FR3033901A1 - Generateur d'image, notamment pour dispositif d'affichage tete haute - Google Patents

Abstract

L'invention concerne générateur d'image (100), notamment pour dispositif d'affichage tête haute, comprenant au moins une source laser (101) produisant un faisceau lumineux (10), des moyens de formation d'une image (102) dans un plan image intermédiaire (111), le générateur d'image étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de diffraction (140) placés dans le plan image intermédiaire (111) pourvus d'une pluralité de microstructures (711-714, 7201-7225) agencées selon une matrice (700) pour former une matrice de microstructures, chaque microstructure étant définie par un motif, la matrice de microstructures comprenant au moins deux motifs distincts.

Description

1 Générateur d'image. notamment pour dispositif d'affichage tête haute La présente invention concerne un générateur d'image, notamment pour un dispositif d'affichage tête haute, et concerne en particulier les moyens de formation d'image du dispositif. L'invention trouvera ses applications, par exemple, dans les véhicules automobiles pour informer les utilisateurs du véhicule, en particulier les conducteurs.

Les systèmes d'affichage tête haute sont connus dans les véhicules. Ces systèmes permettent d'informer le conducteur, en affichant dans son champ de vision des informations liées à l'état du véhicule telles que la vitesse ou des informations liées à l'itinéraire. Ce système permet au conducteur de visualiser une forme de réalité augmentée dans son champ de vision. De tels systèmes sont pourvus d'une source lumineuse, par exemple comprenant une ou plusieurs sources lasers, qui sont combinées pour ensuite former un faisceau collimaté. Après passage dans des moyens de balayage, le faisceau lumineux est imagé sur un écran diffuseur. Cet écran permet de diffuser le faisceau collimaté. Un tel diffuseur comprend généralement une face rugueuse, provoquant la dispersion du faisceau lumineux. Un dispositif semi-réfléchissant permet ensuite de créer une image virtuelle de l'écran dans le champ de vision du conducteur, l'image comprenant les informations à afficher.

Cependant, lorsqu'une source cohérente, telle qu'un laser, est projetée sur l'écran diffuseur, des taches aléatoires vont apparaître sur l'image, ces tâches provenant d'interférences constructives (tâches de haute intensité) et destructives (tâches plus sombres) entre différentes composantes de la lumière diffusée. Ces tâches aléatoires sont nommées tavelures ou « speckle » en anglais.

3033901 2 Le conducteur pourra être ébloui par les tâches plus claires, et lorsqu'il change de position, ces tâches lui apparaîtront plus sombres, provoquant ainsi une gêne. L'invention a pour objet de résoudre les problèmes précédents en 5 proposant un générateur d'image, notamment pour un dispositif d'affichage tête haute, comprenant au moins une source laser produisant un faisceau lumineux, des moyens de formation d'une image dans un plan image intermédiaire, le générateur comportant en outre des moyens de diffraction placés dans un plan image intermédiaire, pourvus d'une pluralité de microstructures agencées selon 10 une matrice pour former une matrice de microstructures, chaque microstructure étant définie par un motif, la matrice de microstructures comprenant au moins deux motifs distincts. L'introduction de moyens de diffraction dans le plan image intermédiaire 15 permet de maîtriser les interférences se produisant au sein du faisceau lumineux. Ces interférences, qui sont à l'origine des tavelures et/ou d'effets de moiré, peuvent ainsi être réduites, voire éliminées et ainsi permettent également de minimiser l'apparition de tavelures dans l'image virtuelle visualisée par l'utilisateur. La répétitivité du motif favorise l'apparition de l'effet moiré et des 20 tavelures, qui provoque une gêne pour celui qui regarde l'image générée. En utilisant une pluralité de motifs distincts, la périodicité locale est brisée ce qui a pour effet de défavoriser l'apparition de ces interférences structurées. De préférence, deux microstructures ayant le même motif sont séparées 25 par au moins une microstructure ayant un motif distinct. De manière avantageuse, les motifs sont disposés selon une première suite, la première suite se répétant de façon périodique pour former une première ligne de la matrice. Préférentiellement, la première suite forme en outre une deuxième ligne 30 de la matrice, sous la première ligne, et est disposée de sorte que deux 3033901 3 microstructures ayant le même motif sont séparées par au moins une microstructure ayant un motif distinct. Avantageusement, au moins une deuxième suite, distincte de la première suite, forme au moins une deuxième ligne de la matrice.

