Brevet FR3036504A1 — publié le 20161125

Dispositif d'affichage tête haute La présente invention concerne de manière générale un dispositif d'affichage tête haute destiné à être monté sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs d'affichage tête haute conventionnels qui comprennent une unité de génération d'image, elle-même constituée d'un dispositif de génération d'image et d'un module de réception d'informations du véhicule, un ou plusieurs miroirs, plans ou asphériques, repliant le chemin optique et un système d'ajustement de la hauteur de l'image en fonction de la position des yeux du conducteur . L'image virtuelle ainsi projetée a généralement une taille de 6° de largeur et 3° de hauteur (à deux mètres des yeux du conducteur). Cependant, cette taille n'est pas suffisante pour pouvoir proposer au conducteur une prestation de réalité augmentée. En effet, la réalité augmentée dans le domaine automobile implique au minimum de pouvoir « augmenter virtuellement » des objets présents dans la scène routière. Cela implique de pouvoir inscrire, de préférence avec une réflexion sur le parebrise, des informations virtuelles sur au moins une largeur de voie de circulation. La taille d'image virtuelle à projeter est donc une image grand champ de l'ordre de 10° ou plus en largeur et 5° en hauteur, à plus de 5 mètres en avait des yeux du conducteur. En conséquence, le volume physique occupé par le système devient très grand pour une application automobile ce qui est un frein à l'application de la réalité augmentée à l'automobile. Par exemple, le document EP1291701, décrit un dispositif conventionnel destiné à la projection d'une image virtuelle de petite taille sur le parebrise d'une automobile. Sa structure convient pour une application de type vision tête haute (VTH) sur parebrise avec une image de petite taille localisée devant le capot d'une automobile. Cependant avec ce type d'architecture, il n'est pas possible produire d'une image grand champ. En 3036504 2 effet, le volume occupé devient alors tellement grand qu'il rend impossible de réaliser une image grand champ, pour une application de réalité augmentée. Un but de la présente invention est donc de répondre aux inconvénients du document de l'art antérieur mentionné ci-dessus et en 5 particulier, tout d'abord, de fournir un dispositif d'affichage de vision tête haute capable de fournir une image grand champ permettant une application de réalité augmentée et capable d'être monté dans un véhicule. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif d'affichage tête haute de véhicule comprenant une unité de génération 10 d'image agencée de sorte à émettre une image sur un réflecteur. Afin de replier le chemin optique, un premier et un second miroir sont placé entre la source d'image et le réflecteur. Le premier miroir étant agencé pour recevoir l'image émise et la réfléchir sur le second miroir et le second miroir étant agencé pour recevoir l'image réfléchie par le premier miroir et la réfléchir sur 15 l'écran, caractérisé en ce que les deux miroirs sont agencés en forme de V et sont situés par rapport à l'unité de génération d'image de sorte à créer un croisement du chemin optique. Ainsi, le chemin optique traverse deux fois le même volume d'air et permet une réduction du volume du dispositif. Avantageusement, le croisement du chemin optique est un croisement 20 d'un rayon entre l'unité de génération d'image et le premier miroir avec un rayon entre le second miroir et le réflecteur. De cette manière, le croisement des rayons généralement les plus longs permet une réduction de volume supplémentaire. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que l'unité 25 de génération d'image est située entre les miroirs agencés en V et un utilisateur du véhicule. Ainsi, le dispositif peut être logé plus en avant du véhicule pour gagner encore de l'espace. De manière avantageuse, selon un axe vertical, de bas en haut, sont agencés, dans l'ordre, le second miroir, le premier miroir et l'écran. Ainsi, la 30 structure est simple. 3036504 3 Avantageusement, les miroirs sont des miroirs asphériques. Ainsi, l'agrandissement est meilleur. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce qu'une surface optique du premier miroir est sensiblement parallèle au réflecteur 5 dans une plage de plus ou moins 20 degrés. De cette manière, le premier miroir prend moins de place. De manière avantageuse, une surface optique du second miroir est sensiblement parallèle à une surface supérieure d'une planche de bord dans une plage de plus ou moins 20 degrés. Ainsi, le second miroir prend moins 10 de place. Avantageusement, le dispositif d'affichage tête haute est agencé pour être disposé dans une planche de bord du véhicule. De cette manière, le confort de l'utilisateur est amélioré. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le 15 réflecteur soit le pare-brise du véhicule. Ainsi, l'image peut avoir un rendu de réalité augmenté amélioré. Un second aspect de l'invention est un véhicule comprenant un dispositif d'affichage tête haute selon le premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessins annexé, dans lequel : - la figure 1 représente une vue schématique du dispositif d'affichage tête haute de la présente invention. 