FR3091596A1 - Procédé et dispositif de génération d’une image à partir de motifs élémentaires pour un système d’affichage tête haute - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé de génération d’image pour un système d’affichage sur un support de projection transparent. Le procédé vise à supprimer les effets négatifs de la superposition décalée de l’image double, formée par la réflexion de l’image générée sur la surface externe du support de projection, avec l’image principale, formée par la réflexion de l’image générée sur la surface interne dudit support. L’image générée sur l’écran est formée par un ensemble de motifs élémentaires de cellules astucieusement sélectionnés de sorte que l’image principale et l’image double de l’image générée se complètent pour former une image finale de bonne qualité visuelle. La dimension d’un motif élémentaire est avantageusement prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire. L’invention concerne également un générateur d’image mettant en œuvre un tel procédé. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Description

Titre de l'invention : Procédé et dispositif de génération d’une image à partir de motifs élémentaires pour un système d’affichage tête haute

Domaine de l’invention

[0001] La présente invention se rapporte au domaine des systèmes d’affichage utilisant des supports de projection transparents, notamment les pare-brises de véhicules, les visières de casque ou de masque, les verres de lunettes, ou les vitrages pour bâtiment, en particulier les vitrines.

[0002] Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de génération d’une image destinée à être projetée sur un tel support de projection, ainsi qu’un générateur d’image mettant en œuvre un tel procédé.

[0003] L’invention trouve une application particulièrement intéressante, bien que non limitative, aux systèmes d’affichage dits tête haute (« Head up display » ou HUD dans la littérature anglo-saxonne).

Etat de la technique

[0004] Dans un système d’affichage tête haute, le support de projection transparent est en général constitué d’une structure en sandwich comprenant deux feuilles rigides, par exemple en verre, séparées par un feuillet intercalaire thermoplastique comportant par exemple du polyvinyle de butyral (PVB). C’est le cas notamment d’un pare-brise d’un véhicule automobile.

[0005] Lorsqu’un générateur d’image d’un système d’affichage tête haute projette une image sur un pare-brise, il apparaît non seulement une image principale réfléchie par la surface interne du pare-brise (c’est-à-dire la surface du pare-brise orientée vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule), mais aussi une image double réfléchie par la surface externe du pare-brise (c’est-à-dire la surface du pare-brise orientée vers l’extérieur de l’habitacle). L’image principale et l’image double sont légèrement décalées l’une par rapport à l’autre. Cela perturbe la vision de l’information car l’image finale virtuelle obtenue correspondant à la superposition avec décalage de l’image principale et de l’image double génère un trouble visuel.

[0006] Pour pallier ce problème, il est connu de modifier la structure du pare-brise afin que la surface externe et la surface interne du pare-brise ne soient pas parallèles. Le feuillet intercalaire en PVB prend alors une forme de coin (on parle de « wedge-shaped interlayer » dans la littérature anglo-saxonne). Ceci a pour effet que l’image réfléchie par la surface interne du pare-brise et l’image réfléchie par la surface externe du pare-brise sont superposées sans décalage pour former une seule et même image. Cette solution est présentée par le brevet US 5013134. Pour supprimer l’image double, on réalise un vitrage avec un feuillet intercalaire en forme de coin dont l’épaisseur décroît du bord supérieur du vitrage au bord inférieur du vitrage. Il est cependant nécessaire que le profil du feuillet intercalaire soit très régulier.

[0007] Il est connu également du brevet US 6979499 d’envoyer un faisceau incident de longueur d’onde appropriée sur des luminophores directement intégrés dans le vitrage. Les luminophores sont susceptibles de répondre à l’excitation du faisceau incident par l’émission d’une radiation lumineuse dans le domaine de la lumière visible. L’image produite est alors réelle et non plus virtuelle car elle est formée directement sur le parebrise.

[0008] Ces réalisations particulières de pare-brises restent techniquement difficiles et particulièrement coûteuses.

[0009] Une autre solution connue pour atténuer l’image double est de positionner un film semi-réfléchissant polarisé sur la surface interne du pare-brise. Le générateur d’images est positionné de façon à ce que sa direction de polarisation coïncide avec la polarisation réfléchie par le film. L’image double réfléchie par la surface extérieure du pare-brise sera alors significativement atténuée car l’image générée par le générateur d’image n’est que minoritairement transmise à travers le film polarisé.

[0010] De manière similaire, l’image générée peut être projetée sur une lame rigide transparente semi-réfléchissante placée entre le pare-brise et un observateur (on parle de « combiner » dans la littérature anglo-saxonne). Cette lame est très souvent traitée “anti-reflet” et/ou teintée pour atténuer davantage la double image.

[0011] L’utilisation additionnelle d’un film polarisé ou d’une lame transparente semiréfléchissante entraîne cependant des coûts supplémentaires significatifs.

[0012] En outre, les difficultés techniques et/ou les coûts de fabrication sont tels que généralement seule une petite portion d’un pare-brise est réalisée avec une couche intercalaire PVB en forme de coin. Similairement, la taille d’un film semi-réfléchissant polarisé HUD est généralement limitée. Ceci a pour conséquence de limiter le champ de vision dans lequel il n’y aura pas de double image.

Exposé de l’invention

[0013] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution pour système d’affichage tête haute dans laquelle la perturbation visuelle due à l’image double est supprimée tout en utilisant un pare-brise conventionnel, et sans avoir recours à un film polarisé ou à une lame rigide semi-transparente.

