FR3083332A1 - Afficheur tete haute - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un afficheur tête haute (1) comprenant : - un dispositif de génération d'images (10), apte à produire un faisceau lumineux (30), - une lame partiellement transparente (126), disposée de manière à recevoir ce faisceau lumineux, et - des moyens de commande (100) comprenant un module de variation (160) de la transmission lumineuse d'au moins une partie de la lame partiellement transparente (126). Selon l'invention, les moyens de commande (100) sont conçus pour varier la transmission lumineuse en fonction de la température du dispositif de génération d'images.
Description
Afficheur Tete Haute
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale les afficheurs tête haute pour véhicule.
Elle concerne plus particulièrement un afficheur tête haute comprenant un dispositif de génération d’images, apte à produire un faisceau lumineux, une lame partiellement transparente, disposée de manière à recevoir ce faisceau lumineux, et des moyens de commande comprenant un module de variation de la transmission lumineuse d’au moins une partie de la lame partiellement transparente.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Le principe des afficheurs tête haute pour véhicule est de projeter des images, notamment utiles à la conduite, directement dans le champ de vision d’un conducteur.
Pour cela, les afficheurs tête haute comprennent, en général, un dispositif de génération d’images adapté à générer au moins une image et un système de projection d’images adapté à transmettre l’image générée vers une lame partiellement transparente placée dans le champ de vision du conducteur. La plupart des dispositifs de génération d’image utilisés aujourd’hui comprennent un écran à cristaux liquides rétroéclairé par une source de lumière.
L’image générée doit être suffisamment lumineuse pour être vue par le conducteur. La génération d’une image de forte intensité lumineuse s’accompagne toutefois d’un échauffement du dispositif de génération d’image, qui peut dans certains cas devenir problématique.
Objet de l’invention
Afin de résoudre ce problème, les moyens de commande sont conçus pour varier la transmission lumineuse en fonction de la température du dispositif de génération d’images.
Ainsi par exemple, si la température du dispositif est supérieure à une température de seuil prédéterminée, alors le module de variation peut obscurcir la lame. Ainsi, à contraste constant vis-à-vis de la luminosité ambiante à l’extérieur du véhicule, l’image à projeter nécessite moins de luminosité et donc moins d’énergie pour la générer. Le dispositif de génération d’images, utilisant moins d’énergie, voit sa température interne diminuer.
Ainsi, le dispositif de génération d’images ne subira pas un échauffement trop important pouvant le détériorer.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’afficheur tête haute conforme à l’invention sont les suivantes :
- les moyens de commande comprennent des moyens d’acquisition, aptes à mesurer la température T1 du dispositif de génération d’images ;
- les moyens d’acquisition comprennent un capteur de température ;
- les moyens de commande comprennent une unité de commande apte à comparer la température à une température de seuil prédéfinie ;
- le module de variation comprend un support portant au moins une diode électroluminescente à rayonnement ultraviolet et comprend des éléments actifs à base d’argent inclus dans la lame partiellement transparente;
- un guide de lumière est apte à guider le faisceau lumineux émis par ladite au moins une diode électroluminescente à rayonnement ultraviolet vers la lame partiellement transparente ;
- le support est disposé sous ladite lame partiellement transparente ;
- le support est disposé sur au moins un côté de ladite lame partiellement transparente ;
- le module de variation comprend des matériaux électrochromes inclus dans la lame partiellement transparente et le module de variation est apte à faire varier la charge électrique dans la lame ;
- le module de variation comprend au moins une cellule à cristaux liquides incluse dans la lame partiellement transparente et le module de variation est apte à polariser la lumière selon une direction voulue ; et
- l’afficheur tête haute comprend un système de projection apte à projeter le faisceau lumineux produit par le dispositif de génération d’image en direction de la lame partiellement transparente.
Description detaillee d’un exemple de realisation
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d’exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente schématiquement un afficheur tête haute selon l’invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique d’une lame partiellement transparente selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 3 est une représentation schématique d’une lame partiellement transparente selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et
- la figure 4 est une représentation schématique d’une lame partiellement transparente selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l’invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
Sur les figures, les proportions ne sont pas respectées afin de faire mieux ressortir la constitution des éléments présentés ci-dessous à titre d’exemples.
