FR3101963A1 - Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture - Google Patents
Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture Download PDFInfo
- Publication number
- FR3101963A1 FR3101963A1 FR1911476A FR1911476A FR3101963A1 FR 3101963 A1 FR3101963 A1 FR 3101963A1 FR 1911476 A FR1911476 A FR 1911476A FR 1911476 A FR1911476 A FR 1911476A FR 3101963 A1 FR3101963 A1 FR 3101963A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- display
- mask
- head
- opening
- screen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 210000000887 face Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/003—Light absorbing elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/005—Diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
- G02B2027/0181—Adaptation to the pilot/driver
Abstract
L’invention concerne un afficheur (2) tête-haute comportant une unité de génération d’images (3) comportant un écran (4) duquel émerge un faisceau lumineux (6), et un système optique de projection (7, 8), adapté pour projeter le faisceau lumineux sortant de l’écran vers une lame (9) partiellement transparente de manière à former, par réflexion par la lame, une image virtuelle (10) de l’écran, l’image virtuelle étant visible par un individu (11) lorsque celui-ci place au moins un de ses yeux (12) au niveau d’une pupille de sortie (13) de l’afficheur. Selon l’invention, l’afficheur comprend en outre un masque (17) situé entre l’unité de génération d’images et la lame, le masque étant percé d’une ouverture (18) formant diaphragme d’ouverture de l’afficheur. Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine des afficheurs.
Elle concerne plus particulièrement un afficheur comportant une unité de génération d’images comportant un écran duquel émerge un faisceau lumineux, et un système optique de projection, adapté pour projeter le faisceau lumineux sortant de l’écran vers une lame partiellement transparente de manière à former, par réflexion par la lame, une image virtuelle de l’écran, l’image virtuelle étant visible par un individu lorsque celui-ci place au moins un de ses yeux au niveau d’une pupille de sortie de l’afficheur.
Elle s’applique de manière particulièrement intéressante dans un véhicule tel qu’un véhicule automobile.
Arrière-plan technologique
Pour le conducteur d’un véhicule, il est particulièrement confortable de pouvoir visualiser des informations relatives au fonctionnement du véhicule, relatives à une voie de circulation faisant face au véhicule, ou autres, sans avoir pour cela à détourner son regard de cette voie de circulation.
Il est connu dans ce but d’équiper le véhicule avec un afficheur dit« tête - haute », tel que décrit ci-dessus, l’écran étant adapté pour générer une image à afficher et la lame partiellement transparente étant située devant le conducteur, par exemple sous la forme d’un combineur disposé entre le pare-brise du véhicule et les yeux du conducteur. L’image virtuelle, comportant les informations à afficher, se superpose alors visuellement à l’environnement faisant face au véhicule.
Pour que le conducteur puisse effectivement visualiser cette image virtuelle, au moins un de ses yeux doit être situé au niveau de la pupille de sortie de l’afficheur, dans une zone de l’espace qui est généralement appelée « boite à œil » (ou« eyebox », en anglais), atteinte, en sortie de l’afficheur (après réflexion sur la lame), par une partie au moins du faisceau lumineux émis par l’unité de génération d’images. Cette boîte à œil est en fait une fenêtre « fictive ».
Les spécifications standards de la boîte à œil pour un véhicule automobile sont données dans la norme UN ECE 125 par exemple.
De manière classique, la pupille de sortie de l’afficheur est une fenêtre d’une taille d’environ 120 mm x 60 mm (largeur x hauteur). Les données anthropologiques indiquent qu’il faut pouvoir couvrir une fenêtre totale en hauteur de 120 mm pour couvrir toutes les hauteurs de positions des yeux : on parle parfois de boîte à œil étendue (« extended eyebox »en anglais), mesurant alors ici 120 mm x 120 mm.
Par ailleurs, les tailles (angulaires) du champ de vision accessible par un individu utilisant l’afficheur augmentent de plus en plus, sans que la taille ou que la luminosité de l’écran de l’unité de génération d’images augmente proportionnellement.
