FR3044113A1 - Element de couverture de l'ouverture de projection d'un dispositif d'affichage tete haute ainsi que dispositif d'affichage et procede pour guider la lumiere a travers un element d'ouverture - Google Patents

Abstract

Elément de couverture (506) pour couvrir un orifice de projection (508) d'un dispositif d'affichage tête haute (500) d'un véhicule (502), entre l'unité de générateur d'images (504) et un élément de renvoi (510) et ayant un élément (516) pour modifier la polarisation du faisceau lumineux (512), et un filtre polarisant (514) perméable aux rayons lumineux (512) polarisés dans le second type de polarisation, dans une direction de polarisation déterminée.

Description

Domaine de l’invention L’invention se rapporte à un élément de couverture pour couvrir l’ouverture de projection d’un dispositif d’affichage tête haute. L’invention se rapporte également à un dispositif d’affichage tête haute muni d’un tel élément de couverture et à un procédé pour diriger la lumière à travers un élément de couverture.

Etat de la technique

Les véhicules actuels peuvent visualiser avec des dispositifs d’affichage tête haute, certaines informations les projetant dans le champ de vision du conducteur.

Exposé et avantages de l’invention

La présente invention a pour objet un élément de couverture pour couvrir l’orifice de projection d’un dispositif d’affichage tête haute d’un véhicule dans le chemin du faisceau entre l’unité de générateur d’images du dispositif d’affichage tête haute et un élément de renvoi, à l’état installé du dispositif d’affichage tête haute, l’élément de couverture ayant un élément pour modifier la polarisation du faisceau lumineux dans le chemin du rayon entre un premier type de polarisation et un second type de polarisation et, un filtre polarisant transparent aux rayons lumineux polarisés avec le second type de polarisation, dans une direction de polarisation déterminée, le filtre de polarisation se situant à l’état monté de l’élément de couverture sur le côté de l’élément de modification de polarisation opposé à celui de l’unité de générateur d’images. L’élément de couverture est par exemple une plaque de couverture ou autre élément au moins partiellement transparent. L’élément de couverture délimite le volume intérieur du dispositif d’affichage tête haute par rapport à son volume extérieur. A titre d’exemple, l’élément de couverture est intégré dans le tableau de bord du véhicule ; selon un mode de réalisation il est relié de manière mobile ou rigide à celui-ci. L’élément de couverture peut avoir une surface plane ou courbe. L’ouverture de projection est réalisée de manière correspondante dans le tableau de bord pour recevoir complètement l’élément de couverture. Un dispositif d’affichage tête haute est un dispositif d’affichage fournissant des informations sous la forme d’images virtuelles dans le champ de vision du conducteur. L’unité de générateur d’images projette, par exemple, un rayon lumineux à travers l’ouverture de projection sur l’élément de déflection, par exemple, le pare-brise du véhicule ou une vitre combinée. Un élément de modification de polarisation selon l’invention est un composant optique modifiant la polarisation ou la phase du rayon lumineux. L’élément de modification de polarisation est, par exemple, une plage de retard ou film de retard. A titre d’exemple, l’élément de modification de polarisation transforme une polarisation linéaire en une polarisation circulaire ou une polarisation linéaire en une polarisation elliptique. Un filtre polarisant est un composant optique qui filtre un rayon lumineux d’une certaine polarisation, partiellement ou avec une polarisation autre. Par exemple, le filtre polarisant filtre un rayon lumineux par absorption sélective. Le filtre polarisant peut être notamment réalisé comme filtre polarisant linéaire. Selon la forme de réalisation, l’élément de modification de polarisation et le filtre polarisant sont combinés sous la forme de couches, par exemple une combinaison de films. On applique ainsi le principe retardateur selon lequel on intègre un filtre polarisant et un retardateur dans la vitre couvrant le dispositif d’affichage tête haute. Selon une forme de réalisation, la seconde direction de polarisation est celle qui est traversée dans le filtre de polarisation de sorte que le rayon d’affichage a tout d’abord sa polarisation tournée puis il traverse le filtre avec la seconde polarisation.

La solution proposée ici repose sur la considération que la combinaison des éléments de modification de polarisation et d’un filtre polarisant dans l’élément de couverture d’un dispositif d’affichage tête haute, notamment d’un dispositif d’affichage tête haute réfléchi directement par le pare-brise permet d’éviter les réflexions de la lumière solaire dans le dispositif d’affichage tête haute dans le cas du rayonnement solaire directement incident. On évite ainsi d’éblouir l’observateur qui regarde le dispositif d’affichage tête haute.

