FR3031399A1

FR3031399A1 - HIGH HEAD VISION DEVICE WITH REFLECTING SURFACE BLADE

Info

Publication number: FR3031399A1
Application number: FR1550086A
Authority: FR
Inventors: Matthias Grangier; David Barat; Bernard Bavoux; Beatrice Dagens; Philippe Gogol; Vy Yam; Qiran Li; Robert Megy; Anne-Laure Fehremback; Boris Gralak; Guillaume Demesy; Yoann Brule; Gerard Tayeb; Evgueni Popov
Original assignee: Inst D Electronique Fondamentale Univ Paris Sud; Inst Fresnel; Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Institut D'electronique Fondamentale Universi Fr; Institut Fresnel Fr; PSA Automobiles SA
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2016-07-08
Anticipated expiration: 2035-01-07
Also published as: FR3031399B1

Abstract

L'invention porte sur un dispositif de vision tête haute pour un conducteur de véhicule, comprenant un dispositif de projection d'image (20) et un système optique (40) comprenant une lame (30) réfléchissante, le système optique (40) étant configuré de telle sorte qu'une image nette se forme à une distance prédéterminée du conducteur, ladite image correspondant aux éléments à afficher émis sous forme de lumière par le dispositif de projection d'image (20). Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce que ladite lame (30) comprend une surface réfléchissante sélective en longueur d'onde, ladite surface comprenant un réseau de structures sub-longueur d'onde (31, 311, 312), et éventuellement un guide d'onde, configurées pour conférer à ladite lame (30) une réflectivité différenciée en fonction de la longueur d'onde et de la polarisation.A head-up display device for a vehicle driver, comprising an image projection device (20) and an optical system (40) comprising a reflective plate (30), the optical system (40) being configured so that a sharp image is formed at a predetermined distance from the conductor, said image corresponding to the display elements emitted as light by the image projection device (20). The device according to the invention is remarkable in that said blade (30) comprises a wavelength selective reflective surface, said surface comprising an array of subwavelength structures (31, 311, 312), and optionally a waveguide, configured to provide said blade (30) with differentiated reflectivity as a function of wavelength and polarization.