[0014] A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention un procédé de génération d’une image destinée à être projetée par un générateur d’image sur un support de projection transparent. L’image générée par le générateur d’image forme une image finale correspondant à la superposition d’une image principale formée par la réflexion de l’image générée sur une surface interne du support de projection, et d’une image double formée par la réflexion de l’image générée sur une surface externe du support de projection. L’image principale et l’image double sont alors décalées l’une par rapport à l’autre. Le générateur d’image comprend un écran qui comporte une pluralité de cellules. Chaque cellule peut être placée par une unité de contrôle dans un état allumé ou dans un état éteint selon que ladite cellule émet ou n’émet pas de la lumière en direction d’un observateur de l’écran. L’image générée est formée par l’ensemble des cellules allumées et éteintes de l’écran. Le procédé de génération d’image est remarquable en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - une détermination d’un ensemble de motifs élémentaires de cellules permettant de former sur l’écran, lorsque les cellules desdits motifs élémentaires sont allumées, une image semblable à l’image finale souhaitée,

- une sélection, parmi ledit ensemble de motifs élémentaires, d’un sous-ensemble de motifs élémentaires à exclure,

- un contrôle des cellules de l’écran de sorte que seules sont allumées les cellules des motifs élémentaires appartenant audit ensemble et n’appartenant pas audit sousensemble à exclure, et en ce qu’une dimension d’un motif élémentaire est prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire.

[0015] On entend par « la dimension d’un motif élémentaire » le nombre de cellules de l’écran correspondant à la taille dudit motif élémentaire selon une direction verticale de l’écran (c’est-à-dire une direction verticale par rapport à une orientation de l’image à projeter).

[0016] Avec de telles dispositions, l’image double et l’image principale de l’image générée se complètent pour former une image finale de bonne qualité conforme à l’image souhaitée. Le procédé de génération d’image selon l’invention permet ainsi de supprimer la perturbation visuelle liée à l’image double de manière entièrement digitale, c’est-à-dire sans avoir à modifier le support de projection et sans avoir à ajouter un élément physique tel qu’un film polarisé ou une lame semi-réfléchissante devant le support de projection.

[0017] En outre, le procédé de génération d’image selon l’invention permet facilement d’afficher des informations de bonne qualité visuelle sur une grande surface du support de projection. Autrement dit, et contrairement à l’art antérieur, le procédé de génération d’image selon l’invention permet facilement d’obtenir un champ de vision très large dans lequel la qualité de l’image projetée n’est pas perturbée par la double image.

[0018] Il convient de noter que l’invention ne se limite pas au cas où la dimension d’un motif élémentaire est telle que l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est « strictement » contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire. En effet, la perturbation liée à la présence de l’image double peut être suffisamment limitée dès lors que la dimension d’un motif élémentaire est prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est « sensiblement » contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire. Par « sensiblement contiguë », on entend par exemple que sur l’image finale obtenue, la distance séparant le bord supérieur de l’image principale et le bord inférieur de l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est inférieure à 15% de la dimension dudit motif élémentaire.

[0019] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de génération comporte en outre une prédétermination de la dimension d’un motif élémentaire en projetant une mire comportant un ensemble de motifs élémentaires de différentes dimensions. La dimension d’un motif élémentaire est alors prédéterminée comme étant la dimension du motif élémentaire dont l’image double est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire.

[0020] De telles dispositions confèrent un gain en adaptabilité et en flexibilité en permettant à un utilisateur de calibrer le générateur d’image pour indiquer la dimension du motif élémentaire à utiliser en fonction du support de projection utilisé, plutôt que de fixer la dimension du motif élémentaire à une valeur donnée lors de la fabrication du générateur d’image.

[0021] Selon un deuxième aspect, il est proposé par la présente invention un produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé de génération d’image selon l’un quelconques des modes de mise en œuvre précédent.

[0022] Selon un troisième aspect, il est proposé par la présente invention un générateur d’image pour générer une image destinée à être projetée sur un support de projection transparent. L’image générée par le générateur d’image forme une image finale correspondant à la superposition d’une image principale formée par la réflexion de l’image générée sur une surface interne du support de projection, et d’une image double formée par la réflexion de l’image générée sur une surface externe du support de projection. L’image principale et l’image double sont alors décalées l’une par rapport à l’autre. Le générateur d’image comprend un écran qui comporte une pluralité de cellules. Chaque cellule peut être placée par une unité de contrôle du générateur d’écran dans un état allumé ou dans un état éteint selon que ladite cellule émet ou n’émet pas de la lumière en direction d’un observateur de l’écran. L’image générée est formée par l’ensemble des cellules allumées et éteintes de l’écran. Le générateur d’image est remarquable en ce que l’unité de contrôle est configurée pour :

- déterminer un ensemble de motifs élémentaires de cellules permettant de former sur l’écran, lorsque les cellules desdits motifs élémentaires sont allumées, une image semblable à l’image finale souhaitée,

- sélectionner, parmi ledit ensemble de motifs élémentaires, un sous-ensemble de motifs élémentaires à exclure,

- contrôler les cellules de l’écran de sorte que seules sont allumées les cellules des motifs élémentaires appartenant audit ensemble et n’appartenant pas audit sousensemble à exclure, et en ce qu’une dimension d’un motif élémentaire est prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire dont les cellules sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire.