Un tel élément de couverture pour supprimer les réflexions de la lumière solaire dans un dispositif d’affichage tête haute a l’avantage que, selon la forme de réalisation des composants tels que par exemple des réseaux de microlentilles, qui ont une réflexion rési- duelle de surface, sous l’effet de la surface courbe, ils permettent de réfléchir dans différentes directions, la lumière solaire injectée dans une faible mesure ; ils peuvent être appliqués au système optique du dispositif d’affichage tête haute de façon que l’élément de couverture permette d’éviter les réflexions de la lumière solaire par la surface d’affichage à réflexion directe sur laquelle arrive le rayonnement solaire provenant d’autres zones angulaires en permettant, par exemple, de réaliser le dispositif d’affichage tête haute comme dispositif d’affichage auto-stéréoscopique utilisant des réseaux de microlentilles.

Selon une forme de réalisation, l’élément de modification de polarisation modifie la polarisation entre une polarisation circulaire comme premier type de polarisation et une polarisation linéaire comme second type de polarisation. Le filtre polarisant peut être transparent à la lumière à polarisation linéaire. Selon une forme de réalisation, les rayons lumineux émis par le dispositif d’affichage sont tout d’abord polarisés en polarisation circulaire pour être ensuite polarisés en polarisation linéaire par le retardateur et traverser le filtre polarisant linéaire. Cette forme de réalisation fait que seuls les rayons lumineux à polarisation linéaire arrivent dans le champ de vision de l’observateur.

Selon un autre développement, l’élément de modification de polarisation et en plus ou en variante le filtre polarisant polarise le faisceau lumineux de l’unité de générateur d’images pour que la polarisation linéaire, incident sur un autre élément optique présente à la fois une composante d’oscillation perpendiculaire et aussi parallèle au plan passant par le rayon lumineux incident arrivant sur l’élément optique et la normale à la surface de l’élément optique au point d’incidence. L’élément optique est, par exemple, le pare-brise du véhicule ou une vitre de combiné. L’élément de modification de polarisation et/ou le filtre polarisant sont ainsi réalisés pour polariser le rayon lumineux pratiquement perpendiculaire, parallèle ou incliné selon un angle défini par rapport au plan d’incidence, dans la direction d’émission du rayon lumineux.

Selon une forme de réalisation, pour le même fonctionnement de la neutralisation de la réflexion du rayonnement solaire, le système offre un degré de liberté dans l’orientation de la polarisation linéaire des rayons images sur le pare-brise ou le dispositif combiné. Cette polarisation linéaire peut être, par exemple orientée complètement perpendiculairement au plan d’incidence pour permettre une réflexion importante même sous des angles proches de l’angle de Brewster. En variante, on peut réaliser une orientation avec des composants perpendiculaires et parallèles au plan d’incidence, par comparaison avec une direction de polarisation tournée. Les lunettes solaires à polarisation linéaire filtrent souvent complètement la lumière à polarisation complètement perpendiculaire de sorte que le système est conçu intentionnellement pour avoir une composante parallèle. Cette réalisation permet d’améliorer la réflexion du faisceau lumineux sur le pare-brise. En outre, cela permet d’utiliser le dispositif d’affichage tête haute avec des lunettes solaires spéciales à polarisation linéaire.

Selon une caractéristique avantageuse, l’élément de couverture dirige dans un puits de lumière, le rayon lumineux arrivant sur la surface de l’élément de couverture tourné vers un élément de déviation. Un puits de lumière est un élément qui absorbe les rayons lumineux. Le puits de lumière est, par exemple, une surface noire mate. Cela permet d’éviter les réflexions lumineuses parasites dans le champ de vision de l’observateur.

Suivant une autre caractéristique, l’élément de modification de polarisation est un film retardateur λ/4. Un film retardateur λ/4 polarise les rayons lumineux parallèles à un axe spécifique au composant en les retardant d’un quart de longueur d’onde par rapport aux rayons lumineux à polarisation perpendiculaire. Cela permet, par exemple, de transformer des rayons lumineux à polarisation linéaire en des rayons lumineux à polarisation circulaire ou elliptique et réciproquement.

Selon un autre développement, l’élément de modification de polarisation et le filtre polarisant sont sous la forme d’une combinaison de couches, ce qui permet une fabrication simple et économique de l’élément de couverture. L’invention a également pour objet un dispositif d’affichage tête haute pour un véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte une unité de générateur d’images, une ouverture de projection dans le chemin du faisceau entre l’unité de générateur d’images et un élément de renvoi du véhicule et, un élément de couverture pour couvrir l’orifice de projection.

