cas échéant commander le fonctionnement de ventilateur ou d’éléments à effet Peltier ou réguler selon une boucle de commande fermée. L’obturateur est commandé pour être fermé lorsque la température de l’unité d’affichage dépasse une valeur limite fixée.

Selon un procédé d’exploitation d’une mesure et pour commander l’obturateur on peut fixer la valeur limite selon un exemple de réalisation, par la température à laquelle l’unité d’affichage à cristaux liquides fonctionne encore sans être perturbée, notamment dans le cas de cristaux liquides, s’il n’y a pas éclaircissement sous réserve des imprécisions de mesure. On peut en plus tenir compte d’une durée d’action pour éviter des dommages à long terme du filtre polarisant. On peut filtrer les valeurs de mesure avec un filtre passe bas pour éliminer le bruit et les perturbations à court terme.

Lorsque l’obturateur est fermé, le pyromètre peut mesurer la température de l’obturateur à la place de la température de l’unité d’affichage à cristaux liquides. Si l’on utilise un pyromètre à grille comme trame de mesure de température on peut également adapter la plage de saisie par le choix des différentes surfaces de mesure pour l’obturateur. A partir de la courbe de température on pourra surveiller si le soleil continue d’agir. Si la température ou un gradient ou une grandeur de référence formée à partir de ces deux valeurs est inférieure à une valeur limite on ouvrira de nouveau l’obturateur. A l’arrêt du véhicule, c’est-à-dire lorsque l’allumage est coupé, de manière générale l’obturateur est fermé.

Le procédé de commande du ventilateur 430 et de l’élément Peltier 435 tel que présenté aux figure 4a et 4b comprend les étapes suivantes :

Si la température mesurée sur le saphir 400 par le capteur de température 415 est supérieure à une première valeur limite qui est par exemple de 55°C, on alimente l’élément à effet Peltier 435 pour abaisser la température du saphir 400 à 55°C. Pour cela on peut utiliser une boucle de régulation analogique ayant une caractéristique PI (mode proportionnel - intégral).

Si la température du saphir 400 est inférieure à une seconde valeur limite qui est par exemple égale à 10°C, on polarise l’élément à effet Peltier 435 en sens inverse pour chauffer le saphir 400 et l’unité d’affichage 105.

Si la température du saphir 400 est comprise entre la première et la seconde limites on ne chauffe ni ne refroidit. Pour minimiser la résistance thermique de l’élément Peltier 435, on peut court -circuiter l’élément 435.

Ce procédé peut également être appliqué lorsque l’obturateur est fermé. L’arrêt du véhicule, c’est-à-dire lorsque l’allumage est coupé, en général on ne chauffe ni ne refroidit. A la place d’une comparaison statique de la température de l’afficheur T et d’une valeur limite on peut également exploiter la vitesse de variation ΔΤ/At de la température pour qu’au début d’une lu mière solaire incidente et d’un échauffement rapide de l’unité d’affichage 105 on puisse activer plus rapidement le refroidissement. La valeur limite peut varier en fonction de la vitesse de variation. En variante ou en plus, on détermine mathématiquement une grandeur de comparaison qui comporte en même temps la température et la vitesse de variation.

On peut faire la régulation de température en utilisant un modèle observé qui permet d’avoir une régulation de la température encore plus rapide et plus précise avec les grandeurs de mesure disponibles telle que la température de l’unité d’affichage ou la température du saphir et avec des paramètres connus du système telle que la conductibilité thermique et les capacités calorifiques.

La figure 8, est un schéma par blocs d’un dispositif 800 pour la mise en œuvre d’un procédé de gestion d’un dispositif d’affichage selon un exemple de réalisation de l’invention. Le dispositif 800 comporte une unité d’enregistrement 805 pour enregistrer le signal de température ainsi qu’une unité de fourniture 810 pour fournir le signal de réglage en utilisant le signal de température. Le dispositif 800 peut être par exemple l’appareil de commande décrit à l’aide de la figure 1.

La figure 9 est une représentation schématique d’un appareil de commande 135 selon un exemple de réalisation de la présente invention. L’appareil de commande 135 est un microcontrôleur ou encore un circuit ASIC ou un circuit FPGA. L’appareil de commande 135 est relié à un pyromètre 130 constituant l’unité de saisie de température et à une résistance NTC 415. L’appareil de commande 135 utilise le signal de température respective du pyromètre 130 et de la résistance NTC 405 pour fournir la température et le cas échéant la vitesse de variation de la température. L’appareil de commande 135 compare la température à une valeur limite et en fonction de cette comparaison, il actionne l’obturateur ou volet 120 de l’unité d’affichage tête haute et les diodes LED de la source lumineuse 215 ou en plus l’élément Peltier 435 et le ventilateur 430. Pour cela, l’appareil de commande 135 est relié à un pilote de moteur 905 tel qu’un pilote de moteur pas à pas bipolaire biphasé qui sert de commande à l’entraînement 905 du volet ou obtura teur 120, par exemple sous la forme d’un moteur pas à pas. L’appareil de commande 135 est relié au pilote 915 de l’élément Peltier 435. Enfin, l’appareil de commande 135 est relié au pilote 915 pour commander les diodes LED de la source lumineuse 215.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Dispositif d’affichage 105 Unité d’affichage / Affichage à cristaux liquides 110 Surface d’affichage d’image 115 Structure de l’unité d’affichage 120 Unité de coupure / obturateur 125 Chemin du rayon lumineux 130 Unité de saisie de température 135 Appareil de commande 200 Système d’affichage de champ de vision 205 Boîtier 210 Ouverture du boîtier 215 Source lumineuse 217 Dispositif de refroidissement de diodes 220 Réflecteur 225 Petit miroir 230 Grand miroir 235 Plaque de couverture 400 Elément optique / disque de saphir 405 Lentille de champ 410 Diffuseur 420 Cadre de l’afficheur 422 Conducteur souple 430 Ventilateur 435 Elément Peltier 500 Véhicule 505 Pare-brise 510 Champs de vision 600 Trame de mesure de température 605, 610, Zones partielles 615 620 Filtre polarisant 622 Verre d’affichage 700 Ordinogramme du procédé de gestion du dispo sitif d’affichage 705, 710 Etapes du procédé 700 905 Pilote de moteur 910 Moteur 915 Pilote d’élément Peltier