5 De manière préférentielle, un pavé à deux-dimensions, formé d'au moins deux suites distinctes de motifs distincts, se répète de manière périodique pour former la matrice. De manière avantageuse, la répartition des au moins deux motifs distincts dans la matrice de microstructures est aléatoire.

10 Préférentiellement, si N est le nombre de motifs distincts, deux microstructures ayant le même motif sont séparées par N-1 microstructures ayant des motifs distincts. De manière préférentielle, chaque motif distinct est configuré pour générer un faisceau de diffusion distinct.

15 De manière avantageuse, chaque motif distinct est configuré pour générer une figure de diffraction distincte. Préférentiellement, les moyens de diffraction comportent un élément optique diffractant, traversé par le faisceau et présentant au moins deux niveaux d'épaisseurs différents dans la direction de propagation du faisceau.

20 L'élément optique diffractant est utilisé en transmission ou en réflexion. L'invention concerne également un dispositif d'affichage tête haute, notamment pour véhicule automobile, comportant un générateur d'image tel qu'indiqué ci-dessus, et un élément optique semi-réfléchissant formant une 25 image virtuelle de ladite image dans le plan image intermédiaire. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : 3033901 4 la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif d'affichage tête haute selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un générateur d'image selon l'invention, 5 la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif d'émission utilisé dans le dispositif selon l'invention, la figure 4 est une vue schématique d'un mode de réalisation des moyens de formation d'une image utilisés dans le dispositif selon l'invention, 10 la figure 5 est une autre vue schématique d'un mode de réalisation d'un générateur d' image selon l'invention, la figure 6 est une vue schématique de la diffusion générée par des moyens de diffusion, la figure 7 est une vue schématique d'un mode de réalisation de 15 l'élément optique diffractant selon l'invention, la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, pour un autre mode de réalisation de l'élément optique diffractant selon l'invention, la figure 9 est un exemple de motif d'élément optique diffractant. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes 20 éléments. Il faut noter en outre que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.

25 La figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif d'affichage tête haute selon l'invention. Comme illustré à la figure 1, le dispositif comprend un générateur 100 d'images, suivi par des moyens de diffraction 140 placés dans un plan image 30 intermédiaire 111. Le générateur 100 d'images produit un faisceau 30 qui, selon 3033901 5 le mode de réalisation de la figure 1, se réfléchit ensuite sur un premier miroir de repliement 125. Le faisceau lumineux 30 passe ensuite au travers d'un élément optique semi-réfléchissant 126, qui peut être constitué par le pare-brise du véhicule ou par une lame semi-réfléchissante. La combinaison du miroir 125 et 5 de la lame semi-réfléchissante 126 permet à l'utilisateur de voir une image virtuelle 130 de l'image générée par le générateur d'image 100 dans le plan image intermédiaire 111, comme si l'image se trouvait à une distance d'environ deux mètres de ses yeux et en superposition de la route. Cette image est perçue par l'utilisateur dans une zone du véhicule qui se nomme la boîte à oeil 170. La 10 boîte à oeil a une dimension d'environ 5x15 cm2, et se trouve autour des yeux du conducteur lorsqu'il conduit. La lame semi-réfléchissante 126 présente un pouvoir de réflexion au moins égal 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 virtuelle 130.

15 La figure 2 illustre un mode de réalisation du générateur d'image 100. Ce dernier comprend un dispositif d'émission 101 d'un faisceau lumineux 10 et des moyens 102 de formation d'une image dans le plan 111, à partir dudit faisceau lumineux 10.