Enfin, la distance de projection de l’image virtuelle (distance entre le plan image et l’œil de l’individu) est en constante augmentation de sorte que pour un afficheur tête-haute classique, on passe d’une distance de projection d’environ 2 mètres-2,5 mètres à 4-5 mètres. Ceci fait que le plan objet de l’unité de génération d’images, i.e. le plan de l’écran, se rapproche du plan focal.
Ainsi, la tendance générale est que les afficheurs tête-haute présentent un facteur de concentration de plus en plus grand, pour la lumière se propageant en sens inverse de la lumière du faisceau lumineux.
De plus, les différents éléments optiques de l’afficheur (par ex. : miroir ou lentille) ont des tailles de plus en plus grandes. Ceci est particulièrement vrai pour les afficheurs tête-haute dit« à réalité augmentée »pour lesquels l’image virtuelle vient se superposer à certains objets de la scène observée par le conducteur à travers son pare-brise.
Par conséquent, la quantité de lumière solaire rentrant en sens inverse dans l’afficheur (on parlera ici de« charge solaire ») et venant converger près de l’écran est de plus en plus grande de sorte que l’échauffement thermique au niveau de l’imageur augmente considérablement si bien qu’il existe un risque de surchauffe et de détérioration de l’afficheur.
De plus, avec des optiques plus grandes, la lumière parasite pouvant apparaître dans l’afficheur augmente elle aussi, venant gêner la visibilité de l’image virtuelle, causant un risque de mauvaise visualisation, donc de sécurité.
Objet de l’invention
Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention propose un afficheur tête-haute dans lequel seuls les rayons véritablement « utiles » pour l’individu utilisant l’afficheur sont transmis.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un afficheur tête-haute tel que défini en introduction, comprenant en outre un masque situé entre ladite unité de génération d’images et ladite lame, ledit masque étant percé d’une ouverture formant diaphragme d’ouverture dudit afficheur.
Par« situé entre ladite unité de génération d’images et ladite lame », on entend que le masque se trouve quelque part le long du chemin optique des rayons du faisceau lumineux, étant entendu que ce chemin optique part de l’unité de génération d’images vers le système de projection, puis du système de projection vers la lame.
Le fait que l’ouverture dudit masque forme un diaphragme d’ouverture dudit afficheur signifie optiquement (selon le sens usuellement donné à l’expression « diaphragme d’ouverture ») que l’image de cette ouverture par les éléments optiques de l’afficheur situés en aval dudit masque (selon le sens de propagation du faisceau lumineux) forme ladite pupille de sortie de l’afficheur.
Ainsi, grâce au masque de l’invention, on peut aisément diaphragmer le faisceau lumineux sortant de l’écran de sorte que dans l’autre sens (i.e. en sens inverse des rayons du faisceau lumineux), seule une partie des rayons solaires rentrant dans l’afficheur convergent et se concentrent vers l’écran de l’unité de génération d’images. De cette façon, la charge solaire impactant l’afficheur est réduite et les risques d’échauffement de l’écran sont limités. De plus, la lumière parasite peut être réduite de sorte que l’image visuelle est plus distinctement visible par l’individu plaçant au moins l’un de ses yeux au niveau de la pupille de sortie de l’afficheur.
