Brevet FR3071070A1 — publié le 20190315

SYSTEME DE VISION TETE HAUTE AVEC DETECTION DE SURCHAUFFE SOLAIRE. [1] L'invention concerne, de façon générale, les interfaces homme-machine, en particulier dédiées aux véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention se situe dans le domaine technique de la vision tête-haute via un pare-brise ou une lame spécifique. L'objet de l'invention concerne en particulier un dispositif pour détecter une éventuelle surchauffe solaire d'un afficheur d'un système de vision tête-haute. [2] De manière connue, un système de vision tête haute permet d'afficher, à destination du conducteur d'un véhicule, des informations de navigation au moyen d'images issues de moyens de production d'image, également désignés « afficheur ». Une image virtuelle est généralement formée en avant du véhicule, à environ 2 mètres des yeux du conducteur, via un système optique adapté. [3] Dans un exemple de système de vision tête-haute connu, l'afficheur, pouvant être réalisé par un petit écran de type TFT, rétro éclairé par des diodes électroluminescentes par exemple, ou par d'autres moyens, tels qu'une matrice de micro miroirs par exemple, est mis en oeuvre pour émettre une image par exemple créée par un calculateur. Un système optique composé de miroirs et de lames permet de projeter ensuite cette image à une position variable grâce à un miroir mobile. Une dernière réflexion sur le pare-brise rend généralement l'image visible devant le conducteur, à l'avant du véhicule, à une distance de 2 mètres environ. [4] Dans certaines situations de vie, le soleil peut être positionné au-dessus du pare- brise, de telle manière que le rayonnement solaire, en suivant le chemin inverse de celui de l'image produite par l'afficheur, vient se focaliser sur ledit afficheur, provoquant un échauffement solaire pouvant dégrader de façon définitive l'afficheur. [5] De plus, certains systèmes de vision tête-haute actuels prévoient une distance de projection de l'image virtuelle à 4,5 mètres à l'avant du véhicule, entraînant une réduction de la distance focale du système optique, de sorte que la lumière solaire venant se focaliser sur l'afficheur se trouve encore davantage concentrée, renforçant encore le risque de dégradation irréversible de l'afficheur. 2 [6] Dans ce contexte, afin d'éviter la destruction de l'afficheur, une solution connue consiste à déplacer le miroir mobile dans une position de sécurité qui ne permet pas au rayonnement solaire de pénétrer jusqu'à l'afficheur. [7] Cependant, la manoeuvre consistant à placer le miroir mobile en position de 5 sécurité engendre une disparition de l'image affichée à l'attention du conducteur, ce qui est préjudiciable. De ce fait, il est nécessaire de ne réaliser cette opération que lorsque c'est strictement nécessaire afin d'éviter au maximum le désagrément induit par une disparition de l'image affichée par le système de vision tête-haute. [8] Pour répondre à ce besoin, des systèmes de vision tête-haute ont été mis au point, 10 comprenant des détecteurs spécifiques, très onéreux, ou des moyens de prédiction de la position instantanée du soleil, comme dans le document US 20140132852. Ces systèmes présentent l'inconvénient d'être onéreux et/ou de ne pas répondre de façon satisfaisante au problème posé. Le dispositif décrit dans le document US 20140132852, par exemple, ne fournit pas de résultats fiables en raison du grand nombre de facteurs ayant une influence 15 sur les positions relatives du soleil et de l'afficheur (altitude du véhicule, présence de nuage, etc.). [9] Il existe donc un besoin pour un système de vision tête-haute doté de moyens pour détecter un échauffement solaire au niveau de l'afficheur. [0010] A cette fin, l'invention consiste en un système de vision tête-haute comprenant des 20 moyens de détection du rayonnement solaire reçu sur les moyens de production d'image. Ces moyens de détection sont configurés pour ne pas nécessiter de ressources importantes en termes de capacités de calcul. [0011] Ces moyens consistent ainsi, de préférence, en un détecteur d'image à faible résolution, dans le domaine visible et monochrome. Ledit détecteur est configuré pour 25 observer l'afficheur en collectant la lumière diffusée par la surface dudit afficheur, permettant, en cas de rayonnement solaire reçu trop important, de mettre le miroir mobile en position