Selon un développement, le dispositif d’affichage tête haute a un puits de lumière. L’élément de couverture dirige dans un puits de lumière, un rayon lumineux arrivant sur la surface de l’élément de couverture tourné vers l’élément de déviation ce qui évite efficacement les réflexions lumineuses parasites dans le champ de vision de l’observateur.

Selon un autre développement, l’élément de couverture comporte le puits de lumière pour avoir une neutralisation particulièrement efficace des réflexions lumineuses. L’invention a également pour objet un procédé pour diriger la lumière à travers l’élément de couverture selon l’une quelconque des formes de réalisation ci-dessus ; le procédé consiste à : modifier la polarisation du rayon lumineux passant dans le chemin entre l’unité de générateur d’images et l’élément de déviation, pour passer d’un premier type de polarisation à un second type de polarisation, et laisser passer un rayon lumineux polarisé dans une certaine direction de polarisation selon le second type de polarisation à travers le filtre polarisant.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l’aide d’exemples de réalisation d’éléments de couverture et de dispositif d’affichage tête haute représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute, la figure 2 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute autostéréoscopique, la figure 3 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute autostéréoscopique avec une barrière de parallaxe, la figure 4 est une vue schématique d’un dispositif d’affichage tête haute, auto-stéréoscopique à base d’un réseau de microlentilles, la figure 5 est une vue schématique d’un dispositif d’affichage tête haute correspondant à un exemple de réalisation, la figure 6 est le schéma du dispositif d’affichage tête haute de la figure 5, la figure 7 est un autre schéma du dispositif d’affichage tête haute de la figure 5, la figure 8 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute muni d’un dispositif de couverture à lamelles, la figure 9 est le schéma du dispositif d’affichage tête haute de la figure 8, la figure 10 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute comportant un dispositif de structure de lamelles sur la surface d’affichage, et la figure 11 est un ordinogramme très simplifié d’un procédé de guidage de lumière à travers un élément de couverture selon un exemple de réalisation de l’invention.

Description de modes de réalisation

Dans la description suivante, les exemples de réalisation de l’invention seront décrits et les éléments de même fonction ou de fonction analogue porteront les mêmes références et leur description ne sera pas systématiquement reprise.

La figure 1 montre le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute 100. Le dispositif d’affichage tête haute 100 est installé dans un véhicule 102 et il comporte une unité de générateur d’images 104 ainsi qu’une optique d’affichage tête haute 106 pour projeter le faisceau lumineux de l’unité de générateur d’images 104 dans l’œil 108 du conducteur du véhicule 102.

Les dispositifs d’affichage tête haute actuels sont réalisés pour former un plan image de l’unité de générateur d’images 104 (appelé encore de manière abrégée, unité PGU) à l’aide d’une optique de dispositif d’affichage tête haute 106 sur une image virtuelle devant le véhicule 102. Le conducteur perçoit l’image agrandie générée par l’unité de générateur d’image 104. Cette image peut se combiner à la scène de circulation et se trouver à une distance définie du pare-brise servant de surface de projection, sur un écran virtuel 110. L’élément générateur d’images de l’unité de générateur d’images 104 est, par exemple un module LCD.

Comme déjà indiqué, l’image virtuelle présentée est une image agrandie fournie par l’unité de générateur d’images 104. L’optique d’affichage tête haute 106 doit avoir ainsi un certain agrandissement. L’agrandissement nécessaire augmente avec la distance de l’écran virtuel 110, c’est-à-dire que l’image générée par l’unité de générateur d’image 104 doit être agrandi plus fortement pour tenir compte de la plus grande distance du champ de vision souhaité du conducteur. A la distance de l’écran virtuel 110 dans les dispositifs d’affichage tête haute actuels est, par exemple de l’ordre de 15 m.

Le système d’affichage tête haute auto-stéréoscopique génère des images partielles distinctes pour l’œil gauche et l’œil droit créant ainsi un effet de relief 3D comme cela sera décrit ci-après à l’aide de la figure 2.

La figure 2 est le schéma d’un dispositif d’affichage tête haute auto-stéréoscopique 100 montrant le fonctionnement de principe du dispositif d’affichage tête haute auto-stéréoscopique 100. A la différence du dispositif d’affichage tête haute décrit à l’aide de la figure 1, le dispositif d’affichage tête haute 100 selon la figure 2 génère des images partielles distinctes pour l’œil gauche 200 et pour l’œil droit 202. Les images partielles sont, par exemple, générées par l’unité de générateur d’images 104. L’optique 106 du dispositif d’affichage tête haute fournit alors la lumière des images partielles à l’œil respectif dans une petite boîte oculaire.