Sur la figure 1, on a schématiquement représenté les éléments principaux d’un afficheur tête haute 1 destiné à équiper un véhicule, par exemple un véhicule automobile. L’afficheur tête haute 1 comprend alors un dispositif de génération d image 10 qui produit un faisceau lumineux représentant une image à afficher. En aval du dispositif de génération d’image 10 selon le sens de déplacement du faisceau lumineux, ledit afficheur 1 comprend un système de projection et une lame partiellement transparente 126. Comme expliqué cidessous, le système de projection est conçu pour projeter le faisceau lumineux produit par le dispositif de génération d’image 10 en direction de la lame partiellement transparente 126. Le système de projection comprend ici un dispositif de réflexion 125 interposé sur le trajet du faisceau lumineux entre le dispositif de génération d’image 10 et la lame partiellement transparente 126 ; en pratique, le dispositif de réflexion 125 peut comprendre un ou plusieurs miroirs plans ou concaves. Sur la figure 1, le faisceau lumineux est symbolisé par trois flèches 30 en pointillé qui se réfléchissent sur le dispositif de réflexion 125 avant d’atteindre la lame partiellement transparente 126. Cette dernière permet, par transparence, un affichage de l’image virtuelle 130 au-delà de la lame partiellement transparente 126, notamment au-delà du pare-brise du véhicule équipé. La lame partiellement transparente 126 est ici une lame dédiée située entre le conducteur et le pare-brise. En variante, cette lame 126 peut être directement au moins une partie du pare-brise du véhicule.
Cette lame partiellement transparente 126 présente un coefficient de réflexion généralement compris entre 15% et 25%, ce qui permet à l'utilisateur de voir, au travers de la lame 126, la route empruntée par le véhicule et, par réflexion sur la lame 126, l’image virtuelle produite par l’afficheur tête haute 1.
Lorsque le dispositif de génération d’images 10 émet une image très lumineuse, il est susceptible de chauffer. L’échauffement est dû par exemple, à l’utilisation prolongée de ses composants électroniques et à l’absorption d’une partie du flux lumineux par l’écran usuellement compris dans le dispositif de génération d’images 10. Dans le cas où la lame 126 est confondue avec le parebrise du véhicule, le dispositif de génération d’image 10 est susceptible d’être éclairé par l’environnement extérieur (la lumière extérieure empruntant un trajet inverse à celui prévu pour le fonctionnement de l'afficheur tête-haute), en particulier le soleil. Le dispositif 10 est alors soumis de manière indirecte au rayonnement solaire et peut subir un échauffement supplémentaire.
L’afficheur tête haute 1 comprend en outre des moyens de commande 100. Ces moyens de commande 100 comprennent un module de variation 160 de la transmission lumineuse d’au moins une partie de la lame 126. Ce module de variation 160 peut notamment agir sur la lame 126 de manière à l’obscurcir. Différents exemples d’obscurcissement de la lame sont décrits plus bas, l’invention ne se limitant pas à ces exemples.
Les moyens de commande 100 comprennent des moyens d’acquisition de la température interne T1 du dispositif de génération d’images 10. Ces moyens d’acquisition peuvent, par exemple, comprendre un capteur de température 110 qui, placé à proximité du dispositif de génération d’images 10, permet d’acquérir sa température T1 ou permet, grâce à un modèle simple d’estimer sa température T1.
Les moyens de commande 100 comprennent également une unité de commande 150 apte notamment à comparer la température T1 avec une température dite de seuil TS prédéfinie. La température TS est une température haute, au-delà de laquelle le matériel risque d’être endommagé. La notion de risque est à interpréter au sens large selon les caractéristiques du dispositif de génération d’images 10, ses connectiques électriques, ainsi que son environnement (il est souvent intégré dans le tableau de bord du véhicule). Il est aussi envisageable de combiner la solution présentée ici avec des moyens de refroidissement dudit dispositif 10.