de sécurité. [0012] Plus précisément, la présente invention vise un système de vision tête haute pour un conducteur de véhicule, comprenant un microcontrôleur, des moyens de production 30 d'image et un système optique comprenant un groupe d'éléments optiques et un miroir mobile, le groupe d'éléments optiques étant configuré pour transmettre l'image au miroir 3 mobile, ledit miroir mobile étant déplaçable au moyen d'un actionneur entre une position active, dans laquelle ledit miroir mobile projette l'image transmise par le groupe d'éléments optiques à destination du conducteur, et une position de sécurité, dans laquelle le miroir mobile est orienté de manière à ne pas transmettre de rayonnement solaire vers le groupe 5 d'éléments optiques et les moyens de production d'image, ledit système de vision tête-haute comprenant par ailleurs des moyens de détection d'un flux lumineux réfléchi correspondant au rayonnement solaire reçu et réfléchi par les moyens de production d'image, le microcontrôleur étant configuré pour déterminer un niveau de rayonnement solaire reçu par les moyens de production d'image à partir du flux lumineux réfléchi détecté par les moyens 10 de détection, de sorte que, si ledit rayonnement solaire reçu est supérieur à un seuil prédéfini, le microcontrôleur commande le placement du miroir mobile en position de sécurité. [0013] Grâce à l'invention, il est possible de ne mettre le miroir mobile en position de sécurité que si le rayonnement solaire reçu sur les moyens de production d'image est 15 effectivement susceptible de provoquer leur détérioration. [0014] Selon un mode de réalisation, les moyens de détection comprennent un détecteur. [0015] Selon un mode de réalisation, le détecteur consiste en un circuit intégré comportant une matrice de détecteurs de forme carrée présentant 18 pixels de côté. [0016] Selon un mode de réalisation, le détecteur est un détecteur d'image visible 20 monochrome. [0017] Selon un mode de réalisation, le détecteur présente une faible résolution, c'est-à-dire une résolution comprise entre 16x16 pixels et 30x30 pixels. [0018] Selon un mode de réalisation, le détecteur est un sténopé. [0019] Selon un mode de réalisation, les moyens de détection comprennent un 25 phototransistor couplé à un détecteur, ledit détecteur comprenant des moyens de traitement automatique du gain. [0020] Selon un mode de réalisation, le microcontrôleur est configuré pour que, lorsque le miroir mobile est resté en position de sécurité pendant une durée prédéterminée, ledit microcontrôleur commande le replacement du miroir mobile en position active. 4 [0021] Selon un mode de réalisation, le système comprend un support pour maintenir lesdits moyens de détection. [0022] La présente invention vise également un véhicule automobile comprenant un système de vision tête-haute tel que brièvement décrit ci-dessus. 5 [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence au dessin qui montre : - figure 1, un schéma d'un mode de réalisation du système de vision tête-haute selon l'invention. 10 [0024] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s'attachent plus particulièrement à une mise en oeuvre du dispositif selon l'invention au sein d'un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de moyen de transport, est également visée par la présente invention. [0025] De même le mode de réalisation de la figure 1 est donné à titre illustratif et non 15 limitatif. [0026] En référence à la figure 1, le système de vision tête-haute 100 comprend un afficheur 1 produisant une image destinée à être projetée de manière à être visible par le conducteur 30, via une image virtuelle se formant à l'avant du véhicule 33. L'afficheur 1 est commandé par le microcontrôleur 6 via un flux de données 41, ledit microcontrôleur 6 étant 20 lui-même, selon un mode de réalisation, connecté au véhicule 33 via le flux de données 43. Le flux lumineux 20 produit par l'afficheur 1 est dirigé vers un ou plusieurs éléments optiques fixes représentés par le groupe d'éléments optiques 2. Le groupe d'éléments optiques 2 comporte typiquement diverses lentilles et lames réfléchissantes. [0027] Avant d'être envoyée vers le pare-brise 31 pour former l'image virtuelle destinée au 25 conducteur 30, l'image produite par l'afficheur 1, et acheminée via le groupe d'éléments optiques 2, est reprise par un miroir mobile 3. Le