En d’autres termes, l’afficheur de l’invention comprend en outre un masque qui est situé entre ladite unité de génération d’images et ladite lame et qui est percé d’une ouverture (définie par un contour) ayant une position, une taille et une forme déterminées en fonction d’une position dudit au moins un œil de l’individu de sorte qu’un rayon lumineux dudit faisceau lumineux traversant ladite ouverture en un point de son bord atteint ladite fenêtre de la boîte à œil en un point de son rebord.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l’afficheur tête-haute conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- ladite ouverture a une position variable en fonction d’une position dudit au moins un œil de l’individu ;
- ladite ouverture a une taille réglable en fonction des dimensions requises de ladite pupille de sortie de l’afficheur ;
- ladite ouverture a une forme ajustée de telle sorte que ladite pupille de sortie de l’afficheur soit sensiblement rectangulaire ;
- ledit afficheur comprend un système d’enroulement autour d’un élément optique dudit système de projection et ledit masque comprend au moins un film souple venant s’enrouler sur ledit système d’enroulement de sorte que ladite ouverture vient en regard au moins partiellement dudit élément optique ;
- ledit masque comprend une pluralité de lamelles rectilignes et parallèles pouvant coulisser les unes par rapport aux autres de manière à former ladite ouverture ;
- ledit masque est rigide et présente une courbure ajustée pour venir masquer un miroir courbé de courbure proche dudit système optique de projection ;
- ledit masque comprend une plaque plane rigide placée entre ladite unité de génération d’images et ledit système optique de projection ;
- ledit afficheur comporte une cavité comprenant ledit masque et des parois latérales s’étendant depuis un rebord de ladite ouverture du masque et un bord dudit écran de l’unité de génération d’images ;
- ladite ouverture a une taille qui est variable en fonction d’une donnée de température au niveau de l’unité de génération d’images.
Description détaillée d’un exemple de réalisation
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. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur les dessins. Par conséquent, il faut comprendre que, lorsque les caractéristiques mentionnées dans les revendications sont suivies de signes de référence, ces signes sont inclus uniquement dans le but d'améliorer l'intelligibilité des revendications et ne limitent aucunement la portée des revendications.
Sur les dessins annexés :
Les éléments identiques ou correspondant des différents modes de réalisation seront autant que possible identifiés par les mêmes signes de références, et ne seront pas décrits à chaque fois.
La figure 1 représente schématiquement, de coté, un véhicule 1 automobile, équipé d’un afficheur 2 tête haute selon l’invention. Un individu 11, ici le conducteur, est situé dans l’habitacle du véhicule 1.
Quel que soit le mode de réalisation considéré (voir figs. 3-7), l’afficheur 2 comprend une unité de génération d’images 3 qui comporte un écran 4 destiné à générer une image à afficher.
Cet écran 4 peut, comme ici, être réalisé au moyen d’un écran à cristaux liquides (communément appelé« écran LCD »). Dans ce cas, l’unité de génération d’images 3 comprend alors un dispositif de rétro-éclairage (non représenté) de l’écran 4 incluant une ou plusieurs sources de lumière, telles que des diodes électroluminescentes, et un réflecteur (non représenté) collectant la lumière émise par ces sources pour la diriger vers l’écran 4.
En variante, l’unité de génération d’images pourrait comprendre au moins une source émettant un faisceau laser, ainsi qu’un système de balayage (c’est-à-dire de déplacement) du faisceau laser, l’écran précité étant alors réalisé par exemple au moyen d’un écran diffusant. L’image à afficher est alors générée en balayant le faisceau laser sur une face de l’écran diffusant.
L’image à afficher est généralement générée par l’écran 4 en fonction d’un signal de commande provenant de l’ordinateur de bord (non représenté) du véhicule.
L’écran 4 présente une face de sortie 5 par laquelle sort un faisceau lumineux (sur la figure 1, seul le rayon principal 6 de ce faisceau lumineux est représenté).
L’afficheur 2 comporte également un système optique de projection 7, 8 adapté pour projeter le faisceau lumineux 6 sortant de l’écran 4 vers une lame 9 partiellement réfléchissante (et donc aussi partiellement transparente) de manière à former, par réflexion par cette lame 9, une image virtuelle 10 de l’écran.
La lame 9 partiellement transparente est formée ici par le pare-brise du véhicule 1.
Au lieu d'être formée par le pare-brise du véhicule, la lame partiellement transparente pourrait, en variante, être réalisée au moyen d’un composant optique dédié (on parle alors de « combineur »), disposé entre le pare-brise du véhicule et la position habituellement occupée par la tête de l’individu.
L’image virtuelle 10 est visible par l’individu 11 lorsque celui-ci place au moins un de ses yeux, ici son œil gauche 12, au niveau d’une pupille de sortie 13 de l’afficheur 2.