Description

DISPOSITIF DE VISION TETE HAUTE AVEC LAME A SURFACE REFLECHISSANTE [1] L'invention concerne, de façon générale, les interfaces homme-machine, en particulier dédiées aux véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention se situe dans le domaine technique de la vision tête-haute sur pare-brise ou sur lame spécifique. [2] De manière connue, en référence à la figure 1, les dispositifs de vision tête haute permettent d'afficher, à destination du conducteur 10 d'un véhicule, des informations de navigation issues d'un dispositif de projection d'image 20, au moyen d'une image virtuelle 21 formée en avant du véhicule, généralement à environ 1,80 mètre des yeux conducteur par exemple, via un système optique 40 exploitant soit une lame réfléchissante spécifique, couramment désigné sous le terme anglo-saxon de « combiner », soit le pare-brise 30 du véhicule. [3] Comme cela est connu de l'homme du métier, les moyens du dispositif de vision tête-haute, en particulier le combiner ou le pare-brise 30, doivent à la fois permettre la réflexion de la lumière en provenance du dispositif de projection d'image 20 et la transmission de la lumière ambiante en provenance de l'extérieur du véhicule. De plus, lesdits moyens ne doivent pas induire de diffusion de la lumière issue du dispositif de projection d'image 20, afin de conserver intactes à la fois l'image vue au travers du dispositif, à savoir l'extérieur du véhicule et en particulier la route, et la qualité de l'image réfléchie, à savoir les informations de navigation issues du dispositif de projection d'image 20, tout en permettant la formation de l'image virtuelle 21 correspondante à distance du conducteur, derrière la lame ou le pare-brise 30. [4] Le problème général auquel la présente invention se propose d'apporter une solution concerne par conséquent la sélectivité en longueur d'onde du combiner ou du pare-brise utilisé dans un dispositif de vision tête-haute. [5] Actuellement, les dispositifs de vision tête haute sur pare-brise utilisent la réflexion naturelle du verre, qui est d'environ 4%, et ceux sur lame utilisent un revêtement multicouche dont la réflectivité, de l'ordre de 20%, est sensiblement uniforme sur l'ensemble du spectre visible. La fonction de projection à distance du conducteur est réalisée par une courbure du combiner ou du pare-brise, à moins qu'un miroir supplémentaire ne soit introduit dans le dispositif, dans le cas d'un dispositif de vision tête-haute sur pare-brise. [006] L'ensemble du système optique reflète un dispositif de projection d'image LCD ou TFT, le plus souvent en couleur - RVB -, ou plus rarement monochromatique - dans l'ambre à 590 nm par exemple -, qui doit être assez puissant pour avoir un contraste suffisant vis-à-vis de la lumière extérieure, ainsi qu'une résolution et une taille assez importantes pour afficher les informations voulues de manière lisible. La taille typique des dispositifs de vision tête-haute connus est de quelques degrés d'angle, pour une résolution de 480x240 pixels et un écran de 2" de diagonale par exemple. [007] La problématique générale, dans le contexte de la présente invention, est en particulier liée à la faible réflectivité des lames et pare-brise utilisés dans les dispositifs actuels. En effet, cela oblige, pour que l'affichage soit contrasté devant un paysage ensoleillé (5 000 cd/m2), à utiliser des sources extrêmement puissantes (50 à 250 000 cd/m2), ce qui entraîne un coût énergétique, une production de chaleur et un encombrement importants, et limite le choix de sources de résolution suffisante. [8] Par ailleurs, dans les dispositifs connus, les revêtements réfléchissants utilisés sur le « combiner » fonctionnent uniformément en longueur d'onde, ce qui implique que leur réflectivité ne peut pas être augmentée car cela diminuerait leur transparence, et gênerait donc la visibilité extérieure. De plus, cela pourrait également présenter des réflexions parasites gênantes pour le conducteur ou les autres véhicules. Dans le cas de dispositifs de vision tête-haute utilisant le pare-brise, dans les dispositifs connus, la réflexion sur la face arrière crée une image parasite gênante, car tout aussi visible que celle sur la face avant, mais décalée. Selon l'état de la technique, cette deuxième image parasite peut être supprimée au prix d'un biseautage du pare-brise, ce qui représente une opération complexe et coûteuse. [9] Dans ce contexte, un dispositif de vision tête-haute illustrant l'état de la technique est décrit dans le document FR2957683A1, qui aborde la problématique de la sélectivité en longueur d'onde et propose l'utilisation de réseaux permettant une réflexion ou une transmission sélective en longueur d'onde. [0010] Cependant, ce dispositif connu ne permet pas d'apporter une solution au problème des rayons parasites issus des différents ordres de diffraction, qui peuvent gêner le conducteur. De plus, les modes de réalisation décrits présentent une efficacité limitée. [0011] Il existe donc un besoin pour un dispositif de vision tête-haute plus efficace. [0012] Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose d'utiliser un revêtement spécial appliqué au combiner ou au pare-brise, comprenant soit des méta-matériaux conçus sur la base des résonances plasmoniques, soit des réseaux résonnants diélectriques ; un but principal est d'optimiser la réflectivité du combiner ou du pare-brise à la (aux) longueur(s) d'onde émise(s) par le dispositif de projection d'image, en couleur RVB par exemple, tout en préservant le caractère transparent du dispositif de vision tête-haute sur tout le reste du spectre visible. [0013] Dans ce contexte, l'invention propose un dispositif de vision tête-haute pour un conducteur de véhicule, comprenant un dispositif de projection d'image émettant sous forme de lumière des éléments à afficher à destination dudit conducteur, un système optique comprenant une lame réfléchissante, le