Brevet FR3063260A1 — publié le 20180831

BOITIER POUR AFFICHEUR TETE-HAUTE DE VEHICULE AUTOMOBILE - DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les dispositifs d'aide à la conduite de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un boîtier pour afficheur tête-haute, qui délimite un logement de réception de composants dudit afficheur tête-haute. Elle concerne également un afficheur tête-haute comportant un tel boîtier. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Pour faciliter et rendre plus sûre la conduite d'un véhicule automobile, on souhaite éviter que le conducteur ne soit forcé de détourner son regard de la route qu'il emprunte. Pour cela, il est connu d'utiliser un afficheur tête-haute, adapté à projeter des informations élémentaires (vitesse du véhicule, direction à suivre, ...) à la hauteur du regard du conducteur. On connaît notamment deux types d'afficheurs tête-haute. Les afficheurs du premier type utilisent un dispositif de formation d'image comprenant un diffuseur et une unité de balayage conçue pour générer un faisceau lumineux balayant une face d'entrée du diffuseur. Le faisceau lumineux en sortie du diffuseur forme ainsi une image, qui peut alors être projetée dans le champ de vision du conducteur du véhicule. Les afficheurs du second type utilisent un dispositif de formation d'image comprenant une source de lumière et un écran qui permet de générer une image, laquelle peut être projetée dans le champ de vision du conducteur. Chacun de ces afficheurs tête-haute comprend un boîtier qui loge le dispositif de génération d'images ainsi qu'un ou plusieurs miroirs. Ce boîtier est conçu pour être rapporté dans l'habitacle du véhicule, plus précisément dans la planche de bord du véhicule, c'est-à-dire sous le pare-brise. Pour permettre le passage de la lumière depuis le dispositif de génération d'images vers l'extérieur du boîtier (dans le champ de vision du conducteur), le boîtier présente une fenêtre principale. L'inconvénient de cette fenêtre principale est qu'elle permet à la lumière extérieure de rentrer à l'intérieur du boîtier. Cette lumière est alors susceptible de 3063260 2 se réfléchir sur les différents composants de l'afficheur tête-haute (miroirs, lames partiellement réfléchissante, vitres de protection). Il peut alors arriver que cette lumière perturbe la lisibilité des informations projetées par l'afficheur tête-haute, voire gêne la conduite du véhicule. 5 On constate par ailleurs que le dispositif de formation d'image présente souvent des fuites de lumière. Il peut alors arriver que ces fuites réduisent le contraste de l'image vue par le conducteur, créent des halos de lumière, ou rendent visible au conducteur des composants internes de l'afficheur tête-haute. En résumé, différentes sources de lumière parasite sont susceptibles 10 d'altérer la qualité de l'image vue par le conducteur. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose de modifier la géométrie du boîtier de manière à ce que ce dernier forme une sorte de piège de lumière. 15 Plus particulièrement, on propose selon l'invention un boîtier tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu au moins une paroi texturée dont la face intérieure présente, sur une partie au moins de sa surface, une pluralité de reliefs en saillie et/ou en renfoncement par rapport au reste de sa surface, qui sont répartis dans la largeur et dans la longueur de ladite paroi texturée (c'est-à-dire 20 dans les deux dimensions de l'espace qui sont définis par la face intérieure de la paroi texturée). Préférentiellement, chacun desdits reliefs s'étend en hauteur ou en profondeur sur plus d'un demi-millimètre, et, dans les deux autres dimensions de l'espace, sur moins d'un centimètre. 25 La lumière émise par le dispositif de formation d'images est prévue pour suivre une trajectoire telle qu'elle sort du boîtier sans impacter les parois de ce dernier. Cependant, cela reste un cas idéal et de la lumière issue de la trajectoire d'imagerie éclaire tout de même les parois et composants intérieurs au système. Ainsi les lumières parasites, qu'elles proviennent du dispositif de 30 formation d'image ou de l'extérieur du système (soleil ou lampes dans un tunnel par exemple) viennent souvent impacter le boîtier avant de pourvoir ressortir de ce dernier. C'est la raison pour laquelle les surfaces intérieures des boîtiers sont généralement prévues pour être absorbantes, afin de réduire l'effet de ces lumières parasites. 