20 La figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif d'émission 101. Ledit dispositif comprend une ou plusieurs sources lumineuses 4, 5, 6, émettant chacune un faisceau 7, 8, 9 du type laser. Il s'agit, par exemple, de sources laser, typiquement des diodes laser, chaque source laser émettant un 25 faisceau monochromatique, de longueur d'onde À.1, À2, À.3. Le dispositif comprend ici trois sources 4, 5, 6 , le dispositif étant configuré pour former le faisceau lumineux 10 à l'aide d'une mise en commun par combinaison des faisceaux 7, 8, 9 individuellement émis par chacune des sources 4, 5, 6. Plus précisément, il pourra s'agir de sources émettant un faisceau d'une couleur différente d'une 3033901 6 source à l'autre. Les couleurs sont, par exemple, un rouge, un vert ou un bleu (RVB). Les faisceaux 7, 8, 9 émis par chacune des sources sont orientés, par 5 exemple, parallèlement les uns aux autres et réfléchis dans une même direction pour former par combinaison le faisceau lumineux commun 10. Le dispositif 101 comprend ici des éléments optiques semi-transparents, sur une plage de longueur d'onde, tels que des miroirs dichroïques ou lames de combinaison 11, interceptant les faisceaux 7, 8, 9 émis par chacune des sources et les combinant 10 selon la direction du faisceau 10. De façon plus générale, le dispositif 101 est configuré pour former le faisceau lumineux 10 à partir du ou des faisceaux laser 7, 8, 9, quel que soit le nombre de sources 4, 5, 6 en jeu. En cas de source unique, le faisceau lumineux 15 10 est composé du faisceau laser émis par la seule source employée et l'image obtenue sera alors monochrome. En cas de pluralité de sources, typiquement les trois sources 4, 5, 6 évoquées plus haut, le faisceau commun 10 qui forme alors le 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 20 des sources 4, 5, 6. Comme illustré à la figure 4, les moyens 102 de formation d'image comprennent, par exemple, un générateur de balayage 110 dont la fonction est de déplacer horizontalement et verticalement le faisceau lumineux reçu 10 en 25 vue de réaliser un balayage selon une fréquence donnée, par exemple égale à 60 Hz. Comme représenté sur la figure 5, le générateur de balayage 110 comprend, par exemple, un miroir à balayage 115 à système micro-électro- 30 mécanique (ci-après appelé miroir MEMS) sur lequel le faisceau lumineux 10 se 3033901 7 réfléchit en un faisceau de balayage 103. Un tel miroir 115 MEMS présente par exemple un diamètre de 1 mm2. Le miroir 115 MEMS est apte à tourner autour de deux axes de rotation, par exemple orthogonaux, pour réaliser un balayage, par exemple à la fréquence de rafraîchissement de 60 Hz, dans le plan image 5 intermédiaire 111 selon une figure composée de lignes successives, dans le but de réaliser une image par exemple rectangulaire. Alternativement, le miroir 115 MEMS peut être remplacé par deux miroirs plans et mobiles en rotation, 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 10 selon un axe vertical. Le générateur d'image 102 pourra comprendre en outre différents miroirs 104, 106, plans ou non, disposés sur la trajectoire du faisceau de balayage 103, comme représenté sur la figure 4.

15 Selon la présente invention des moyens de diffraction sont disposés dans le plan image intermédiaire 111, afin de supprimer les tavelures générées par la diffusion d'une source laser cohérente sur la face rugueuse du diffuseur mentionné ci-dessus. Cependant, les moyens de diffusion ne doivent pas être 20 remplacés par les moyens de diffraction, mais la combinaison des deux est nécessaire pour générer une image dont la pupille est suffisamment grande (moyens de diffusion), et sans tavelures (moyens de diffraction), pour l'utilisateur.

25 En général, une source lumineuse émet de la lumière dans toutes les directions. L'intensité lumineuse en fonction de la direction d'émission est une surface, que l'on appelle surface indicatrice d'émission dans la littérature. Cependant, une source laser n'a pas de surface indicatrice d'émission, étant donné que la lumière, collimatée, n'est émise que dans une seule direction et 30 l'image d'un faisceau laser ne peut être vue que dans la direction de propagation 3033901 8 du faisceau laser incident. Pour permettre la visualisation du faisceau laser selon une pluralité de directions, on diffuse le faisceau laser par des moyens de diffusion, et une surface indicatrice d'émission est alors générée.