système optique étant configuré de telle sorte qu'une image nette se forme à une distance prédéterminée du conducteur, ladite image correspondant aux éléments à afficher émis sous forme de lumière par le dispositif de projection d'image. [0014] Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce que ladite lame comprend une surface réfléchissante sélective en longueur d'onde, ladite surface, recevant la lumière issue du dispositif de projection d'image, comprenant un réseau de structures sublongueur d'onde configurées pour conférer à ladite lame une réflectivité différenciée en fonction de la longueur d'onde, de telle sorte que ladite lame est apte à réfléchir la lumière provenant du dispositif de projection d'image et à transmettre la lumière provenant d'autres sources, telle que la lumière du soleil. [0015] Typiquement, les structures sub-longueur d'onde présentent des dimensions nanométriques. [0016] Selon un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte en outre un guide d'onde, formant, avec lesdites structures sub-longueur d'onde, un réseau résonnant. [0017] Selon un mode de réalisation, la forme des structures sub-longueur d'onde est configurée pour conférer à ladite lame une réflectivité différenciée en fonction de la longueur d'onde [0018] Selon un mode de réalisation, les dimensions des structures sub-longueur d'onde sont configurées pour conférer à ladite lame une réflectivité différenciée en fonction de la longueur d'onde [0019] Selon un mode de réalisation, la périodicité du réseau ou la densité des structures sub-longueur d'onde est configurée pour conférer à ladite lame une réflectivité différenciée en fonction de la longueur d'onde [0020] Selon un mode de réalisation, la lame est le pare-brise avant du véhicule. [0021] Selon un mode de réalisation, le réseau de structures sub-longueur d'onde est périodique, par exemple selon une direction ou deux directions. [0022] Selon un mode de réalisation, le réseau de structures sub-longueur d'onde est diélectrique. [0023] Selon un mode de réalisation, le réseau de structures sub-longueur d'onde est métallique. [0024] Selon un mode de réalisation, la réflectivité différenciée de la lame, conférée par ledit réseau de structures sub-longueur d'onde, est fonction d'une polarisation de la lumière issue du dispositif de projection d'image. [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : - figure 1, un schéma de principe d'un dispositif de vision tête-haute ; - figure 2, un schéma représentant le principe de fonctionnement d'un filtre à résonance de mode guidé, - figures 3A et 3B, des schémas représentant des exemples de structures sublongueur d'onde périodiques, aménagées sur une surface d'un combiner ou d'un pare-brise, conformément à l'invention. [0026] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s'attachent plus particulièrement à une mise en oeuvre du dispositif selon l'invention au sein d'un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention. [0027] La figure 1, décrite en préambule, représente le schéma de principe d'un dispositif de vision tête-haute, comme cela est connu de l'homme du métier. [0028] La figure 2 représente le principe de fonctionnement d'un réseau résonnant de mode guidé, tel que pouvant être mis en oeuvre dans la présente invention. [0029] En effet, la présente invention propose d'aménager, sur une surface d'un combiner ou d'un pare-brise exploité dans un dispositif de vision tête-haute, des réseaux de structures sub-longueur d'onde périodiques sur une dimension ou sur deux dimensions.The invention relates generally to man-machine interfaces, in particular dedicated to motor vehicles. More specifically, the invention is in the technical field of head-up vision on windshield or specific blade. [2] In a known manner, with reference to FIG. 1, the head-up display devices make it possible to display, for the driver 10 of a vehicle, navigation information originating from an image projection device 20 by means of a virtual image 21 formed in front of the vehicle, generally about 1.80 meters from the conductive eyes for example, via an optical system 40 operating either a specific reflective plate, commonly referred to as the Anglo-Saxon " combine "is the windshield 30 of the vehicle. [3] As is known to those skilled in the art, the means of the head-up vision device, in particular the combination or the windshield 30, must both allow the reflection of the light coming from the device. image projection and transmission of ambient light from outside the vehicle. In addition, said means must not induce light scattering from the image projection device 20, in order to preserve intact both the image seen through the device, namely the outside of the vehicle and in particular the route, and the quality of the reflected image, namely the navigation information from the image projection device 20, while allowing the formation of the corresponding virtual image 21 at a distance from the driver, behind the blade or the Windshield 30. [4] The general problem to which the present invention proposes to provide a solution therefore relates to the wavelength selectivity of the combination or the windshield used in a head-up vision device. [5] Currently, head-up devices on windshield use the natural reflection of glass, which is about 4%, and those on the blade use a multilayer coating whose reflectivity, of the order of 20%, is substantially uniform over the entire visible spectrum. The function of remote projection of the conductor is achieved by a curvature of the combination or of the windscreen, unless an additional mirror is introduced into the device, in the case of a head-up vision device broken. [006] The entire optical system reflects an LCD or TFT image projection device, most often in color - RGB -, or more rarely monochromatic - in amber at 590 nm for example - which must be quite powerful enough to have sufficient contrast to