3063260 3 Ici, l'invention propose en outre de placer des reliefs permettant de diffuser la lumière dans un grand nombre de directions. De cette manière, les lumières parasites qui viennent impacter le boîtier sont en partie absorbées et en partie réfléchies dans un grand nombre de directions. Grâce à la répartition des 5 reliefs dans la largeur et dans la longueur de la paroi texturée, la lumière, une fois réfléchie, a alors de fortes chances, eu égard à la taille des reliefs, de venir à nouveau impacter une autre paroi du boîtier, si bien qu'elle est une nouvelle fois en partie absorbée et est en partie diffusée. Ainsi, grâce à l'invention, les effets d'absorption et de diffusion en 10 cascade de la lumière provoqués par les reliefs permettent de réduire considérablement l'intensité de la lumière parasite susceptible de perturber la lecture des informations projetées dans le champ de vision du conducteur du véhicule. Dans l'invention, la hauteur ou la profondeur des reliefs (mesurée par 15 rapport au reste de la surface de la paroi texturée) est choisie de manière à être suffisante pour que les reliefs puissent diffuser efficacement la lumière. Les dimensions des reliefs dans les deux autres dimensions de l'espace (en largeur et longueur, ou en diamètre, ...) sont quant à elles choisies de telle sorte que chaque relief présente une taille réduite, ce qui permet d'en répartir un 20 grand nombre sur la paroi texturée. La surface totale des reliefs est ainsi maximisée, de sorte que les effets d'absorption et de diffusion générés par les reliefs sont optimisés. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du boîtier conforme à l'invention sont les suivantes : 25 - chaque relief présente une hauteur ou une profondeur supérieure au millimètre, et comporte une embase située au niveau de la face intérieure de ladite paroi texturée, dont la plus petite dimension est supérieure au millimètre ; - la répartition des reliefs est fonction de la géométrie du boîtier ; - ladite paroi texturée présente au moins dix reliefs distincts ; 30 - l'un au moins des reliefs s'élève à partir de la surface de ladite paroi texturée en s'amincissant ; - l'un au moins des reliefs présente une forme de pyramide préférentiellement tronquée ; - l'un au moins des reliefs présente une forme de cône préférentiellement 3063260 4 tronqué ; - l'un au moins des reliefs présente une forme de demi-boule préférentiellement tronquée ; - les reliefs portés par ladite paroi texturée présentent tous des formes 5 identiques ; - une paroi extérieure est partiellement ouverte par une fenêtre de passage de la lumière et ladite paroi texturée est située à l'opposé de la fenêtre; - ladite paroi texturée est réalisée en matière plastique chargée de particules métalliques. 10 L'invention propose également un afficheur tête-haute pour véhicule automobile, qui comporte : - un boîtier tel que précité, - un dispositif de génération d'images logé à l'intérieur du boîtier, et - un système de projection adapté à dévier le faisceau lumineux émis par 15 le dispositif de génération d'images pour projeter lesdites images dans le champ de vision du conducteur du véhicule automobile. Préférentiellement : - le système de projection comprend au moins un miroir de repliement qui est situé dans le boîtier et qui est adapté à dévier le faisceau lumineux émis 20 par le dispositif de génération d'images, - il est prévu écran de protection situé le long du chemin dudit faisceau lumineux entre, d'un côté, le dispositif de génération d'images, et, de l'autre, ledit miroir de repliement, et - la paroi texturée du boîtier est située entre l'écran de protection et ledit 25 miroir de repliement. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 30 Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un afficheur tête-haute conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation d'un afficheur tête-haute conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'un relief du boîtier équipant les 3063260 5 afficheurs tête-haute des figures 1 et 2 ; et - la figure 4 est une vue schématique d'une paroi texturée du boîtier équipant les afficheurs tête-haute des figures 1 et 2. En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des 5 différents modes de réalisation de l'invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur les figures 1 et 2, on a représenté deux modes de réalisation d'un afficheur tête-haute 10 destiné à équiper un véhicule automobile. 10 Dans ces deux modes de réalisation, l'afficheur tête-haute 10 comprend un boîtier 20 qui loge, d'une part, un dispositif de génération d'images 30, et, d'autre part, une partie au moins d'un système optique de projection 40. Dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, le dispositif de génération d'images 30 est du type « à modulation de lumière ». Il comprend un 15 écran 31, ici un écran à cristaux liquides (ou LCD pour "Liquid Crystal Display') à transistors en couche mince (ou TFT pour "Thin-Film Transistor), qui est piloté par un calculateur. Il comprend également un dispositif d'éclairage 32, qui est ici situé à l'arrière de l'écran 31 pour, le rétroéclairer. Ce dispositif d'éclairage 32 comporte une pluralité de diodes électroluminescentes réparties derrière les 20 cristaux liquides de l'écran 31. Dans le second mode de réalisation illustré sur la figure 2, le dispositif de génération d'images 30 est du type « émissif ». Il comprend un diffuseur 33 et une unité de balayage qui est pilotée par un calculateur de façon à générer un faisceau lumineux de direction variable balayant la face arrière du diffuseur 33. 