Brevet FR3049720A1 — publié le 20171006

Afficheur tête-haute DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne les systèmes d'affichage tête-haute utilisés par exemple dans les véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un afficheur tête-haute. L'invention s'applique particulièrement avantageusement dans le cas où le faisceau généré par une unité de projection d'image est susceptible de présenter un défaut de colorimétrie. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE On connaît un afficheur tête-haute comprenant une unité de projection d'un faisceau lumineux à destination d'un combineur, et un boîtier renfermant en partie au moins l'unité de projection et présentant une fenêtre fermée par une paroi au moins en partie transparente conçue pour être traversée par le faisceau lumineux projeté par l'unité de projection. OBJET DE L'INVENTION Dans ce contexte, la présente invention propose un tel afficheur tête- haute, caractérisé en ce que la paroi présente un facteur de transmission de la lumière variable en fonction de la longueur d'onde. Cette variation du facteur de transmission permet de corriger des défauts 20 de colorimétrie dans le faisceau lumineux. Selon d'autres caractéristiques optionnelles (et donc non limitatives) : - la paroi présente un premier facteur de transmission pour une première longueur d'onde du spectre de lumière visible et un second facteur de transmission pour une seconde longueur d'onde du spectre de lumière visible, le 25 premier facteur de transmission étant inférieur à la moitié du second facteur de transmission ; - la paroi comprend un filtre coupe-bande provoquant une atténuation sur un intervalle de longueurs d'onde ; - ledit intervalle est inclus dans la plage de longueurs d'ondes comprises 30 entre 550 nm et 600 nm ; - l'intervalle de fréquences s'étend entre 565 nm et 580 nm ; - la paroi comprend un filtre interférentiel et/ou une feuille colorée ; - l'unité de projection comprend un écran rétroéclairé par au moins une source de lumière ; 2 3049720 - l'écran est un écran à cristaux liquides, par exemple réalisé à base de transistors en couche mince ; - la source de lumière émet de la lumière sur tout le spectre de lumière visible ; 5 - la source de lumière est une diode électroluminescente ; - l'unité de projection comprend élément optique de renvoi conçu pour renvoyer le faisceau lumineux en direction du combineur. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à 10 titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente un afficheur tête-haute conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une courbe représentant le facteur de transmission de la 15 lumière en fonction de la longueur d'onde de la lumière transmise pour une paroi prévue dans l'afficheur tête-haute de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un afficheur tête-haute 10 pour véhicule (ici pour véhicule automobile). L'afficheur tête-haute 10 comprend un combineur 40 et une unité de 20 projection 20 d'un faisceau lumineux en direction du combineur 40 (au moins lorsque le combineur 40 est en position de fonctionnement comme expliqué ci-après). L'unité de projection 20 est montée dans un boîtier 30 et comprend un dispositif de formation d'image 22 et un élément optique de renvoi 24 (par 25 exemple un miroir de renvoi). L'élément optique de renvoi 24 est disposé de manière à renvoyer le faisceau émis par le dispositif de formation d'image 22 en direction du combineur 40. Le dispositif de formation d'image 22 comprend un écran 26 rétroéclairé par au moins une source de lumière 28 (montée par exemple sur un circuit 30 imprimé 29 reçu fixement dans le boîtier 30). L'écran 26 est ici un écran à cristaux liquides, utilisant par exemple une technologie à base de transistors en couches minces (ou TFT pour "Thin-Film Transistor"). Le dispositif de formation d'image 22 comprend ici une pluralité de 3049720 3 sources de lumière 28. On utilise par exemple comme source de lumière 28 une diode électroluminescente, ici de couleur blanche, c'est-à-dire émettant sur tout le spectre de lumière visible. Le dispositif de formation d'image 22 peut en outre comprendre un 5 réflecteur 27 conçu pour renvoyer vers l'écran 26 une partie au moins du flux lumineux que ce