FR3092672A1

FR3092672A1 - Dispositif d’affichage tête haute

Info

Publication number: FR3092672A1
Application number: FR1901251A
Authority: FR
Inventors: Eric Blanc; Laurent Delpierre; Stephane Bombard; Stephane Botta
Original assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Current assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2039-02-08
Also published as: FR3092672B1

Abstract

L’invention concerne un dispositif d’affichage tête-haute (1) comprenant une unité de génération d’image (3) conçue pour émettre un faisceau lumineux.Selon l’invention, le dispositif d’affichage tête haute (1) comprend un support d’au moins un élément optique et une pièce (6, 100) comportant un cadre (62) définissant une fenêtre, ledit cadre (62) comprenant un moyen de montage mobile dudit support sur ledit cadre (62), ledit moyen de montage mobile étant conçu pour placer, dans au moins une position, l’élément optique dans le trajet du faisceau lumineux, ledit support étant positionné à distance de l’unité de génération d’image (3).Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif d’affichage tête haute

La présente invention concerne de manière générale les systèmes d’affichage tête-haute, notamment pour véhicule automobile.
Elle concerne plus particulièrement un dispositif d’affichage tête-haute.
Un dispositif d’affichage tête-haute pour véhicule comprend généralement une unité de génération d’image émettant un faisceau lumineux et au moins un composant optique destiné à projeter ce faisceau lumineux en direction d’une lame partiellement transparente, au niveau de laquelle le faisceau lumineux est réfléchi en direction des yeux du conducteur.
Le conducteur visualise ainsi une image (définie par le faisceau lumineux) au niveau de la lame partiellement transparente, à travers laquelle il voit également la route empruntée par le véhicule.
Par construction d’un tel dispositif d’affichage tête-haute, un rayonnement extérieur (tel que le rayonnement solaire sous certaines incidences) peut arriver sur l’élément optique et, selon un trajet inverse à celui utilisé par le faisceau lumineux précité, être transmis vers l’unité de génération d’image, au risque d’échauffer celle-ci.
Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose d’améliorer la conception du dispositif d’affichage tête haute, en particulier pour réduire les risques d’échauffement des différents composants.

Plus particulièrement, on propose selon l’invention un dispositif d’affichage tête-haute comprenant une unité de génération d’image conçue pour émettre un faisceau lumineux. Selon l’invention, le dispositif d’affichage tête haute comprend un support d’au moins un élément optique et une pièce comportant un cadre définissant une fenêtre, ledit cadre comprenant un moyen de montage mobile dudit support sur ledit cadre, ledit moyen de montage mobile étant conçu pour placer, dans au moins une position, l’élément optique dans le trajet du faisceau lumineux, ledit support étant positionné à distance de l’unité de génération d’image.

Ainsi, la pièce comprise dans le dispositif d’affichage tête haute permet de placer, selon le besoin, un élément optique sur le trajet du faisceau lumineux. Par exemple, l’élément optique peut permettre d’absorber un rayonnement infrarouge et sa présence sur le trajet du faisceau lumineux peut permettre d’atténuer d’éventuels rayonnements extérieurs entrant dans le dispositif d’affichage tête haute et de limiter ainsi l’échauffement au niveau de l’unité de génération d’image.

D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif d’affichage tête haute conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :

- le moyen de montage mobile est un moyen de coulissement apte à faire coulisser dans ledit cadre ledit support d’un élément optique ;

- le cadre comprend au moins un crochet de rétention adapté à bloquer ledit support inséré dans ledit moyen de coulissement ;

- ledit support comprend une plaque, ladite plaque étant transparente, ledit au moins un élément optique étant laminé sur la plaque ;

- ledit support comprend une armature adaptée à accueillir ledit au moins un élément optique ;

- le moyen de montage mobile est un moyen de liaison articulée sur le cadre apte à placer sélectivement l’élément optique dans le trajet du faisceau lumineux ;