Selon un quatrième aspect, il est proposé par la présente invention un système d’affichage tête haute comportant un générateur d’image selon le mode de réalisation précédemment décrit ainsi qu’un support de projection transparent.

[0023] Dans des modes particuliers de réalisation, le support de projection est un pare-brise d’un véhicule.

[0024] Dans des modes particuliers de réalisation, le support de projection est une visière d’un casque, une visière d’un masque ou un verre de lunette.

Présentation des figures

[0025] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 10 qui représentent

[0026] [fig.l] une représentation schématique de la formation d’une image double lors de la projection d’une image sur un pare-brise par un système d’affichage tête haute,

[0027] [fig.2] une représentation schématique d’un système d’affichage tête haute,

[0028] [fig.3] une représentation schématique des principales étapes d’un procédé de génération d’image selon l’invention,

[0029] [fig.4] une représentation schématique d’un motif élémentaire de cellules d’un écran d’un générateur d’image,

[0030] [fig.5] une représentation schématique d’une image souhaitée d’un élément graphique,

[0031] [fig.6] une représentation schématique d’un ensemble de motifs élémentaires permettant de former l’image souhaitée représentée à la figure 5 sur un écran,

[0032] [fig.7a)] une première représentation schématique d’un sous-ensemble de motifs élémentaires à exclure de l’ensemble de motifs élémentaires représenté à la figure 6,

[0033] [fig.7b)] une deuxième représentation schématique d’un sous-ensemble de motifs élémentaires à exclure de l’ensemble de motifs élémentaires représenté à la figure 6,

[0034] [fig.7c)J une troisième représentation schématique d’un sous-ensemble de motifs élémentaires à exclure de l’ensemble de motifs élémentaires représenté à la figure 6,

[0035] [fig.8] une représentation schématique d’une image générée selon l’invention pour que l’image finale obtenue représente l’image souhaitée représentée en figure 5,

[0036] [fig.9] une représentation schématique de l’image finale obtenue lorsque l’image souhaitée est directement générée par un générateur d’image conventionnel,

[0037] [fig. 10] une représentation schématique d’une mire utilisée pour prédéterminer la dimension d’un motif élémentaire qu’il convient d’utiliser pour le procédé de génération d’image selon l’invention.

[0038] Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention

[0039] Dans la suite de la description, et à titre d’exemple nullement limitatif, on se place dans le cas d’un système d’affichage tête haute pour un véhicule automobile.

[0040] La figure 1 représente schématiquement le phénomène de formation d’une image double 32 qui vient s’ajouter à une image principale 31 d’une image générée 30 par un générateur d’image d’un système d’affichage tête haute lorsque ladite image générée 30 est projetée sur un pare-brise 21 d’un véhicule automobile.

[0041] Le pare-brise 21 est par exemple réalisé, de manière conventionnelle, en superposant deux feuilles de verre séparées par un feuillet intercalaire en PVB. Une surface interne 22 du pare-brise correspond à la surface interne de la feuille de verre qui est orientée vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Une surface externe 24 du pare-brise correspond à la surface externe de la feuille de verre qui est orientée vers l’extérieur du véhicule.

[0042] Tel qu’illustré sur la figure 1, une image générée 30 par un générateur d’image d’un système d’affichage tête haute est réfléchie par la surface interne 22 du pare-brise 21, ce qui entraîne la formation d’une image principale 31 virtuelle qui se situe à plusieurs dizaines de centimètres derrière le pare-brise 21 par rapport à la position de l’œil 60 d’un conducteur ou d’un observateur situé dans le véhicule.

[0043] L’image générée 30 est cependant aussi transmise à travers la surface interne 22 du pare-brise, puis réfléchie une deuxième fois par la surface externe 24 du pare-brise, ce qui entraîne la formation d’une image double 32 virtuelle au-dessus de l’image principale 31. L’image principale 31 et l’image double 32 sont formées dans un plan dont la position dépend de la position de l’écran par rapport au système optique que représente le pare-brise 21. Dans ce plan, l’image principale 31 et l’image double 32 sont décalées l’une par rapport à l’autre d’une distance dite « distance de décalage » 50. Cette distance de décalage 50 dépend des caractéristiques du pare-brise 21, notamment de la nature des composants du pare-brise 21 et de l’épaisseur du feuillet intercalaire 23. Dans l’exemple considéré et représenté à la figure 1, et dans la suite de la description, on considère que l’image double 32 virtuelle apparaît au-dessus de l’image principale 31. Il convient cependant de noter qu’en fonction de l’agencement du générateur d’image, de l’observateur et du support de projection, l’image double 32 virtuelle pourrait aussi, dans certains cas, apparaître en-dessous de l’image principale 31.

[0044] L’image finale virtuelle visible par l’œil 60 d’un observateur situé dans le véhicule correspond à la superposition avec décalage de l’image principale 31 et de l’image double 32. Cette image paraît trouble et cela perturbe la vision de l’information par le conducteur.

