Brevet FR3000570A1 — publié le 20140704

AFFICHEUR POUR AFFICHER DANS LE CHAMP DE VISION D'UN CONDUCTEUR DE VEHICULE UNE IMAGE VIRTUELLE ET DISPOSITIF DE GENERATION D'IMAGES POUR LEDIT AFFICHEUR L'invention concerne un dispositif afficheur pour afficher dans le champ de vision d'un conducteur de véhicule une image virtuelle et un dispositif de génération d'images pour ledit afficheur. On connaît des dispositifs d'émission d'un faisceau lumineux destiné à 10 former une image, pour des applications dans des véhicules automobiles pour informer les utilisateurs du véhicule, en particulier son conducteur. Il est connu en particulier d'équiper des véhicules avec un afficheur, dit afficheur tête haute. Un tel dispositif affiche dans le champ de vision du 15 conducteur automobile regardant en direction du pare-brise du véhicule une image virtuelle comprenant une information relative à l'état du véhicule, du trafic ou autre. Ce dispositif d'affichage comprend généralement un dispositif de génération 20 d'images, des composants optiques spécifiques à l'architecture du dispositif et une électronique de gestion du dispositif connectée au véhicule équipé. Un tel dispositif fournit des informations d'ordre général au conducteur., par exemple la vitesse du véhicule, la température extérieure, la direction du déplacement, le régime moteur, etc. 25 L'invention a pour but d'améliorer un tel afficheur et propose en ce sens un afficheur pour afficher dans le champ de vision d'un conducteur, de véhicule une image virtuelle, ledit dispositif comprenant : - un dispositif de génération d'images, et 30 - au moins une source de lumière, ledit afficheur étant configuré pour produire avec ledit dispositif de génération d'images et/ou ladite source de lumière une image, comprenant une ou des informations, notamment produites par ledit dispositif de génération d'images, et/ou une coloration, notamment produite par ladite source de lumière. Ladite coloration est en particulier destinée à attirer l'attention du conducteur. Ainsi, l'afficheur selon l'invention permet, en un seul regard, soit de capter une alerte, résultant de la coloration effectuée au niveau de l'image, soit de disposer d'une ou plusieurs informations, soit de mettre en évidence à la fois une alerte et une ou des informations. Lesdites informations permettent, notamment, d'apprécier la nature du danger. Ladite source de lumière pourra en particulier être activée lorsqu'une telle information est affichée au niveau de ladite image par ledit dispositif de génération d'images. Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément : - ledit afficheur comprend une unité de commande pour produire ladite image, - ladite source de lumière est apte à être activée par ladite unité de 20 commande, - ledit afficheur est configuré pour produire avec ladite source de lumière un fond coloré de ladite image, - ladite source de lumière est une diode électroluminescente, - ladite source de lumière est colorée, par exemple rouge, pour matérialiser 25 la nature d'un danger, - ladite source de lumière comporte plusieurs couleurs, par exemple orange et rouge, qui peuvent être appelées chacune en fonction de la nature du danger à signaler, - lesdites couleurs sont émises par plusieurs sources de lumière, seule ou 30 en combinaison, - ladite unité de commande est configurée pour varier l'intensité de ladite couleur en fonction de l'imminence du danger, par exemple d'un rouge pale à une distance du véhicule relativement éloignée du danger à un rouge vif à une distance du véhicule relativement proche du danger, - ladite source de lumière est agencée en sorte d'émettre un faisceau lumineux dans un chemin ou trajet optique du rayon lumineux de projection de ladite image, notamment en amont et/ou en aval d'un diffuseur où se forme l'image, - ledit afficheur est pourvu de composants optiques définissant tout ou partie dudit chemin ou trajet optique, - ladite source de lumière est positionnée relativement à l'un des 10 composants optiques de manière à ce que son faisceau lumineux soit transmis par ledit composant optique dans ledit chemin ou trajet optique, - ledit dispositif de génération d'images comprend un boîtier, le boîtier projetant ladite image par l'un desdits composants optiques situé au niveau d'une face du boîtier, 15 - ladite source de lumière est disposée à proximité dudit composant optique situé au niveau d'une face du boîtier, - ledit composant optique situé au niveau d'une face du boîtier est ledit diffuseur d'images, - un desdits composants optiques définissant tout ou partie dudit chemin ou 20 trajet optique est défini par un miroir réfléchissant l'image émise par le dispositif de génération d'images, - ladite source de lumière est positionnée entre le boîtier et ledit miroir, - ledit dispositif de génération d'images comprend une ou des diodes laser. 