- ledit support comprenant un autre cadre, ledit autre cadre définissant une autre fenêtre, ledit moyen de liaison articulée est conçu pour autoriser le positionnement de l’autre fenêtre en regard de ladite fenêtre définie dans ledit cadre ;

- ladite pièce comprend des moyens de fixation conçus pour fixer ledit autre cadre dudit support et ledit cadre entre eux ;

- ledit support comprend au moins un premier détrompeur apte à coopérer avec une forme complémentaire d’un bord de l’élément optique ;

- la fenêtre définie dans le cadre comprend au moins un deuxième détrompeur, ledit deuxième détrompeur étant différent du premier détrompeur ;

- l’autre fenêtre loge l’élément optique ;

- la fenêtre définie dans ledit cadre comprend un autre élément optique ;

- l’autre élément optique est un filtre polarisant ;

- l’autre élément optique comporte une couche antireflet ;

- ladite pièce est fixée en sortie de ladite unité de génération d’image par l’intermédiaire de moyens d’assemblage ;

– il est également prévu un dispositif de projection conçu pour transmettre le faisceau lumineux émis par l’unité de génération d’image en direction d’une lame partiellement transparente ; et

– il est également prévu ledit élément optique.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.

Sur les dessins annexés :

représente un exemple d’un dispositif d’affichage tête haute conforme à l’invention,

représente une vue éclatée d’un premier mode de réalisation d’un ensemble imageur du dispositif d’affichage tête haute conforme à l’invention,

représente une vue assemblée d’un ensemble imageur du dispositif d’affichage tête haute selon le premier mode de réalisation conforme à l’invention,

représente un exemple d’un élément de l’ensemble imageur du dispositif d’affichage tête haute selon le premier mode de réalisation conforme à l’invention,

représente un exemple d’un élément de l’ensemble imageur du dispositif d’affichage tête haute selon un deuxième mode de réalisation conforme à l’invention, et

représente un autre exemple d’un élément de l’ensemble imageur du dispositif d’affichage tête haute selon le deuxième mode de réalisation conforme à l’invention.