[0045] Il convient de noter que dans l’exemple illustré à la figure 1, seules deux interfaces optiques sont considérées dans le système optique que représente le pare-brise 21 : une première interface optique correspond à la surface interne 22 du pare-brise 21, c’est-à-dire la face interne de la feuille de verre interne du pare-brise 21, et une deuxième interface optique correspond à la surface externe 24 du pare-brise 21, c'est-à-dire à la face externe de la feuille de verre externe du pare-brise 21. Par « interne », on entend « orienté vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule ». Par « externe », on entend « orienté vers l’extérieur de l’habitacle du véhicule ». Les interfaces optiques correspondant respectivement à la face externe de la feuille de verre interne du pare-brise 21 et à la face interne de la feuille de verre externe du pare-brise 21 ne sont pas considérées dans la mesure où les réflexions qui s’y produisent sont négligeables car les indices de réfraction desdites feuilles de verre et du feuillet intercalaire 23 ont des valeurs relativement proches.

[0046] La figure 2 représente schématiquement un système d’affichage tête haute selon l’invention. Le système d’affichage tête haute comprend un générateur d’image 10 et un support de projection 20 transparent tel qu’un pare-brise 21 conventionnel comme celui décrit en référence à la figure 1.

[0047] Dans l’exemple considéré et illustré à la figure 2, le générateur d’image 10 comprend une source lumineuse 12, un écran 11 et une unité de contrôle 13. La source lumineuse 12 est adaptée pour illuminer l’écran 11. L’écran 11 comporte une pluralité de cellules 43. Caque cellule 43 de l’écran 11 peut être placée par l’unité de contrôle 13 dans un état allumé, dans lequel ladite cellule 43 émet de la lumière de la source lumineuse 12 vers un observateur de l’écran 11, ou dans un état éteint, dans lequel ladite cellule 43 n’émet pas de lumière de la source lumineuse 12 vers un observateur de l’écran 11. L’ensemble des cellules 43 allumées et éteintes de l’écran 11 forment alors une image générée 30 qui est projetée sur le support de projection 20. Une image finale 33 virtuelle apparaît alors derrière ledit support de projection 20.

[0048] Les cellules 43 de l’écran 11 sont par exemple des cellules d’affichage à cristaux liquides (« liquid crystal display » ou LCD en anglais). L’application d’une différence de potentiel plus ou moins élevée au niveau d’une cellule LCD entraîne une variation du taux de transmission de la cellule. La cellule peut alors être configurée dans un état allumé dans lequel elle laisse passer de la lumière de la source lumineuse 12 ou bien dans un état éteint dans lequel elle ne laisse pas passer de lumière de la source lumineuse 12.

[0049] Selon un autre exemple, les cellules 43 de l’écran 11 sont des micro-miroirs d’un circuit électronique de type DLP (acronyme anglais de « Data Light Processing »). Chaque micro-miroir peut prendre deux positions différentes. Dans une première position, correspondant à l’état allumé, le micro-miroir réfléchit la lumière de la source lumineuse 12 dans la direction d’un observateur de l’écran 11. Dans l’autre position, correspondant à l’état éteint, le micro-miroir réfléchit la lumière de la source lumineuse 12 dans une autre direction, de telle sorte que la lumière réfléchie n’est pas visible par un observateur de l’écran 11.

[0050] Selon encore un autre exemple, il est possible d’utiliser des diodes électroluminescentes organiques (« organic light-emitting diode » ou OLED dans la littérature anglo-saxonne). Chaque cellule comporte alors des luminophores qui émettent ou non de la lumière selon qu’ils sont ou non excités par une tension électrique appropriée. Dans un tel cas, la source lumineuse 12 n’est pas nécessaire.

[0051] Il existe ainsi différentes technologies d’affichage : LCD, notamment dans sa déclinaison TFT (acronyme anglais de « thin film transistor »), DEP, OEED, LCOS (acronyme anglais de « liquid crystal on Silicon »),, etc. L’utilisation d’une technologie plutôt qu’une autre n’est qu’une variante de l’invention.

[0052] Une cellule 43 de l’écran 11 correspond généralement à un pixel. Rien n’empêche cependant qu’un pixel soit formé par plusieurs cellules 43. Par exemple, pour un affichage en couleur, trois cellules 43 correspondant respectivement aux composantes rouge, verte et bleue, peuvent être nécessaires pour former un pixel. Selon un autre exemple, ce sont quatre cellules (une rouge, une bleue et deux vertes) qui forment un pixel. Dans la suite de la description, on considère à titre nullement limitatif qu’une cellule 43 correspond à un pixel.

[0053] L’unité de contrôle 13 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et une mémoire (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans laquelle est mémorisée un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les différentes étapes d’un procédé de génération d’image selon l’invention. Alternativement ou en complément, l’unité de contrôle 13 comporte un ou des circuits logiques programmables (LPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre tout ou partie desdites étapes dudit procédé de génération d’image.

[0054] La figure 3 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 100 de génération d’image selon l’invention.

[0055] Le procédé 100 de génération d’image comporte tout d’abord une étape de détermination 102 d’un ensemble de motifs élémentaires 44 de cellules 42 permettant de former sur l’écran 11 une image semblable à l’image finale souhaitée lorsque les cellules 43 desdits motifs élémentaires 44 sont allumées. La dimension d’un motif élémentaire 44 selon une direction verticale de l’écran 11 est avantageusement prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire 44 dont les cellules 43 sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire 44 (autrement dit l’image double d’un motif élémentaire 44 dont les cellules 43 sont allumées est située juste au-dessus et au contact de l’image principale dudit motif élémentaire 44). Cette dimension d’un motif élémentaire 44 dépend ainsi de la distance de décalage 50.

