WO2009146837A1 - Display device, in particular for a motor vehicle, and display method - Google Patents

Display device, in particular for a motor vehicle, and display method Download PDF

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electrochromic
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    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility

Definitions

  • Display device in particular for a motor vehicle, and display method
  • Head-up display devices are known, in particular with the projection of an image towards a windscreen as described in US Pat. No. 5,214,413.
  • the projected image of the head-up type display device must be more or less luminous.
  • US 5214413 proposes to vary the luminance of the source of the image.
  • a disadvantage of such devices consists in the fact that the adjustment of the image at the source may require considerable effort, for example for the control of a light source for the backlight used in a module projection.
  • the present invention is intended in particular to overcome the drawbacks of the prior art, and especially those mentioned above, and also aims to provide a display device that is easily adapted to various conditions of light or brightness room.
  • this object is achieved by a display device, particularly for a motor vehicle, comprising a projection module and a reflection element, the reflection element being positioned in a normal direction of view, the element of reflection being provided to reflect at least partially an image from the projection module in the normal direction of gaze, the reflection element having a variable degree of reflection using an electrochromic element.
  • a preferred refinement of the invention resides in the fact that the reflection element is an element positioned apart from a windshield.
  • a display device By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to produce a medium head type display device (HMD), ie the image is not projected on the windshield of the car but on a reflection element that is deviated from the windshield.
  • HMD medium head type display device
  • Another preferred refinement of the invention resides in the fact that an ambient light detector is allocated to the display device, the ambient light detector generating a signal according to which a variation of the degree of reflection of the reflection element is planned.
  • the electrochromic element is an electrochromic layer whose reflection properties vary as a function of an electric voltage applied to the electrochromic element.
  • Another preferred development of the invention lies in the fact that the contrast and / or brightness of the image reflected in the normal direction of gaze of the user is varied depending on the degree of reflection of the electrochromic element.
  • the present invention also relates to a method of displaying an image in a normal direction of gaze through a reflection element being provided to reflect at least partially the image, the reflection element having a degree of reflection variable using an electrochromic element and that the degree of reflection is varied depending on the ambient brightness.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a display device according to the present invention. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • a display device 10 As shown in FIG. 1 of the appended drawing, a display device 10 according to the present invention comprises a projection module 1 and a reflection element 2.
  • the reflection element 2 is positioned in a normal viewing direction 11.
  • normal viewing direction 11 is the direction of view of a user of the display device 10, including a vehicle driver, when it looks, including through a windshield, the outside in front of the vehicle.
  • the reflection element 2 is provided to reflect at least partially an image from the projection module 1 in the normal viewing direction 11.
  • the reflection element 2 is in particular a semitransparent mirror, ie an element optical device that allows the user of the display device 10, including a vehicle driver, to see not only the outside in front of the vehicle through the reflection element 2 but also the image that is generated in the projection module 1.
  • the reflection element 2 has a variable degree of reflection.
  • the degree of reflection can be varied using an electrochromic element 21 which is located near the reflection element 2 or which is integrated in the reflection element 2.
  • Such display devices are commonly known as head-up display (HUD) devices where the reflection element 2 is part of the windshield.
  • HUD head-up display
  • Another type of display device is a medium head device.
  • the reflection element 2 is at a distance from the windscreen, in particular shifted by a given distance and especially in the direction towards the driver of the vehicle (that is to say in the normal direction of view 11 of the driver).
  • the display device with a medium head device it is in particular possible to provide the folding reflection element so as to open or close the reflection element according to the needs of the user.
  • the reflection element so as to be adjustable in inclination so as to adjust the height position of the reflected image.
  • the projection module 1 comprises in the example shown in FIG. 1 a display element 12, a first optical element 13, in particular a lens, and a second optical element 14, in particular a mirror, for generating the image to be projected. to the user and to project the image to the reflection element 2.
  • the first and second optical elements 13, 14 are optional elements.
  • an ambient light detector is provided for generating a detection signal according to which a variation of the degree of reflection of the reflection element 2 is possible. According to the invention, this is achieved by means of the electrochromic element 21.
  • a control circuit (not shown in the figure) is provided for generating a control signal transmitted to the electrochromic element 21, the control signal depending on the detection signal.