the outside light, and a resolution and size large enough to display the desired information legibly. The typical size of known head-up vision devices is a few degrees of angle, for a resolution of 480x240 pixels and a screen of 2 "diagonal, for example. [007] The general problem in the context of the present invention , is particularly related to the low reflectivity of the blades and windshields used in the current devices, because it requires, for the display to be contrasted in front of a sunny landscape (5,000 cd / m2), to use sources extremely powerful (50 to 250 000 cd / m2), which entails a significant energy cost, heat generation and bulk, and limits the choice of sources of sufficient resolution. [8] Moreover, in the known devices, the Reflective coatings used on the "combine" operate uniformly in wavelength, which implies that their reflectivity can not be increased because it would decrease their transparency, and thus hinder the vi In addition, this could also present annoying reflections to the driver or other vehicles. In the case of head-up vision devices using the windshield, in the known devices, the reflection on the rear face creates an annoying interference image, because just as visible as the one on the front face, but shifted. According to the state of the art, this second parasitic image can be removed at the cost of a beveling of the windshield, which is a complex and expensive operation. [9] In this context, a head-high vision device illustrating the state of the art is described in the document FR2957683A1, which addresses the problem of wavelength selectivity and proposes the use of networks for reflection. or wavelength selective transmission. However, this known device does not provide a solution to the problem of parasitic rays from different diffraction orders, which can hinder the driver. In addition, the embodiments described have limited effectiveness. There is therefore a need for a more effective head-high vision device. To achieve this objective, the present invention proposes to use a special coating applied to the combination or to the windshield, comprising either meta-materials designed on the basis of plasmonic resonances or resonant dielectric networks; a main goal is to optimize the reflectivity of the combination or the windshield at the wavelength (s) emitted by the image projection device, in RGB color for example, while preserving the transparency of the head-up vision device over the rest of the visible spectrum. In this context, the invention proposes a head-up vision device for a vehicle driver, comprising an image projection device emitting in the form of light elements to display for said driver, an optical system comprising a reflective plate, the optical system being configured such that a sharp image is formed at a predetermined distance from the conductor, said image corresponding to the display elements emitted in the form of light by the image projection device. The device according to the invention is remarkable in that said blade comprises a wavelength-selective reflective surface, said surface receiving the light coming from the image projection device, comprising a lattice structure structure. wave configured to impart to said blade a wavelength-differentiated reflectivity, such that said blade is adapted to reflect light from the image projection device and to transmit light from other sources, such as sunlight. Typically, subwavelength structures have nanometric dimensions. According to one embodiment, the device according to the invention further comprises a waveguide, forming, with said subwavelength structures, a resonant network. According to one embodiment, the shape of the sub-wavelength structures is configured to confer on the said strip a differentiated reflectivity as a function of the wavelength. According to one embodiment, the dimensions of the structures sub-wavelength are configured to give said blade a wavelength-differentiated reflectivity. According to one embodiment, the periodicity of the grating or the density of the sub-wavelength structures is configured. to provide said blade with a wavelength-differentiated reflectivity. According to one embodiment, the blade is the front windshield of the vehicle. According to one embodiment, the network of sub-wavelength structures is periodic, for example in one direction or two directions. According to one embodiment, the network of subwavelength structures is dielectric. According to one embodiment, the network of sub-wavelength structures is metallic. According to one embodiment, the differentiated reflectivity of the blade, conferred by said network of subwavelength structures, is a function of a polarization of the light from the image projection device. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only, and with reference to the drawings which show: FIG. a schematic diagram of a head-up vision device; FIG. 2, a diagram showing the operating principle of a guided mode resonance filter, FIGS. 3A and 3B, diagrams representing examples of periodic sublung wave structures, arranged on a surface of a combiner or a windshield according to the invention. In what follows, the described embodiments focus more particularly on an implementation of the device according to the invention within a motor vehicle. However, any implementation in a different context, in particular in any type of vehicle, is also covered by the present invention. Figure 1, described in the preamble, shows the block diagram of a head-up vision device, as is known to those skilled in the art. [0028] FIG. 2 represents the operating principle of a guided mode resonant network, such as can be implemented in the present invention. Indeed, the present invention proposes to develop, on a surface of a combine or a windshield operated in a head-up vision device, networks of periodic subwavelength structures on one dimension or two dimensions.