[0056] Le procédé 100 de génération d’image comporte également une étape de sélection 103, parmi ledit ensemble de motifs élémentaires déterminé à l’étape de détermination 102, d’un sous-ensemble de motifs élémentaires 44 à exclure.

Enfin, le procédé 100 de génération d’image comporte une étape de contrôle 104 des cellules 43 de l’écran 11 de sorte que seules sont allumées les cellules 43 des motifs élémentaires 44 appartenant à l’ensemble de motifs élémentaires 44 déterminé à l’étape de détermination 102 et n’appartenant pas au sous-ensemble de motifs élémentaires 44 à exclure déterminé à l’étape de sélection 103.

Avec de telles dispositions, l’image double 32 et l’image principale 31 de l’image générée 30 se complètent pour former une image finale de bonne qualité semblable à l’image souhaitée. Il convient de noter que, en fonction de la méthode utilisée pour l’étape de sélection 103, l’image finale obtenue ne sera pas nécessairement exactement identique à l’image souhaitée, mais elle en prendra néanmoins une forme très similaire. [0057] La figure 4 représente schématiquement un écran 11 d’un générateur d’image 10 selon l’invention. Dans l’exemple illustré à la figure 4, un motif élémentaire 44 est un carré dont un côté est formé par quatre cellules 43 (c’est-à-dire un carré de quatre pixels de côté).

[0058] Il convient de noter qu’un motif élémentaire 44 peut également prendre une autre forme qu’un carré de cellules 43. Notamment, un motif élémentaire 44 peut par exemple être formé par un rectangle de cellules 43. Dans un tel cas, la hauteur du rectangle selon une direction verticale de l’écran 11 est prédéterminée en fonction de la distance de décalage 50. La dimension du rectangle selon une direction horizontale, quant à elle, peut être choisie indépendamment de la distance de décalage 50. On entend ici par « direction verticale » et « direction horizontale » les directions telles que définies par l’orientation de l’image telle que l’on souhaite la voir apparaître après projection.

[0059] La figure 5 représente schématiquement un exemple d’une image que l’on souhaite obtenir après projection sur le support de projection 20. Il s’agit d’un élément graphique en forme de parallélogramme.

[0060] La figure 6 illustre schématiquement l’étape de détermination 102 d’un ensemble de motifs élémentaires 44 permettant de former sur l’écran 11 l’image souhaitée représentée à la figure 5. Sur la figure 6, les motifs élémentaires 44 permettant de former l’image souhaitée sont représentés avec une bordure en trait gras. Cette étape de détermination 102 est similaire à une représentation conventionnelle d’une image par des pixels sur un écran, si ce n’est que la granularité avec laquelle l’image est formée sur l’écran 11 au cours de l’étape de détermination 102 est contrainte par la dimension d’un motif élémentaire 44 plutôt que par la taille d’un pixel.

[0061] Dans cette étape, il est en outre possible, pour anticiper l’effet de la double image, de limiter davantage la granularité avec laquelle l’image est formée sur l’écran 11 au cours de l’étape de détermination 102 en interdisant la possibilité d’avoir, parmi l’ensemble des motifs élémentaires 44 déterminés, un motif élémentaire 44 qui n’a pas au moins un autre motif élémentaire 44 contigu verticalement avec lui (c’est-à-dire un motif élémentaire 44 qui n’a pas un autre motif élémentaire 44 situé immédiatement au-dessus ou en-dessous de lui).

[0062] Il convient de noter qu’il est possible, pour obtenir une meilleure granularité dans l’affichage sur l’écran 11, d’utiliser des motifs élémentaires 44 de forme rectangulaire dont la dimension horizontale est plus petite que la dimension verticale imposée par la distance de décalage 50.

[0063] Les figures 7a) à 7c) illustrent schématiquement des exemples de mise en œuvre de l’étape de sélection 103 d’un sous-ensemble de motifs élémentaires 44 à exclure parmi l’ensemble des motifs élémentaires 44 déterminé lors de l’étape de détermination 102 et représenté à la figure 6. Sur les figures 7a) à 7c), les motifs élémentaires 44 à exclure sont représentés avec des hachures.

[0064] La figure 7a) représente un premier mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103. Dans ce premier mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103, un motif élémentaire 44 à exclure est un motif élémentaire 44 pour lequel, parmi les motifs élémentaires 44 appartenant à l’ensemble de motifs élémentaires 44 déterminés à l’étape de détermination 102, il existe un motif élémentaire 44 situé immédiatement en-dessous de lui, et il n’existe pas de motif élémentaire 44 situé immédiatement au-dessus de lui.

[0065] La figure 7b) représente un deuxième mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103. Dans ce deuxième mode particulier de mise en œuvre, l’étape de sélection 103 s’effectue en deux sous-étapes. Dans une première sous-étape, les motifs élémentaires 44 identifiés selon le premier mode particulier de mise en œuvre décrit en référence à la figure 7a) sont exclus. Dans une deuxième sous-étape, parmi les motifs élémentaires 44 restant (c’est-à-dire parmi les motifs élémentaires 44 de l’ensemble de motifs élémentaires 44 déterminés à l’étape 102 qui n’ont pas encore été exclu lors de la première sous-étape), dans chaque rangée verticale de motifs élémentaires 44 contigus, un motif élémentaire 44 sur deux est exclu (dans l’exemple considéré et illustré à la figure 7b), le motif élémentaire 44 le plus bas d’une rangée verticale de motifs élémentaires 44 contigus est toujours conservé).