25 Selon un aspect de l'invention, le dispositif de génération d'images pourra comprendre un moyen de génération d'images comportant une source lumineuse monochrome, par exemple une diode laser unique, pour former une image monochrome, en dégradée de couleur. Ladite source de lumière présente alors avantageusement une couleur différente de celle de ladite source lumineuse 30 monochrome. Ainsi ledit fond d'image coloré ressort clairement de ladite image dégradée par un simple effet de changement de couleur de l'image et il n'est pas utile de munir le moyen de génération d'images d'un ensemble de trois sources lumineuses colorées différentes, rouge, jaune, bleue, pour composer l'image de l'afficheur, comme utilisé conventionnellement. L'invention concerne également un dispositif de génération d'images pour un afficheur tel que décrit plus haut, ledit dispositif comprenant ladite source de lumière. Ces caractéristiques et avantages de l'invention et d'autres apparaitront 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 dispositif afficheur d'images conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue d'un exemple d'une image virtuelle produite par le dispositif afficheur de la figure 1, telle qu'elle est vue par le conducteur du véhicule lors de l'affichage d'une information de sécurité. 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 5 dans le champ de vision 3 (figure 2) d'un conducteur 4 de véhicule observant une trajectoire de déplacement du véhicule automobile à travers le pare-brise. L'afficheur 1 comprend un dispositif de génération d'images 7. Ledit dispositif comprend, par exemple, un projecteur à balayage 29 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 dichroïques 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 29 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 25 dudit dispositif. Ladite image se forme alors sur ledit diffuseur 25. 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 25 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 25 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 25. 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 25. 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 du dispositif de génération d'images 7, selon le sens de déplacement du faisceau lumineux, ledit afficheur comprend ici au moins une lame semi-réfléchissante 15 et, optionnellement, un dispositif de réflexion 21 interposé sur le trajet de l'image entre l'écran diffuseur 25 et la lame semiréfléchissante 15. Sur cette figure, le trajet de rayons 20 formants l'image est symbolisé par des flèches qui se réfléchissent sur des miroirs 21a, 21b du dispositif de réflexion 21 avant de s'afficher à travers la lame semi-réfléchissante 15. Cette dernière permet un grossissement et/ou, par transparence, un affichage de l'image 5 au-delà de ladite lame semi-réfléchissante, notamment au-delà du pare-brise du véhicule équipé, au niveau d'un écran virtuel, obtenu à l'aide de ladite lame semi-réfléchissante 15. Cette lame transparente présente un pouvoir de réflexion au moins égal à 20%, ce qui permet à l'utilisateur de voir au travers de la lame la route empruntée par le véhicule, tout en bénéficiant d'un contraste élevé permettant de voir l'image affichée. De manière alternative, l'affichage de l'image peut ,être réalisé par l'intermédiaire du pare-brise du véhicule équipé dudit afficheur. Cela étant, selon l'invention, l'afficheur 1 comprend au moins une source de lumière 9, apte à être activée, notamment, lorsque par exemple des conditions de danger comme la présence d'un obstacle, d'un piéton, une situation de freinage, une condition de vitesse réduite etc, sont détectées. Ladite source lumineuse 9 émet ici un faisceau lumineux 17. L'afficheur 1 est en outre configuré pour produire avec ladite source de lumière 9, au niveau de ladite image 5, un éclairage attirant l'attention du conducteur sur lesdites conditions de danger pour ainsi mettre en évidence auprès du conducteur du véhicule l'occurrence d'un danger et/ou des informations permettant, notamment, d'apprécier la nature du danger. Ledit dispositif de génération d'images 7 pourra comprendre une unité de commande 11 pour produire ladite image 5, cette unité étant reliée au véhicule pour recevoir par exemple des informations de divers capteurs de sécurité l'équipant, tel que