Ces réseaux peuvent être diélectriques ou métalliques. Dans le cas d'un réseau diélectrique, associé à un guide d'onde, le phénomène physique mis en oeuvre est celui d'un réseau résonnant ; c'est le cas de figure représenté à la figure 2. Dans le cas d'un réseau métallique, le dispositif selon l'invention met en oeuvre des phénomènes d'ondes plasmoniques. L'aménagement des structures sub-longueur d'onde est réalisé sur un support en matériau transparent, pouvant être du verre, du PVB, du TiO2 ...etc., tel qu'un combiner ou un pare-brise. [0030] Selon un mode de réalisation préféré, ces structures sub-longueur d'onde mesurent chacune quelques centaines de nanomètres. [0031] Du fait de leurs caractéristiques physiques, ces structures nanométriques peuvent conférer au support transparent sur lequel elles sont aménagées des propriétés macroscopiques de réflexion, spéculaire ou non, centrée sur une ou sur quelques bandes restreintes de longueurs d'ondes visibles utilisées pour l'affichage (RVB ou ambre par exemple) par le dispositif de projection d'image. [0032] Dans le même temps, le choix de la forme, des dimensions et de la périodicité du réseau de structures sub-longueur d'onde implique que le support transparent sur lequel lesdites structures sub-longueur d'onde sont aménagées reste suffisamment transparent sur le reste du spectre visible, afin de permettre une utilisation desdites structures comme traitement réfléchissant pour un combiner ou une incorporation desdites structures dans le PVB d'un pare-brise, afin d'améliorer l'efficacité d'un dispositif de vision tête-haute. [0033] En effet, en référence à la figure 2, un réseau résonnant est composé d'un réseau de structures périodiques sub-longueur d'onde 31 et d'un guide d'onde 32. Pour une certaine onde incidente 33, présentant un angle incident a, une longueur d'onde, et une polarisation définis, il existe un ordre de diffraction du réseau qui excite un mode propre dudit réseau de structures sub-longueur d'onde 31. Cela se traduit par un pic en réflexion ou en transmission de la lumière incidente. La largeur spectrale correspondante peut être configurée en jouant sur la profondeur du réseau de structures sub-longueur d'onde 31, sur la différence entre les indices de réfraction des matériaux, sur l'harmonique du réseau de structures 31 correspondant audit ordre de diffraction utilisé pour le couplage, ou encore sur le champ du mode dans le réseau de structures 31. On peut noter que, lorsqu'un seul mode est excité, typiquement en incidence oblique, la largeur angulaire varie comme la largeur spectrale. [0034] Ainsi, en référence à la figure 2 et aux figures 3A et 3B, données à titre d'illustrations, le réseau de structures sub-longueur d'onde peut prendre la forme d'un réseau résonnant périodique 31 sur une dimension (figure 2) ou d'un réseau de structures 311, 312 formées de nanoparticules métalliques de formes variées, sur une ou deux dimensions, lesdites nanoparticules pouvant par exemple être des fils métalliques (figure 3B), des sphères, des cylindres à base elliptiques (figure 3A), ..etc. [0035] Les dimensions caractéristiques de ces structures sub-longueur d'onde peuvent aller de la dizaine de nanomètres à quelques centaines de nanomètres, et les matériaux utilisés peuvent être des diélectriques, tels que verre, Ti02, Si3N4 ...etc., d'indices de réfraction allant de 1 à 3, ou des métaux, tels que l'or, l'argent ...etc., permettant l'existence de phénomènes plasmoniques. [0036] En effet, un réseau de nanoparticules métalliques 311, tel que représenté à la figure 3A, se base sur les résonances plasmoniques se produisant lorsque ledit réseau est excité par une onde lumineuse dont la longueur d'onde dépend des caractéristiques géométriques desdites nanoparticules 311 : facteur de forme, longueur, volume, ...etc., des indices de réfraction des milieux environnants et du matériau choisi pour lesdites nanoparticules 311. Ainsi, des nanoparticules sphériques, ou cylindriques à base circulaire, ont la même longueur d'onde de résonance quelle que soit la polarisation, alors que des fils métalliques, tels que représentés à la figure 3B, ne fonctionnent que pour une polarisation donnée. Par ailleurs, des nanoparticules de forme ellipsoïdale, ou de toute autre forme anisotrope, ont une longueur d'onde de résonance différente suivant la direction de polarisation de la lumière incidente. En dehors de la longueur d'onde de résonance, le réseau de nanoparticules 311, 312 interagit de manière beaucoup plus faible avec la lumière incidente, ce qui lui permet de rester globalement transparent. [0037] Selon un mode de réalisation proposé pour la réalisation du réseau de structures sub-longueur d'onde 31, 311, 312, la présente invention comprend la mise en oeuvre d'un procédé classique de lithographie électronique. Dans le cas d'un réseau de structures diélectriques, cette lithographie électronique est suivie d'une gravure. Dans le cas d'un réseau de structures métalliques, la lithographie électronique est suivie d'un