Brevet FR3052119A1 — publié le 20171208

ENSEMBLE RÉTROVISEUR À VISUALISATION TÊTE HAUTE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention se rapporte à un ensemble rétroviseur à visualisation d'images sur un pare-brise de véhicule permettant une visualisation d'informations de type « tête haute » pour le conducteur et/ou le passager avant du véhicule. [0002] La visualisation tête haute a d'abord été développée dans le domaine de l'aviation et s'applique maintenant dans le domaine automobile avec une projection d'images sur le pare-brise des véhicules. L'affichage sur le pare-brise permet au conducteur de saisir directement des informations importantes sur son véhicule et sur son trajet: informations et alertes de l'ordinateur de bord (vitesse, autonomie, consommation, gonflement des pneumatiques, etc.) et navigation (GPS, risques de bouchon, conditions météorologiques locales, images provenant de caméras, angle mort, etc.). [0003] Cette visualisation tête haute est en général mise en oeuvre dans les véhicules par la projection d'images sur un support transparent réfléchissant l'image projetée vers le conducteur. L'élément réfléchissant est en général une lame de verre semi-réfléchissante, la source de projection étant dissimulée dans la planche de bord. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0004] Afin d'améliorer la vision de l'image projetée, le document de brevet FR 2 933 206 décrit un système d'affichage tête haute adaptée à la conduite automobile. Le système comporte classiquement un module de projection intégré à la planche de bord, comprenant un élément d'affichage couplé à une lentille de réglage optique qui forme l'image à afficher sur un miroir. Le module de projection est agencé dans la planche de bord du fait de son encombrement. L'image réfléchie sur le miroir est projetée sur une lame de réflexion positionnée en avant du pare-brise, juste au-dessus de la planche de 3052 119 2 bord. Le conducteur visionne alors l'image qui se réfléchit sur la lame en superposition avec la vue fournie par transparence à travers le pare-brise. L'avancée décrite dans ce document ajoute une couche électro-chromique sur la lame réfléchissante afin de fournir un degré de réflexion variable. Le contraste de 5 l'image est alors amélioré en fonction de la luminosité ambiante. [0005] Dans ces solutions classiques, telles qu'illustrées par le document FR 2 933 206, le conducteur doit baisser son regard pour saisir les informations projetées. En effet, le module de projection étant intégré à la planche de bord, l'image est projetée sur la lame semi-réfléchissante agencée à proximité de cette 10 planche de bord, c'est-à-dire en zone basse du pare-brise. Dans ces conditions, la visualisation des informations n'est pas sécurisée car le conducteur ne peut pas porter son attention sur l'ensemble de champ de vision. [0006] D'autres solutions ont été proposées pour contourner cet inconvénient. Les documents WO 201574331 et CN 203876660U décrivent des 15 projecteurs d'image couplés au rétroviseur central qui équipent les véhicules. Cependant, dans ces réalisations, le projecteur, monté sur le rétroviseur, amplifie toute variation de réglage du rétroviseur et entraîne alors une déformation et un changement important de position de l'image projetée. Ces changements sont incompatibles avec une visualisation stable et correcte des images projetées. 20 EXPOSÉ DE L'INVENTION [0007] L'invention vise précisément à fournir une visualisation tête haute stable et sécurisée, d'installation simple et non encombrante. Pour ce faire, l'invention prévoit un montage du projecteur sur un support fixe, indépendant du 25 rétroviseur. [0008] A cet effet, la présente invention a pour objet un ensemble rétroviseur à visualisation tête haute destiné à un véhicule automobile, comportant un rétroviseur central monté sur un pied et articulé par une rotule de réglage en position du rétroviseur central agencée à l'extrémité du pied. A 30 l'intérieur de ce rétroviseur central, au moins un projecteur d'images à visualiser sur une couche semi-réfléchissante comporte des moyens de réception et de projection d'images à visualiser, le (ou chaque) projecteur étant fixé à la rotule de 3052119 3 réglage du rétroviseur par un arbre de liaison en dehors d'une zone de réglage du rétroviseur formée sur cette rotule. [0009] Selon des modes de mise en oeuvre préférés : - le rétroviseur central est constitué d'une coque dans laquelle est 5 découpée au moins une ouverture fermée par une vitre à travers laquelle passe au moins un faisceau de projection d'images à visualiser provenant du (de chaque) projecteur; - le (chaque) projecteur est réglé en position par des moyens de d'articulation, en particulier une mini-rotule montée sur l'arbre