5 Un mode de réalisation d'introduction de moyens de diffusion 150 dans le plan image intermédiaire 111 est illustré sur la figure 6. Le dispositif d'émission 101 génère le faisceau lumineux 10. Le faisceau lumineux 10 se réfléchit ensuite sur le miroir à balayage 115. Le faisceau de balayage 103 est ensuite diffusé par les moyens de diffusion 150 placés dans le 10 plan image intermédiaire 111. Avantageusement, les moyens de diffusion 150 reçoivent le faisceau de balayage 103 et sont agencés pour provoquer une dispersion de ce faisceau de balayage 103 selon un secteur angulaire donné, par exemple égal à 30° autour de la direction de propagation du faisceau de balayage 103. La dispersion du faisceau lumineux 103 peut être illustrée au moyen d'un 15 cône 155. Les moyens de diffusion 150 élargissent ainsi la taille de la pupille et sont appelés en anglais « Eye Pupil Expander » ou EPE dans la littérature. Dans un mode de réalisation, les moyens de diffusion 150 comprennent un écran diffuseur. Ce dernier peut être un écran de projection transparent pour 20 une projection par transparence ; il pourra alternativement être translucide. Il est réalisé, par exemple en verre, notamment dépoli, ou en polycarbonate. Une face 152 de l'écran diffuseur 150 est rugueuse, en ce sens qu'elle comporte des aspérités qui provoquent la dispersion du faisceau de balayage 103. La face 152 rugueuse correspond à celle par laquelle le faisceau sort, c'est-à-dire la face 25 située dans le plan image intermédiaire 111 sur laquelle l'image se forme. Nous verrons que les moyens de diffusion 150 et les moyens de diffraction peuvent être combinés dans un même élément optique.

3033901 9 Selon une autre variante non illustrée, lesdits moyens de formation d'image ne comportent pas de générateur de balayage tel que précédemment décrit, mais une matrice de micro-miroirs (aussi appelée Digital Micro Mirrors System en anglais, pour système de micro-mirroirs numérique). Dans cette 5 configuration, l'image est formée au niveau de la matrice à micro-miroirs puis projetée sur le plan image intermédiaire 111. De manière générale, on place une optique de projection entre la matrice et le plan image intermédiaire. Chaque micro-miroir correspond à un pixel de l'image. Dans ce mode de réalisation, l'image n'est pas formée dans le plan image intermédiaire pour la première fois, 10 mais reçoit une image préalablement formée sur la matrice à micro-miroirs. Dans une variante de réalisation, non illustrée, on peut utiliser un diffuseur de type micro-lentille (« micro-lens array » en anglais, ou MLA). Cependant, ce type de diffuseur génère l'apparition d'un motif structuré et 15 répétitif appelé effet moiré dans la littérature. Pour des raisons de tolérance de fabrication, d'alignement des lasers, etc., l'effet moiré et l'apparition de tavelures peuvent également apparaître simultanément. Selon l'invention, pour réduire, voire éliminer les tavelures et/ou l'effet 20 moiré, on utilise des moyens de diffraction 140. Avantageusement, le même composant optique est utilisé pour les moyens de diffraction 140 et les moyens de diffusion 150, composant qu'on indiquera sous le repère 140 dans la suite. Cependant, les moyens de diffraction 140 et les moyens de diffusion 150 peuvent aussi être fournis par deux éléments optiques distincts.

25 Dans un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de diffraction 140 comprennent un élément optique diffractant. Un élément optique diffractant est un composant optique utilisant des principes d'interférence et de diffraction pour diriger la lumière selon des directions précises et ainsi produire 30 différentes distributions de lumière. Cet élément est par exemple composé d'une 3033901 10 surface micro-structurée, qui peut être déterminée par une fonction ou une forme géométrique particulière pré-calculée par simulation, etc. et dont le pas peut descendre en dessous de quelques micromètres.