Une telle solution auto-stéréoscopique nécessite que les deux images partielles pour l’œil gauche et l’œil droit soient émises dans l’affichage de l’unité de générateur d’images 104 dans des directions différentes pour être fournies ainsi à chaque œil respectif par l’optique 106 du dispositif d’affichage tête haute.

Pour séparer les informations d’image, le dispositif d’affichage est, par exemple divisé en différentes zones pour les deux yeux. Chaque œil voit alors seulement certaines parties d’affichage qui se présentent, par exemple, sous la forme de bandes réparties selon l’axe d’affichage. Une telle répartition peut se réaliser, par exemple à l’aide d’une barrière de parallaxe qui sera décrite ci-après à l’aide de la figure 3.

La figure 3 montre schématiquement un dispositif d’affichage tête haute auto-stéréoscopique 100 appliquant la barrière de parallaxe. Dans ce cas, le dispositif d’affichage LCD 300 est muni à faible distance, d’une couche de barrières 302 en forme de bandes qui couvrent certaines plages d’affichage pour chaque œil. Les deux yeux regardent à travers les barrières sur des bandes différentes de l’affichage 300. Ces bandes servent à représenter des images partielles différentes pour les deux yeux. Les yeux peuvent ainsi recevoir des images partielles différentes.

Une solution analogue consiste à réaliser un réseau de microlentilles cylindriques sur un module LCD. Le principe est explicité à la figure 4 et fonctionne de façon analogue au principe de la figure 3. Chaque œil voit à travers les microlentilles seulement des zones en forme de bandes, déterminées de l’affichage. Cette séparation spatiale permet de présenter aux deux yeux, des images partielles différentes de l’affichage.

La figure 4 est une représentation schématique d’un dispositif d’affichage tête haute auto-stéréoscopique 100 reposant sur le principe d’un réseau de microlentilles 400. La figure montre le principe de fonctionnement d’un dispositif d’affichage tête haute 100 avec un réseau de microlentilles 400 installé devant un écran LCD plat 402. A travers les microlentilles, chaque œil ne voit qu’une certaine zone de l’affichage 402 correspondant ainsi aux images partielles. Les microlentilles sont réparties sous forme de lentilles cylindriques sur toute la surface d’affichage, ce qui donne des zones en forme de bandes pour chaque image partielle.

La figure 5 est un schéma d’un dispositif d’affichage tête haute 500 selon un exemple de réalisation. Le dispositif d’affichage tête haute 500 est intégré dans un véhicule 502 et comporte une unité de générateur d’images 504, ici un dispositif d’affichage ainsi qu’un élément de couverture 506 pour couvrir l’ouverture de projection 508 du dispositif d’affichage tête haute 500. L’ouverture de projection 508 se trouve dans le chemin du faisceau entre l’unité de générateur d’images 504 et un élément de renvoi 510 du véhicule 502. L’élément de renvoi est par exemple le pare-brise du véhicule ou une vitre de combiné. L’ouverture de projection 508 est par exemple réalisée dans le tableau de bord du véhicule 502. L’unité de générateur d’images 504 émet un faisceau lumineux 512 dans le chemin du rayon. L’élément de couverture 506 se compose d’un filtre polarisant 514 et d’un élément de modification de polarisation 516 entre le filtre polarisant 514 et l’unité de générateur d’image 504. La figure montre un exemple de structure de système du dispositif d’affichage tête haute 500 avec un retardateur intégré dans l’élément de couverture 506 comme élément de modification de polarisation 516. L’élément de modification de polarisation 516 permet de modifier la polarisation du faisceau lumineux 512 incident provenant de l’unité de générateur d’images entre un premier type de polarisation, ici une polarisation circulaire et un second type de polarisation, ici une polarisation linéaire. Le filtre polarisant 514 ne laisse passer que les rayons lumineux qui correspondent au second type de polarisation, dans une certaine direction de polarisation selon la figure 5, c’est-à-dire une polarisation linéaire ayant une orientation définie. Les types de polarisation et les directions de polarisation du rayon lumineux 512 sont indiqués par des flèches.

Le filtre polarisant 514 et l’élément de modification 516 sont, par exemple combinés dans un module de vision.

Selon un exemple de réalisation, l’élément de couverture 506 a une couche d’agrandissement comme élément de modification de polarisation 516 en combinaison avec un filtre polarisant linéaire 514. Cette combinaison permet, par exemple, de séparer par filtrage, le rayonnement solaire incident sur le retour à partir du dispositif d’affichage tête haute 500. Il en résulte notamment ce qui suit.