de liaison; 10 - les moyens de réception et de projection d'images sont constitués par une antenne de réception d'ondes dans une gamme de radiofréquences donnée, couplée à un dispositif de conversion des signaux reçues en signaux vidéos de commande de surface de reconstitution d'image, et par une source lumineuse qui émet au moins un faisceau à travers la surface de 15 reconstitution pour projeter chaque image via un objectif optique sur la couche semi-réfléchissante; - le rétroviseur central loge deux projecteurs d'images à visualiser respectivement sur une couche semi-réfléchissante, les projecteurs étant couplés à la rotule de réglage du rétroviseur central par des arbres de liaison 20 solidarisés de manière opposée sur la rotule, en dehors de la zone de réglage du rétroviseur central sur cette rotule; - le rétroviseur central loge également une caméra de prise de vues d'images montée sur la rotule de réglage et en dehors de la zone de réglage, la caméra comportant des moyens de mémorisation et/ou de 25 transmission de données d'images par radiofréquence; - la zone de réglage du rétroviseur central sur la rotule présente une forme choisie entre une forme sphérique, ellipsoïde et oblongue. [0010] L'invention se rapporte également à un véhicule automobile comportant un pare-brise, un poste de conduite associé à un champ de vision 30 standard, une position de passager avant et au moins un ensemble de rétroviseur à visualisation tête haute tel que défini ci-dessus. Dans ce véhicule, au moins une couche semi-réfléchissante est agencée sur le pare-brise à une hauteur telle que 3052119 4 les images projetées sur cette couche semi-réfléchissante se trouvent dans le champ de vision standard associé au poste de conduite. Dans le cas où l'ensemble de rétroviseur comporte deux projecteurs, la ou les couches semi-réfléchissantes sont agencées sur le pare-brise à une hauteur telle que les images projetées sur 5 chaque couche semi-réfléchissante se trouvent dans un champ de vision standard associé respectivement au poste de conduite et à la position passager avant. [0011] Dans le présent texte, les orientations utilisées sont les orientations traditionnelles d'un véhicule automobile dans les conditions standard, en particulier, les localisations « avant », « central », « transversal », 10 « longitudinal », « intérieur » ou « extérieur ». PRÉSENTATION DES FIGURES [0012] D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : 15 - la figure 1, une vue en perspective d'un habitacle avant schématique d'un véhicule automobile équipé d'un exemple de réalisation d'un ensemble de rétroviseur à visualisation tête haute selon l'invention; - la figure 2, une vue en perspective du rétroviseur central de l'exemple de réalisation de la figure 1, avec le miroir partiellement arraché pour visualiser le 20 projecteur d'images et la rotule de réglage, et - la figure 3, une vue en coupe dans un plan transversal tel que celui du rétroviseur central de la figure 2, le rétroviseur étant équipé de deux projecteurs dans cet exemple de réalisation. [0013] Sur les figures, des éléments identiques sont repérés par un 25 même signe de référence qui renvoie au(x) passage(s) de la description qui s'y rapporte(nt). DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0014] La figure 1 illustre une vue en perspective d'un habitacle avant « H » de véhicule automobile « V », les sièges 51 et S2 définissant 30 respectivement un poste de conduite « A» et une position de passager avant « B » associés respectivement à des champs de vue standard avant Cl et C2 à 3052119 5 travers le pare-brise 2. L'habitacle « H » est également équipé d'une planche de bord 100, d'un rétroviseur central 1 et de pare-soleils 101 alors que, hors de l'habitacle, le véhicule « V » est pourvu de rétroviseurs extérieurs R1 et R2. [0015] Conformément à l'invention, le rétroviseur central 1 est équipé - 5 dans cet exemple de réalisation - d'un projecteur d'images 11 (représenté en traits pointillés) agencé dans le rétroviseur central 1 pour projeter un faisceau lumineux Fl sur une couche semi-réfléchissante 20 accolée au pare-brise 2 du véhicule « V ». La couche semi-réfléchissante 20 s'étend de part et d'autre d'une hauteur moyenne Hm située dans la partie centrale du champ de vue C2. 