dépôt et d'un lift-off. [0038] Selon un mode de réalisation alternatif, pour la réalisation du réseau de structures sub-longueur d'onde 31, 311, 312, l'étape de lithographie électronique est remplacée par une étape dite de nano-impression, ou « nano-imprint » d'après le terme anglo-saxon, où un modèle, réalisé par lithographie et gravure, est utilisé comme tampon pour créer des copies dudit modèle dans de la résine, permettant ensuite une gravure ou un dépôt et un lift-off, suivant le besoin. [0039] Un autre mode de réalisation alternatif, pour la réalisation du réseau de structures sub-longueur d'onde 31, 311, 312, consiste à mettre en oeuvre un procédé d'auto-organisation de particules dans un polymère. [0040] Une fois le réseau de structures sub-longueur d'onde 31, 311, 312 réalisé, le principe de fonctionnement est celui d'un matériau à structures sub-longueur d'onde, également appelé méta-matériau. Les propriétés de la lumière réfléchie par ce méta- matériau sur des dimensions macroscopiques sont, en moyenne sur le spectre visible, les mêmes que celles obtenues avec un matériau homogène. Cependant, les structures sublongueur d'onde confèrent, en fonction de leurs dimensions, formes, et matériaux constitutifs, une sélectivité en longueur d'onde, et même, éventuellement, permettent de modifier l'angle de réflexion. [0041] Ainsi, seules les longueurs d'ondes nécessaires à la formation d'une image virtuelle 21, dans le cadre du fonctionnement d'un dispositif de vision tête-haute, sont réfléchies par le pare-brise 30 ou la lame sur la surface duquel (de laquelle) le réseau de structures sub-longueur d'onde a été aménagé. [0042] Le pare-brise ou la lame, dans un tel dispositif de vision tête-haute, reste globalement transparent, car il (elle) n'interagit que de façon négligeable avec le reste du spectre visible, en dehors des longueurs d'onde de résonance choisies. Pour choisir les longueurs d'onde de résonance, le réseau résonnant ou le réseau de particules métalliques sont configurés de façon adaptée au but souhaité. Pour une réflexion non spéculaire, l'utilisation d'un ensemble de nanoparticules disposées périodiquement ou non peut permettre le contrôle de l'angle de réflexion. [0043] En résumé, en aménageant sur une surface de pare-brise ou de lame d'un dispositif de vision tête-haute les structures sub-longueur d'onde décrites ci-dessus, il est possible de conférer audit dispositif de vision tête-haute, des propriétés en réflexion centrées sur les longueurs d'onde de la source incidente correspondant au dispositif de projection d'image, ledit pare-brise ou ladite lame restant transparent pour le reste du spectre visible. Ainsi, une source incidente moins puissante peut être utilisée pour le dispositif de projection d'image, induisant des économies en termes d'énergie, d'encombrement et de coût. [0044] II est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.These networks can be dielectric or metallic. In the case of a dielectric network associated with a waveguide, the physical phenomenon used is that of a resonant network; this is the case shown in Figure 2. In the case of a metal network, the device according to the invention implements phenomena of plasmonic waves. The arrangement of sub-wavelength structures is carried out on a support in transparent material, which may be glass, PVB, TiO2, etc., such as a combination or a windshield. According to a preferred embodiment, these subwavelength structures each measure a few hundred nanometers. Because of their physical characteristics, these nanometric structures can confer on the transparent support on which they are arranged macroscopic reflective properties, specular or not, centered on one or on a few restricted bands of visible wavelengths used for the first time. display (RGB or amber for example) by the image projection device. At the same time, the choice of the shape, the dimensions and the periodicity of the network of sub-wavelength structures implies that the transparent support on which said sub-wavelength structures are arranged remains sufficiently transparent. over the remainder of the visible spectrum, to allow use of said structures as a reflective treatment for combining or incorporating said structures into the PVB of a windshield, in order to improve the efficiency of a head-up vision device. high. Indeed, with reference to FIG. 2, a resonant network is composed of a network of sub-wavelength periodic structures 31 and of a waveguide 32. For a certain incident wave 33, presenting an incident angle α, a wavelength, and a defined polarization, there exists a diffraction order of the grating which excites a mode eigen of said network of sub-wavelength structures 31. This results in a peak in reflection or in transmission of incident light. The corresponding spectral width can be configured by varying the depth of the subwavelength structure network 31, the difference between the refractive indices of the materials, and the harmonic of the structure network 31 corresponding to said