La figure 1 représente un exemple de dispositif d’affichage tête haute 1 équipant un véhicule, par exemple un véhicule automobile.
Le dispositif d’affichage tête haute 1 comprend un boitier 10 et ici une fenêtre de protection 12. Le boitier 10 permet de protéger les éléments que le dispositif 1 contient de diverses détériorations extérieures (poussière, chute d’objet depuis l’habitacle du véhicule, etc).
La fenêtre de protection 12 permet le passage d’un faisceau lumineux provenant de l’intérieur du boitier 10 vers l’extérieur dudit boitier 10 tout en protégeant les éléments que contient le dispositif d’affichage tête haute 1. La fenêtre de protection 12 clôt une ouverture du boitier 10.
Le dispositif d’affichage tête haute 1 comprend, à l’intérieur du boitier 10, un ensemble imageur 5 et un dispositif de projection du faisceau lumineux, tel qu’un miroir plan 8 par exemple. Le dispositif d’affichage tête haute 1 comprend également un élément optique 70 (visible sur la figure 2).
L’ensemble imageur 5 est conçu pour générer un faisceau lumineux dirigé ici vers le miroir plan 8.
Comme représenté sur la figure 1, le faisceau lumineux qui émerge de l’ensemble imageur 5 est destiné à être projeté à l’extérieur du dispositif d’affichage tête haute 1, en direction d’une lame partiellement transparente 2. Le dispositif de projection du faisceau lumineux, ici le miroir plan 8, est alors conçu pour transmettre le faisceau lumineux émis par l’ensemble imageur 5 en direction de la lame partiellement transparente 2.
La lame partiellement transparente 2 peut correspondre par exemple au pare-brise du véhicule dans lequel est installé ledit dispositif d’affichage tête haute 1. En variante, la lame partiellement transparente 2 peut être une lame dédiée, parfois dénommée combineur. La lame partiellement transparente 2 est conçue pour réfléchir partiellement le faisceau lumineux provenant du dispositif d’affichage tête haute 1 vers un utilisateur, souvent le conducteur du véhicule.
Les figures 2 et 3 représentent respectivement une vue éclatée et une vue assemblée des éléments de l’ensemble imageur 5. L’ensemble imageur 5 comprend une unité de génération d’image 3 et une pièce 6, 100.
L’unité de génération d’image 3 comporte une source de lumière 30, un réflecteur 32, un diffuseur 34 et un écran 36. Cette unité de génération d’image 3 est conçue pour émettre un faisceau lumineux.
Comme visible sur les figures 1 à 3, la source de lumière 30 est placée à une extrémité de l’unité de génération d’image 3, en amont de l’écran 36. La source de lumière 30 est par exemple constituée de diodes électroluminescentes (ou «LED »pour« Light Emitting Diode» selon l’acronyme couramment utilisé).
Le diffuseur 34 est placé entre la source lumineuse 30 et l’écran 36. Le diffuseur 34 est adapté pour diffuser la lumière après la source de lumière 30 en un cône lumineux, afin notamment d’augmenter l’étendue angulaire du faisceau avant l’écran 36. En pratique, le diffuseur 34 peut être formé d’un filtre traité sur la face en regard d’une face d’entrée de l’écran 36, ledit traitement produisant une diffusion de la lumière. En pratique, le diffuseur 34 est collé sur la face d’entrée de l’écran 36. En variante, le diffuseur 34 peut être placé à distance de la face d’entrée de l’écran 36.
Dans l’exemple décrit, le réflecteur 32 constitue une enceinte fermée autour de la source de lumière 30, du diffuseur 34 et de la face d’entrée de l’écran 36. Le réflecteur 32 s’étend ici entre la source de lumière 30 et l’écran 36. Les parois internes du réflecteur 32 sont illuminées par le faisceau généré par la source de lumière 30. Le traitement en surface des parois internes du réflecteur 32 permet une réflexion optimale de la lumière.
Le diffuseur 34 et le réflecteur 32 permettent d’homogénéiser l’éclairage au niveau de la face d’entrée de l’écran 36. La source de lumière 30, le diffuseur 34 et le réflecteur 32 permettent de rétroéclairer l’écran 36 afin de générer un faisceau lumineux.
L’écran 36 est par exemple un écran à cristaux liquides (ou «LCD» pour «Liquid Crystal Display» selon l’acronyme couramment utilisé).
Comme schématiquement représenté sur la figure 1, il peut arriver sous certaines incidences du rayonnement solaire que celui-ci traverse la fenêtre de protection 12 vers l’intérieur du boîtier 10 et atteigne le miroir plan 8.
Sous certaines incidences particulières, le rayonnement solaire peut alors être réfléchi par le miroir plan 8 en direction de l’ensemble imageur 5 (et donc en particulier de l’unité de génération d’image 3).
Afin d’éviter l’échauffement créé par ce phénomène au niveau de l’unité de génération d’image 3, et comme représenté sur les figures 1 à 3, la pièce 6, 100 est disposée en sortie de l’unité de génération d’image 3 sur le trajet du faisceau lumineux. En pratique, la pièce 6, 100 est disposée sur le trajet du faisceau lumineux entre l’unité de génération d’image 3 et la lame partiellement transparente 2. Ici, la pièce 6, 100 est disposée entre l’unité de génération d’image 3 et le miroir plan 8. La pièce 6, 100 est par exemple ici fixée en sortie de l’unité de génération d’image 3, par exemple par l’intermédiaire de moyens d’assemblage 50. Les moyens d’assemblage 50 sont conçus par exemple pour fixer la pièce 6, 100 sur le réflecteur 32 de l’unité de génération d’image 3 (ici au niveau d’une collerette 33 formée à l’avant du réflecteur 32).
La figure 4 représente un premier exemple de réalisation de cette pièce 6. Ce premier mode de réalisation pour la pièce 6 est également visible sur les figures 2 et 3. Dans cet exemple, la pièce 6 comprend une chambre optique 60, un cadre 62 et un support 64. Le cadre 62 est positionné en sortie de la chambre optique 60. En pratique, le cadre 62 est réalisé d’une pièce avec la chambre (ou conduit) optique 60. Le support 64 est monté sur le cadre 62 par l’intermédiaire d’un moyen de montage mobile 80. Ce moyen de montage mobile 80 permet de placer, dans au moins une position, l’élément optique 70 dans le trajet du faisceau lumineux.