réflecteur 27 reçoit de la ou des source(s) de lumière 28. Dans l'exemple décrit ici, le combineur 40 est monté sur un support 50 mobile dans le boîtier 30 entre au moins deux positions : - une position de fonctionnement, dans laquelle le combineur 40 est à 10 l'extérieur du boîtier 30 et reçoit comme déjà indiqué le faisceau lumineux projeté par l'unité de projection 20 (c'est-à-dire ici renvoyé par l'élément optique de renvoi 24) ; - une position escamotée (représentée en pointillés), dans laquelle le combineur 40 est à l'intérieur du boîtier 30 (le dispositif de formation d'image 22 15 étant alors désactivé de sorte que l'unité de projection 20 n'émet aucun faisceau lumineux). Le combineur 40 est une lame semi-transparente. Ainsi, lorsque le support 50 est dans sa position de fonctionnement, le combineur 40 réfléchit en direction des yeux du conducteur une partie du faisceau lumineux projeté par l'unité de projection 20, de manière à former une image virtuelle (correspondant à l'image générée par le dispositif de formation d'image 22) dans le champ de vision du conducteur. En variante, le combineur 40 pourrait être fixe et/ou inclinable de manière à s'adapter à la position de l'utilisateur. Selon une autre variante encore, le combineur pourrait être réalisé par le pare-brise du véhicule. Le boîtier 30 présente une ouverture 32 destinée au passage du combineur 40 lors du mouvement du support 50 entre sa position escamotée et sa position de fonctionnement. L'ouverture 32 est ici formée dans une cloison 34 essentiellement horizontale qui ferme la partie supérieure du boîtier 30. Le boîtier 30 comprend également une fenêtre (formée ici dans la cloison 34) fermée par une paroi 36 au moins en partie transparente pour permettre le passage du faisceau lumineux projeté en direction du combineur 40, ici entre l'élément optique de renvoi 24 et le combineur 40 (lorsque le support 50 est en position de fonctionnement). 3049720 4 La paroi 36 permet de protéger les éléments intérieurs au boîtier 30 (notamment le dispositif de formation d'image 22, le miroir de renvoi 24, ainsi qu'éventuellement le mécanisme d'entraînement du support 15) de diverses agressions extérieures (poussière, chute d'objet depuis l'habitacle du véhicule, 5 etc.). Dans certaines variantes envisageables, la paroi transparente 36 pourrait toutefois être située entre le dispositif de formation d'image 22 et le miroir de renvoi 24. La paroi 36 est conçue pour laisser passer la lumière sur une partie du 10 spectre de lumière visible (en pratique sur une majeure partie de ce spectre) et pour atténuer la lumière transmise sur une autre partie du spectre de lumière visible. Autrement dit, la paroi présente un facteur de transmission de la lumière variable en fonction de la longueur d'onde. Pour obtenir une telle propriété, la paroi 36 comprend par exemple, dans 15 une partie au moins de son épaisseur, une feuille colorée (en anglais : "colour foi!') formant un filtre de couleur. En variante, la propriété susmentionnée pourrait être obtenue par dépôt d'un filtre interférentiel sur une surface de la paroi 36 (par exemple sur la surface inférieure de la paroi 36, c'est-à-dire sur la surface tournée vers l'intérieur du boîtier 30). 20 L'utilisation d'un facteur de transmission variable selon la longueur d'onde permet de corriger des défauts de colorimétrie présents dans le faisceau généré par l'unité de projection 20, notamment au niveau du dispositif de formation d'image 22. Par exemple, lors de l'utilisation d'un écran 26 à cristaux liquides de type 25 TFT comme indiqué ci-dessus avec certains types de sources de lumière (notamment avec certaines diodes électroluminescentes blanches comme indiqué ci-dessus), le faisceau projeté et, par conséquent, l'image virtuelle vue par l'utilisateur prendraient une teinte jaunâtre et la balance des blancs souhaitée ne serait pas respectée en l'absence de la correction mentionnée ci-dessus. 30 Ce jaunissement peut par exemple être dû à l'exposition des pièces transparentes à la chaleur ou au rayonnement UV. Une autre raison peut être que l'écran de type TFT provoque un déplacement colorimétrique du blanc fourni par la diode électroluminescente blanche, et selon les références de diode électroluminescente disponibles, il n'est pas forcément possible de retrouver le 5 3049720 blanc souhaité. On a représenté en figure 2 le facteur de transmission (ou transmittance) de la paroi 36 en fonction de la longueur d'onde de la lumière transmise pour le spectre de la lumière visible (s'étendant environ de 400 nm à 700 nm). 