diffraction order used. for coupling, or on the field of the mode in the network of structures 31. It may be noted that when only one mode is excited, typically in oblique incidence, the angular width varies as the spectral width. Thus, with reference to FIG. 2 and FIGS. 3A and 3B, given by way of illustration, the network of subwavelength structures may take the form of a periodic resonant network 31 on one dimension ( FIG. 2) or an array of structures 311, 312 formed of metallic nanoparticles of various shapes, in one or two dimensions, said nanoparticles possibly being metal wires (FIG. 3B), spheres, elliptical-based cylinders (FIG. Figure 3A), ..etc. The characteristic dimensions of these sub-wavelength structures can range from ten nanometers to a few hundred nanometers, and the materials used can be dielectrics, such as glass, TiO 2, Si 3 N 4, etc. refractive indices ranging from 1 to 3, or metals, such as gold, silver ... etc., allowing the existence of plasmonic phenomena. Indeed, a network of metal nanoparticles 311, as shown in FIG. 3A, is based on the plasmonic resonances occurring when said grating is excited by a light wave whose wavelength depends on the geometric characteristics of said nanoparticles. 311: form factor, length, volume, etc., refractive indices of the surrounding medium and the material chosen for said nanoparticles 311. Thus, spherical nanoparticles, or circular-cylindrical nanoparticles, have the same length of resonance wave irrespective of the polarization, whereas metal wires, as shown in Figure 3B, operate only for a given polarization. Moreover, nanoparticles of ellipsoidal shape, or any other anisotropic form, have a different resonant wavelength depending on the direction of polarization of the incident light. Outside the resonance wavelength, the nanoparticle network 311, 312 interacts much less with the incident light, which allows it to remain globally transparent. According to an embodiment proposed for the realization of the network of sub-wavelength structures 31, 311, 312, the present invention comprises the implementation of a conventional method of electronic lithography. In the case of a network of dielectric structures, this electronic lithography is followed by an etching. In the case of a network of metal structures, the electronic lithography is followed by a deposit and a lift-off. According to an alternative embodiment, for the realization of the network of sub-wavelength structures 31, 311, 312, the electronic lithography step is replaced by a so-called nano-printing step, or "nanoparticles". imprint "according to the Anglo-Saxon term, where a model, made by lithography and etching, is used as a buffer to create copies of said model in resin, then allowing an engraving or a deposit and a lift-off, following the need. Another alternative embodiment, for the realization of the network of sub-wavelength structures 31, 311, 312, consists in implementing a method of self-organization of particles in a polymer. Once the network of subwavelength structures 31, 311, 312 is realized, the operating principle is that of a material with sub-wavelength structures, also called meta-material. The properties of the light reflected by this metamaterial on macroscopic dimensions are, on average on the visible spectrum, the same as those obtained with a homogeneous material. However, the sublength wave structures confer, according to their dimensions, shapes, and constituent materials, a wavelength selectivity, and even, possibly, to change the angle of reflection. Thus, only the wavelengths necessary for the formation of a virtual image 21, in the context of the operation of a head-up vision device, are reflected by the windshield 30 or the blade on the whose surface (of which) the network of subwavelength structures has been arranged. The windshield or the blade, in such a head-up vision device, remains generally transparent because it (it) only interacts negligibly with the rest of the visible spectrum, outside the lengths of resonance wave chosen. To select the resonant wavelengths, the resonant network or the network of metal particles are suitably configured for the desired purpose. For non-specular reflection, the use of a set of nanoparticles periodically or not arranged can allow the control of the angle of reflection. In summary, by arranging on a windshield or blade surface of a head-up vision device the sub-wavelength structures described above, it is possible to confer on said head vision device. -High reflection properties centered on the wavelengths of the incident source corresponding to the image projection device, said windshield or said blade remaining transparent for the rest of the visible spectrum. Thus, a less powerful incident source can be used for the image projection device, resulting in savings in terms of energy, size and cost. It is furthermore specified that the present invention is not limited to the examples described above and is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art.