Le plan d’extension du cadre 62 forme ici un angle avec le plan d’extension de l’écran 36. Cet angle est par exemple compris entre – 20° et 20°.
Comme visible sur les figures 2 à 4, la chambre optique 60 correspond à un boîtier dont les parois définissent un espace libre à travers lequel le faisceau lumineux peut se propager. La chambre optique 60 permet de placer le support 64 (et donc un élément optique 70 et/ou un autre élément optique 75 décrits ci-après) à distance de l’unité de génération d’image 3 (et donc de l’écran 36) grâce à un volume d’air contenu dans cette chambre optique 60. En pratique, le volume d’air contenu dans la chambre optique 60 est refroidi activement ou passivement par les parois de la chambre optique 60. En variante, les parois de la chambre optique 60 peuvent comprendre des ouvertures latérales avec des pièges de lumière afin de permettre une circulation de l’air contenu dans la chambre optique 60 tout en assurant la propagation du faisceau lumineux à l’intérieur de cette chambre.
Afin d’assurer la propagation du faisceau lumineux vers la sortie de l’élément imageur 5, le cadre 62 comprend également une fenêtre traversée par le faisceau lumineux.
Comme représenté sur les figures 2 et 4, la pièce 6 comprend également le support 64 à l’une de ses extrémités. En pratique, le support 64 comprend ici un autre cadre 65 et une autre fenêtre similaires à ceux du cadre 62.
Comme visible sur la figure 4, le support 64 est conçu pour accueillir l’élément optique 70. En pratique, le support 64 comprend par exemple un renfoncement servant de support pour l’élément optique 70. L’élément optique 70 est par exemple un filtre permettant d’absorber le rayonnement infrarouge.
La fenêtre définie dans le cadre 62 est également conçue pour accueillir un autre élément optique 75. Le cadre 62 comprend par exemple un autre renfoncement servant de support pour le deuxième élément optique 75. L’autre élément optique 75 est par exemple un filtre polarisant. En variante, l’autre élément optique 75 peut comporter une couche antireflet.
En pratique, l’élément optique 70 à un coefficient de réflexion plus faible que celui de l’autre élément optique 75 de manière à limiter d’éventuelles réflexions parasites.
En variante, seul l’élément optique 70 peut être logé dans la pièce 6.
Comme représenté sur la figure 4, le support 64 comprend au moins un détrompeur 72. Le détrompeur 72 permet de positionner l’élément optique 70 dans l’autre fenêtre (et donc dans le support 64) dans une position déterminée. En d’autres termes, le détrompeur 72 permet de placer convenablement l’élément optique 70 dans le support 64. L’élément optique 70 comprend par exemple une forme d’extrémité complémentaire du détrompeur 72.
De la même façon, la fenêtre définie dans le cadre 62 comprend aussi au moins un autre détrompeur 77. L’autre détrompeur 77 a en pratique une forme différente de celle du détrompeur 72. L’autre détrompeur 77 permet alors de placer convenablement l’autre élément optique 75 dans le cadre 62. L’autre élément optique 75 comprend par exemple une forme d’extrémité complémentaire de l’autre détrompeur 77. En pratique, le détrompeur 72 et l’autre détrompeur 77 permettent de positionner respectivement un élément optique prédéterminé soit dans la fenêtre, soit dans l’autre fenêtre. Il n’y a donc pas de confusion possible sur le type d’élément optique à placer dans l’une ou l’autre fenêtre.
D’après la figure 4, le support 64 est fixé sur le cadre 62 par l’intermédiaire d’un moyen de montage 80. Selon le premier mode de réalisation de la pièce 6 représenté sur les figures 2 à 4, le moyen de montage mobile 80 est un moyen de liaison articulée. Ce moyen de liaison articulée est par exemple une charnière. L’axe L de cette charnière est représenté en trait mixte sur la figure 4.
Le moyen de liaison articulée permet d’autoriser le positionnement du support 64 en regard de la fenêtre définie dans le cadre 62. En d’autres termes, le moyen de liaison articulée permet de replier le support 64 sur le cadre 62. La fenêtre du cadre 62 se retrouve donc au droit de l’autre fenêtre de l’autre cadre 65.
En pratique, le moyen de liaison articulée permet de placer sélectivement l’élément optique 70 (logé dans le support 64) sur le trajet du faisceau lumineux.
Afin d’assurer un maintien de l’élément optique 70 et de l’autre élément optique 75 dans la pièce lorsque le support 64 est positionné en regard de la fenêtre définie dans le cadre 62, la pièce 6 comprend des moyens de fixation 66 et des ouvertures de fixation 68 associées. Lorsqu’ils sont insérés dans les ouvertures de fixation 68, les moyens de fixation 66 sont conçus pour fixer l’autre cadre 65 du support 64 et le cadre 62 entre eux. Les moyens de fixation 66 sont par exemple des clips. Le support 64 est donc ici fixé sur le cadre 62 par encliquetage.
Le repliement du support 64 permet de placer le premier élément optique 70 sur le trajet du faisceau lumineux et donc également sur le trajet de rayons lumineux provenant de l’extérieur et qui risqueraient d’endommager l’ensemble imageur 5. L’élément optique 70 permet alors par exemple l’atténuation de la partie infrarouge des rayons lumineux entrant dans le boîtier 10.
La combinaison des éléments optiques positionnés dans la pièce 6 sur le trajet du faisceau lumineux permettent de protéger l’unité de génération d’image 3 d’un échauffement dû au rayonnement solaire réfléchi dans le boîtier 10. La pièce 6 permet de maintenir les éléments optiques dans le trajet du faisceau lumineux en solidarisant cette pièce à l’unité de génération d’image 3.