  • the light detector detects in particular the ambient light of the vehicle, in particular the radiation of the sun or artificial light. In particular the region in front of the car is taken into account to generate the detection signal.
  • the brightness detector may be integrated into the display device 10 according to the present invention or it may be located elsewhere in the vehicle.

Abstract

The present invention relates to a display device, in particular for a motor vehicle, and a display method, the display device comprising a projection module and a reflection element, the reflection element being provided so as to reflect at least partially an image originating from the projection module in a normal direction of gaze, the reflection element having a variable degree of reflection with the aid of an electrochromic element.

Description

Johnson Controls Technology Company Johnson Controls Technology Company
Holland / Michigan Réf. 08235/WOHolland / Michigan Ref. 08235 / WO
Dispositif d'affichage, notamment pour véhicule automobile, et procédé d'affichageDisplay device, in particular for a motor vehicle, and display method
Des dispositifs d'affichage de type tête haute (HUD, head up display) sont connus, notamment avec la projection d'une image vers un pare brise comme décrit dans le document US 5214413. En fonction de la luminosité ambiante, notamment dans la région devant le véhicule, l'image projetée du dispositif d'affichage de type tête haute doit être plus ou moins lumineuse. Pour le réglage de la luminosité de l'image perçue par un utilisateur du véhicule, le document US 5214413 propose de varier la luminance de la source de l'image.Head-up display devices (HUD) are known, in particular with the projection of an image towards a windscreen as described in US Pat. No. 5,214,413. Depending on the ambient luminosity, especially in the region in front of the vehicle, the projected image of the head-up type display device must be more or less luminous. For the adjustment of the brightness of the image perceived by a user of the vehicle, US 5214413 proposes to vary the luminance of the source of the image.
Un inconvénient de tels dispositifs, selon l'art connu, consiste dans le fait que le réglage de l'image à la source peut requérir un effort considérable, par exemple pour la commande d'une source de lumière pour le rétroéclairage utilisée dans un module de projection.A disadvantage of such devices, according to the known art, consists in the fact that the adjustment of the image at the source may require considerable effort, for example for the control of a light source for the backlight used in a module projection.
La présente invention a notamment pour but de palier aux inconvénients de l'art connu, et notamment ceux cités ci-dessus, et a également pour but de proposer un dispositif d'affichage qui est facilement adapté à des conditions diverses de lumière ou de luminosité ambiante. Suivant la présente invention, ce but est atteint par un dispositif d'affichage, notamment pour véhicule automobile, comprenant un module de projection et un élément de réflexion, l'élément de réflexion étant positionnée dans une direction normale de regard, l'élément de réflexion étant prévu pour réfléchir au moins partiellement une image provenant du module de projection dans la direction normale de regard, l'élément de réflexion ayant un degré de réflexion variable à l'aide d'un élément électrochrome.The present invention is intended in particular to overcome the drawbacks of the prior art, and especially those mentioned above, and also aims to provide a display device that is easily adapted to various conditions of light or brightness room. According to the present invention, this object is achieved by a display device, particularly for a motor vehicle, comprising a projection module and a reflection element, the reflection element being positioned in a normal direction of view, the element of reflection being provided to reflect at least partially an image from the projection module in the normal direction of gaze, the reflection element having a variable degree of reflection using an electrochromic element.
De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible de modifier l'image perçue par un utilisateur d'une manière très simple et efficace.By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to modify the image perceived by a user in a very simple and effective manner.
Un perfectionnement préféré de l'invention réside dans le fait que l'élément de réflexion est un élément positionné en écart par rapport à un pare brise.A preferred refinement of the invention resides in the fact that the reflection element is an element positioned apart from a windshield.
De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible de réaliser un dispositif d'affichage de type tête moyenne (HMD, head médium display), c'est à dire l'image n'est pas projetée sur le pare brise de la voiture mais sur un élément de réflexion qui est en écart par rapport au pare brise. Un avantage considérable provient du fait que de tels dispositifs d'affichage peuvent être réalisés de manière simple et peu coûteuse par rapport à une réflexion de l'image à l'endroit du pare brise.By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to produce a medium head type display device (HMD), ie the image is not projected on the windshield of the car but on a reflection element that is deviated from the windshield. A considerable advantage derives from the fact that such display devices can be made simply and inexpensively with respect to a reflection of the image at the windshield.