radar de détection d'obstacle, dispositif avertisseur de franchissement de ligne continue, dispositif de localisation du véhicule etc. Ladite source de lumière 9 est ici reliée à ladite unité de commande 11 et elle est rendue apte à être activée par celle ci lorsqu'une information de danger est détectée. Ladite unité de commande 11 pourra comprendre lesdits moyens de pilotage de l'alimentation en courant du projecteur à balayage 29. Ledit afficheur 1 est avantageusement configuré pour produire avec ladite source de lumière 9 un fond coloré 13 de ladite image, tel que représenté en pointillés sur la figure 2. Ladite image 5 est ici une indication selon laquelle la vitesse du véhicule est de 70 km/h et le fond est éclairé par ladite source lumineuse 9 car la vitesse limite dans la portion suivie par le véhicule est de 50 km/h. L'information sur la vitesse limite pourra provenir des informations combinées du dispositif de localisation du véhicule et d'une cartographie, l'ensemble résultant en différentes données traitées par ladite unité de commande 11 pour entraîner l'activation de ladite source lumineuse. Ladite source de lumière 9 est dans l'exemple une diode électroluminescente, laquelle est avantageusement colorée, par exemple rouge, pour matérialiser la nature du danger. Elle permet ainsi d'afficher l'information par ledit fond coloré 13, sensé prévenir le conducteur d'un danger. Ladite source de lumière 9 peut comporter plusieurs couleurs, par exemple orange et rouge qui peuvent être appelées chacune sur l'image en fonction de la nature du danger à signaler. La couleur rouge signifie un danger important, par exemple un piéton sur la chaussée alors que la couleur orange indique un danger de faible prégnance, par exemple une chaussée glissante. Lesdites couleurs peuvent encore être émises par plusieurs sources de lumière montées sur l'afficheur, seule ou en combinaison. Ainsi, deux fonds colorés différents correspondants à deux informations de danger différentes peuvent être réalisés en alternance et dans des durées différentes. Ladite unité de commande 11 peut en outre être configurée pour varier l'intensité de la ou desdites couleurs en fonction de l'imminence du danger, par exemple d'un rouge pale à une distance du véhicule relativement éloignée du danger à un rouge vif à une distance du véhicule relativement proche du danger. Ladite source de lumière 9 est avantageusement agencée en sorte d'émettre le faisceau lumineux 17 dans un chemin ou trajet optique 19 du rayon lumineux 20 de projection de ladite image 5. Ledit afficheur 1 est avantageusement pourvu de composants optiques, tels les miroirs réfléchissants 21a, 21b, pour afficher ladite image 5 dans le champ de vision 3 du conducteur 4, lesdits composants optiques définissant ledit chemin ou trajet optique 19. Ladite source de lumière 9 est avantageusement positionnée relativement à l'un des composants optiques, par exemple le premier miroir de réflexion 21a du rayon lumineux émis par le dispositif de génération d'images 7, de manière à ce que son rayon lumineux 17 soit transmis par ledit composant optique 21a dans ledit chemin ou trajet optique 19 du rayon lumineux 20 de formation de l'image. Le dispositif de génération d'images 7 comprend ici un boîtier 23, le boîtier 23 comprenant un composant optique, par exemple le diffuseur d'images 25, solidaire du boîtier 23, duquel est émis le rayon lumineux 20 de transmission de l'image. Ladite source de lumière 9 est disposée à proximité dudit composant optique 25, en particulier à l'extérieur dudit boîtier 23. Ladite source de lumière 5 est, par exemple, montée solidaire dudit boîtier 23. En variante, la source de lumière 9, telle qu'illustrée par un trait interrompu, peut encore être positionnée, par exemple, sur une platine 27 solidaire du boîtier 23 du dispositif de génération d'images 7, entre le boîtier 23 et ledit miroir 21a. En variante, la source de lumière 9, peut encore être positionnée, par exemple, sur une platine solidaire d'une enveloppe (non représentée) de l'afficheur 1. Cette enveloppe constitue le boîtier général de l'afficheur 1 et peut comprendre de manière non limitative et à titre d'exemple le dispositif générateur d'image 7 et les différents dispositifs optiques tels que les miroirs et la lame semiréfléchissante 15. Dans ce cas, la source de lumière 9 pourra être disposée entre le boîtier 23 et le miroir 21a ou à tout autre endroit à la condition d'être agencé de sorte que la lumière issue de la source 9 intercepte au moins l'élément optique 15 semi réfléchissant pour produire une coloration 13 