Dans le cas d’une polarisation d’affichage adaptée au système, la lumière solaire peut être éliminée par filtrage sans influencer la lumière utile de l’unité de générateur d’images 504, c’est-à-dire sans détériorer l’efficacité du système.

Une construction appropriée de l’élément de couverture 506 intègre avantageusement ce principe dans des systèmes existants, ce qui supprime l’adaptation de base de la conception du procédé. A titre d’exemple, la direction de polarisation linéaire du faisceau lumineux 512 dirigée vers l’observateur peut se choisir librement dans la construction du système. Après le passage du filtre polarisant 514, le faisceau lumineux 512 peut, par exemple avoir, une direction en diagonale dans l’espace et qui correspond pratiquement à un angle de 45° par rapport au plan de la lumière incidente du faisceau lumineux 512 ; ce plan est sous-tendu par le rayon 512 incident dans la direction et le rayon réfléchi par l’axe 518 vers l’œil 520. On évite ainsi qu’une image virtuelle affichée 522 soit éliminée par filtrage de la lunette solaire avec un filtre polarisant linéaire horizontal. L’orientation de la polarisation linéaire par rapport au plan d’incidence est importante. Le faisceau lumineux 512 a une partie parallèle et une partie perpendiculaire si bien qu’il sera orienté à 45° par rapport au plan d’incidence. Ainsi, la double flèche de la figure 5 de l’exemple de réalisation signifie que la polarisation linéaire est tournée dans le plan du dessin. Dans ce cas, une polarisation purement de type (s) serait adaptée à ceux qui ne portent pas de lunettes solaires polarisantes. A la condition que, pour des raisons de scellement, le dispositif d’affichage tête haute 500 a une chambre d’affichage sans couverture, la plaque de couverture ne crée pas d’encombrement supplémentaire pour réaliser la solution proposée. L’élément de couverture 506 convient tout particulièrement pour être intégré dans un système ayant un affichage injecté directement par l’élément de confirmation 510. Cela permet une construction avec un encombrement très réduit.

Selon un exemple de réalisation, le dispositif d’affichage tête haute 500 applique le principe du retard en ce que l’élément de couverture 506 qui ferme le dispositif d’affichage tête haute 500 a un filtre polarisant linéaire 514 et un film de retard λ/4 comme élément de modification de polarisation 516. Ces deux éléments sont intégrés. La figure 5 montre le fonctionnement d’un tel système. La figure montre une variante avec un affichage combiné directement au pare-brise 510. L’affichage de l’unité de générateur d’images 504 rayonne ainsi en polarisation circulaire. La polarisation circulaire est schématisée à la figure 5 par une flèche circulaire. Après le passage de la lumière utile sous la forme d’un faisceau lumineux 512 à travers l’élément de modification de polarisation 516, la lumière utile est polarisée linéairement et peut ainsi traverser le filtre polarisant 514 sans être modifiée. La polarisation linéaire du faisceau lumineux 512 est caractérisée par la double flèche inclinée.

Le filtre polarisant 514 et l’élément de modification de polarisation 516 qui sont réalisés, par exemple, sous la forme de couches, sont positionnés pour que la lumière utile qui passe, présente une direction de polarisation linéaire définie librement. Cela permet, par exemple, une polarisation linéaire perpendiculaire au plan d’incidence pour rendre maximale la réflexion sur le pare-brise 510 ou encore une direction de polarisation linéaire sur la diagonale dans l’espace pour éviter que l’image 522 ne soit éliminée par filtrage par les lunettes de soleil à polarisation linéaire.

La figure 6 montre schématiquement un dispositif d’affichage tête haute 500 selon la figure 5. La figure montre une fonction d’une forme spéciale, ici concave, de l’élément de couverture 506 à travers lequel les rayons lumineux arrivant de la zone de la position de la tête de l’observateur sont déviés par réflexion sur la surface de l’élément de couverture 506, à l’opposé du pare-brise 510 pour arriver dans un puits de lumière 600. La forme de l’élément de couverture 506 est, par exemple conçue pour éviter les réflexions de surface sur l’élément de couverture 506 lui-même, en dirigeant les rayons lumineux arrivant de la zone de l’observateur, par réflexion vers l’élément de couverture 506 dans le puits de lumière 600. L’observateur regarde indirectement dans le puits de lumière 600 qui a, par exemple, une surface noire mate. On évite ainsi un chemin inverse des rayons éblouissants du soleil, c’est-à-dire que l’on évite que les rayons solaires n’arrivent par l’élément de couverture 506 dans l’œil 520 de l’observateur.

