WO2014102463A1 - Dispositif de transmission d'images pour afficheur et afficheur tête haute équipé dudit dispositif - Google Patents

Dispositif de transmission d'images pour afficheur et afficheur tête haute équipé dudit dispositif Download PDF

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Definitions

  • Said display may include means for activating the light source.
  • the diffuser 29 where the image is formed may be a transparent projection screen with a complex structure for projection by transparency. It can alternatively be translucent. It is made, for example, of glass, especially frosted, or polycarbonate.
  • the diffuser screen 29 is of the exit pupil type ("Exit Pupil Expander"). It allows to have a cone expanded observation. It extends in a plane traversed by the light beam, the resulting image of this scanning beam 10 being formed in the plane of a face of the diffuser screen 29.
  • This diffuser screen receives the scanning beam 10. It is arranged to cause a dispersion of this scanning beam 10 in an angular sector, for example, equal to 30 ° with respect to the direction of the scanning beam 10 when it strikes the diffuser screen 29.
  • said display Downstream of the diffuser screen 29 depending on the direction of movement of the light beam, said display comprises at least one semi-reflecting optical element 21 and, optionally, a reflection device 25 interposed on the path of the image between the diffuser screen 29 and said semi-reflective optical element 21.
  • the path of the image is symbolized by arrows which are reflected on the reflection device 25 before being displayed through said semi-reflecting optical element 21.
  • the latter may allow a magnification and / or, by transparency, a display of the image 9 beyond said semi-reflective optical element 21, in particular beyond the windshield of the equipped vehicle, at a virtual screen, obtained using said semi-reflective optical element 21.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission d'images pour afficheur destiné à afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle, ledit dispositif de transmission comprenant : un élément optique (21) semi-réfléchissant, configuré pour transmettre des rayons lumineux permettant d'afficher ladite image virtuelle dans ledit champ de vision, ledit élément optique (21) étant en outre configuré pour guider la lumière, une source de lumière (30), émettant un faisceau lumineux, ladite source de lumière (30) et ledit élément optique (21) étant localisés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ladite ledit faisceau soit émis par ledit élément optique (21) fonctionnant en guide de lumière.

Description

DISPOSITIF DE TRANSMISSION D'IMAGES POUR AFFICHEUR ET AFFICHEUR TETE HAUTE EQUIPE DUDIT DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif de transmission d'images pour afficheur destiné à afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle et un afficheur équipé dudit dispositif.
Il est connu des véhicules automobiles comprenant un dispositif d'affichage, dit afficheur tête haute, permettant d'afficher dans le champ de vision du conducteur automobile une image virtuelle comprenant des informations relatives à l'état du véhicule automobile, du trafic ou autre.
Il en particulier connu des afficheurs tête haute comprenant des lames semi- réfléchissants servant à former l'image virtuelle, lesdites lames semi- réfléchissantes étant configurées pour se dresser au-dessus d'une planche de bord du véhicule. On cherche aujourd'hui à rendre lesdites lames les plus discrètes possibles.
L'invention prend le contre-pied de cette tendance et propose un dispositif de transmission d'images pour afficheur destiné à afficher dans le champ de vision d'un conducteur une image virtuelle, ledit dispositif de transmission comprenant :
- un élément optique semi-réfléchissant, configuré pour transmettre des rayons lumineux permettant d'afficher ladite image virtuelle dans ledit champ de vision, ledit élément optique étant en outre configuré pour guider la lumière,
- une source de lumière, émettant un faisceau lumineux,
ladite source de lumière et ledit élément optique étant localisés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ladite ledit faisceau soit émis par ledit élément optique fonctionnant en guide de lumière.