miroir mobile 3 peut être orienté, ou déplacé, au moyen d'un actuateur 10 contrôlé par le microcontrôleur 6. [0028] Le miroir mobile 3 présente ainsi au moins deux positions. Dans une première position, dite active, le miroir mobile 3 projette l'image à travers le pare-brise (ou la lame) 31, 30 pour former l'image virtuelle à destination du conducteur 30. Dans une deuxième position, 5 dite « de sécurité » ou « de parking », le miroir mobile 3 ne projette plus l'image vers le parebrise 31 en vue de former l'image virtuelle à destination du conducteur 30. Dans cette position de sécurité, le miroir mobile 3 ne permet pas non plus, en sens inverse, aux rayons du soleil S d'être acheminés jusqu'à l'afficheur 1, via ledit miroir mobile 3 et le groupe 5 d'éléments optiques 2, en risquant de le détériorer. [0029] Lorsque le miroir mobile 3 se trouve dans la position active, dans certaines positions du soleil S, en particulier lorsque ce dernier est proche de son zénith, le flux solaire 24 suit le chemin inverse et peut aboutir sur l'afficheur 1. [0030] L'afficheur 1 diffuse et réfléchit alors naturellement une partie du rayonnement 10 solaire 24 reçu, correspondant au flux lumineux réfléchi 23. [0031] La présente invention consiste alors à prévoir des moyens de détection du flux lumineux réfléchi 23. [0032] Lesdits moyens de détection consistent, de préférence, en un détecteur 5 d'image à faible résolution, dans le domaine visible et monochrome. Par exemple, ledit détecteur 5 15 présente une résolution comprise entre 16x16 pixels et 30x30 pixels. Ledit détecteur 5 est configuré pour observer l'afficheur 1 en collectant la lumière réfléchie par ledit afficheur 1. [0033] Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, lesdits moyens de détection comprennent un détecteur 5 pouvant se présenter sous la forme d'un circuit intégré comportant une matrice de détecteurs de taille réduite, par exemple de forme carrée 20 présentant 18 pixels de côté, tel qu'un détecteur de type ADNS-2610 de la société Broadcom Limited par exemple. [0034] Le détecteur 5 comporte une interface 42, par exemple une interface sérielle, pour se connecter au microcontrôleur 6. [0035] Selon le modèle de détecteur 5 choisi, il peut être nécessaire de coupler audit 25 détecteur 5 un capteur complémentaire de type phototransistor 8, pour former des moyens de détection aptes à permettre la mesure de la valeur absolue de l'intensité du rayonnement solaire présent dans le flux lumineux réfléchi 23. [0036] En effet, certains détecteurs comprennent des moyens internes de traitement du gain rendant nécessaire la présence d'un phototransistor 8. Un tel phototransistor 8 peut 30 être connecté au microcontrôleur 6 par l'intermédiaire d'une liaison analogique. 6 [0037] En outre, selon un mode de réalisation, un support 7 est prévu pour maintenir le détecteur 5 et éventuellement le capteur de type phototransistor 8. Avantageusement, ledit support 7 peut assurer par ailleurs une fonction d'objectif optique pour le détecteur 5. [0038] En fonctionnement du système de vision tête-haute selon l'invention, le 5 microcontrôleur 6 réalise régulièrement l'acquisition d'images à partir de la lumière captée par le détecteur 5 et effectue une moyenne glissante pour déterminer l'éclairement solaire moyen réfléchi par l'afficheur 1 sur une fenêtre de temps prédéterminée réglable, par exemple comprise entre 500 ms et 10 s.A partir de l'information d'éclairement solaire moyen réfléchi par l'afficheur 1, le système selon l'invention détermine si le miroir 3 mobile doit être 10 mis en position de sécurité dans le cas où, sur la fenêtre de temps considérée, l'éclairement solaire sur l'afficheur 1 est trop important. [0039] A cette fin, l'éclairement solaire moyen reçu et réfléchi par l'afficheur 1 est calculé comme une moyenne glissante, sur la fenêtre de temps considérée, de la lumière captée par chaque pixel du détecteur 5. Si l'éclairement solaire moyen reçu et réfléchi par l'afficheur 15 1 est déterminé comme supérieur à un seuil prédéfini, le microcontrôleur 6 commande le placement du miroir mobile 3 en position de sécurité, considérant que l'éclairement solaire reçu par l'afficheur 1 est susceptible de provoquer sa détérioration. Ledit seuil prédéfini d'éclairement solaire est par exemple exprimé en W/m2. Le seuil prédéfini est déterminé par modélisation en