Un autre perfectionnement préféré de l'invention réside dans le fait qu'un détecteur de luminosité ambiante est attribué au dispositif d'affichage, le détecteur de luminosité ambiante générant un signal en fonction duquel une variation du degré de réflexion de l'élément de réflexion est prévue. De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible de varier la luminosité perçue par l'utilisateur du véhicule d'une manière très simple.Another preferred refinement of the invention resides in the fact that an ambient light detector is allocated to the display device, the ambient light detector generating a signal according to which a variation of the degree of reflection of the reflection element is planned. By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to vary the brightness perceived by the user of the vehicle in a very simple manner.
Un perfectionnement particulièrement préféré de l'invention réside dans le fait que l'élément électrochrome est une couche électrochrome dont les propriétés de réflexion varient en fonction d'une tension électrique appliqué à l'élément électrochrome.A particularly preferred development of the invention lies in the fact that the electrochromic element is an electrochromic layer whose reflection properties vary as a function of an electric voltage applied to the electrochromic element.
De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible de varier la luminosité perçue par l'utilisateur du véhicule en employant un minimum d'énergie.By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to vary the brightness perceived by the user of the vehicle by using a minimum of energy.
Un autre perfectionnement préféré de l'invention réside dans le fait que le contraste et/ou la luminosité de l'image réfléchie dans la direction normale de regard de l'utilisateur est variée en fonction du degré de réflexion de l'élément électrochrome.Another preferred development of the invention lies in the fact that the contrast and / or brightness of the image reflected in the normal direction of gaze of the user is varied depending on the degree of reflection of the electrochromic element.
De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible d'adapter l'image vue par l'utilisateur par rapport à la luminosité et/ou par rapport au contraste. Par exemple, il est possible d'augmenter le contraste pour certains couleurs dans l'image à afficher de sorte à pouvoir afficher certaines informations de manière plus accentuée. Par exemple, il est ainsi possible d'afficher la couleur rouge de façon plus contrastée et ainsi des signes d'alerte d'une manière qui attire plus l'attention du conducteur du véhicule. Par ailleurs, la présente invention concerne également un procédé d'affichage d'une image dans une direction normale de regard à travers un élément de réflexion étant prévu pour réfléchir au moins partiellement l'image, l'élément de réflexion ayant un degré de réflexion variable à l'aide d'un élément électrochrome et en ce que le degré de réflexion est varié en fonction de la luminosité ambiante.By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to adapt the image seen by the user with respect to brightness and / or contrast. For example, it is possible to increase the contrast for certain colors in the image to be displayed so that certain information can be displayed more intensively. For example, it is possible to display the red color in a more contrasted manner and thus the warning signs in a way that attracts more attention of the driver of the vehicle. Furthermore, the present invention also relates to a method of displaying an image in a normal direction of gaze through a reflection element being provided to reflect at least partially the image, the reflection element having a degree of reflection variable using an electrochromic element and that the degree of reflection is varied depending on the ambient brightness.
De par une telle réalisation d'un dispositif d'affichage, il est avantageusement possible d'adapter l'image vue par le conducteur du véhicule aux conditions extérieures du véhicule.By such an embodiment of a display device, it is advantageously possible to adapt the image seen by the driver of the vehicle to the external conditions of the vehicle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de la présente invention.Other features and advantages of the invention will become apparent from reading the following description of a particular non-limiting embodiment of the present invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatifs et expliqués avec références aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :The invention will be better understood from the following description, which refers to preferred embodiments given by way of non-limiting example and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which:
la figure 1 est une vue schématique de section d'un dispositif d'affichage selon la présente invention. DESCRIPTION DES DESSINSFigure 1 is a schematic sectional view of a display device according to the present invention. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Comme le montre la figure 1 du dessin annexé, un dispositif d'affichage 10 selon la présente invention comprend un module de projection 1 et un élément de réflexion 2. L'élément de réflexion 2 est positionné dans une direction normale de regard 11. La direction normale de regard 11 est la direction de vue d'un utilisateur du dispositif d'affichage 10, notamment un conducteur de véhicule, lorsque celui-ci regarde, notamment à travers un pare brise, l'extérieur qui se trouve devant le véhicule.As shown in FIG. 1 of the appended drawing, a display device 10 according to the present invention comprises a projection module 1 and a reflection element 2. The reflection element 2 is positioned in a normal viewing direction 11. normal viewing direction 11 is the direction of view of a user of the display device 10, including a vehicle driver, when it looks, including through a windshield, the outside in front of the vehicle.