25 L'unité de balayage comprend plus précisément un module de formation de faisceau 34 et au moins un miroir mobile 35, par exemple réalisé sous forme d'un microsystème électromécanique (ou MEMS pour "MicroElectroMechanical System"). Le module de formation de faisceau 34 comprend typiquement trois sources de lumière monochromatiques, telles que des sources laser, dont les 30 faisceaux lumineux respectifs (monochromatiques) sont combinés (par exemple à l'aide de miroirs dichroïques) afin de former un faisceau lumineux polychromatique (ici laser) émis en sortie du module de formation de faisceau 34. Ce faisceau lumineux généré par le module de formation de faisceau 34 est dirigé vers le miroir mobile 35, dont l'orientation est commandée de façon à ce que le faisceau 3063260 6 lumineux réfléchi (par le miroir mobile 35) balaie la face arrière du diffuseur 33. Dans ces deux modes de réalisation, le dispositif de génération d'images 30 permet, sous le contrôle d'un calculateur, de générer une image que le système optique de projection 40 va pouvoir projeter dans le champ de vision du 5 conducteur lorsque le regard de ce dernier est tourné vers la route. Ainsi, dans ces deux modes de réalisation, le système optique de projection 40 est conçu pour projeter une image virtuelle Img dans le champ de vision du conducteur du véhicule, à une distance du conducteur qui est supérieure à celle séparant le conducteur du pare-brise 100 (si bien que les yeux du 10 conducteur n'ont pas à effectuer de travail d'accommodation pour percevoir de manière nette les informations projetées). Le système optique de projection 40 comporte à cet effet ici un miroir de repliement 41 situé sur le chemin du flux lumineux émis par le dispositif de génération d'images 30. Il comporte également ici un combineur 42 placé dans le 15 champ de vision du conducteur du véhicule. Le miroir de repliement 41 permet de renvoyer l'image générée par le dispositif de génération d'images 30 vers le combineur 42. Il est ici plat mais il pourrait présenter une forme différente, par exemple asphérique. Le combineur 42 permet de réfléchir cette image de telle manière qu'elle 20 apparaisse au conducteur comme si elle était affichée à une grande distance de ce dernier. Ici, ce combineur 42 est formé par une lame partiellement réfléchissante qui est disposée dans l'habitacle du véhicule automobile, entre le pare-brise 100 du véhicule et les yeux du conducteur, et qui est incurvée de manière à agrandir la 25 taille de l'image virtuelle Img vue par le conducteur. En variante, le combineur pourrait être formé par le pare-brise lui-même. Dans les deux modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, le boîtier 20 est conçu pour loger le miroir de repliement 41 et le dispositif de génération d'images 30. 30 Il comporte à cet effet des parois externes qui délimitent entre elles un logement 25 dans lequel sont logés ces composants 30, 41. Il comporte également des moyens d'assujettissement de ces composants et des moyens de fixation du boîtier 20 au véhicule automobile. Les moyens d'assujettissement (non représentés) permettent de fixer 3063260 7 rigidement le miroir de repliement 41 et le dispositif de génération d'images 30 dans le logement 25. Les moyens de fixation (non représentés) permettent quant à eux de fixer rigidement le boîtier 20 au véhicule automobile, dans la planche de bord de 5 ce dernier, sous le pare-brise 100. Pour permettre aux images générées par le dispositif de génération d'images 30 d'être projetées dans le champ de vision du conducteur, c'est-à-dire à l'extérieur du boîtier 20, ce dernier comporte une fenêtre principale 24 qui est située dans l'une de ses parois externes, ici dans sa paroi externe supérieure 26. 10 Cette fenêtre principale 24 pourrait être fermée par un écran de protection. Toutefois, dans les deux modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, cette fenêtre principale 24 est laissée ouverte. Il est en revanche prévu à l'intérieur du logement 25 un écran de protection 50 transparent. Ici, cet écran de protection 50 ferme entièrement une 15 fenêtre 21 pratiquée dans une paroi intérieure 23 du boîtier 20. Il est situé sur le chemin du faisceau lumineux émis par le dispositif de génération d'images 30 entre, d'un côté, le dispositif de génération d'images 30, et, de l'autre, le miroir de repliement 41. Cet écran de protection 50 est conçu pour protéger le dispositif de 20 génération d'images 30 des objets qui tomberaient dans le boîtier 20 par la fenêtre principale 24 et des poussières et autres particules qui ne manqueront pas de s'introduire dans le boîtier 20. La paroi intérieure 23 et l'écran de protection 50 qui y est enchâssé séparent ainsi le logement 25 en deux parties