fonction de la température maximale admise par l'afficheur 1, de la capacité 20 de l'environnement de l'afficheur 1 à dissiper la chaleur reçue et de l'auto-échauffement de l'afficheur 1 dû à son fonctionnement naturel. [0040] Pour placer le miroir mobile 3 en position de sécurité, une commande adaptée 40 est transmise à l'actionneur 10 par le microcontrôleur 6. Lorsque le miroir mobile 3 est en position de sécurité, la détection du flux lumineux réfléchi 23 par le détecteur 5 peut être 25 suspendue. [0041] Le miroir mobile 3 est ainsi mis en position de sécurité si et seulement si l'éclairement solaire moyen reçu sur l'afficheur 1 est considéré comme susceptible de provoquer la détérioration effective de l'afficheur 1. [0042] En plaçant le miroir mobile 3 en position de sécurité, le système selon l'invention 30 suspend l'affichage de l'image virtuelle à destination du conducteur 30. Après une temporisation de durée réglable pendant laquelle l'afficheur 1 se refroidit, le miroir mobile 3 est remis en position active et l'image virtuelle est de nouveau affichée à destination du 7 conducteur 30. A cette fin, une commande adaptée 40 est transmise à l'actionneur 10 par le microcontrôleur 6. En parallèle, la détection du flux lumineux réfléchi 23 par le détecteur 5 reprend. [0043] II est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples 5 décrits ci-dessus et est susceptible de variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS: 1. Système de vision tête haute pour un conducteur (30) de véhicule, comprenant un microcontrôleur (6), des moyens de production d'image (1) et un système optique comprenant un groupe d'éléments optiques (2) et un miroir mobile (3), le groupe d'éléments optiques (2) étant configuré pour transmettre l'image au miroir mobile (3), ledit miroir mobile (3) étant déplaçable au moyen d'un actionneur (10) entre une position active, dans laquelle ledit miroir mobile (3) projette l'image transmise par le groupe d'éléments optiques (2) à destination du conducteur (30), et-une position de sécurité, dans laquelle le miroir mobile (3) est orienté de manière à ne pas transmettre de rayonnement solaire vers le groupe d'éléments optiques (2) et les moyens de production d'image (1), ledit système de vision tête-haute comprenant par ailleurs des moyens de détection d'un flux lumineux réfléchi (23) correspondant au rayonnement solaire reçu et réfléchi par les moyens de production d'image (1), le microcontrôleur (6) étant configuré pour déterminer un niveau de rayonnement solaire reçu par les moyens de production d'image (1) à partir du flux lumineux réfléchi (23) détecté par les moyens de détection (5), de sorte que, si ledit rayonnement solaire reçu est supérieur à un seuil prédéfini, le microcontrôleur (6) commande le placement du miroir mobile (3) en position de sécurité. 2. Système de vision tête-haute selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de détection comprennent un détecteur (5). 3. Système de vision tête-haute selon la revendication précédente, dans lequel le détecteur (5) consiste en un circuit intégré comportant une matrice de détecteurs de forme carrée présentant 18 pixels de côté. 4. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications 2 à 3, -dans lequel le détecteur (5) est un détecteur d'image visible monochrome. 5. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le détecteur présente une faible résolution, c'est-à-dire une résolution comprise entre 16x16 pixels et 30x30 pixels. 6. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le détecteur est un sténopé. 9 7. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de détection comprennent un phototransistor (8) couplé à un détecteur (5), ledit détecteur (5) comprenant des moyens de traitement automatique du gain. 8. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications précédentes, dans lequel 5 le microcontrôleur (6) est configuré pour que, lorsque le miroir mobile (3) est resté en position de sécurité pendant une durée prédéterminée, ledit microcontrôleur (6) commande le replacement du miroir mobile (3) en position active. 9. Système de vision tête-haute selon l'une des revendications précédentes, comprenant un support (7) pour maintenir lesdits moyens de détection (5). 10 10. Véhicule automobile comprenant un système de vision tête-haute selon l'une des revendications précédentes.