10 [0016] La position de la couche semi-réfléchissante 20 sur laquelle les images « I » sont projetées, et l'orientation correspondante du faisceau lumineux Fl de projection d'images, sont ainsi réglées pour que les images « I » visualisées par le conducteur en position de conduite « A » soient dans le champ de vue standard C1. Un tel champ de vue Cl correspond à l'attention globale que porte 15 un conducteur dans des conditions standard de conduite de manière à appréhender son environnement avant avec toute la vigilance nécessaire à une conduite sécurisée. [0017] En référence à la vue en perspective de la figure 2, il apparaît que le rétroviseur central 1 est extérieurement constitué d'une coque 10 sur laquelle 20 est monté un miroir 12 partiellement arraché, la coque 10 logeant intérieurement le projecteur d'images 11 ainsi qu'une rotule 13 de réglage en position de ce rétroviseur 1 selon deux angles de rotation (flèches Al et A2). Le projecteur 11 est fixé à la rotule de réglage 13 par un arbre de liaison 14 et la rotule 13 est solidarisée à un pied de fixation 15 du rétroviseur central 1 sur le pavillon 25 supérieur 3 de l'habitacle « H » (cf. figure 1). Le pied de fixation 15 s'étend globalement dans un plan longitudinal LL (cf. figure 3) du véhicule, perpendiculairement à l'arbre de liaison 14 qui s'étend selon une direction « D » transversale du véhicule (parallèle au plan transversal TT). [0018] La rotule 13 présente une forme sphérique découpée de sorte à 30 former un méplat 13a. L'arbre de liaison 14 vient se fixer à une extrémité 14a dans ce méplat 13a, c'est-à-dire en dehors de la zone sphérique 13s de réglage du rétroviseur 1 sur cette rotule 13. Cette zone sphérique 13s s'articule sur une 3052119 6 sphère creuse 4 venant de la coque 10 et complémentaire de la zone sphérique 13s. De plus, l'arbre de liaison 14, qui s'étend selon la direction « D » transversale, présente à son autre extrémité une articulation, par exemple une mini-rotule (non visible), de réglage du projecteur 11 en position afin d'orienter le 5 faisceau F1 . [0019] De plus, le projecteur 11 est équipé d'une antenne 1A de réception d'ondes émises dans une gamme radiofréquence donnée, à 2400 MHz en liaison « Bluetooth » dans l'exemple, par un émetteur (non représenté) provenant de la planche de bord 100 (cf. figure 1). Les signaux sont ainsi transmis 10 à un dispositif de conversion en signaux vidéo de commande de trois panneaux à cristaux liquides correspondant aux trois couleurs fondamentales (rouge - vert bleu). [0020] Le faisceau F1, émis par une source lumineuse appropriée, une lampe au mercure dans l'exemple, traverse les panneaux et forme chaque image 15 « I » par projection, via un objectif optique 16 adapté, sur la couche semiréfléchissante 20. En outre, la coque 10 du rétroviseur 1 est découpée par une ouverture 17 pour laisser passer le faisceau F1, l'ouverture 17 étant avantageusement fermée par une vitre de protection 18. [0021] En référence à la vue en coupe de la figure 3 un rétroviseur 20 central 1' est illustré dans un plan transversal semblable au plan TT - tel que celui indiqué sur la figure 2 - ce rétroviseur 1' reprenant le rétroviseur 1 mais étant maintenant équipé de deux projecteurs 11A et 11 B du même type, au lieu du seul projecteur 11, le projecteur 11A étant identique au projecteur 11 de la figure 2. Sur cette figure 3, le pied de fixation 15, la rotule 13, l'arbre de liaison 14A du 25 projecteur 11A fixé sur la rotule 13, le faisceau F1 provenant du projecteur 11, l'objectif optique 16A du projecteur 11A, l'ouverture 17A et la vitre 18A sont identiques aux éléments de même référence ou de références correspondantes 14, 16 à 18 illustrés par la figure 2. [0022] Le projecteur 11 B et son environnement: l'arbre de liaison 14B du 30 projecteur 11B, l'objectif optique 16B, l'ouverture 17B pour laisser passer le faisceau F2 et la vitre 18B, se déduisent du projecteur 11A et de son environnement par symétrie par rapport au plan longitudinal LL du véhicule « V » 3052119 7 (cf. figure 1). Ainsi, l'arbre de liaison 14B du projecteur 11 B vient se fixer dans un méplat 13b symétrique du méplat 13a, les méplats 13a et 13b restant en dehors de la zone sphérique 13s de réglage du rétroviseur 1 sur la rotule 13. Alternativement, les ouvertures 17A et 17B peuvent être réunies en une seule 5 ouverture avec une seule vitre de protection. [0023] Le faisceau F2 projette alors les mêmes images que le faisceau F1 sur une couche semi-réfléchissante accolée au pare-brise 2 dans la partie centrale du champ de vision C2 de la position passager avant « B » (cf. figure 1). Dans la mesure où la position de conduite ne permet pas au conducteur de voir 10 les images projetées par le faisceau F2, du fait de l'angle de vision décalé ou des limitations de réflexion des couches semi-réfléchissantes, le passager avant dispose avantageusement d'une commande sur le tableau de bord ou équivalent (écran tactile, commande vocale, etc.) afin de lui permettre de visualiser d'autres images que les images d'information provenant de l'ordinateur de bord ou du 15 navigateur, par exemple d'enregistrements vidéo ou d'émission télévisées. [0024] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est par exemple