Selon cet exemple de réalisation, le puits de lumière 600 se trouve à l’arête de l’élément de couverture 506, à l’opposé de l’observateur.

La figure 7 est une représentation schématique d’un dispositif d’affichage tête haute 500 selon la figure 5. La figure 7 montre la fonction de filtre de la lumière solaire par l’élément de couverture 506. Le rayon lumineux 700 non polarisé, incident, est polarisé par le filtre polarisant 514 qui est ici un filtre linéaire. Après la traversée de l’élément de modification de polarisation 516, le rayon lumineux 700 a une polarisation circulaire. A la réflexion sur la surface d’affichage de l’unité de générateur d’images 504, le rayon lumineux à polarisation circulaire 700 est tourné dans son sens de circulation si bien qu’après le second passage à travers l’élément de modification de polarisation 516, il a une polarisation linéaire croisée par rapport à sa polarisation après le premier passage. Le rayon lumineux 700 est ainsi bloqué par le filtre polarisant 514.

Le rayon lumineux 700 est par exemple un rayon de lumière solaire tout d’abord non polarisé, incident et qui, au premier passage dans le filtre polarisant 514 est polarisé linéairement. Ce rayon solaire à polarisation linéaire sera polarisé en polarisation circulaire à son premier passage à travers l’élément de modification de polarisation 516 pour arriver alors sur la surface d’affichage de l’unité de générateur d’images 504.

La réflexion sur la surface d’affichage modifie la direction de la polarisation circulaire par un saut de phase. Après un autre passage à travers l’élément de modification de polarisation 516, la lumière solaire est de nouveau polarisée en mode linéaire. Cette polarisation linéaire est maintenant croisée par rapport à la direction de polarisation du filtre polarisant 514 si bien que la lumière solaire sera finalement éliminée par filtrage. L’élément de couverture 506 peut s’utiliser indépendamment de la conception, également dans des systèmes ayant des miroirs d’imagerie, supplémentaires et il convient pour les dispositifs d’affichage tête haute stéréoscopiques et non stéréoscopiques.

La figure 8 montre schématiquement un dispositif d’affichage tête haute 500 ayant un dispositif de couverture à lamelles. Le dispositif d’affichage tête haute 500 est réalisé de façon analogue au dispositif d’affichage tête haute décrit ci-dessus à l’aide des figures 5-7 sauf que l’élément de couverture 506 a un dispositif à structure de lamelles 800 à la place du filtre polarisant et de l’élément de modification de polarisation.

Les lamelles du dispositif à structure de lamelles 800, adaptées aux rayons d’images transmis, bloquent les rayons lumineux au-delà de la plage angulaire utilisée par l’unité de générateur d’images 504, ce qui évite les réflexions éblouissantes des rayons solaires. La forme du dispositif de couverture en lamelles 506 peut être choisie de façon analogue à un dispositif de couverture classique, de sorte que l’élément de couverture 506 n’occasionne pas lui-même des réflexions en retour, gênantes. Ainsi, l’unité de générateur d’images 504 peut avoir une polarisation de sortie quelconque. Les rayons lumineux émis par l’unité de générateur d’images 504 peuvent, par exemple, ne pas être polarisés, ce qui évite les effets négatifs tels que ceux qui pourraient être, par exemple, occasionnés par l’observation du dispositif d’affichage tête haute à travers des lunettes solaires polarisantes.

La figure 8 montre une structure de système avec des lamelles intégrées dans l’élément de couverture 506, les lamelles étant formées pour ne transmettre qu’une certaine plage angulaire dans laquelle l’image utile traverse l’élément de couverture 506. Les rayons lumineux, au-delà de cette plage angulaire, arrivent sur les lamelles intégrées qui les bloquent.

Selon un exemple de réalisation, le dispositif d’affichage tête haute 500 est réalisé avec une couverture à lamelles dont les lamelles sont formées pour ne laisser passer que la lumière d’une certaine plage angulaire comme une jalousie. La figure 8 applique le principe analogue à celui de la figure 6. Les lamelles sont orientées pour permettre le passage des rayons lumineux générés dans la plage angulaire du dispositif d’affichage tête haute 500 à travers l’élément de couverture 506. La forme de l’élément de couverture 506 est choisie pour que les réflexions en surface n’éblouissent pas l’observateur.