Le point d'observation 14, depuis lequel l'image virtuelle 10 est visible avec une luminosité maximale, est situé à l'opposé de l'image virtuelle 10 par rapport à la lame 9 partiellement réfléchissante. Ce point d'observation 14 correspond ici au point de l'espace où la lumière (le faisceau lumineux 6) issue de l'afficheur 2 présente une puissance lumineuse par unité de surface maximale. Ce point d’observation est généralement situé sur le rayon principal (ou« chief ray »en anglais) sur lequel est centré le faisceau lumineux 6 issu de l’afficheur 2. Le point d’observation 14 est par exemple situé au centre de la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2 (qui est ici le centre de la boîte à œil).
Tel que représenté sur les figures 1, 6 et 7, le système optique de projection comprend un premier miroir 7 qui est ici plan et un deuxième miroir 8 disposés chacun sur le trajet du faisceau lumineux 6 (la flèche sur le faisceau 6 indique le sens de propagation de la lumière).
Ces miroirs 7, 8 permettent de replier le trajet, suivi par le faisceau lumineux 6 entre l’unité de génération d’images 3 et la lame 9. La distance séparant, le long de ce trajet, l’unité de génération d’image 3 et la lame 9, s’en trouve augmentée, tout en conservant un volume réduit pour l’afficheur 2.
Le deuxième miroir 8 réfléchit le faisceau lumineux 6 vers la lame 9. Ce deuxième miroir 8 est convergent de manière, après réflexion par la lame 9, à former l'image virtuelle 10 à une distance donnée en avant de l'afficheur 2 (à une distance donnée de la lame 9, du côté de la lame 9 opposé à l'utilisateur 11). Cette distance peut par exemple être comprise entre 3 mètre et 15 mètres. Ici, elle est plus précisément comprise entre 5 et 10 mètres, et peut éventuellement être ajustée en fonction de l’environnement, urbain ou autoroutier, dans lequel circule le véhicule 1 (de manière à être comprise entre 5 et 10 mètres en milieu urbain, et entre 10 et 15 mètres sur autoroute).
De manière avantageuse, le deuxième miroir 8 est courbe, par exemple optimisé de manière à compenser les distorsions ou les aberrations optiques qui pourraient être causées par la réflexion sur la lame 9.
En variante, le système optique de projection pourrait comprendre un nombre différent de miroirs et un ou plusieurs autres composants optiques disposés sur le trajet du faisceau lumineux, tels qu’une lentille, par exemple. Il est noté toutefois que, dans tous les modes de réalisation de l’afficheur décrits dans la présente demande, le système optique de projection comprend ici au moins un miroir.
Que le véhicule 1 soit à l’arrêt ou bien en déplacement (vitesse quelconque non nulle), une partie du rayonnement solaire (voir rayon principal 16 du faisceau de la figure 1) émis par le soleil 15 (source lumineuse rejetée à l’infini) traverse le pare-brise 9 du véhicule 1 pour pénétrer ensuite dans l’afficheur 2viala fenêtre de protection 19 (hublot transparent protégeant l’afficheur 2 contre la poussière).
Après traversée de la fenêtre de protection 19, le rayonnement solaire 16 se réfléchit en partie sur le deuxième miroir 8 vers le premier miroir 7 du système optique de projection de l’afficheur 2.
Sans précaution particulière, le rayonnement solaire 16 se réfléchit alors sur le premier miroir 7 en un rayonnement réfléchi 16’ (voir trait pointillé sur la figure 1) qui converge vers l’écran 4, soumettant celui-ci à une charge solaire importante et impactant directement la thermique au niveau de l’unité de génération d’images 3.
La présente invention vise entre autres à réduire l’effet de cette charge solaire sur l’afficheur 2. À cet effet, l’afficheur 2 selon l’invention comprend en outre un masque 17 situé entre l’unité de génération d’images 3 et la lame 9, le masque 17 étant percé d’une ouverture 18 formant diaphragme d’ouverture de l’afficheur 2.
