Brevet FR3100618A1 — publié le 20210312

L’invention concerne un élément de couverture anti-poussière agencé pour obturer une ouverture de projection (6) ménagée dans la planche de bord (2) d’un véhicule et traversée par le faisceau lumineux source porteur d’informations (F) projeté par le module de projection (11) d’un dispositif d’affichage tête-haute jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant (20), ledit élément de couverture comportant un support transparent ainsi qu’un revêtement optique apposé sur l’une des faces dudit support ; caractérisé en ce que ledit revêtement optique comprend une couche métallique à propriétés plasmoniques, dotée d’un réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde, et configurée pour permettre la transmission extraordinaire d’une ou plusieurs bandes restreintes de longueurs d’ondes du spectre visible centrées sur la ou les longueurs d’onde du faisceau lumineux (F) projeté par ledit module de projection (11). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Elément de couverture de l’ouverture de projection d’un dispositif d’affichage tête-haute L’invention concerne un élément de couverture anti-poussière agencé pour obturer une ouverture de projection ménagée dans la planche de bord d’un véhicule et traversée par le faisceau lumineux source porteur d’informations projeté par le module de projection d’un dispositif d’affichage tête-haute jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant. Dans le cadre de l'amélioration de la sécurité routière, les constructeurs d'automobiles utilisent depuis quelques années des dispositifs d'affichage tête haute désignés généralement sous les acronymes ATH (pour Afficheur Tête Haute) ou HUD (pour Head Up Display) et permettant de projeter des informations dans le champ de vision du conducteur devant le véhicule automobile. Ce type de dispositif d’affichage comporte un module de projection logé dans une cavité ménagée sous la planche de bord et apte à projeter un faisceau lumineux source porteur d’informations jusqu’à un élément de renvoi apte à réfléchir une partie des rayons lumineux provenant de ce module de projection vers le conducteur du véhicule automobile de sorte que ce dernier visualise ces informations sous la forme d’une image virtuelle située quelques mètres au devant du véhicule dans une zone surmontant le capot ou la route et sans modification de l’accommodation des yeux. Suivant les dispositifs, l’élément de renvoi est constitué soit par un film incorporé directement au pare-brise du véhicule, soit par une lame indépendante du pare-brise et saillant de la planche de bord. A l’aplomb du module de projection, la façade supérieure de la planche de bord présente une ouverture se trouvant sur le chemin du faisceau lumineux entre le module de projection et l’élément de renvoi. Afin de protéger le module de projection de la poussière, il est connu d’obturer cette ouverture par un élément de couverture comportant un support transparent éventuellement recouvert sur l’une de ces faces d’un revêtement réfléchissant les rayons infrarouges afin que ces derniers ne puissent pénétrer à l’intérieur de la cavité logeant le module le projection de sorte à empêcher sa montée en température. Le document FR 3 044 113 A1 divulgue ainsi un tel élément de couverture se composant d’un filtre polarisant et d’un élément de modification de polarisation situé entre le filtre polarisant et le module de projection. L’élément de modification de polarisation permet de modifier la polarisation du faisceau lumineux incident provenant du module de projection entre un premier type de polarisation de type circulaire et un second type de polarisation de type linéaire. Le filtre polarisant ne laisse passer que les rayons lumineux qui correspondent au second type de polarisation linéaire dans une certaine direction de polarisation. Cette combinaison des éléments de modification de polarisation et d’un filtre polarisant dans l’élément de couverture d’un dispositif d’affichage tête haute, notamment d’un dispositif d’affichage tête haute réfléchi directement par le pare-brise permet d’éviter les réflexions parasites de la lumière solaire dans le dispositif d’affichage tête haute dans le cas du rayonnement solaire directement incident, de sorte à ne pas éblouir le conducteur qui regarde le dispositif d’affichage tête haute. Toutefois, ces éléments de couverture transparents ont pour inconvénient de laisser apparents les composants optiques du module de projection aux yeux des observateurs situés à l’extérieur du véhicule et regardant au travers du pare-brise, ce qui impacte négativement le niveau de qualité perçue du véhicule. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un élément de couverture anti-poussière agencé pour obturer une ouverture de projection ménagée dans la planche de bord d’un véhicule et traversée par le faisceau lumineux source porteur d’informations projeté par le module de projection d’un dispositif d’affichage tête-haute jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant, ledit élément de couverture comportant un support transparent ainsi qu’un revêtement optique apposé sur l’une des faces dudit support ; caractérisé en ce que ledit revêtement optique comprend une couche métallique à propriétés plasmoniques, dotée d’un réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde, et configurée pour permettre la transmission extraordinaire d’une ou plusieurs bandes restreintes de longueurs d’ondes du spectre visible centrées sur la ou les longueurs d’onde du faisceau lumineux projeté par ledit module de projection. L’élément de couverture anti-poussière selon l’invention permet ainsi de ne pas perturber la transmission des longueurs d’onde du faisceau émis par le module de projection du dispositif d’affichage tête-haute vers l’élément de renvoi partiellement réfléchissant, tout empêchant la majeure parties des composantes de la lumière extérieure du soleil de le traverser de sorte à dissimuler au moins partiellement les composants optiques du module de projection aux yeux des observateurs situés à l’extérieur du véhicule et regardant au travers du pare-brise. Selon des caractéristiques préférées dudit élément de couverture anti-poussière selon l’invention : - ledit revêtement optique comprend une couche