La figure 9 montre schématiquement un dispositif d’affichage 500 selon la figure 8. La figure montre le principe de la fonction de neutralisation d’un rayon lumineux 900 incident, traversant le pare-brise 510, à l’aide d’un élément de couverture 506 avec un dispositif de structure de lamelles 800, intégré. Les rayons lumineux au-delà de la plage angulaire de transmission des lamelles sont directement bloqués. Les rayons lumineux dans la plage angulaire sont réfléchis par la surface d’affichage de l’unité de générateur d’images 504 et arrivent à l’extérieur de l’angle d’acceptance sur l’élément de couverture 506 de sorte qu’ils sont ainsi également bloqués.

La figure 9 montre, à titre d’exemple, le comportement du système en réponse à la lumière solaire incidente. Les rayons solaires à l’extérieur de l’angle d’acceptance qui arrivent sur les lamelles sont bloqués. Les rayons solaires à l’intérieur de l’angle d’acceptance sont réfléchis sur la surface de l’affichage et arrivent alors au-delà de l’angle d’acceptance de nouveau sur la structure de lamelles 800 de sorte qu’ils sont également bloqués.

La figure 10 montre schématiquement un dispositif d’affichage tête haute 500 comportant un dispositif de structure de lamelles sur la surface d’affichage. A la différence du dispositif d’affichage tête haute décrit ci-dessus à l’aide des figures 5 à 9, ici le dispositif d’affichage 500 selon la figure 10 ne comporte pas d’élément de couverture. Au lieu de cela, la surface du dispositif d’affichage de l’unité de générateur d’images 504 a un film formant des lamelles 1000 avec un dispositif à structure de lamelles.

La figure montre la structure du système du dispositif d’affichage tête haute 500 avec un dispositif à structure de lamelles directement sur la surface d’affichage réfléchissante. Le principe de la neutralisation de la lumière solaire ressemble au principe de fonctionnement présenté à la figure 9. Pour éviter les réflexions à la surface du film à lamelles 1000, ce film à lamelles 1000 est muni en option d’une structure de peigne 1002 qui a des structures, par exemple noircies d’un côté.

Les lamelles d’affichage sont, par exemple, réalisées sous la forme d’une grille libre avec d’étroites entretoises ou encore intégrées dans un film ou dans une couche de verre. L’application directe d’une telle structure en forme de lamelles sur la surface d’affichage présente les avantages suivants : D’une part l’affichage utilisé peut avoir une polarisation de rayonnement quelconque et, par exemple, ne pas être polarisée, ce qui évite les effets négatifs, par exemple, pour ceux qui portent des lunettes de soleil polarisées et utilisant le dispositif d’affichage tête haute.

En utilisant des structure d’affichage suffisamment stables on élimine l’élément de couverture si bien que l’encombrement nécessaire au dispositif d’affichage tête haute 500 sera réduit de manière significative.

La figure 10 montre un exemple d’un système dans lequel l’affichage de l’unité d’affichage d’images 504 se fait directement par projection sur le pare-brise 510. Le film de lamelles 1000 est en plus recouvert d’une structure de peigne 1002 dont les segments sont inclinés. Les segments inclinés du dispositif d’affichage évitent que la lumière n’arrive par réflexion directe sur la surface supérieure en direction de l’œil 520 du conducteur. Les segments de la structure de peigne 1002 sont par exemple noircis d’un côté.

La structure de peigne 1002 peut avoir la même périodicité que celle des lamelles appliquées sur le dispositif d’affichage. En variante les segments peuvent avoir un écart plus petit ou plus grand que celui des lamelles. Les différentes lamelles peuvent être intégrées dans la structure de film ou la structure de verre.

En variante des lamelles intégrées dans le substrat, l’affichage peut également comporter une structure de lamelles libres. Dans ce cas, il ne faut pas de structure de peigne pour recevoir la structure de lamelles. La structure de peigne peut se combiner par exemple avec l’élément de couverture décrit ci-dessus à l’aide des figures 5 à 7, pour protéger la structure de lamelles contre la poussière et les influences mécaniques directes.

La structure de lamelles libres peut se réaliser, par exemple, sous la forme de minces entretoises métalliques, par exemple, en combinaison avec des entretoises de stabilisation dans la direction transversale.

La figure 11 montre un ordinogramme d’un procédé 1100 pour conduire la lumière à travers l’élément de couverture selon un exemple de réalisation. Le procédé 1100 est, par exemple, appliqué en utilisant l’élément de couverture décrit ci-dessus, à l’aide des figures 5 à 7. Dans l’étape 1110 l’élément de modification de polarisation modifie la polarisation du faisceau lumineux conduit sur le chemin du faisceau entre l’unité de générateur d’images et le pare-brise, pour passer du premier type de polarisation au second type de polarisation. Dans une étape 1120 suivante, on laisse passer le rayon lumineux à travers le filtre polarisant, ce rayon ayant été polarisé dans une direction de polarisation prédéfinie et qui correspond au second type de polarisation.