possible de monter également une caméra de prise de vues miniaturisée sur la rotule de réglage du rétroviseur central. [0025] Par ailleurs, lorsque le rétroviseur est équipé de deux projecteurs 20 d'image, il est possible de mutualiser les antennes de réception et les panneaux à cristaux liquides ou une surface de reconstitution d'image équivalente (surface à micro-miroirs, matrice de LED) et de prévoir un seul boîtier avec deux objectifs orientés pour projeter les faisceaux sur chaque couche semi-réfléchissante. En outre, la source lumineuse peut être constituée de rayons laser de couleurs 25 adaptées ou une matrice de LED à la place de la lampe au mercure. De plus, une seule couche semi-réfléchissante peut être prévue qui s'étend sur une portion médiane du véhicule. REVENDICATIONS1. Ensemble rétroviseur à visualisation tête haute destiné à un véhicule automobile (V), comportant un rétroviseur central (1, 1') monté sur un pied (15) et articulé par une rotule (13) de réglage en position du rétroviseur central (1, 1') agencée à l'extrémité du pied, caractérisé en ce que, à l'intérieur de ce rétroviseur central (1, 1'), au moins un projecteur (11; 11A, 11B) d'images à visualiser (I) sur une couche semi-réfléchissante (20) comporte des moyens de réception (1A) et de projection (16) d'images à visualiser (I), le (ou chaque) projecteur (11; 11A, 11B) étant fixé à la rotule de réglage du rétroviseur (13) par un arbre de liaison (14; 14A, 14B) en dehors d'une zone de réglage (13s) du rétroviseur (1) formée sur cette rotule (13). 2. Ensemble rétroviseur selon la revendication 1, dans lequel le rétroviseur central (1, 1') est constitué d'une coque (10) dans laquelle est découpée au moins une ouverture fermée (17; 17A, 17B) par une vitre (18; 18A, 18B) à travers laquelle passe au moins un faisceau (F1, F2) de projection d'images à visualiser provenant du (de chaque) projecteur (11; 11A, 11 B). 3. Ensemble rétroviseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le (chaque) projecteur (11; 11A, 11B) est réglé en position par des moyens d'articulation, en particulier une mini-rotule montée sur l'arbre de liaison (14; 14A, 14B). 4. Ensemble rétroviseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de réception et de projection d'images sont constitués par une antenne (1A) de réception d'ondes dans une gamme de radiofréquences donnée, couplée à un dispositif de conversion des signaux reçues en signaux vidéos de commande de reconstitution d'image, et par une source lumineuse qui émet au moins un faisceau (F1, F2) à travers la surface de reconstitution pour projeter chaque image (I) via un objectif optique (16; 16A, 16B) sur la couche semi-réfléchissante (20). 5. Ensemble rétroviseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rétroviseur central (1') loge deux projecteurs d'images (11A, 11B) à visualiser respectivement sur une couche semi-réfléchissante (20), 3052119 9 les projecteurs (11A, 11 B) étant couplés à la rotule (13) de réglage du rétroviseur central (1) par des arbres de liaison (14A, 14B) solidarisés de manière opposée sur la rotule (13), en dehors de la zone de réglage (13s) du rétroviseur central (1) sur cette rotule (13). 5 6. Ensemble rétroviseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rétroviseur central (1, 1') loge également une caméra de prise de vues d'images montée sur la rotule de réglage (13) et en dehors de la zone de réglage (13s), la caméra comportant des moyens de mémorisation et/ou de transmission de données d'images par radiofréquence 10 7. Ensemble rétroviseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone de réglage (13s) du rétroviseur central (1, 1') sur la rotule (13) présente une forme choisie entre une forme sphérique, ellipsoïde et oblongue. 8. Véhicule automobile (V) comportant un pare-brise (2), un poste de 15 conduite (A) associé à un champ de vision standard (C1), une position de passager avant (B) et au moins un ensemble de rétroviseur à visualisation tête haute selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une couche semi-réfléchissante (20) est agencée sur le pare-brise (2) à une hauteur (Hm) telle que les images projetées (I) sur cette couche semi- 20 réfléchissante (20) se trouvent dans le champ de vision standard (C1) associé au poste de conduite (A). 9. Véhicule automobile selon la revendication précédente, dans lequel, dans le cas où l'ensemble de rétroviseur comporte deux projecteurs (11A, 11 B), la ou les couches semi-réfléchissantes (20) sont agencées sur le pare-brise 25 (2) à une hauteur (Hm) telle que les images projetées (I) sur chaque couche semi- réfléchissante (20) se trouvent dans un champ de vision standard (C1, C2) associé respectivement au poste de conduite (A) et à la position passager avant (B). 30