Claims

1. A head-up display device for a driver (10) of the vehicle, comprising an image projection device (20) emitting in the form of light elements to be displayed for said driver, an optical system (40) comprising a reflective plate (30), the optical system (40) being configured such that a sharp image (21) is formed at a predetermined distance from the conductor (10), said image (21) corresponding to the elements to be displayed transmitted under light form by the image projection device (20), characterized in that said blade (30) comprises a wavelength-selective reflective surface, said surface receiving light from the image projection device ( 20), comprising an array of subwavelength structures (31, 311, 312) configured to impart to said blade (30) a wavelength-differentiated reflectivity such that said blade (30) e is capable of reflecting light from the image projection device (20) and transmitting light from other sources, such as sunlight.

2. A head-up display device according to claim 1, characterized in that it further comprises a waveguide (32), forming, with said subwavelength structures (31, 311, 312), a resonant network.

3. Headshot device according to claim 2, characterized in that the subwavelength structures (31, 311, 312) are dielectric.

4. Headshot device according to claim 1, characterized in that the subwavelength structures (31, 311, 312) are metallic.

5. A head-up display device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the shape of the sub-wavelength structures (31, 311, 312) is configured to confer on said blade (30) a reflectivity differentiated as a function of wavelength.

Head-up display device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the dimensions of the sub-wavelength structures (31, 311, 312) are configured to confer on said blade (30) a reflectivity differentiated as a function of wavelength.

7. A head-up display device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the periodicity of the network or the density of the sublength wave structures (31, 311, 312) is configured to confer on said blade ( 30) a reflectivity differentiated as a function of the wavelength.

8. A head-up display device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the blade is the front windshield (30) of the vehicle.

9. Headshot device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the network of subwavelength structures (31, 311, 312) is periodic.

10. A head-up display device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the differentiated reflectivity of the blade (30), conferred by said network of sub-wavelength structures (31, 311, 312 ), is a function of a polarization of light from the image projection device (20).