En pratique, le montage de l’ensemble imageur 5 dans le boîtier 10 est effectué après repliement du support 64 sur le cadre 62. En variante, la fenêtre de protection 12 du boîtier 10 peut être amovible afin de permettre le repliement du support 64 à travers cette fenêtre de protection 12.

Selon un deuxième mode de réalisation de la pièce 100 représenté sur les figures 5 et 6, le moyen de montage mobile 80 est un moyen de coulissement. Ce moyen de coulissement est apte à faire coulisser le support 170, 180 logeant l’élément optique dans le cadre 162. En pratique, ce moyen de coulissement est par exemple une glissière.

Comme visible que les figures 5 et 6, le support 170, 180 est ici inséré par le haut et coulisse dans le cadre 162. Le cadre 162 présente des bordures latérales et une bordure inférieure permettant de retenir le support 170, 180 lorsque celui-ci est inséré dans le cadre 162. Le cadre 162 comprend au moins un crochet de rétention 115. Ce crochet de rétention 115 permet de bloquer le support 170 lorsqu’il est inséré dans le moyen de coulissement (et donc dans le cadre 162).

En variante, le cadre peut comprendre une bordure inférieure, une bordure supérieure et une seule bordure latérale. Le support est donc inséré par le coté du cadre (sur lequel il n’y a pas de bordure latérale).

En variante encore, le cadre peut comprendre, sur un coté, une partie du moyen de coulissement et, de l’autre côté, au moins un moyen d’encliquetage permettant de maintenir en position le support lorsque celui-ci est inséré dans la partie du moyen de coulissement. En d’autres termes, le support est glissé dans la partie du moyen de coulissement puis rabattu vers le cadre 162 afin d’être maintenu en position sur le cadre 162 par le moyen d’encliquetage prévu.