Par conséquent, l’ouverture 18 du masque 17 est déterminée de manière à limiter l’ouverture des rayons 6 se propageant au travers de l’afficheur 2, en particulier au travers du système de projection 7, 8.
En d’autres termes, l’ouverture 18 du masque 17 de l’invention est telle que son image par les éléments optiques situés en aval de celle-ci, à savoir ici le deuxième miroir 8 et la lame 9, est la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2, cette pupille de sortie 13 étant une fenêtre fictive où l’individu 11 peut placer son ou ses yeux 12 pour visualiser l’image virtuelle 10 formée par l’afficheur 2 à partir de l’écran 4.
Comme le montre ici de manière schématique la figure 1, le masque 17 est placé dans le système optique de projection, ici entre le premier miroir 7 et le deuxième miroir 8, de manière que pour une position fixée de la pupille de sortie 13, le rayonnement solaire 16 soit bloqué par le masque 17, celui-ci présentant de préférence une surface opaque sombre (par exemple noire avec un coefficient de réflexion inférieure à 1%) et mate (c’est-à-dire diffusante et non spéculaire) en dehors de l’ouverture.
Le rayonnement solaire venant de toutes les directions au cours de la journée (et pas seulement verticalement comme sur la figure 1), il est difficile de concevoir un masque 17 qui stoppe tout le rayonnement solaire 16 tout le temps. Toutefois, comme c’est lorsque le soleil 15 est à la verticale que le rayonnement solaire 16 entrant dans l’afficheur 2 est le plus important (lorsque le soleil est plus incliné, la réflexion sur le pare-brise 9 augmente et moins de rayonnement solaire 16 rentre dans l’habitacle du véhicule 1), on peut optimiser le masque 17 pour cette configuration.
Comme expliqué en introduction, les positions que peut prendre la tête 11 du conducteur à l’intérieur d’un habitacle de véhicule automobile sont standardisées. En d’autres termes, il est nécessaire que la position de la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2 soit placée au bon endroit pour que l’image virtuelle 10 de l’écran soit visible pour le conducteur 11.
Pour cela, il est connu que l’afficheur 2 puisse comporter des dispositifs mécaniques et/ou optiques pour positionner le point d’observation 14 en regard d’un des yeux de l’individu 11. Ceci peut être par exemple fait en utilisant un système de pivot qui fait tourner le second miroir 8 autour d’un axe horizontal d’un angle qui est généralement peu élevé, typiquement entre 2° et 5°. En variante ou additionnellement un autre système de pivot peut exister sur le premier miroir 7 plan ou sur l’unité de génération d’images 3.
L’ouverture 18 du masque 17 étant le diaphragme d’ouverture de l’afficheur 2, son image par l’afficheur 2 (ici par le second miroir 8 et la lame 9) est la pupille de sortie 13.
Ainsi, l’ouverture 18 a de préférence une position variable en fonction de la position de l’œil 12 (ou des deux yeux) du conducteur 11.
Généralement, pour les différentes positions de la boîte à œil, il suffit de déplacer le masque 17 dans son plan – ici parallèlement au premier miroir 7 – pour ajuster la position de la pupille de sortie 13 et faire en sorte qu’au moins un des yeux 12 du conducteur 11 soit en regard de cette pupille de sortie 13. En pratique, cela revient à dire que déplacer le masque 17 va sélectionner la partie des rayons utiles pour l’affichage, c’est-à-dire les rayons interceptés par les yeux 12 du conducteur 11.
Avantageusement, l’ouverture 18 a une taille qui est réglable (largeur L et hauteur H, cf. fig. 2) en fonction des dimensions requises de la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2. De manière standard (voir norme UN ECE 125), la taille de la boîte à œil doit être au moins de 120 mm par 60 mm pour une position donnée d’œil 12 du conducteur 11. Connaissant cette taille de la boîte à œil, il est possible de déterminer, par exemple par simulation optique, quelle doivent être les dimensions (H x L) de l’ouverture 18 en fonction de la position du masque 17 dans l’afficheur 2.