On enrichit de la sorte ledit élément optique d'une fonction complémentaire qui pourra servir à réaliser des redondances ou mettre en évidence des alertes. Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément :
ladite source lumineuse comprend au moins une diode électroluminescente,
- ledit élément optique est une lame, notamment une lame semi- réfléchissante,
- ladite lame comprend deux faces transmettant lesdits rayons, lesdites faces étant reliées par une tranche,
- ladite tranche comprend une première partie formant face d'entrée du faisceau lumineux,
- ladite tranche comprend une seconde partie formant face de sortie du faisceau lumineux,
- ladite tranche est biseautée au niveau de ladite face de sortie,
- ladite face d'entrée est configurée pour se trouver en vis-à-vis d'un tableau de bord du véhicule,
- ladite face d'entrée correspond à l'un des côtés d'un contour de ladite lame et ladite face de sortie correspond aux autres côtés dudit contour,
ladite source lumineuse comprend une pluralité de diodes électroluminescentes disposées le long de ladite face d'entrée,
- lesdites diodes sont de couleurs différentes,
- ledit dispositif comprend un conducteur souple pour l'alimentation desdites diodes,
- lesdites diodes sont disposées sur ledit conducteur souple.
L'invention concerne encore un afficheur comprenant un dispositif de transmission d'images tel que décrit plus haut.
Ledit afficheur pourra comprendre des moyens d'activation de la source lumineuse.
Selon un aspect de l'invention lesdits moyens d'activation sont configurés pour faire fonctionner alternativement ladite source lumineuse, notamment à la manière d'un clignotant.
Ledit afficheur pourra aussi comprendre des moyens de contrôle d'un dispositif de génération d'images dudit afficheur, lesdits moyens de contrôle étant configurés pour piloter lesdits moyens d'activation. Ledit dispositif de génération d'images comprend, par exemple, une source de lumière munie d'une ou plusieurs diodes laser. Ces caractéristiques et avantages de l'invention et d'autres apparaîtront plus clairement au regard de la description ci après de modes de réalisation de l'invention en référence aux dessins ci annexés, sur lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation schématique d'un afficheur d'images de véhicule conforme à l'invention ;
La figure 2 est une représentation schématique, en perspective, d'un exemple de réalisation d'un dispositif de transmission équipant un afficheur tel que celui de la figure 1.
Dans la description qui suit, des références identiques sont utilisées pour désigner des éléments analogues ou identiques.
Comme illustré à la figure 1 , l'invention concerne un afficheur 1 , dit encore afficheur tête haute, pour afficher une image virtuelle 9 dans le champ de vision d'un conducteur 5 de véhicule observant une trajectoire de déplacement du véhicule automobile.
L'afficheur 1 comprend un dispositif de génération d'images 1 1. Ledit dispositif comprend, par exemple, un projecteur à balayage 34 muni d'une ou plusieurs sources de lumière émettant chacune un faisceau du type laser. Il s'agit, par exemple, de sources laser, typiquement des diodes laser, chaque source laser émettant un faisceau monochromatique, c'est-à-dire consistant en une seule couleur.
Ledit dispositif pourra typiquement comprendre trois sources, ledit dispositif étant configuré pour former un faisceau lumineux à l'aide d'une mise en commun par combinaison des faisceaux individuellement émis par chacune desdits sources. Plus précisément, il pourra s'agir de sources émettant un faisceau d'une couleur différente d'une source à l'autre. Les couleurs sont, par exemple, un rouge, un vert ou un bleu (RVB).
La puissance optique de chacune des sources est pilotée, de manière indépendante, à l'aide du courant d'alimentation de la ou des sources laser. A puissance optique donnée, la couleur du faisceau lumineux est déterminée par la manière dont un ratio de puissance est établi entre les différentes diodes laser. Par exemple, pour obtenir une lumière blanche, les puissances optiques, en proportion, doivent être établies selon la distribution suivante : 60 pour la diode verte, 30 pour la diode bleue, 10 pour la diode rouge. La puissance optique de chacune des sources pourra également être pilotée pour moduler la puissance optique du faisceau lumineux.
Les faisceaux émis par chacune des sources sont orientés, par exemple, parallèlement les uns aux autres et réfléchit dans une même direction pour former par combinaison un faisceau lumineux commun. Ledit dispositif comprend en ce sens des éléments optiques semi-transparent, sur une plage de longueur d'onde, tels que des miroirs dichroïque ou lames de combinaison, interceptant les faisceaux émis par chacune desdites sources et les combinant selon la direction dudit faisceau.