au niveau de l'image virtuelle 5. En variante, la source de lumière 9, peut être positionnée dans le projecteur à balayage 29, donc à l'intérieur dudit boîtier 23, de sorte que la lumière produite par la source de lumière 9 appartienne au faisceau de balayage 10 qui vient frapper l'écran diffuseur 25. Le faisceau de balayage 10 peut ainsi comprendre soit le faisceau laser seul, soit la lumière issue de la source lumineuse 9 seule, soit les deux ensembles. On notera encore que le dispositif de génération d'images 7 peut comprendre un projecteur à balayage laser 29 comportant lui-même une seule source lumineuse monochrome 30, par exemple une seule diode laser monochrome, pour former une image monochrome, par dégradée de couleur, selon une couleur différente de celle de ladite source de lumière 9. L'afficheur combinera alors, en cas de danger, l'image dégradée avec ledit fond coloré pour produire l'image complète. La technique utilisée sera ainsi plus simple avec seulement une diode d'émission du faisceau formant l'image et de même pour l'unité de commande produisant l'image. En variante le dispositif de formation d'image pourra être un écran du type TFT ou autres. Ladite source de lumière pourra alors être situé sur un bord dudit 10 écran. L'invention apporte ainsi un afficheur pour véhicule qui permet d'accroître l'attention et la maîtrise du conducteur d'un véhicule face à un danger. REVENDICATIONS1. Afficheur (1) pour afficher dans le champ de vision (3) d'un conducteur (4) de véhicule une image virtuelle (5), ledit dispositif (1) comprenant : - un dispositif de génération d'images (7), et - au moins une source de lumière (9), ledit afficheur (1) étant configuré pour produire avec ledit dispositif de génération d'images (7) et/ou ladite source de lumière (9) une image (5), comprenant une ou des informations et/ou une coloration (13). 2. Afficheur (1) selon la revendication 1, comprenant une unité de commande (11) pour produire ladite image (5) et dans lequel ladite source de lumière (9) est apte à être activée par ladite unité de commande (11). 3. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, configuré pour produire avec ladite source de lumière (9) un fond coloré de ladite image. 4. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite source de lumière (9) est une diode électroluminescente. 5. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite source de lumière (9) est colorée pour matérialiser la nature d'un danger. 6. Afficheur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite source de lumière comporte plusieurs couleurs qui peuvent être appelées chacune en fonction de la nature du danger à signaler. 7. Afficheur (1) selon la revendication précédente, dans lequel lesdites couleurs sont émises par plusieurs sources de lumière (9), seule ou en combinaison. 8. Afficheur (1) selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel ladite unité de commande (11) est configurée pour varier l'intensité de ladite couleur en fonction de l'imminence du danger. 9. Afficheur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite source de lumière (9) est agencée en sorte d'émettre un faisceau lumineux (17) dans un chemin ou trajet optique (19) du rayon lumineux (20) de projection de ladite image (5). 10. Afficheur (1) selon la revendication 9, étant pourvu de composants optiques (21) définissant tout ou partie dudit chemin ou trajet optique (19). 11. Afficheur (1) selon la revendication 10, dans lequel ladite source de lumière (9) est positionnée relativement à l'un des composants optiques (21) de manière à ce que son faisceau lumineux (17) soit transmis par ledit composant optique (21) dans ledit chemin ou trajet optique (19). 12. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel ledit dispositif de génération d'images (7) comprend un boîtier (23), le boîtier (23) projetant ladite image par l'un desdits composants optiques situé au niveau d'une face du boîtier, ladite source de lumière (9) étant disposée à proximité dudit composant optique. 13. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de génération d'images comprend une ou des diodes laser. 14. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif de génération d'images (7) comporte une source lumineuse monochrome (30) pour former une image monochrome (5), laditesource de lumière (9) présentant une couleur différente de celle de ladite source lumineuse monochrome (30). 15. Dispositif de génération d'images (7) pour un afficheur selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit dispositif comprenant ladite source de lumière (9).