920 Pilote de diode LED

Claims

REVENDICATION S 1°) Dispositif d’affichage (100) comprenant une unité d’affichage (105) munie d’une surface d’affichage d’image (110), une unité de coupure (120) mobile entre une position de libération et une position de coupure pour couper le chemin du rayon lumineux (125) tombant sur la surface d’affichage d’image (110) en position de coupure et libérer ce chemin en position de libération, une unité de saisie de température (130) pour saisir la température de la surface d’affichage d’image (110) par une détection sans contact et/ou en utilisant les structures (115) de l’unité d’affichage (105) servant à afficher l’image et un appareil de commande (135) pour actionner l’unité de coupure (120) en fonction de la température de la surface d’affichage d’image (110) entre la position de coupure et la position de libération, caractérisé en ce que l’unité de saisie de température (130) détecte au moins une première température d’une première zone partielle (605) de la surface d’affichage d’image (110) et une seconde température d’une seconde zone partielle (610) de la surface d’affichage d’image (110), l’appareil de commande (135) actionnant l’unité de coupure (120) en fonction de la première et/ou de la seconde température.
2°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de coupure (120) est un obturateur ou un miroir basculant.
3°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’appareil de commande (135) combine la première température à la seconde température pour obtenir une valeur combinée et l’appareil de commande (135) actionne l’unité de coupure (120) en utilisant la valeur combinée.
4°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de saisie de température (130) saisit au moins une autre température d’une autre zone partielle (615) de l’unité d’affichage d’images (110), l’appareil de commande (135) actionnant l’unité de coupure (120) en outre en fonction de cette autre température.
5°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de saisie de température (130) saisit toute la surface d’affichage d’image (110) pour saisir sa température.
6°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de saisie de température (130) saisit en outre la température de l’unité de coupure (120) en position de coupure, l’appareil de commande (135) actionnant l’unité de coupure (120) en outre en fonction de la température de l’unité de coupure (120) en position de coupure.
7°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’ il comporte au moins un élément optique (400) couplé thermiquement à l’unité d’affichage (105) et une autre unité de saisie de température (415) pour saisir la température de l’élément optique (400), l’appareil de commande (135) actionnant l’unité de coupure (120) en outre en fonction de la température de l’élément optique (400).
8°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’ il comporte un boîtier (205) ayant une ouverture (210) associée au chemin du rayon lumineux (125), l’unité d’affichage (105) étant installée dans le boîtier (205) pour que la surface d’affichage d’image (110) soit en regard de l’ouverture (210) du boîtier et l’unité de coupure (120) équipe l’ouverture (210) pour fermer cette ouverture (210) de manière opaque en position de coupure ou libérer cette ouverture en position de libération.
9°) Dispositif d’affichage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité d’affichage (105) est un afficheur à cristaux liquides.
10°) Système d’affichage de champ de vision (200) de véhicule (500), caractérisé en ce qu’ il comporte un dispositif d’affichage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant une unité d’affichage (105) munie d’une surface d’affichage d’image (110), une unité de coupure (120) mobile entre une position de libération et une position de coupure pour couper le chemin du rayon lumineux (125) tombant sur la surface d’affichage d’image (110) en position de coupure et libérer ce chemin en position de libération, une unité de saisie de température (130) pour saisir la température de la surface d’affichage d’image (110) par une détection sans contact et/ou en utilisant les structures (115) de l’unité d’affichage (105) servant à afficher l’image et un appareil de commande (135) pour actionner l’unité de coupure (120) en fonction de la température de l’a surface d’affichage d’image (110) entre la position de coupure et la position de libération.
11°) Procédé (700) de gestion d’un dispositif d’affichage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, ayant une unité d’affichage (105) avec une surface d’affichage d’image (110), une unité de coupure (120) qui peut commuter entre une position de libération et une position de coupure pour couper le chemin du rayon lumineux (125) vers la surface d’affichage d’image (110) en position de coupure ou libérer ce chemin en position de libération ainsi qu’une unité de saisie de température (130) pour saisir la température de la surface d’affichage d’image (110) par une saisie sans contact et/ou en utilisant les structures (115) de l’unité d’affichage (105) servant à afficher l’image, procédé (700) caractérisé en ce qu’ il comprend les étapes suivantes consistant à : - enregistrer (705) un signal de température fourni par une détection sans contact par l’unité de saisie de température (130) et/ou en utilisant la température de la surface d’affichage d’image (110) saisie à l’aide des structures (115) utilisées pour l’affichage de l’image et - fournir (710) un signal d’actionnement en utilisant le signal de température pour déplacer l’unité de coupure (120) entre sa position de coupure et sa position de libération.
12°) Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication 11 lorsque ce programme est exécuté sur un ordinateur.