De façon plus générale, ledit dispositif est configuré pour former ledit faisceau lumineux à partir du ou desdits faisceaux laser, quel que soit le nombre de sources en jeux. En cas de source unique, le faisceau lumineux est composé du faisceau laser émis par la seule source employée et l'image obtenue sera alors monochrome, composée des différents niveaux de puissances optiques appliquées à chacun des points qui la compose, selon un dégradé de ladite couleur. En cas de pluralité de sources, typiquement les trois sources évoquées plus haut, ledit faisceau commun qui forme alors ledit faisceau lumineux permettra l'établissement d'une image selon un spectre de couleur dont la résolution correspondra à la finesse de pilotage de l'alimentation desdites sources.
Ledit dispositif pourra en outre comprendre des moyens de pilotage de l'alimentation en courant desdites sources. Comme évoqué plus haut, ils pourront permettre un choix de la couleur du faisceau lumineux.
Ledit projecteur à balayage comprend en outre, par exemple, un générateur de balayage dont la fonction est de déplacer horizontalement et verticalement le faisceau lumineux émis par la ou les sources lumineuses en vue de réaliser un balayage selon une fréquence, notamment égale à 60 Hz, à titre d'exemple non limitatif. Le générateur de balayage comprend, notamment, un miroir à balayage à système micro-électro-mécanique (ci-après appelé miroir MEMS) sur lequel le faisceau lumineux émis par la ou les sources lumineuses se réfléchit en un faisceau de balayage 10. Un tel miroir MEMS présente par exemple un diamètre de 1 mm2. Le miroir MEMS est apte à tourner autour de deux axes de rotation pour réaliser un balayage, par exemple à la fréquence de rafraîchissement de 60 Hz, d'un écran diffuseur 29 dudit dispositif. Ladite image se forme alors sur ledit diffuseur 29. Alternativement, le miroir MEMS peut être remplacé par deux miroirs plans et déplaçables, dont les mouvements sont associés. L'un de ces miroirs peut être dédié à un balayage selon un axe horizontal alors que l'autre miroir peut être dédié à un balayage selon un axe vertical.
Le diffuseur 29 où se forme l'image pourra être un écran de projection transparent à structure complexe pour une projection par transparence. Il pourra alternativement être translucide. Il est réalisé, par exemple, en verre, notamment dépoli, ou en polycarbonate. A titre d'exemple, l'écran diffuseur 29 est du type à pupille de sortie (« Exit Pupil Expander »). Il permet de disposer d'un cône d'observation élargi. Il s'étend dans un plan traversé par le faisceau lumineux, l'image résultant de ce faisceau de balayage 10 étant formée dans le plan d'une face de l'écran diffuseur 29. Cet écran diffuseur reçoit le faisceau de balayage 10. Il est agencé pour provoquer une dispersion de ce faisceau de balayage 10 selon un secteur angulaire, par exemple, égal à 30° par rapport à la direction du faisceau de balayage 10 au moment où il vient frapper l'écran diffuseur 29. Pour ce faire, selon un exemple non limitatif, une face de l'écran diffuseur est rugueuse, en ce sens qu'elle comporte des aspérités qui provoquent la dispersion du faisceau de balayage. La face rugueuse correspond à celle par laquelle le faisceau sort, c'est- à-dire la face sur laquelle l'image se forme.
En aval de l'écran diffuseur 29 selon le sens de déplacement du faisceau lumineux, ledit afficheur comprend au moins élément optique semi-réfléchissant 21 et, optionnellement, un dispositif de réflexion 25 interposé sur le trajet de l'image entre l'écran diffuseur 29 et ledit élément optique semi-réfléchissant 21. Sur cette figure, le trajet de l'image est symbolisé par des flèches qui se réfléchissent sur le dispositif de réflexion 25 avant de s'afficher à travers ledit élément optique semi-réfléchissant 21. Ce dernier pourra permettre un grossissement et/ou, par transparence, un affichage de l'image 9 au-delà dudit élément optique semi-réfléchissant 21 , notamment au-delà du pare-brise du véhicule équipé, au niveau d'un écran virtuel, obtenu à l'aide dudit élément optique semi-réfléchissant 21.
Cet élément optique semi-réfléchissant 21 est avantageusement transparent et présente un pouvoir de réflexion au moins égale à 20%, ce qui permet à l'utilisateur de voir au travers dudit dispositif de transmission la route empruntée par le véhicule, tout en bénéficiant d'un contraste élevé permettant de voir l'image affichée.
Cela étant, comme illustré à la figure 2, l'invention concerne également un dispositif de transmission d'images comprenant un élément optique semi- réfléchissant 21 tel qu'évoqué plus haut, à savoir un élément optique 21 configuré pour transmettre les rayons lumineux permettant d'afficher ladite image virtuelle dans ledit champ de vision du conducteur. Selon l'invention, ledit élément optique 21 est en outre configuré pour guider la lumière.
Ledit dispositif de transmission comprend en outre une source de lumière, 30, émettant un faisceau lumineux. Ladite source de lumière 30 et ledit élément optique 21 sont en outre localisés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ledit faisceau soit émis par ledit élément optique 21 , fonctionnant en guide de lumière. Autrement dit, la lumière émise par ladite source de lumière 30 est guidée par ledit élément optique et elle est perçue par l'observateur, en particulier le conducteur, par l'intermédiaire dudit élément optique 21. Ledit élément optique 21 est, par exemple, une lame, en particulier semi- réfléchissante. Ladite lame pourra comprendre deux faces 32, 34 transmettant les rayons formant l'image virtuelle 9, lesdites faces étant reliées par une tranche 36. Ladite tranche 36 comprend une première partie formant face d'entrée 38 du faisceau lumineux émis par ladite source de lumière 30 dudit dispositif de transmission. Ladite tranche 36 comprend en outre une seconde partie formant une face de sortie 40 dudit faisceau lumineux. Autrement dit, ici, ledit élément optique 21 émet la lumière provenant de ladite source de lumière 30 au niveau de ladite face de sortie 40. Le conducteur dispose de la sorte, en plus des informations contenues dans ladite image virtuelle 9, d'un éclairage du bord de lame semi-réfléchissante 21.
A titre d'exemple, ledit éclairage pourra avoir vocation à attirer l'attention du conducteur sur un danger, ceci par le choix d'une couleur appropriée, en particulier le rouge. D'autres exemples de coloration sont bien sûr possibles.
Ladite tranche 36 pourra être dépolie, notamment grâce à un grainage, ceci en particulier au niveau de ladite face de sortie 40. Elle présente avantageusement une section en biseau pour être rendue plus visible du conducteur.
Ladite face d'entrée 38 est ici configurée pour se trouver en vis-à-vis d'un tableau de bord 42 du véhicule.
Ladite face d'entrée 38 correspond à l'un des côtés d'un contour de ladite lame 21 et ladite face de sortie 40 correspond aux autres côtés dudit contour. Ce dernier pourra être rectangulaire, ladite face d'entrée 38 étant défini par l'un des grands cotés de ladite lame 21 et ladite face de sortie 40 par ses trois autres côtés.
Ladite source lumineuse 30 dudit dispositif de transmission comprend au moins une diode électroluminescente 44, ici une pluralité disposées le long de ladite face d'entrée 38. La ou lesdites diodes pourront être rouge, orange et/ou d'une autre couleur. Autrement dit, lesdites diodes électroluminescentes 44 pourront être toutes de la même couleur pour une intensité lumineuse élevée ou de couleurs différentes pour faire varier la coloration choisie pour le bord de la lame 21.
Ledit dispositif de transmission comprend ici un conducteur souple 46 pour l'alimentation desdites diodes 44, lesdites diodes 44 étant disposées sur ledit conducteur souple. Ledit conducteur souple 46 pourra être fixé sur la planche de bord 42 et/ou à ladite lame 21 à l'aide de moyens de solidarisation 47.
Cela étant, ledit afficheur comprend avantageusement des moyens d'activation de la source lumineuse 30. Ils pourront être configurés pour faire fonctionner alternativement ladite source lumineuse 30, notamment afin de lui donner une fonction de répétition du clignotant par un éclairage alternatif du bord de ladite lame 21. La ou les diodes électroluminescentes 44 employées sont alors, par exemple, de couleur orange. Ledit dispositif de génération d'images 11 dudit afficheur comprend ici des moyens de contrôle 33 (figure 1), comprenant notamment les moyens de pilotage de l'alimentation en courant de ses sources de lumière. Lesdits moyens de contrôle sont avantageusement configurés pour piloter en outre lesdits moyens d'activation de la source lumineuse dudit dispositif de transmission.
Un capteur de lumière 13 est intégré ici dans ledit dispositif de génération d'images 11 en sorte de recevoir un faisceau lumineux de sens inverse à celui 19 de l'émission de ladite image, à savoir dirigé vers le dispositif de génération d'images 1 1. Ce faisceau lumineux de sens inverse correspond à l'ambiance lumineuse présente au niveau ladite image, par exemple au niveau du fond d'ambiance, en particulier de l'ambiance lumineuse transmise par ladite lame semi-réfléchissante 21 ou ledit pare-brise permettant l'affichage de ladite image virtuelle 9, comme illustré sur la figure 1.

Claims

Revendications
1. Dispositif de transmission d'images pour afficheur (1) destiné à afficher dans le champ de vision d'un conducteur (5) une image virtuelle (9), ledit dispositif de transmission comprenant :
- un élément optique (21) semi-réfléchissant, configuré pour transmettre des rayons lumineux permettant d'afficher ladite image virtuelle dans ledit champ de vision, ledit élément optique (21) étant en outre configuré pour guider la lumière,
- une source de lumière (30), émettant un faisceau lumineux,
ladite source de lumière (30) et ledit élément optique (21) étant localisés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ledit faisceau soit émis par ledit élément optique (21) fonctionnant en guide de lumière.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ladite source lumineuse (30) comprend au moins une diode électroluminescente (44).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans ledit élément optique (21) est une lame.
4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel ladite lame (21) est semi- réfléchissante.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 dans lequel ladite lame (21) comprend deux faces (32, 34) transmettant lesdits rayons (19), lesdites faces étant reliées par une tranche (36).
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel ladite tranche (36) comprend une première partie (38) formant face d'entrée du faisceau lumineux.
7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel ladite tranche (36) comprend une seconde partie formant une face de sortie (40) du faisceau lumineux.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 dans lequel ladite face d'entrée (38) est configurée pour se trouver en vis-à-vis d'un tableau de bord (42) du véhicule.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel ladite face d'entrée (38) correspond à l'un des côtés d'un contour de ladite lame (21) et ladite face de sortie (40) correspond aux autres côtés dudit contour.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 dans lequel ladite source lumineuse (30) comprend une pluralité de diodes électroluminescentes (44) disposées le long de ladite face d'entrée (38).
11. Dispositif selon l'une quelconque la revendication 9 dans lequel ledit dispositif comprend un conducteur souple (46) pour l'alimentation desdites diodes
(44), lesdites diodes (44) étant disposées sur ledit conducteur souple (46).
12. Afficheur (1) comprenant un dispositif de transmission d'images selon l'une quelconque des revendications précédentes.
13. Afficheur selon la revendication 12 comprenant des moyens d'activation de la source lumineuse (30).
14. Afficheur selon la revendication 13 dans lequel lesdits moyens d'activation sont configurés pour faire fonctionner alternativement ladite source lumineuse (30).
15. Afficheur selon la revendication 14 comprenant des moyens de contrôle (33) d'un dispositif de génération d'images (34) dudit afficheur, lesdits moyens de contrôle (33) étant configurés pour piloter lesdits moyens d'activation.
16. Afficheur selon la revendication 15 dans lequel ledit dispositif de génération d'images comprend une source de lumière munie d'une ou plusieurs diodes laser.
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