Par ailleurs, comme le montre la figure 2, l’ouverture 18 présente de préférence une forme ajustée de telle sorte que la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2 soit sensiblement rectangulaire. Ici, l’ouverture 18 a un bord 20 dont la forme est sensiblement rectangulaire avec des grands côtés légèrement courbés. Encore une fois, étant donné une forme voulue pour la pupille de sortie 13, il est possible de calculer optiquement quelle doit être la forme de l’ouverture 18 pour que son image par les éléments postérieurs de l’afficheur 2 (ici le miroir 8 et la lame 9) soit dépourvue de distorsion optique.
Avantageusement, l’afficheur 2 peut être équipé d’un capteur de température délivrant par exemple une donnée qui est représentative de la température au sein de l’afficheur 2, par exemple au niveau de l’unité de génération d’images 3. On peut alors prévoir un dispositif permettant de faire varier la taille de l’ouverture 18 en fonction de cette donnée de température de manière à prévenir tout risque de surchauffe au niveau de l’afficheur 2 et de défaillance du système.
On a représenté sur les figures 3 à 7 différents modes de réalisation de l’invention dans lesquels le masque 17 est placé à différents endroits dans l’afficheur 2 et dans lesquels l’ouverture 18 dans le masque est réalisée de différentes manières.
Comme représenté sur la figure 3, le masque 17 peut être en matière souple, par exemple sous la forme de deux films minces 21, 22 en polymère ou bien d’un tissu synthétique (tissé ou non tissé). Les deux films peuvent être indépendants et en particulier venir s’enrouler sur des rouleaux 23, 24 placés de part et d’autre du premier miroir 7. En jouant sur la longueur d’enroulement de chacun des films 21, 22 sur le système d’enroulement 23, 24 (en tirant selon les flèches 25 de la figure 3), il est possible à la fois de faire varier à la fois la taille et la position relative de l’ouverture 18 par rapport à l’élément optique (ici le premier miroir 7) du système de projection. Bien que ce mode de réalisation soit particulièrement adapté au cas où le masque vient diaphragmer un miroir plan, il est possible d’implémenter cette solution sur un miroir courbe.
En variante, le masque pourrait ne comprendre qu’un seul film souple. Dans ce cas particulier, la position de l’ouverture peut varier mais sa taille est fixée.
Dans un deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 4, le masque 17 comprend une pluralité de lamelles 26 rectilignes et parallèles, par exemple horizontales, qui peuvent coulisser les unes par rapport aux autres de manière à former l’ouverture 18 avec la taille et la position voulues. Les lamelles 26 fonctionnent à la manière des lamelles d’un diaphragme à iris sauf que dans la configuration de la figure 4, ces lamelles 26 ne bougent que dans une seule direction (ici horizontale).
Dans un troisième mode de réalisation particulièrement adapté lorsque la position du masque 17 est proche d’un élément optique courbe (comme ici sur la figure 5 avec le second miroir 8), on peut prévoir que ce masque 17 est rigide et est conformé en fonction de cet élément optique courbe. Dans ce cas, le masque 17 présente alors une courbure ajustée pour venir masquer le second miroir 8 qui est situé presque au contact avec le masque 17. Avantageusement, l’afficheur 2 comporte un système mécanique permettant de déplacer le masque 17 parallèlement à l’élément optique courbe 8 (voir flèche 27 sur la figure 5) de sorte à pouvoir ajuster la position de l’ouverture 18 par rapport au miroir 8 en fonction de la position souhaitée de la boîte à œil.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, le masque 17 comprend une simple plaque plane rigide placée non plus dans le système de projection, mais entre l’unité de génération d’images 3 et le système de projection le long du chemin optique du faisceau lumineux 6, et plus précisément ici entre l’unité de génération d’images 3 et le premier miroir 7. La plaque 17 est mobile dans son plan (voir flèches 28 sur les figures) pour pouvoir diaphragmer le faisceau lumineux 6 émis par l’écran 4, l’image de l’ouverture 18 étant donc la pupille de sortie 13 de l’afficheur 2 qui doit être placée au niveau de la boîte à œil pour que le conducteur 11 puisse voir l’image virtuelle 10 de l’écran 4.