NOMENCLATURE DBS ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Dispositif d’affichage tête haute 102 Véhicule 104 Unité de générateur d’images 106 Optique d’affichage tête haute 108 Œil du conducteur 110 Ecran virtuel 200 Œil gauche 202 Œil droit 300 Dispositif d’affichage 400 Réseau de microlentilles

402 Ecran LCD 500 Dispositif d’affichage tête haute 502 Véhicule 504 Unité de générateur d’images 506 Elément de couverture 508 Orifice de projection / élément de couverture 510 Elément déflecteur / pare-brise / vitre protégeant le pare-brise 512 Rayon lumineux / forme de rayon lumineux 514 Filtre passe-bas / filtre de polarisation linéaire 516 Elément de modification de polarisation 520 Œil 522 Image virtuelle 600 Puits de lumière 700 Rayon lumineux bloqué par le filtre polarisant 800 Dispositif de structure de lamelles 1000 Lamelle-film 1002 Structure de peigne

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1°) Elément de couverture (506) pour couvrir l'orifice de projection (508) d’un dispositif d’affichage tête haute (500) d’un véhicule (502), l’ouverture de projection (508) se situant dans le chemin du faisceau entre l’unité de générateur d’images (504) du dispositif d’affichage tête haute (500) et un élément de déviation (510), à l’état installé du dispositif d’affichage tête haute (500), élément de couverture (506) caractérisé par : un élément de modification de polarisation (516) pour modifier la polarisation du faisceau lumineux (512) dans le chemin optique, pour le modifier entre un premier type de polarisation et un second type de polarisation, et un filtre polarisant (514) transparent au faisceau lumineux (512) polarisé avec le second type de polarisation, dans une direction de polarisation déterminée, le filtre de polarisation (514) se situant, à l’état monté de l’élément de couverture (506), sur le côté de l’élément de modification de polarisation (516) opposé à celui de l’unité de générateur d’images (504).
2. 2°) Elément de couverture (506) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de modification de polarisation (516) modifie la polarisation entre une polarisation circulaire comme premier type de polarisation et une polarisation linéaire comme second type de polarisation, le filtre polarisant (514) étant transparent à un faisceau lumineux à polarisation linéaire (512).
3. 3°) Elément de couverture (506) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’élément de modification de polarisation (516) et/ou le filtre polarisant (514) polarisent le faisceau lumineux (512) essentiellement perpendiculairement ou selon un angle défini par rapport au plan d’incidence du faisceau lumineux (512).
4. 4°) Elément de couverture (506) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’ il dirige le faisceau lumineux arrivant sur la surface de l’élément d’ouverture (506) tourné vers l’élément de déviation (510) dans un puits de lumière (600).
5. 5°) Elément de couverture (506) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’élément de modification de polarisation (516) est un film polarisant λ/4.
6. 6°) Elément de couverture (506) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’élément de modification de polarisation (516) et le filtre polarisant (514) sont réalisés comme une combinaison de couches.
7. 7°) Dispositif d’affichage tête haute (500) pour un véhicule (502), caractérisé en ce qu’il comporte une unité de générateur d’images (504), une ouverture de projection (508) dans le chemin optique entre l’unité de générateur d’images (504) et un élément de déviation (510) du véhicule (502), et un élément de couverture (506) selon l’une des revendications 1 à 7 pour couvrir l’orifice de projection (508).
8. 8°) Dispositif d’affichage tête haute (500) selon la revendication 7, comportant un puits de lumière (600), l’élément de couverture (506) étant formé pour diriger le faisceau lumineux arrivant sur la surface de l’élément de couverture (506) tournée vers l’élément de déviation (510), dans le puits de lumière (600).
9. 9°) Dispositif d’affichage tête haute (500) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le puits de lumière (600) fait partie de l’élément de couverture (506).
10. 10°) Procédé (1100) pour guider la lumière à travers un élément de couverture (506) selon l*une des revendications 1 à 6, caractérisé par les étapes suivantes consistant à : modifier (1110) la polarisation d’un faisceau lumineux (512) dans le chemin optique compris entre l’unité de générateur d’images (504) et l’élément de déviation (510), entre le premier type de polarisation et le second type de polarisation, et laisser passer (1120) le faisceau lumineux (512) polarisé dans une direction de polarisation prédéfinie par le filtre polarisant (514) selon le second type de polarisation.