Dans l’exemple représenté sur la figure 5, le support 170 comprend une plaque. Cette plaque est ici transparente. L’élément optique est laminé sur la plaque. En variante, un autre élément optique peut être également laminé sur la plaque transparente (en plus de l’élément optique déjà présent). En variante encore, cet autre élément optique peut être solidarisé à l’élément optique, au moyen par exemple d’une colle optique.

En variante, selon l’exemple représenté sur la figure 6, le support 180 comprend une armature 182. L’élément optique est logé dans cette armature 182. L’armature 182 est ici métallique. En pratique, l’armature 182 comprend par exemple une partie inférieure et une partie supérieure, ces parties étant assemblées l’une avec l’autre au moyen de clips. L’élément optique est alors introduit entre la partie inférieure et la partie supérieure avant que ces deux parties soient assemblées. En variante, l’autre élément optique peut également être introduit (avec l’élément optique) entre les deux parties de l’armature 182.

Claims

Dispositif d’affichage tête-haute (1) comprenant une unité de génération d’image (3) conçue pour émettre un faisceau lumineux,
caractérisé en ce que le dispositif d’affichage tête haute (1) comprend un support (64, 170, 180) d’au moins un élément optique et une pièce (6, 100) comportant un cadre (62, 162) définissant une fenêtre, ledit cadre (62, 162) comprenant un moyen de montage mobile (80) dudit support (64, 170, 180) sur ledit cadre (62), ledit moyen de montage mobile (80) étant conçu pour placer, dans au moins une position, l’élément optique (70) dans le trajet du faisceau lumineux, ledit support (64, 170, 180) étant positionné à distance de l’unité de génération d’image (3).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de montage mobile (80) est un moyen de coulissement apte à faire coulisser dans ledit cadre (162) ledit support (170, 180) d’un élément optique (70).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 2, dans lequel le cadre (162) comprend au moins un crochet de rétention (115) adapté à bloquer ledit support (170, 180) inséré dans ledit moyen de coulissement.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ledit support (170) comprend une plaque, ladite plaque étant transparente, ledit au moins un élément optique étant laminé sur la plaque.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ledit support (180) comprend une armature (182) adaptée à accueillir ledit au moins un élément optique.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de montage mobile (80) est un moyen de liaison articulée sur le cadre (62) apte à placer sélectivement l’élément optique (70) dans le trajet du faisceau lumineux.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit support (64) comprenant un autre cadre (65), ledit autre cadre (65) définissant une autre fenêtre, ledit moyen de liaison articulée est conçu pour autoriser le positionnement de l’autre fenêtre en regard de ladite fenêtre définie dans ledit cadre (62).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel ladite pièce (6) comprend des moyens de fixation (66) conçus pour fixer ledit autre cadre (65) dudit support (64) et ledit cadre (62) entre eux.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel ledit support (64) comprend au moins un premier détrompeur (72) apte à coopérer avec une forme complémentaire d’un bord de l’élément optique (70).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 9, dans lequel la fenêtre définie dans le cadre (62) comprend au moins un deuxième détrompeur (77), ledit deuxième détrompeur (77) étant différent du premier détrompeur (72).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel l’autre fenêtre loge l’élément optique (70).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 11, dans lequel la fenêtre définie dans ledit cadre (62) comprend un autre élément optique (75).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 12, dans lequel l’autre élément optique (75) est un filtre polarisant.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon la revendication 12 ou 13, dans lequel l’autre élément optique (75) comporte une couche antireflet.
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ladite pièce (6, 100) est fixée en sortie de ladite unité de génération d’image (3) par l’intermédiaire de moyens d’assemblage (50).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre un dispositif de projection (8) conçu pour transmettre le faisceau lumineux émis par l’unité de génération d’image (3) en direction d’une lame partiellement transparente (2).
Dispositif d’affichage tête haute (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant également ledit élément optique (70).