Dans la variante de la figure 7, des parois latérales 29 s’étendent depuis un rebord 20 de l’ouverture 18 du masque 17 et un bord de l’écran 4 de l’unité de génération d’images. Ces parois latérales 29 sont mobiles avec le masque 17 (lorsque celui-ci bouge dans son plan, voir flèche 28 sur la figure 7) et forment avec celui-ci une sorte de cavité optique dont l’une des extrémités est formée par l’ouverture 18 du masque 17, cette ouverture 18 étant mobile et pouvant être également variable. De préférence, les faces intérieures des parois latérales 29 sont sombres et mates pour éviter tout problème de lumière parasite additionnel.
Claims (10)
- Afficheur (2) tête-haute comportant :
- une unité de génération d’images (3) comportant un écran (4) duquel émerge un faisceau lumineux (6), et
- un système optique de projection (7, 8), adapté pour projeter le faisceau lumineux (6) sortant de l’écran (4) vers une lame (9) partiellement transparente de manière à former, par réflexion par ladite lame (9), une image virtuelle (10) dudit écran (4), ladite image virtuelle (10) étant visible par un individu (11) lorsque celui-ci place au moins un de ses yeux (12) au niveau d’une pupille de sortie (13) dudit afficheur (2),
- Afficheur (2) tête-haute selon la revendication 1, dans lequel ladite ouverture (18) a une position variable en fonction d’une position dudit au moins un œil (12) de l’individu (11).
- Afficheur (2) tête-haute selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite ouverture (18) a une taille réglable en fonction des dimensions requises de ladite pupille de sortie (13) de l’afficheur (2).
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite ouverture (18) a une forme ajustée de telle sorte que ladite pupille de sortie (13) de l’afficheur (2) soit sensiblement rectangulaire.
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit afficheur (2) comprend un système d’enroulement autour d’un élément optique dudit système de projection et dans lequel ledit masque comprend au moins un film souple venant s’enrouler sur ledit système d’enroulement de sorte que ladite ouverture (18) vient en regard au moins partiellement dudit élément optique.
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit masque comprend une pluralité de lamelles rectilignes et parallèles pouvant coulisser les unes par rapport aux autres de manière à former ladite ouverture (18).
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit masque est rigide et présente une courbure ajustée pour venir masquer un miroir courbé de courbure proche dudit système optique de projection.
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit masque (17) comprend une plaque plane rigide placée entre ladite unité de génération d’images (3) et ledit système optique de projection (7, 8).
- Afficheur (2) tête-haute selon la revendication 8, comportant une cavité comprenant ledit masque (17) et des parois latérales (29) s’étendant depuis un rebord de ladite ouverture (18) du masque (17) et un bord dudit écran (4) de l’unité de génération d’images (3).