[0066] De telles dispositions permettent, avec ce deuxième mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103, d’éviter que l’image principale d’un premier motif élémentaire 44 se trouve confondue avec l’image double d’un deuxième motif élémentaire 44 situé immédiatement en-dessous dudit premier motif élémentaire 44. Ceci permet d’éviter d’avoir des « tâches » avec une intensité lumineuse plus forte sur l’image finale 33 obtenue (une zone où l’image principale d’un premier motif élémentaire 44 et l’image double d’un second motif élémentaire 44 se confondent paraît en effet plus lumineuse qu’une zone où n’apparaît que l’image principale d’un motif élémentaire 44).

[0067] La figure 7c) représente un troisième mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103. Ce troisième mode particulier de mise en œuvre est similaire au deuxième mode particulier de mise en œuvre décrit en référence à la figure 7b), à l’exception que dans la deuxième sous-étape, les deux extrémités d’une rangée verticale de motifs élémentaires 44 contigus sont conservés (c’est-à-dire que le motif élémentaire 44 le plus bas et le motif élémentaire 44 le plus haut d’une rangée verticale de motifs élémentaires 44 contigus sont conservés, et un motif élémentaire 44 sur deux est exclu de ladite rangée verticale là où cela reste possible).

[0068] De telles dispositions permettent, avec ce troisième mode particulier de mise en œuvre de l’étape de sélection 103, de limiter la présence de tâches lumineuses sur l’image finale 33 obtenue tout en conservant un aspect de l’image finale 33 très proche de celui de l’image souhaitée.

[0069] Il convient de noter que d’autres méthodes peuvent être utilisées pour sélectionner les motifs élémentaires 44 à exclure. Le choix d’une telle méthode n’est qu’une variante de l’invention.

[0070] La figure 8 est une représentation schématique d’une image générée 30 sur l’écran 11 lors de l’étape de contrôle 104 des cellules 43 de l’écran. Seules sont allumées les cellules 43 des motifs élémentaires 44 appartenant à l’ensemble de motifs élémentaires 44 déterminé à l’étape de détermination 102 et n’appartenant pas au sous-ensemble de motifs élémentaires 44 à exclure déterminé à l’étape de sélection 103. Dans l’exemple considéré et illustré à la figure 8, l’étape de détermination 102 a été mise en œuvre telle qu’illustré sur la figure 6, et l’étape de sélection 103 a été mise en œuvre selon le troisième mode particulier de mise en œuvre décrit en référence à la figure 7c).

[0071] Sur la figure 8, ainsi que sur la figure 9, un pixel apparaissant en noir correspond à une cellule 43 configurée dans un état allumé (c’est-à-dire que ladite cellule 43 émet de la lumière vers un observateur). Un pixel apparaissant en blanc correspond à une cellule 43 configurée dans un état éteint (c’est-à-dire que la cellule 43 n’émet pas de lumière vers un observateur).

[0072] L’image finale 33 ainsi obtenue correspond à la superposition de l’image principale 31 et de l’image double 32 de l’image générée 30. Grâce au procédé 100 de génération d’image selon l’invention, l’image double 32 et l’image principale 31 de l’image générée 30 se complètent pour former une image finale 33 de bonne qualité conforme à l’image souhaitée. Le procédé 100 de génération d’image selon l’invention permet ainsi de supprimer la perturbation visuelle liée à l’image double.

[0073] A titre de comparaison, la figure 9 représente schématiquement l’image finale 33’ obtenue lorsque l’image souhaitée est directement générée par un générateur d’image conventionnel sur un écran 11’ (c’est-à-dire lorsque la taille d’un motif élémentaire n’est pas avantageusement prédéterminée en fonction de la distance de décalage 50, et lorsque que les cellules de tous les motifs élémentaires permettant de former l’image souhaitée sur l’écran 11 sont allumées).

[0074] Dans un tel cas, l’image double 32’ de l’image générée 30’ se superpose à l’image principale 31’ de l’image générée 30’ avec un décalage. Cela créé alors un trouble visuel sur l’image finale 33’ obtenue.

[0075] Tel qu’illustré sur la figure 8, grâce au procédé 100 selon l’invention, plutôt que de se superposer de façon perturbante sur l’image principale d’une image générée 30, l’image double 32 de l’image générée 30 collabore avantageusement avec l’image principale 31 de ladite image générée 30 pour former une image finale 33 nette.

[0076] Le procédé 100 selon l’invention est applicable à la projection de toutes sortes d’images, notamment des images contenant des caractères alphanumériques et/ou des éléments graphiques de type routes, flèches, symboles routiers, symboles météorologiques, etc., par exemple pour des applications de type navigation GPS ou d’assistance à la conduite.

[0077] Pour un système d’affichage tête haute selon l’invention, la dimension d’un motif élémentaire 44 doit être prédéterminée en fonction de la distance de décalage 50 existant entre une image principale 31 et une image double 32 formées par la projection d’une image générée 30 par le générateur d’image 10 sur le support de projection 20.