distinctes, dont une première partie 25 25A qui loge le dispositif de génération d'images 30 et une seconde partie 25B qui loge le miroir de repliement 41. Malgré sa position à l'intérieur du boîtier 20, l'écran de protection 50 est encore susceptible de recevoir des rayons lumineux provenant de l'extérieur et de les réfléchir, au risque d'éblouir le conducteur et d'éclairer les parois ou 30 composants internes au système (les rendant ainsi visibles au conducteur), ou de gêner la lisibilité des informations projetées dans le champ de vision du conducteur. Par ailleurs, malgré le soin apporté à la fabrication du dispositif de génération d'images 30, il arrive que des fuites de lumière sortent de ce dernier, 3063260 8 risquant ainsi de venir perturber la lecture des informations projetées dans le champ de vision du conducteur ou d'éclairer les parois ou composants internes au système, les rendant ainsi visibles au conducteur. L'invention propose alors d'atténuer les effets générés par ces lumières 5 parasites. Pour cela, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'une au moins des parois du boîtier 20, appelée « paroi texturée 22 », présente une face intérieure 22A (située du côté du logement 25) qui présente, sur une partie au moins de sa surface, une pluralité de reliefs 27 en saillie et/ou en 10 renfoncement (voir figure 4). Cette paroi texturée pourra être formée par l'une des parois extérieures du boîtier (c'est-à-dire l'une des parois du boîtier dont l'une des faces est tournée vers l'extérieur du boîtier), ou par l'une des cloisons intérieures de ce boîtier. Chacun de ces reliefs 27 s'étend en hauteur ou en profondeur sur plus 15 d'un demi-millimètre, et, dans les deux autres dimensions de l'espace, sur moins d'un centimètre. Grâce à ces dimensions, les reliefs sont susceptibles de bien diffuser la lumière parasite qu'ils reçoivent dans un grand nombre de directions. Préférentiellement, la paroi texturée est de couleur noire, pour absorber 20 un maximum de lumière. Or la présence de reliefs 27 permet d'augmenter significativement la surface totale de la face intérieure 22A de la paroi texturée 22. De cette manière, les reliefs 27 permettent d'optimiser l'absorption de la lumière parasite. On pourrait prévoir que le relief 27 présente de multiples formes. 25 De préférence, chaque relief 27 s'élève (s'il est en saillie) ou s'enfonce (s'il est en renfoncement) à partir de la surface de la paroi texturée 22, en s'amincissant. Chaque relief pourra par exemple présenter une forme de cône tronqué, s'étendant en renfoncement ou en saillie par rapport à la surface de la paroi 30 texturée 22. En variante, chaque relief pourra présenter une forme de demi-boule ou de demi-boule tronquée, s'étendant en renfoncement ou en saillie par rapport à la surface de la paroi texturée 22. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, chaque relief 27 se 3063260 9 présente sous la forme d'une pyramide carrée et tronquée, située en saillie par rapport à la surface de la paroi texturée 22. Comme le montre la figure 3, le relief 27 s'étend en hauteur par rapport à la surface de la paroi texturée 22 sur une distance H1 supérieure au millimètre, ici 5 environ égale à 2,5 millimètres. Ce relief 27 présente une embase 27A dont les longueur L1 et largeur L2 sont ici égales et sont supérieures au millimètre. Elles sont plus précisément égales à 5 millimètres. L'angle a formé entre chacune des faces latérales du relief 27 et 10 l'embase 27A est ici égal à 45 degrés. La face d'extrémité 27B du relief 27 s'étend en parallèle de l'embase 27A. Comme le montrent les figures 1 et 2, la paroi texturée 22 présente un grand nombre de reliefs (plus de 10) qui, comme le montre la figure 4, sont répartis aussi bien dans la largeur de la paroi texturée 22 que dans sa longueur. 15 Autrement formulé, si on considère les deux dimensions principales de la paroi texturée 22, il est prévu que certains reliefs 27 soient décalés les uns par rapport aux autres aussi bien dans l'une que dans l'autre de ces deux dimensions principales. On pourrait prévoir que les reliefs 27 soient régulièrement répartis sur 20 toute la surface de la paroi texturée 22, comme cela est représenté sur la figure 4. Toutefois, en pratique, les reliefs 27 seront répartis autrement, en fonction de résultats de calculs propres à la géométrie de chaque type de boîtiers, de manière à optimiser leur effet de diffusion de la lumière. De manière préférentielle, les reliefs 27 portés par la paroi texturée 22 25 présentent tous des formes identiques. Préférentiellement, plusieurs des parois du boîtier 20 sont texturés (c'est-à-dire portent des reliefs). Dans ce cas, on pourra prévoir que l'une au moins des parois texturées porte des reliefs de formes différentes de celles des reliefs portés par les autres parois texturées. 