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite ouverture (18) a une taille qui est variable en fonction d’une donnée de température au niveau de l’unité de génération d’images (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1911476A FR3101963B1 (fr) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1911476 | 2019-10-15 | ||
| FR1911476A FR3101963B1 (fr) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3101963A1 true FR3101963A1 (fr) | 2021-04-16 |
| FR3101963B1 FR3101963B1 (fr) | 2022-05-06 |
Family
ID=68988029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1911476A Active FR3101963B1 (fr) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3101963B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3130404A1 (fr) * | 2021-12-09 | 2023-06-16 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Lame partiellement réfléchissante, dispositif d’affichage comprenant une telle lame, planche de bord et dispositif d’affichage tête-haute comprenant un tel dispositif d’affichage |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000056254A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | Asahi Glass Co Ltd | 情報表示装置 |
| JP2009251194A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Toshiba Corp | 表示装置、ヘッドアップディスプレイ及びそれを用いた移動体 |
| US20140049833A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Seiko Epson Corporation | Virtual image display apparatus |
| US20170184854A1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Seiko Epson Corporation | Virtual image display apparatus |
| FR3075403A1 (fr) * | 2017-12-20 | 2019-06-21 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Systeme de projection d'images, dispositif d'affichage tetehaute comportant un tel systeme et methode de conception optique associee |
-
2019
- 2019-10-15 FR FR1911476A patent/FR3101963B1/fr active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000056254A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | Asahi Glass Co Ltd | 情報表示装置 |
| JP2009251194A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Toshiba Corp | 表示装置、ヘッドアップディスプレイ及びそれを用いた移動体 |
| US20140049833A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Seiko Epson Corporation | Virtual image display apparatus |
| US20170184854A1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Seiko Epson Corporation | Virtual image display apparatus |
| FR3075403A1 (fr) * | 2017-12-20 | 2019-06-21 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Systeme de projection d'images, dispositif d'affichage tetehaute comportant un tel systeme et methode de conception optique associee |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3130404A1 (fr) * | 2021-12-09 | 2023-06-16 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Lame partiellement réfléchissante, dispositif d’affichage comprenant une telle lame, planche de bord et dispositif d’affichage tête-haute comprenant un tel dispositif d’affichage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3101963B1 (fr) | 2022-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3396241B1 (fr) | Module lumineux avec optique d'imagerie optimisée pour un modulateur spatial pixellisé, destiné à un véhicule automobile | |
| FR3044113A1 (fr) | Element de couverture de l'ouverture de projection d'un dispositif d'affichage tete haute ainsi que dispositif d'affichage et procede pour guider la lumiere a travers un element d'ouverture | |
| EP3203316B1 (fr) | Systeme d'affichage d'une image sur un pare-brise | |
| FR3049357A1 (fr) | Unite d'eclairage arriere et dispositif d'affichage tete haute | |
| WO2015011354A1 (fr) | Dispositif d'affichage a vision a tete haute reglable | |
| FR3101963A1 (fr) | Afficheur tête-haute comportant un masque avec une ouverture | |
| FR3072785B1 (fr) | Afficheur tete haute | |
| WO2021078513A1 (fr) | Afficheur tête-haute | |
| EP3542207B1 (fr) | Afficheur tête-haute pour véhicule automobile | |
| EP3729171A1 (fr) | Système de projection d'images, dispositif d'affichage tête-haute comportant un tel système et méthode de conception optique associée | |
| WO2019238540A1 (fr) | Appareil de projection et système de vision tête haute associé | |
| EP3807698B1 (fr) | Appareil de projection destiné à un système d'affichage tête haute pour conducteur de véhicule automobile et système correspondant | |
| WO2017191052A1 (fr) | Dispositif de génération d'images et afficheur tête-haute comportant un tel dispositif | |
| EP3440485B1 (fr) | Afficheur tête-haute | |
| EP3662318A1 (fr) | Unité de génération d'image et afficheur tête haute muni d'une telle unité de génération d'image | |
| WO2021078905A1 (fr) | Afficheur tete-haute pour vehicule automobile et vehicule automobile comportant un tel afficheur | |
| FR3061966A1 (fr) | Afficheur tete-haute pour vehicule automobile | |
| FR3039902A1 (fr) | Module generateur d'images pour un affichage tete haute | |
| FR3063260A1 (fr) | Boitier pour afficheur tete-haute de vehicule automobile | |
| EP3525032A1 (fr) | Afficheur tete haute presentant une distorsion reduite | |
| FR3094098A1 (fr) | Afficheur tête haute avec écran courbe | |
| EP3329318A1 (fr) | Dispositif de formation d'image et afficheur tête haute comprenant un tel dispositif | |
| FR3082631A1 (fr) | Plaque translucide, procede de fabrication d'une telle plaque, appareil de projection et systeme d'affichage tete haute associes | |
| WO2011030033A2 (fr) | Dispositif de projection retinienne |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210416 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |