Brevet FR2652936A1 — publié le 19910412

- t ' La présente invention se rapporte à un dispositif de visualisation t'.te haute notamment pour un véhicule automobile destiné à visualiser des informations d'aide à la conduite dans le champ de vision du conducteur. constitué d: une source d'affichage d'informations du type èlectro-optique envoyant au travers d'un polariseur un faisceau lumineux vers un élément mélangeur qui réfléchit ledit faisceau vers le conducteur et lui transmet aussi les informations extérieures (paysaQe) via le pare-brise. On connaît par le document DE-3.347.271 un dispositif du type ci-dessus: le mélangeur est un empilement de couches minces multi-diélectriques assurant une bonne réflexion vers 1 'oeil du conducteur du faisceau lumineux venant de la source d'affichage via un polariseur lineéaire. LCette solution a le mérite d'augmenter le contraste de l'imaqe utile (afficheur) par rapport au fond (paysaQe) mais ne réduit qu'imparfaitement l'imaeqe -secondaire produite par la face externe du pare-brise: pour que cette image parasite ne soit pas ri'nante, il laudrait accroître la-réflectivité. ndu m ian-. ur. qui est limitée par les normes ude transmission imposées au pare-brise. La pr-ente inven'tion a pour but de fournir un dispositif de visualisattion tête haute suppr imant l;iîmaioe secondaire de l'affichage. Par ailleurs, lae. transmissio. S n de la lumière venant du paysage au t r avers du p, prebrise s' effectue avec un bon rendement. 49398 ' 16 Le dispositif est caractérisé par le fait qu' il cormporte au moins une lame demi-onde associée au pare-brise et au polariseur et positionnée convenablement par rapport A la direction de polar isation du faisceau lumineux incident qui arrive sous un angle proche de l'angll de Brew-tster sur le pare-brise. Selon une caracté.eriist ique, la lame demi-onde est collee ou fiy. xée sur la face interne du pare-brise, et la direction du polarisateur est perpendiculaire tI au plan d'incidence. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant A des modes de réalisation donné,s à titre -d'e-emp les et représentis par les cdessins annexé-s. La figure i 'est une r ue schêmatique dtun dispositif de vi.ualisation tète haute. La figure 2 est un detaii du pare-brise et de la ta..e demi-onde coliée ou fixée sur le pare-brise d une premiere variante de l'invention. - La fioure 3 est un détail du pare-brise et de la l.ame demi-onde intécgrée au pare-brise d'une deuxiè.me variante de l'invention. La figure 4 est un dé?tail du pare-brise et de la lamr' diemi-onde. si tuée devant le pare-brise d' une troisième variante de ' invention. La figure 5 est un détail du pare-brise et de deux lames demi-onde intégrées au pare-brise d'une quatrième variante. La figure 6 est un scheéma pour expliquer le principe de fonctionnement du dispositif conditions optratoireE telles que la lame demi-onde réalise ia fonction décrite plus haut, à savoir la suppression de la double image. En se référ, anit à la figure 1, le dispositif se compose d'une source d'affichage d'irnformations i d!un système optique comprenant un projecteur 3 et un mélarngqeur 4 (ce dernier étant lié ou non au parebrise 5), qui donne de l'afficheur i une image virtuelle 6 située dans ie champ de vision du conducteur 7. La source d'affichage 1 e= meontiée, par- exemple-, dans la planche de bord du véhicule. Un polariseur rectiligne ou linéaire 2 est disposé sur le trajet desc rayons lumineu' en aval de la source d'informations i. Le polariseur peut Dtre incorpor-é dans la source d 'affichage. Dans le mode de réalisation de la figure 1, un polariseur recti iqne _ est placé devant l'afficheur 1. Un mélangeur 4 se trouve sur une lame demi-onde 8 qui elle-m8rme est collée ou fixée sur le pare-birse 5. La lame demi-oncde est ajuste pour 1 'angle d 'incidence utilisé- et tient compte du spec tre d'émission, de la source lumineuse. Il est. à noter que la présence du mélangeur 4 n'est pas indispensable, l'interface air - lame demi-onde pouvant creer une réflexion sLuffisante. Dans une version preférentielle, la mélangeur 4 est composé d'un empilement de couches minces dilectriques, permettant une bonne réflexion de l'onde incidente. Le montage optique est réalisé de façon a ce que le rayon incident fasse un angle prcthe de l'anq]e de Brewster avec la surface du melangLeur 4. Le rayon incident es-t polarisé suivant le mode s correspondant à une polar isation perpendi-culaire au plan d'incidence. Une partie de l',nergie lumineuse R"u est reflechie sur le mélangeur 4 et donne naissance à limagie utile. La partie réfractée de la lumière passe par la lame demi-onde 8 (convenablement orientfe par rapport à la polarisation de la lumière) et voit sa polar isation tournée de 90r à la sortie de la lame 8. La condition de Brewster étant s.ensiblement respectée, cette onde convenablement polarisée ne donne pratiquement oas lieu à une réflexion sur la f ace extérieure du pare-brise et l nergie lumineuse Rp correspondant à l image secondaire est ainsi minimilsee. Dans la variante de la figure 3, la fonction mélanqe est rèalise,! soit par un mélangeur 4 depose sur la face interne du pare-brise, soit par l'interfaece pare-brise/air. Dans cette variante, la lame demi-onde 8. es. t inteérée dans le pare-brise 5 entre la feuille interne 52 et la feuille externe 5! dudit pare-brise qui est du type feuilleté. 4939S t 6' La lame 8 peut 'tre placée en "sandwich" entre deux films 11 en PVB (Butyral de polyvinyle) eux-m 'mes en sandwich entre les feuilles 51 et 52. Le principe de fonct ionnement optique de cette variante est identique à celui de la variante de la figure 2. La direction de polarisation est perpendiculaire au plan d ' incidence. Dans la variante de la figuLre 4, la lame demi-onde 8 sur laquel le on a déposé avantageLusement un mnlanqgeur 4 est sépare du pare-brise et fait un anqle non nul avec celui-cia La direction de polarisation est perpendiculaire au plan d'incidence. Dans ce cas, pour éliminer des images parasites correspondant aux réflexions sur les différentC interfaces, la lame 8 et la surface du pare-brise 5 ne sont pas parallèles entre elles. Dans la variante de la figure 5, deux lames demi-ondes 81 et 82 sont intégrêéesE dans le pare-brise, entre la feuille interne.52 et la feui 1 le externe 51 dudit pare-brise. L'élément mélangeur 4 se trouve entre les deux lames 81 et 82 et les- spoare. ici la polarisation est selon le mode P (parallèle atu plan d'incidence) et ne subit pratiquement pas de réflexion, sur la face interne du pare-brise, et ceci parce que la condition de Brew:sler est sensiblement respectee. La quasi-totfal itté de 1 ' onde incidente est doTnc réfractée et passe par la première lame demi-onde 8 qui fait toulner le plan de polarisation de 907. L'onde lumine use suobit une réflexion partielle sur l.e mélangeur 4 qui se trouve entre les deux- lames demi-ondes. Cette réflexion correspond à i ' image ut i le. 49398 1 La partie de l 'onde non réfléchie passe par la deuxième lame demi-onde 82 et voit sa polarisation tournée encore de 900. Cette polarisation est telle que, compte tenu du respect de la condition de Brewster, la réflexion sur la face extérieure du pare-brise est quasiment nulle. Dans chacune des variantes. l 'épaisseur optique de la lame demi-onde 8 est ajustée sur une longueur d'onde correspondant au maximum d'émission de la source d'affichace i et pour l'angle d'incidence du rayon lumineu. La lame demi-onde 8 est positionnée de façon que la direction de poclarisation fasse un angle de 45i par rapport aux lignes neutres de cette l ame. Le mélangeur est f- ormié d'iune ou plusieurs couches m i nces. Il est bien entendu que l'on peut, sn-.S sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des poerfectionnements de détail et de m'me envisager l 'emoploi de moyens équive.al ents. - i - REVENDI CAT IONS 1 3> Dispositif de visualisation t'ete haute notamment pour un vèhicule automobile destiné à visualiser des informations d'aide à la conduite dans le champ de vision du conductcur, const-ituL d'une source d' affichage d d'informations (1I) du type lectro-optique envoyant au t:ravers d'un polariseur (R), un faisceau lumineux vers un ièment meiangeur, caractOrise par le fait qcu'il comporte au moins une lame demi- onde (8) associee au pare--bp-ie (5) et au polariseur et positionnée convenablement par rapport a la direction de polaris.ation du faisceau lumineu)x incident qui arrive sous5 un angle proche de l'angle de Brewster sur le pare-brise. )3 Dispositif selon la revendication t, caracteriîse pa-r le fait que la lame demi-onde est collee ou fixee sur la face interne du pare-brîise, et que la direction de polarisation est perpendiculaire au plan d' incidence. ) Dispositif se!on la revenc]icat ion!, caractr isé par- le fait que la lame demi-onde (8) est intt:.ree dans le pare-brise (5) et la direction de polarisation est perpendiculaire au plan d'incidence. 4.0) Disposit if selon la revendication F caractérisé. par le fait qu:il cornpor'te deux lames demi--ondes (8, 82) sa5pa.eCs par un élément mélangeur, I 1'ensemb.e éttant. intéeré dans le pare-brise- et la direc. tion de polarisation parallele au plan d'inciden.ce. 49398! 167 - b; - ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisÉ par le fait que la lame demi-onde sur laquelle est déposé l'elément mélangeur 4) est séparée du pare-brise et fait un angle non nul avec celui-ci, la direction de polarisationr étant perpendiculaire au plan d'incidence. ) Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications précèdentes, caractérisê par le fait q-e la lame demi-onde (8) est positionnee de faGon à ce que la direction de polarisation fasse un angle de 45o par rapport aux liones neutres de cette lame. 7G) Dispositif selon 1 'lune quelconque des revendications préc-denrites-, caractérisé par le fait que le mélangeur est formé dlune ou plusieurs couches minces. BS) Dispositif selon l'une quelconque des --revendications précedentes, caractérisé par le fait que l 'épaisseur optique de la lame eimi-onde (8) est ajustée sur une longueur d'onde correspondant au maximum dmission de la soutrce d'affichace (1) et pour liangie d'incidence du rayon lumineux. 9) Dispositif. se.Lon 1 ilune quelconque des revendications précédentes, caract-risée par le fait que le polariseur (2R) est incorporé dans la source d'affichagie (i). 49398 1 6