[0078] La dimension d’un motif élémentaire 44 peut par exemple être déterminée lors de la fabrication du système d’affichage tête haute. Cette dimension prédéfinie ne sera cependant adaptée que pour une position particulière du générateur d’image 10 par rapport au support de projection 20, et pour un support de projection 20 particulier. La distance de décalage 50 dépend en effet de la position du générateur d’image 10 par rapport au support de projection 20, ainsi que des caractéristiques du support de projection 20 : nature des matériaux constituant la surface interne 22, la surface externe 24, et le feuillet intercalaire 23, épaisseur du feuillet intercalaire 23, etc.

[0079] Il est également envisageable de permettre à un utilisateur de calibrer le générateur d’image 10 pour lui indiquer la dimension d’un motif élémentaire 44 à utiliser.

[0080] Ainsi, dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé 100 de génération d’image selon l’invention peut comporter une étape de prédétermination 101 de la dimension d’un motif élémentaire 44 en projetant une mire comportant un ensemble de motifs élémentaires 44 de différentes dimensions. La dimension d’un motif élémentaire 44 est alors prédéterminée comme étant la dimension du motif élémentaire 44 de la mire dont l’image double est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire 44 (autrement dit, il s’agit de la dimension du motif élémentaire 44 dont l’image double est située juste au-dessus et au contact de l’image principale dudit motif élémentaire 44). Cette étape de prédétermination 101 de la dimension d’un motif élémentaire par un utilisateur pendant une phase de calibration est illustrée à la figure 3 comme une étape optionnelle préalable au procédé 100 de génération d’image selon l’invention.

[0081] La figure 10 représente schématiquement une mire comportant treize motifs élémentaires 44. Le plus petit motif élémentaire 44 est formé par un seul pixel (une seule cellule 43). Ensuite, des motifs élémentaires 44 de plus en plus grands sont formés par des carrés dont les côtés présentent respectivement 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 et 20 pixels.

[0082] Lorsque la mire est générée sur l’écran 11 du générateur d’image 10 et projetée sur le support de projection 20, chaque motif élémentaire 44 de l’image générée donnera naissance à une image principale et à une image double dudit motif élémentaire 44. Pour certains motifs élémentaires 44, l’image double sera située au-dessus de l’image principale, sans la toucher. Pour d’autres motifs élémentaires 44, l’image double se superposera partiellement à l’image principale. Pour un motif élémentaire 44 particulier, l’image double sera située juste au-dessus et au plus près de l’image principale, de sorte que l’image double paraît contiguë avec l’image principale. La dimension de ce motif élémentaire 44 particulier correspond alors à la dimension d’un motif élémentaire 44 qu’il convient d’utiliser pour former une image avec le procédé 100 selon l’invention.

[0083] L’utilisateur peut alors identifier ce motif élémentaire 44 particulier et l’indiquer au générateur d’image 10. Par exemple, une interface utilisateur permet d’indiquer à l’unité de contrôle 13 un numéro de motif élémentaire 44 sur la mire. L’unité de contrôle est alors configurée pour déterminer la dimension à utiliser en fonction du motif élémentaire identifié.

[0084] D’autres méthodes peuvent être envisagées pour permettre à un utilisateur de prédéterminer la dimension d’un motif élémentaire 44 à utiliser. Ces différentes méthodes ne représentent que des variantes de l’invention. Par exemple, le générateur d’image 10 peut être configuré pour générer successivement un motif élémentaire 44 dont la taille est de plus en plus grande, et l’utilisateur peut identifier et indiquer à l’unité de contrôle 13 du générateur d’image 10, via une interface utilisateur, le motif élémentaire 44 pour lequel l’image double est contiguë avec l’image principale du motif élémentaire 44.

[0085] La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés.

[0086] En particulier, l’invention permet de supprimer les effets négatifs de la double image dans un système d’affichage tête haute sans avoir à modifier le support de projection, et sans avoir à utiliser un film polarisé ou une lame transparente additionnelle.

[0087] L’invention permet aussi d’obtenir facilement un champ de vision très large dans lequel la qualité de l’image projetée n’est pas perturbée par la double image.

[0088] En outre, l’invention propose un générateur d’image 10 pour un système d’affichage tête haute qui soit facilement configurable en fonction du support de projection utilisé et en fonction de l’emplacement dudit générateur d’image par rapport au support de projection.

[0089] La solution proposée est ainsi particulièrement adaptable, facile à mettre en œuvre et extrêmement peu coûteuse.

[0090] De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.

[0091] Notamment, le nombre de cellules 43 de l’écran constituant un pixel, la forme d’un motif élémentaire 44, la méthode de sélection des motifs élémentaires à exclure, etc. peuvent varier par rapport aux exemples qui ont été donnés à titre illustratif et nullement limitatif.

[0092] L’invention a été décrite en considérant un générateur d’image 10 pour un système d’affichage tête haute pour un véhicule automobile. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’appliquer l’enseignement de l’invention à des systèmes d’affichage tête haute pour d’autres engins comme par exemple des avions.

[0093] Le support de projection 20 utilisé à titre d’exemple dans la description est un parebrise 21. D’autres supports de projection peuvent également être envisagés, notamment la visière d’un casque (par exemple un casque de moto), la visière d’un masque (par exemple un masque de protection individuelle tel qu’un masque respiratoire, ou un masque de ski), ou un verre de lunettes.