5 La fonction de cet élément optique est de décomposer le faisceau entrant en une pluralité de faisceaux de sortie se propageant selon différentes directions, ces différents faisceaux de sortie correspondant à différents ordres de diffraction, dont l'ordre zéro et des ordres supérieurs (±1, ±2, ±3, etc.). La direction des faisceaux sortants dépend de la structure responsable de la diffraction qui est 10 présente sur la face de l'élément optique diffractant 140, et de la longueur d'onde de la lumière incidente. Généralement, la face de l'élément optique diffractant comprend une structure périodique, micro-structurée, dont le pas est de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière. Pour une seule dimension, il s'agit d'un réseau de diffraction, dont le pas dépend de la longueur d'onde de la 15 lumière. Préférentiellement, ces structures peuvent comporter deux niveaux d'épaisseur, dans la direction de propagation du faisceau lumineux : dans ce cas il s'agit d'un élément optique diffractant binaire, également appelé masque à 20 décalage de phase dans la littérature. Certaines régions ont une épaisseur plus faible, et d'autres régions ont une épaisseur plus élevée, induisant ainsi une différence de chemin optique et par suite un décalage de phase entre différentes portions du faisceau diffracté. Préférentiellement, pour que les variations d'épaisseur du masque génèrent un déphasage dans le faisceau de n, la différence 25 de chemin optique entre deux régions est de À/2, où À correspond à la longueur d'onde de la lumière incidente. L'élément optique diffractant est donc généralement optimisé pour une seule longueur d'onde. Si le dispositif comprend trois sources lasers, l'élément optique diffractant peut être optimisé pour l'une des trois sources. De préférence, le masque de phase est conçu pour la longueur 3033901 11 d'onde moyenne des différentes sources laser, la longueur d'onde moyenne étant la moyenne des longueurs d'onde des sources laser. Dans un autre mode de réalisation, l'élément optique diffractant 140 peut 5 comprendre une pluralité d'épaisseurs différentes dans la direction de propagation du faisceau. Les éléments optique diffractant multi-niveaux comprennent au moins deux épaisseurs différentes, induisant une pluralité de déphasages de l'onde compris entre 0 et 2n, voire 0 et 4n (ou n'importe quel autre multiple de 2n). Les éléments optiques diffractant multi-niveaux sont 10 généralement conçus pour rendre le faisceau diffracté dissymétrique, par exemple, pour faire coïncider l'ordre -1 avec l'ordre 1. L'intensité lumineuse du faisceau lumineux correspondant à ces ordres superposés est alors plus forte. Préférentiellement, l'élément optique diffractant multi-niveau est conçu pour la longueur d'onde moyenne des différentes sources laser.

15 La distribution du faisceau lumineux sortant de l'élément optique diffractant 140 dépend de la structure de la face de l'élément optique diffractant. Cette structure peut être calculée analytiquement, par la théorie des réseaux de diffraction ou peut également être simulée, etc.

20 Généralement, un élément optique diffractant 140 génère également de la diffusion. Par exemple, dans le cas d'un élément optique diffractant binaire, les discontinuités dans les variations d'épaisseur génèrent de la diffusion. L'intensité de la diffusion dépend également de la structure de la face de l'élément optique 25 diffractant et peut être déterminée à l'avance au moyen de simulations, de calculs, etc. La figure 7 illustre de manière plus détaillée l'élément optique diffractant 30 140 selon l'invention. L'élément optique diffractant 140 comprend, sur sa face 3033901 12 située dans le plan 111, une pluralité de microstructures agencées selon une matrice 700 pour former une matrice de microstructures, chaque microstructure 711, 712, 713, 714 étant définie par un motif.