L'élément de réflexion 2 est prévu pour réfléchir au moins partiellement une image provenant du module de projection 1 dans la direction normale de regard 11. L'élément de réflexion 2 est notamment un miroir semi- transparent, c'est à dire un élément optique qui permet à l'utilisateur du dispositif d'affichage 10, notamment un conducteur de véhicule, de voir non seulement l'extérieur qui se trouve devant le véhicule à travers l'élément de réflexion 2 mais aussi l'image qui est générée dans le module de projection 1.The reflection element 2 is provided to reflect at least partially an image from the projection module 1 in the normal viewing direction 11. The reflection element 2 is in particular a semitransparent mirror, ie an element optical device that allows the user of the display device 10, including a vehicle driver, to see not only the outside in front of the vehicle through the reflection element 2 but also the image that is generated in the projection module 1.
Selon la présente invention, l'élément de réflexion 2 a un degré de réflexion variable. Le degré de réflexion peut être varié à l'aide d'un élément électrochrome 21 qui est situé près de l'élément de réflexion 2 ou qui est intégré dans l'élément de réflexion 2.According to the present invention, the reflection element 2 has a variable degree of reflection. The degree of reflection can be varied using an electrochromic element 21 which is located near the reflection element 2 or which is integrated in the reflection element 2.
De telles dispositifs d'affichage sont couramment connus sous le nom de dispositifs d'affichage de type tête haute (HUD, head up display) où l'élément de réflexion 2 fait partie du pare brise. Un autre type de dispositifs d'affichage est un dispositif tête moyenne (Head médium display). Dans ce type de dispositif d'affichage, l'élément de réflexion 2 se trouve en écart par rapport au pare brise, notamment décalé d'une distance donnée et notamment dans la direction vers le conducteur du véhicule (c'est à dire dans la direction normale de regard 11 du conducteur). Dans ce mode de réalisation du dispositif d'affichage avec un dispositif tête moyenne, il est notamment possible de prévoir l'élément de réflexion rabattable de façon à pouvoir ouvrir ou fermer l'élément de réflexion suivant les besoins de l'utilisateur. Egalement dans le mode de réalisation du dispositif d'affichage avec un dispositif tête moyenne, il est notamment possible de prévoir l'élément de réflexion de sorte à être réglable en inclinaison de façon à pouvoir ajuster la position en hauteur de l'image réfléchie.Such display devices are commonly known as head-up display (HUD) devices where the reflection element 2 is part of the windshield. Another type of display device is a medium head device. In this type of display device, the reflection element 2 is at a distance from the windscreen, in particular shifted by a given distance and especially in the direction towards the driver of the vehicle (that is to say in the normal direction of view 11 of the driver). In this embodiment of the display device with a medium head device, it is in particular possible to provide the folding reflection element so as to open or close the reflection element according to the needs of the user. Also in the embodiment of the display device with a medium head device, it is in particular possible to provide the reflection element so as to be adjustable in inclination so as to adjust the height position of the reflected image.
Le module de projection 1 comprend dans l'exemple représenté dans la figure 1 un élément d'affichage 12, un premier élément optique 13, notamment une lentille, et un deuxième élément optique 14, notamment un miroir, pour générer l'image à projeter vers l'utilisateur et pour projeter l'image vers l'élément de réflexion 2. Les premier et deuxième éléments optiques 13, 14 sont des éléments optionnels.The projection module 1 comprises in the example shown in FIG. 1 a display element 12, a first optical element 13, in particular a lens, and a second optical element 14, in particular a mirror, for generating the image to be projected. to the user and to project the image to the reflection element 2. The first and second optical elements 13, 14 are optional elements.