5 Comme bien visible sur cette figure, la paroi 36 comprend un filtre coupe- bande (ou filtre éliminateur de bande) qui atténue la lumière transmise sur un intervalle donné de longueurs d'onde. La paroi 36 présente par exemple un premier facteur de transmission T1 pour une première longueur d'onde À1 donnée (comprise dans l'intervalle 10 susmentionné et ici égale à 570 nm) inférieur à la moitié d'un second facteur de transmission T2 de cette paroi 36 pour une seconde longueur d'onde À2 (située en dehors de l'intervalle susmentionné et prise ici égale à 500 nm). Cet intervalle s'étend ici entre 565 nm et 580 nm afin d'atténuer la transmission de la lumière jaune et de compenser ainsi l'aspect jaunâtre du 15 faisceau généré par le dispositif de formation d'image 22 (comme expliqué ci-dessus) de manière à rétablir une balance des blancs proche de la balance des blancs souhaitée. De manière générale, on prévoit par exemple que le filtre coupe-bande soit défini par une longueur d'onde de coupure inférieure et une longueur d'onde 20 de coupure supérieure, la longueur d'onde de coupure inférieure étant par exemple supérieure à 550 nm et la longueur d'onde de coupure supérieure étant par exemple inférieure à 600 nm. On remarque que la paroi 36 peut en outre comporter une lame à retard de phase afin de modifier la polarisation du faisceau lumineux qui la traverse, 25 dans le but par exemple d'améliorer le rendu de l'image virtuelle pour un utilisateur équipé de lunettes polarisantes. 6 REVENDICATIONS1. Afficheur tête-haute (10) comprenant : - une unité de projection (20) d'un faisceau lumineux à destination d'un 5 combineur (40), - un boîtier (30) renfermant en partie au moins l'unité de projection (20) et présentant une fenêtre fermée par une paroi (36) au moins en partie transparente conçue pour être traversée par le faisceau lumineux projeté par l'unité de projection (20), 10 caractérisé en ce que la paroi (36) présente un facteur de transmission de la lumière variable en fonction de la longueur d'onde. 2. Afficheur tête-haute selon la revendication 1, dans lequel la paroi (36) présente un premier facteur de transmission (Tl) pour une première longueur 15 d'onde (À1) du spectre de lumière visible et un second facteur de transmission (T2) pour une seconde longueur d'onde (À2) du spectre de lumière visible, le premier facteur de transmission (Tl) étant inférieur à la moitié du second facteur de transmission (T2). 20 3. Afficheur tête-haute selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la paroi (36) comprend un filtre coupe-bande provoquant une atténuation sur un intervalle de longueurs d'onde, ledit intervalle étant inclus dans la plage de longueurs d'ondes comprises entre 550 nm et 600 nm. 25 4. Afficheur tête-haute selon la revendication 3, dans lequel l'intervalle de fréquences s'étend entre 565 nm et 580 nm. 5. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la paroi (36) comprend un filtre interférentiel. 30 6. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la paroi (36) comprend une feuille colorée. 7. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel 7 3049720 l'unité de projection (20) comprend un écran (26) rétroéclairé par au moins une source de lumière (28). 8. Afficheur tête-haute selon la revendication 7, dans lequel l'écran (26) est un écran à cristaux liquides. 9. Afficheur tête-haute selon la revendication 8, dans lequel l'écran (26) est réalisé à base de transistors en couche mince. 10. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel la source de lumière (28) émet de la lumière sur tout le spectre de lumière visible. 11. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel la source de lumière (28) est une diode électroluminescente. 12. Afficheur tête-haute selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel l'unité de projection (20) comprend élément optique de renvoi (24) conçu pour renvoyer le faisceau lumineux en direction du combineur (40).