5 Le faisceau de balayage 103 illustré sur la figure 5 va heurter chaque microstructure de la matrice 700 une à une. Chaque microstructure est illuminée pendant une période par exemple d'environ 10 nanosecondes et entre deux illuminations successives, le faisceau de balayage 103 est éteint. L'ensemble de la matrice est balayé selon une fréquence de rafraîchissement d'environ 60Hz dans 10 cet exemple. La matrice 700 de microstructures qui forme l'élément optique diffractant 140 est comprise dans l'image rectangulaire 125 créée par le faisceau de balayage 103, dans le plan image intermédiaire 111. Par exemple, la dimension de la matrice de microstructures peut être de 800 x 600. Le nombre de microstructures de la matrice va influencer la résolution de l'image virtuelle 15 perçue par l'utilisateur. Le diamètre du faisceau de balayage est par exemple de 100 um. Le faisceau peut ou non couvrir l'ensemble d'une microstructure, mais par l'effet du balayage et de la persistance rétinienne, la matrice se comporte comme si elle était uniformément illuminée par le faisceau laser. Dans la variante décrite plus haut, dans laquelle les moyens de formation 20 d'image comportent une matrice de micro-miroirs et non un générateur de balayage, le faisceau laser, qui est alors fixe, illumine l'ensemble de la matrice de micro-miroirs ; celle-ci forme l'image qui est projetée dur l'ensemble de la matrice de diffraction.

25 Lorsque les motifs de toutes les microstructures sont identiques, la répétitivité du motif favorise la génération d'artefact répétitif appelé moiré, dû à des interférences structurées. Le moiré provoque une gêne pour le conducteur du véhicule qui regarde l'image virtuelle générée par le dispositif. Selon l'invention, on utilise des motifs différents pour minimiser l'effet moiré. Si chaque 30 microstructure de la matrice de l'élément optique diffractant était différente, 3033901 13 l'effet moiré serait cassé étant donné que la répétitivité de la microstructure au sein de la matrice serait nulle. Cependant, un tel dispositif est bien complexe et couteux à développer et/ou fabriquer.

5 Selon l'invention, pour réduire l'effet moiré, la matrice de microstructures de l'élément optique diffractant comprend avantageusement au moins deux motifs distincts. Préférentiellement, les motifs sont disposés selon une première suite périodique pour former une première ligne de la matrice. La périodicité locale, à l'échelle de la microstructure, est ainsi brisée.

10 Préférentiellement, la première suite forme une deuxième ligne de la matrice, sous la première ligne, et est disposée de sorte que des motifs identiques ne sont pas juxtaposés. Le tableau 1 illustre un exemple de réalisation de la disposition d'une même suite sur différentes lignes de la matrice composées de 15 trois motifs distincts, illustrés par les lettres A, B et C. A B C A B C A B C B C A B C A B C A C A B C A B C A B Tableau 1: Une suite composée de trois motifs distincts Avantageusement, deux microstructures ayant le même motif sont 20 séparées par au moins une microstructure ayant un motif distinct, de manière à ce que deux motifs identiques ne soient pas juxtaposés. De manière avantageuse, si N est le nombre de motifs distincts, deux microstructures ayant le même motif sont séparées par N-1 microstructures ayant des motifs distincts. Les suites périodiques se répètent dans la matrice de microstructures et deux mêmes 25 motifs sont espacés par un nombre maximal de motifs distincts. La périodicité locale à l'échelle de la dimension de la suite est ainsi brisée.

3033901 14 Dans un autre mode de réalisation, une deuxième suite, distincte de la première suite, forme au moins une deuxième ligne de la matrice. L'utilisation de suites distinctes permet de briser d'autant plus la périodicité de mêmes microstructures au sein de la même matrice. Le tableau 2 illustre un exemple 5 d'une telle réalisation, dans lequel six motifs distincts sont illustrés par les six premières lettres de l'alphabet : A B C A B C A B C D E F D E F D E F Tableau 2 Deux suites distinctes composées de trois motifs distincts 10 Selon un autre mode de réalisation, la répartition des aux moins deux motifs distincts dans la matrice de microstructures est aléatoire. Cette répartition aléatoire des motifs distincts peut être évaluée par une des lois de probabilité.

15 Selon un autre mode de réalisation, un pavé à deux-dimensions, formé d'au moins deux suites distinctes de motifs distincts, se répète de manière périodique pour former la matrice 700. Comme illustré sur les figures 7 et 8, deux pavés à deux dimensions, comprenant respectivement 2x2 (710) et 5x5 (720) motifs distincts forment la matrice 700. Chaque pavé 710, 720 peut être vu 20 comme une macrostructure, composée d'une pluralité de microstructures distinctes. D'une part, une meilleure qualité d'image sera obtenue pour un plus grand nombre de motifs distincts, et d'autre part, un nombre important de motifs 25 distincts augmente les couts de fabrication d'un tel dispositif. La périodicité est donc cassée localement, mais une macrostructure périodique est conservée afin de simplifier le procédé de réalisation et de fabrication de l'élément optique diffractant.