en matériau magnéto-optique transparent interposée entre ledit support et ladite couche métallique et interagissant avec cette dernière pour rendre ladite transmission extraordinaire non réciproque de sorte que la ou lesdites longueurs d’onde du faisceau lumineux projeté par ledit module de projection soient transmises uniquement dans le sens allant de ce module de projection vers ledit élément de renvoi, et de sorte que les autres longueurs d’onde visibles de la ou desdites bandes restreintes soient transmises uniquement dans le sens opposé allant de l’élément de renvoi vers le module de projection ; - ladite couche en matériau magnéto-optique est constituée en oxyde de grenat ; - ladite couche métallique est constituée en or ou en argent ; - la ou lesdites bandes restreintes de longueurs d’onde présentent une largeur comprise entre 10 et 100 nm ; - ladite couche métallique est configurée pour permettre la transmission extraordinaire de trois dites bandes restreintes de longueurs d’onde centrées sur les trois longueurs d’onde associées au système RVB ; - ledit réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde est périodique ; - ledit réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde est constitué par une pluralité de nanoperforations circulaires concentriques, par des nanoperforations circulaires de dimensions identiques et agencées sous forme matricielle, ou encore par des nanoperforations linéaires parallèles espacées régulièrement les unes des autres ; et/ou - ledit élément de couverture comporte également un second revêtement optique antireflet apposé sur l’autre face dudit support transparent. L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile comportant un dispositif d’affichage tête-haute doté d’un module de projection implanté sous la planche de bord et apte à émettre un faisceau lumineux source porteur d’informations jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant, ledit faisceau lumineux traversant une ouverture ménagée dans la planche de bord et étant obturée par un tel élément de couverture anti-poussière. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : représente une vue schématique en section longitudinale verticale de la partie avant d’un véhicule automobile comportant un dispositif d’affichage tête-haute comprenant un module de projection implanté sous la planche de bord de ce véhicule à l’aplomb d’une ouverture de passage obturée par un élément de couverture selon l’invention ; et est une vue agrandie en coupe transversale de l’élément de couverture de la figure 1. Elément de couverture anti-poussière agencé pour obturer une ouverture de projection (6) ménagée dans la planche de bord (2) d’un véhicule et traversée par le faisceau lumineux source porteur d’informations (F) projeté par le module de projection (11) d’un dispositif d’affichage tête-haute jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant (20), ledit élément de couverture comportant un support transparent (31) ainsi qu’un revêtement optique (32) apposé sur l’une des faces dudit support (31) ; caractérisé en ce que ledit revêtement optique (32) comprend une couche métallique à propriétés plasmoniques (34), dotée d’un réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde (35), et configurée pour permettre la transmission extraordinaire d’une ou plusieurs bandes restreintes de longueurs d’ondes du spectre visible centrées sur la ou les longueurs d’onde du faisceau lumineux (F) projeté par ledit module de projection (11). Elément de couverture selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement optique (32) comprend une couche en matériau magnéto-optique transparent (33) interposée entre ledit support (31) et ladite couche métallique (34) et interagissant avec cette dernière pour rendre ladite transmission extraordinaire non réciproque de sorte que la ou lesdites longueurs d’onde du faisceau lumineux (F) projeté par ledit module de projection (11) soient transmises uniquement dans le sens (S 1 ) allant de ce module de projection (11) vers ledit élément de renvoi (20), et de sorte que les autres longueurs d’onde visibles de la ou desdites bandes restreintes soient transmises uniquement dans le sens opposé (S 2 ) allant de l’élément de renvoi (20) vers le module de projection (11). Elément de couverture selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite couche en matériau magnéto-optique (33) est constituée en oxyde de grenat. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite couche métallique (34) est constituée en or ou en argent. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ou lesdites bandes restreintes de longueurs d’onde présentent une largeur comprise entre 10 et 100 nm. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite couche métallique (34) est configurée pour permettre la transmission extraordinaire de trois dites bandes restreintes de longueurs d’onde centrées sur les trois longueurs d’onde associées au système RVB. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde (35) est périodique. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit réseau de nanoperforations sub-longueur d’onde (35) est constitué par une pluralité de nanoperforations circulaires concentriques, par des nanoperforations circulaires de dimensions identiques et agencées sous forme matricielle, ou encore par des nanoperforations linéaires parallèles espacées régulièrement les unes des autres. Elément de couverture selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’il comporte également un second revêtement optique antireflet (36) apposé sur l’autre face dudit support transparent (31). Véhicule automobile comportant un dispositif d’affichage tête-haute doté d’un module de projection (11) implanté sous la planche de bord (2) et apte à émettre un faisceau lumineux source porteur d’informations (F) jusqu’à un élément de renvoi partiellement réfléchissant (20), ledit faisceau lumineux (F) traversant une ouverture (6) ménagée dans la planche de bord (2) et étant obturée par un élément de couverture anti-poussière (30) comportant un support transparent (31) ainsi qu’un revêtement optique (32) apposé sur l’une des faces dudit support (31) ; caractérisée en ce que ledit élément de couverture anti-poussière (30) est conforme à l’une des revendications 1 à 9.