25 La figure 1 représente un dispositif d'affichage tête haute 1 de véhicule selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le dispositif d'affichage tête haute 1 comprend une unité de génération d'image 2 agencée pour émettre une image sur un réflecteur 5, de préférence le parebrise du véhicule, selon un chemin optique 6. 3036504 4 Il comprend également un premier et un second miroir 3, 4, de préférence asphériques, agencés en forme de V et situés par rapport à l'unité de génération d'image 2 de sorte à créer un croisement du chemin optique 6. 5 Le premier miroir 3 est agencé pour recevoir l'image émise selon un premier rayon par l'unité de génération d'image et la réfléchir sur le second miroir 4 et le second miroir 4 est agencé pour recevoir l'image réfléchie par le premier miroir 3 et la réfléchir selon un second rayon sur l'écran 5 de sorte que le croisement du chemin optique 6 est un croisement du premier rayon 10 entre l'unité de génération d'image 2 et le premier miroir 3 avec le second rayon entre le second miroir 4 et l'écran 5. Comme on peut le voir sur la figure 1, d'un point de vue structurel, le dispositif est agencé de sorte que l'unité de génération d'image 2 est située entre les miroirs 3, 4 agencés en V et un utilisateur du véhicule (représenté 15 par l'oeil sur la figure), et de sorte que selon un axe vertical, de bas en haut, sont agencés, dans l'ordre, le second miroir 4, le premier miroir 3 et l'écran 5. Par ailleurs, il est à noter que, de préférence, la surface optique du miroir secondaire est incluse dans le volume formé par une surface limite supérieure et une surface limite inférieure. En effet, par définition, la surface 20 pare-brise est considérée par extension de sa géométrie visible par continuité sans modification des courbures locale. La surface limite supérieure est définie comme étant égale au pare-brise décalée vers le haut de 50 mm selon la normale au pare-brise au point A. La surface limite inférieure est définie comme étant égale au pare-brise décalée vers le bas 25 de 80 mm selon la normale au pare-brise au point A. Le point A est défini comme l'intersection des trois surfaces suivantes : la planche de bord / le parebrise / le plan médian conducteur. Bien que cela ne soit pas directement visible de la figure 1, le dispositif est agencé pour être disposé dans une planche de bord du véhicule, et la 30 surface optique du premier miroir 3 est sensiblement parallèle au pare-brise 5 dans une plage de plus ou moins 20 degrés et la surface optique du 3036504 5 second miroir 4 est sensiblement parallèle à une surface supérieure de la planche de bord dans une plage de plus ou moins 20 degrés. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents 5 modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence aux matériaux utilisés, à l'agencement exact dans le véhicule ou aux différents mécanismes de déplacement. REVENDICATIONS1. Dispositif d'affichage tête haute (1) de véhicule comprenant une unité de génération d'image (2) agencée pour émettre une image sur un écran (5) selon un chemin optique (6), un premier et un second miroirs (3, 4), 5 le premier miroir (3) étant agencé pour recevoir l'image émise et la réfléchir sur le second miroir (4) et le second miroir étant agencé pour recevoir l'image réfléchie par le premier miroir et la réfléchir sur le réflecteur, caractérisé en ce que les deux miroirs sont agencés en forme de V et sont situés par rapport à l'unité de génération d'image de sorte à créer un 10 croisement du chemin optique. 2. Dispositif d'affichage tête haute selon la revendication 1, caractérisé en ce que le croisement du chemin optique (6) est un croisement d'un rayon entre l'unité de génération d'image (2) et le premier miroir (3) avec un rayon entre le second miroir (4) et l'écran (5). 15 3. Dispositif d'affichage tête haute selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité de génération d'image (2) est située entre les miroirs (3, 4) agencés en V et un utilisateur du véhicule. 4. Dispositif d'affichage tête haute selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que selon un axe vertical, de bas en 20 haut, sont agencés, dans l'ordre, le second miroir (4), le premier miroir (3) et l'écran (5). 5. Dispositif d'affichage tête haute selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les miroirs (3, 4) sont des miroirs asphériques. 25 6. Dispositif d'affichage tête haute selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une surface optique du premier miroir (3) est sensiblement parallèle au réflecteur (5) dans une plage de plus ou moins 20 degrés. 3036504 7 7. Dispositif d'affichage tête haute selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une surface optique du second miroir (4) est sensiblement parallèle à une surface supérieure d'une planche de bord dans une plage de plus ou moins 20 degrés. 8. Dispositif d'affichage tête haute selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être disposé dans une planche de bord du véhicule. 9. Dispositif d'affichage tête haute selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réflecteur (5) est le 10 pare-brise du véhicule. 10. Véhicule automobile comportant au moins un dispositif d'affichage tête haute selon l'une des revendications 1 à 9. 15