Afin de diminuer la température du dispositif de génération d’images 10, l’unité de commande 150 commande à la fois une réduction de l’intensité du faisceau lumineux produit par le dispositif de génération d’images 10 de sorte que ce dernier envoie une image moins lumineuse vers la lame partiellement transparente 126 et également une réduction de la transmission lumineuse de la lame 126, afin d avoir un contraste suffisant pour voir les informations projetées, tout en gardant un niveau de transparence suffisant pour voir au travers, notamment pour voir la route lors d’une utilisation dans un véhicule automobile. Le niveau de contraste peut être défini au préalable selon la volonté du conducteur, qui peut être plus ou moins sensible à un fort contraste.
L’unité de commande 150 comporte notamment un processeur (CPU), une mémoire, et différentes interfaces d'entrée et de sortie. La mémoire mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous. Elle mémorise notamment une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par l’unité de commande 150 du procédé décrit ci-après.
Grâce à ses interfaces d’entrée, l’unité de commande 150 acquiert la température ΊΊ du dispositif de générations d’images 10 via, par exemple, le capteur de température 110 susmentionné, par exemple un capteur de température interne au dispositif de génération d’image 10 ou situé à proximité duit dispositif 10. L’unité de commande 150 compare la valeur T1 à la valeur de référence TS.
Grâce à ses interfaces de sortie, l’unité de commande 150 est adaptée à communiquer avec le module de variation 160 et transmet ainsi la consigne de changement de transmission lumineuse. En fonction du résultat de la comparaison des valeurs ΊΊ et TS, l’unité de commande 150 élabore d’une part une consigne pour le module de variation 160 afin d’augmenter ou de diminuer l’opacité de la lame 126 (soit de diminuer ou d’augmenter la transmission lumineuse au travers de la lame 126), et d’autre part une consigne de variation de l’intensité du faisceau lumineux produit par le dispositif de génération d’images 10. Ces consignes peuvent aussi prendre en compte l’environnement d’utilisation (tel que jour ou nuit) ainsi que les préférences d’intensité lumineuse du conducteur.
Par exemple, si la valeur T1 est inférieure à TS, l’unité de commande
150 génère une première consigne pour le module de variation 160 correspondant à une première valeur de transmission lumineuse de la lame 126. Si la valeur T1 est supérieure à TS, l’unité de commande 150 génère une seconde consigne correspondant à une seconde valeur de transmission lumineuse inférieure à la première valeur de transmission lumineuse. Ainsi le module de variation 160 augmente l’opacité de la lame 126.
En parallèle, si la température T1 est inférieure à TS, dans un cas normal d’utilisation, l’unité de commande 150 commande une première valeur d’intensité du faisceau lumineux. Si la température T1 est supérieure à la température TS, l’unité de commande 150 commande une seconde valeur d’intensité inférieure à la première valeur d’intensité. Ainsi le dispositif 10 génère un faisceau lumineux moins intense et les risques de détérioration du dispositif 10 liés à la génération d’une image de forte intensité lumineuse sont mieux contrôlés.
Et, malgré la baisse d’intensité lumineuse émise par le dispositif 10, le contraste est maintenu grâce à la baisse de transmission lumineuse de la lame 126.
Il existe différents moyens d’obscurcir la lame partiellement transparente 126.
Selon un mode de réalisation, le module de variation 160 peut comprendre des éléments actifs à base d’argent 210 inclus dans la lame 126 (lame dédiée ou partie au moins du pare-brise) et peut comprendre des diodes électroluminescentes à rayonnement UV 200 qui viennent activer ces éléments 210 afin d’obscurcir la lame 126, selon la transmission lumineuse voulue.
Les figures 2, 3 et 4 sont relatives à différents modes de réalisation de l’invention.
Selon un premier mode de réalisation, un support 250 portant au moins une diode électroluminescente à rayonnement UV 200 est placé sous la lame partiellement transparente 126. Ce support 250 pourra être intégré au tableau de bord ou à la planche de bord, dans le cas d’une utilisation dans un véhicule automobile.
Selon un deuxième mode de réalisation, le support 250 portant au moins une diode électroluminescente aux rayonnements UV 200 est placé sur l’un des côtés de la lame 126. L’une ou l’autre des dispositions peut être à la fois esthétique et pratique selon l’environnement dans lequel vient s’intégrer l’afficheur tête haute 1.