30 De manière préférentiellement, la paroi située à l'opposé de la fenêtre principale 24, c'est-à-dire la paroi externe inférieure du boîtier 20, est texturée. C'est en effet elle qui est la plus susceptible de recevoir la lumière extérieure. Cette paroi est en outre située entre l'écran de protection 50 et le miroir de repliement 41, si bien qu'elle est également située sur le trajet des fuites de 3063260 10 lumière issues du dispositif de génération d'images 30. De préférence, on pourra prévoir que l'ensemble des faces internes délimitant la seconde partie 25B du logement 25 portent des reliefs, pour réduire au mieux la gêne du conducteur provoquée par les lumières parasites. 5 De préférence également, les parois externes du boîtier 20 qui sont texturées seront réalisées en matière plastique chargée de particules métalliques. Les reliefs permettent en effet de maximiser la surface d'échanges thermiques entre le logement 25 et les parois du boîtier 20. Prévoir des reliefs 27 qui intègrent des particules métalliques permet alors d'optimiser les échanges de 10 chaleur entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier 20. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Sur les figures, les faces des reliefs 27 et le reste de la surface de la face 15 interne 22A de la paroi texturée 22 sont représentés comme étant lisses. Pour optimiser encore leur pouvoir de diffusion de la lumière, on pourrait prévoir qu'elles soient granuleuse (les diamètres des grains étant inférieures à 20 micromètres). REVENDICATIONS1. Boîtier (20) pour afficheur tête-haute (10), qui délimite un logement (25) de réception de composants (30, 41) dudit afficheur tête-haute (10), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paroi texturée (22) dont la face intérieure (22A) présente, sur une partie au moins de sa surface, une pluralité de reliefs (27) en saillie et/ou en renfoncement par rapport au reste de sa surface, qui sont répartis dans la largeur et dans la longueur de ladite paroi texturée (22). 2. Boîtier (20) selon la revendication précédente, dans lequel chaque relief (27) s'étend en hauteur (H1) ou en profondeur sur plus d'un demi-millimètre, et, dans les deux autres dimensions de l'espace, sur moins d'un centimètre. 3. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque relief (27) présente une hauteur (H1) ou une profondeur supérieure au millimètre, et comporte une embase (27A) située au niveau de la face intérieure (22A) de ladite paroi texturée (22), dont la plus petite dimension (L1, L2) est supérieure au millimètre. 4. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la répartition des reliefs (27) est fonction de la géométrie du boîtier (20). 5. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite paroi texturée (22) présente au moins dix reliefs (27) distincts. 6. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un au moins des reliefs (27) s'élève à partir de la surface de ladite paroi texturée (22) en s'amincissant. 7. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un au moins des reliefs (27) présente une forme de pyramide préférentiellement tronquée. 8. Boîtier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un au moins des reliefs présente une forme de cône préférentiellement tronqué. 9. Boîtier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un au moins des reliefs présente une forme de demi-boule préférentiellement tronquée. 10. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les reliefs (27) portés par ladite paroi texturée (22) présentent tous des formes identiques. 11. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, comportant 3063260 12 une paroi extérieure (26) partiellement ouverte par une fenêtre (21) de passage de la lumière et dans lequel ladite paroi texturée (22) est située à l'opposé de la fenêtre (21). 12. Boîtier (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel 5 ladite paroi texturée (22) est réalisée en matière plastique chargée de particules métalliques. 13. Afficheur tête-haute (10) pour véhicule automobile, qui comporte : - un boîtier (20) conforme à l'une des revendications précédentes, - un dispositif de génération d'images (30) logé à l'intérieur du boîtier 10 (20), et - un système de projection (40) adapté à dévier le faisceau lumineux émis par le dispositif de génération d'images (30) pour projeter lesdites images dans le champ de vision du conducteur du véhicule automobile. 14. Afficheur tête-haute (10) selon la revendication précédente, dans 15 lequel : - le système de projection (40) comprend au moins un miroir de repliement (41) qui est situé dans le boîtier (20) et qui est adapté à dévier le faisceau lumineux émis par le dispositif de génération d'images (30), - il est prévu écran de protection (50) situé le long du chemin dudit 20 faisceau lumineux entre, d'un côté, le dispositif de génération d'images (30), et, de l'autre, ledit miroir de repliement (41), et - la paroi texturée (22) du boîtier (20) est située entre l'écran de protection (50) et ledit miroir de repliement (41). 25