[0094] Rien n’exclut non plus que l’invention soit appliquée à d’autres systèmes que des systèmes d’affichage tête haute, notamment des systèmes d’affichage sur vitrine.

[0095] L’invention s’applique particulièrement à des supports de projection 20 transparents comportant deux interfaces optiques conduisant à deux réflexions d’une image projetée sur ledit support de projection 20. Ces deux interfaces optiques peuvent être formées, par l’association de deux feuilles de matière rigide transparente, par exemple en verre, en plastique, etc., Les feuilles peuvent être collées l’une à l’autre ou séparées par une couche intercalaire qui peut être par exemple de l’air, du thermoplastique, etc. Ces deux interfaces optiques peuvent également être formées par la surface interne et la surface externe d’une unique feuille de matière rigide transparente, comme par exemple une simple vitre.

Claims (1)

1. [Revendication 1] [Revendication 2]

   Revendications

   Procédé (100) de génération d’une image destinée à être projetée par un générateur d’image (10) sur un support de projection (20) transparent comportant une surface interne (22) et une surface externe (24), l’image générée (30) par le générateur d’image (10) formant une image finale (33) correspondant à la superposition d’une image principale (31) formée par la réflexion de l’image générée (30) sur la surface interne (22), et d’une image double (32) formée par la réflexion de l’image générée (30) sur la surface externe (24), l’image principale (31) et l’image double (32) étant décalées l’une par rapport à l’autre, le générateur d’image (10) comprenant un écran (11) comportant une pluralité de cellules (43), chaque cellule (43) pouvant être placée par une unité de contrôle (13) dans un état allumé ou dans un état éteint selon que ladite cellule (43) émet ou n’émet pas de la lumière en direction d’un observateur de l’écran (11), les cellules (43) allumées et éteintes de l’écran (11) formant l’image générée (30), ledit procédé (100) de génération d’image étant caractérisé en ce qu’il comporte :

   - une détermination (102) d’un ensemble de motifs élémentaires (44) de cellules (43) permettant de former sur l’écran (11), lorsque les cellules (43) desdits motifs élémentaires (44) sont allumées, une image semblable à l’image finale (33) souhaitée,

   - une sélection (103), parmi ledit ensemble de motifs élémentaires, d’un sous-ensemble de motifs élémentaires (44) à exclure,

   - un contrôle (104) des cellules (43) de l’écran (11) de sorte que seules sont allumées les cellules (43) des motifs élémentaires appartenant audit ensemble et n’appartenant pas audit sous-ensemble à exclure, une dimension d’un motif élémentaire (44) étant prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire (44) dont les cellules sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire (44). Procédé (100) de génération d’image selon la revendication 1 comportant en outre une prédétermination (101) de la dimension d’un motif élémentaire (44) en projetant une mire comportant un ensemble de motifs élémentaires (44) de différentes dimensions, la dimension d’un motif élémentaire étant prédéterminée comme étant la dimension du motif élémentaire (44) dont l’image double (32) est contiguë à l’image principale (31) dudit motif élémentaire (44).

   [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]

   Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé (100) de génération d’image selon l’une des revendications 1 à 2.

   Générateur d’image (10) pour générer une image destinée à être projetée sur un support de projection (20) transparent comportant une surface interne (22) et une surface externe (24), l’image générée (30) par le générateur d’image (10) formant une image finale (33) correspondant à la superposition d’une image principale (31) formée par la réflexion de l’image générée (30) sur la surface interne (22), et d’une image double (32) formée par la réflexion de l’image générée (30) sur la surface externe (24), l’image principale (31) et l’image double (32) étant décalées l’une par rapport à l’autre, le générateur d’image (10) comprenant un écran (11) comportant une pluralité de cellules (43), chaque cellule (43) pouvant être placée par une unité de contrôle (13) dans un état allumé ou dans un état éteint selon que ladite cellule (43) émet ou n’émet pas de la lumière en direction d’un observateur de l’écran (11), les cellules (43) allumées et éteintes de l’écran (11) formant l’image générée (30), ledit générateur d’image (10) étant caractérisé en ce que l’unité de contrôle (13) est configurée pour :

   - déterminer un ensemble de motifs élémentaires (44) de cellules (43) permettant de former sur l’écran (11), lorsque les cellules (43) desdits motifs élémentaires (44) sont allumées, une image semblable à l’image finale (33) souhaitée,

   - sélectionner, parmi ledit ensemble de motifs élémentaires, un sousensemble de motifs élémentaires (44) à exclure,

   - contrôler les cellules (43) de l’écran (11) de sorte que seules sont allumées les cellules (43) des motifs élémentaires appartenant audit ensemble et n’appartenant pas audit sous-ensemble à exclure, une dimension d’un motif élémentaire (44) étant prédéterminée de sorte que l’image double d’un motif élémentaire (44) dont les cellules sont allumées est contiguë à l’image principale dudit motif élémentaire (44). Système d’affichage tête haute comportant un générateur d’image (10) selon la revendication 4 et un support de projection (20).

   Système d’affichage tête haute selon la revendication 5 dans lequel le support de projection (20) est un pare-brise (21) d’un véhicule.

   [Revendication 7]

   Système d’affichage tête haute selon la revendication 5 dans lequel le support de projection (20) est une visière d’un casque, une visière d’un masque ou un verre de lunettes.