Selon un autre mode de réalisation, visible figure 4, un guide de lumière 260 contient des facettes 261 aptes à guider (notamment par réflexion sur ces facettes 261) le faisceau lumineux émis par la ou les diodes électroluminescentes à rayonnement UV 200, qui sont disposées sur le support 250, vers les zones voulues de la lame partiellement transparente 126. Ainsi, en utilisant une pluralité de diodes électroluminescentes à rayonnement UV 200 et un guide de lumière 260 qui dirige le faisceau lumineux généré par chaque diode électroluminescente vers une zone particulière de la lame 126 (lame dédiée ou partie au moins du pare-brise), il est possible de changer le contraste de manière indépendante sur différentes zones de la lame 126.
Selon un autre mode de réalisation, la transmission lumineuse de la lame 126 peut varier (par exemple la lame 126 peut s’obscurcir) par électrochromisme. En effet, le module de variation 160 peut comprendre des matériaux électrochromes intégrés dans la lame 126 (lame dédiée ou partie au moins du pare-brise). Un changement vers une transmission lumineuse plus faible est possible lorsque la charge électrique varie au sein de la lame 126. Le module de variation 160 est apte à commander la charge électrique de la lame 126 et ainsi à faire varier la transmission lumineuse de la lame 126.
Selon un autre mode de réalisation, le module de variation 160 comprend au moins une cellule à cristaux liquides intégrée dans la lame 126 (lame dédiée ou partie au moins du pare-brise) qui peut être activée afin de tourner la polarisation de la lumière ambiante dans une direction voulue. Un polariseur fixe intégré à la lame est alors nécessaire pour faire passer la lumière ambiante lorsque les cristaux liquides ne sont pas activés.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Afficheur tête haute (1 ) comprenant :- un dispositif de génération d’images (10), apte à produire un faisceau lumineux (30),- une lame partiellement transparente (126), disposée de manière à recevoir ce faisceau lumineux (30), et- des moyens de commande (100) comprenant un module de variation (160) de la transmission lumineuse d’au moins une partie de la lame partiellement transparente (126), caractérisé en ce que les moyens de commande (100) sont conçus pour varier la transmission lumineuse en fonction de la température du dispositif de génération d’images (10).
- 2. Afficheur tête haute selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commande (100) comprennent des moyens d’acquisition, aptes à mesurer la température du dispositif de génération d’images (10).
- 3. Afficheur tête haute selon la revendication 2, dans lequel les moyens d’acquisition comprennent un capteur de température (110).
- 4. Afficheur tête haute selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande (100) comprennent une unité de commande (150) apte à comparer la température à une température de seuil prédéfinie.
- 5. Afficheur tête haute selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module de variation (160) comprend un support (250) portant au moins une diode électroluminescente à rayonnement ultraviolet (200) et comprend des éléments actifs à base d’argent (210) inclus dans la lame partiellement transparente (126)
- 6. Afficheur tête haute selon la revendication 5, dans lequel un guide de lumière (260) est apte à guider le faisceau lumineux émis par ladite au moins une diode électroluminescente à rayonnement ultraviolet (200) vers la lame partiellement transparente (126).
- 7. Afficheur tête haute selon les revendications 5 ou 6, dans lequel le support (250) est disposé sous ladite lame partiellement transparente (126).
- 8. Afficheur tête haute selon les revendications 5 ou 6, dans lequel le support (250) est disposé sur au moins un côté de ladite lame partiellement transparente (126).
- 9. Afficheur tête haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le module de variation (160) comprend des matériaux électrochromes (300) inclus dans la lame partiellement transparente (126) et le module de variation (160) est apte à faire varier la charge électrique dans ladite lame (126).
- 10. Afficheur tête haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le module de variation (160) comprend au moins une cellule à cristaux liquides (400) incluses dans la lame partiellement transparente (126) et le module de variation (160) est apte à polariser la lumière selon une direction voulue.
- 11. Afficheur tête haute selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant un système de projection (125) apte à projeter le faisceau lumineux (30) produit par le dispositif de génération d’image (10) en direction de la lame partiellement transparente (126).
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