3033901 15 Un exemple de motif formant une microstructure utilisable pour la réalisation de l'élément diffractant 140 est illustré sur la figure 9. Les dimensions des variations du motif sont de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière du faisceau lumineux 30. Préférentiellement, l'élément optique diffractant est conçu 5 pour la longueur d'onde moyenne des différentes sources laser, la longueur d'onde moyenne étant la moyenne des longueurs d'onde des au moins une source laser. Avantageusement, chaque motif peut être configuré pour générer un 10 faisceau de diffusion distinct. L'indicatrice de sortie du faisceau diffusé peut être par exemple modifiée pour chaque microstructure. Chaque motif distinct peut également être configuré pour générer une figure de diffraction distincte. En particulier, un élément optique diffractant 15 multi-niveaux peut être utilisé pour superposer différents ordres de diffraction et ainsi augmenter l'intensité lumineuse du faisceau diffracté 30 correspondant à ces ordres. Des motifs distincts peuvent ainsi générer des faisceau lumineux diffractés avec différentes intensités.

20 Par ailleurs, on a décrit ci-dessus des moyens de diffraction dans lesquels l'élément optique diffractif est utilisé en transmission. Il est bien entendu possible d'utiliser un élément optique diffractif fonctionnant en réflexion sans sortir du cadre de l'invention. 25

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Générateur d'image (100), notamment pour dispositif d'affichage tête haute, comprenant : au moins une source laser (101) produisant un faisceau lumineux (10), des moyens de formation d'une image (102) dans un plan image intermédiaire (111), le générateur d'image étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : des moyens de diffraction (140) placés dans le plan image intermédiaire (111) pourvus d'une pluralité de microstructures (711714, 7201-7225) agencées selon une matrice (700) pour former une matrice de microstructures, chaque microstructure étant définie par un motif, la matrice de microstructures comprenant au moins deux motifs distincts.
2. 2. Générateur d'image selon la revendication 1, dans lequel deux microstructures ayant le même motif sont séparées par au moins une microstructure ayant un motif distinct.
3. 3. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les motifs sont disposés selon une première suite, la première suite se répétant de façon périodique pour former une première ligne de la matrice.
4. 4. Générateur d'image selon la revendication 3, dans lequel la première suite forme en outre une deuxième ligne de la matrice, sous la première ligne, et est 3033901 17 disposée de sorte que deux microstructures ayant le même motif sont séparées par au moins une microstructure ayant un motif distinct.
5. 5. Générateur d'image selon la revendication 3, dans lequel au moins 5 une deuxième suite, distincte de la première suite, forme au moins une deuxième ligne de la matrice.
6. 6. Générateur d'image selon la revendication 1, dans lequel un pavé à deux-dimensions (710, 720), formé d'au moins deux suites distinctes de motifs 10 distincts, se répète de manière périodique pour former la matrice.
7. 7. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, la répartition des au moins deux motifs distincts dans la matrice de microstructures est aléatoire. 15
8. 8. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, si N est le nombre de motifs distincts, deux microstructures ayant le même motif sont séparées par N-1 microstructures ayant des motifs distincts. 20
9. 9. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque motif distinct est configuré pour générer un faisceau de diffusion distinct. 25
10. 10. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque motif distinct est configuré pour générer une figure de diffraction distincte.
11. 11. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de diffraction (140) comportent un élément 3033901 18 optique diffractant, traversé par le faisceau et présentant au moins deux niveaux d'épaisseurs différents dans la direction de propagation du faisceau.
12. 12. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel l'élément optique diffractant est utilisé en transmission.
13. 13. Générateur d'image selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément optique diffractant est utilisé en réflexion. 10
14. 14. Dispositif d'affichage tête haute, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'image (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un élément optique semiréfléchissant (126) formant une image virtuelle (130) de ladite image dans le plan image intermédiaire (111).
15. 15