Suivant la présente invention, un détecteur de luminosité ambiante est prévue pour générer un signal de détection en fonction duquel une variation du degré de réflexion de l'élément de réflexion 2 est possible. Selon l'invention, ceci est réalisé à l'aide de l'élément électrochrome 21. Un circuit de commande (non représenté dans la figure) est prévu pour générer un signal de commande transmis vers l'élément électrochrome 21 , le signal de commande étant en fonction du signal de détection.According to the present invention, an ambient light detector is provided for generating a detection signal according to which a variation of the degree of reflection of the reflection element 2 is possible. According to the invention, this is achieved by means of the electrochromic element 21. A control circuit (not shown in the figure) is provided for generating a control signal transmitted to the electrochromic element 21, the control signal depending on the detection signal.
Le détecteur de luminosité détecte notamment la lumière ambiante du véhicule, notamment le rayonnement du soleil ou de lumière artificiel. Notamment la région devant la voiture est pris en compte pour générer le signal de détection. Le détecteur de luminosité peut être intégré dans le dispositif d'affichage 10 selon la présente invention ou il peut être localisé ailleurs dans le véhicule. The light detector detects in particular the ambient light of the vehicle, in particular the radiation of the sun or artificial light. In particular the region in front of the car is taken into account to generate the detection signal. The brightness detector may be integrated into the display device 10 according to the present invention or it may be located elsewhere in the vehicle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'affichage (10), notamment pour véhicule automobile, comprenant un module de projection (1) et un élément de réflexion (2), l'élément de réflexion (2) étant prévu pour réfléchir au moins partiellement une image provenant du module de projection (1) dans une direction normale de regard (11), caractérisé en ce que l'élément de réflexion (2) a un degré de réflexion variable à l'aide d'un élément électrochrome (21).Display device (10), in particular for a motor vehicle, comprising a projection module (1) and a reflection element (2), the reflection element (2) being designed to reflect at least partially an image from projection module (1) in a normal viewing direction (11), characterized in that the reflection element (2) has a variable degree of reflection by means of an electrochromic element (21).
2. Dispositif d'affichage (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément de réflexion (2) est un élément positionné en écart par rapport à un pare brise (3).2. Display device (10) according to claim 1, characterized in that the reflection element (2) is a member positioned spaced apart from a windshield (3).
3. Dispositif d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un détecteur de luminosité ambiante est attribué au dispositif d'affichage (10), le détecteur de luminosité ambiante générant un signal de détection en fonction duquel une variation du degré de réflexion de l'élément de réflextion (2) est prévue.Display device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that an ambient light detector is assigned to the display device (10), the ambient light detector generating a detection signal by function of which a variation of the degree of reflection of the reflection element (2) is provided.
4. Dispositif d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément électrochrome (21) est une couche électrochrome dont les propriétés de réflexion varient en fonction d'un signal de commande appliqué à l'élément électrochrome (21). 4. Display device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrochromic element (21) is an electrochromic layer whose reflection properties vary as a function of a control signal applied to the electrochromic element (21).
5. Dispositif d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contraste de l'image réfléchie dans la direction normale de regard (11) est variée en fonction du degré de réflexion de l'élément électrochrome (21).5. Display device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the contrast of the image reflected in the normal viewing direction (11) is varied depending on the degree of reflection of the element electrochromic (21).
6. Dispositif d'affichage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la luminosité de l'image réfléchie dans la direction normale de regard (11) est variée en fonction du degré de réflexion de l'élément électrochrome (21).Display device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the brightness of the image reflected in the normal viewing direction (11) is varied according to the degree of reflection of the element. electrochromic (21).
7. Procédé d'affichage d'une image dans une direction normale de regard (11) à travers un élément de réflexion (2) étant prévu pour réfléchir au moins partiellement l'image, caractérisé en ce que l'élément de réflexion (2) a un degré de réflexion variable à l'aide d'un élément électrochrome (21) et en ce que le degré de réflexion est varié en fonction de la luminosité ambiante. A method of displaying an image in a normal viewing direction (11) through a reflection element (2) being provided for at least partially reflecting the image, characterized in that the reflection element (2) ) has a variable degree of reflection by means of an electrochromic element (21) and in that the degree of reflection is varied according to the ambient brightness.
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