Brevet FR3101962A1 — publié le 20210416

L’invention concerne un système d'affichage tête haute pour véhicule comportant un premier et un second dispositifs d’affichage (200, 300) comprenant chacun un module de projection (210, 310) apte à générer un faisceau lumineux source porteur d’informations, ainsi qu’un élément réfléchissant (220, 320) apte à réfléchir ledit faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations dans une image virtuelle (V1, V2) positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise et à une distance prédéterminée (d1, d2) de ses yeux (Y), l’élément réfléchissant (220) dudit premier dispositif d’affichage (200) étant constitué par le pare-brise et celui dudit second dispositif étant constitué par une lame concave grossissante (320) saillant au moins partiellement au dessus de la planche de bord (2) dudit véhicule. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Système d’affichage tête haute pour véhicule générant deux images virtuelles au devant du pare-brise La présente invention concerne de manière générale un système d’affichage tête-haute pour véhicule ainsi qu’un véhicule muni d’un tel dispositif. Dans le cadre de l'amélioration de la sécurité routière, les constructeurs d'automobiles utilisent depuis quelques années des dispositifs d'affichage conçus selon le principe de la vision à tête haute mis en œuvre depuis plusieurs décennies dans l'aviation. Les dispositifs d'affichage à vision à tête haute ou (ATH pour Afficheur Tête Haute ou HUD pour Head Up Display) permettent de projeter une information dans le champ de vision du conducteur devant le véhicule automobile afin que le conducteur du véhicule automobile puisse lire cette information sans quitter des yeux l'espace devant le véhicule automobile. En même temps, l'information peut être lue sans modification de l'accommodation des yeux du conducteur du véhicule. Un tel dispositif d’affichage comporte classiquement un module de projection apte à générer un faisceau lumineux source porteur d’informations, ainsi qu’un élément réfléchissant apte à réfléchir ledit faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations dans une image virtuelle positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise et à une certaine distance prédéterminée de ses yeux. Suivant les dispositifs d’affichage tête haute, l’élément réfléchissant est constitué soit par le pare-brise du véhicule, soit par une lame indépendante de ce pare-brise et saillant de la planche de bord. On connaît de l’art antérieur et en particulier du document EP 2 960 095 A1 des systèmes d’affichage tête-haute comportant deux modules de projection aptes à générer respectivement un premier et un second faisceaux lumineux sources porteurs d’information en direction du pare-brise du véhicule. Ces deux faisceaux sont réfléchis vers les yeux du conducteur par le pare-brise de telle sorte à former une première et une seconde images virtuelles se trouvant dans le champ de vision de ce conducteur au devant dudit pare-brise et positionnées à des distances différentes de ses yeux. Dans un tel système d’affichage tête haute, la première image virtuelle proche affiche généralement des informations textuelles, par exemple la vitesse du véhicule, la limitation de vitesse sur la route parcourue par le véhicule ainsi que la direction à prendre, comme une flèche et une distance. La seconde image virtuelle affiche quant à elles des informations non textuelles de type « réalité augmentée » se matérialisant par des flèches ou des encadrements intégrés à la scène routière. Malheureusement, ces systèmes à deux images virtuelles situées à des distances différentes des yeux du conducteur sont très difficilement implantables sous la planche de bord des véhicules automobiles de part l’encombrement trop important des deux modules de projection nécessaires comprenant chacun un projecteur associé à des moyens optiques de renvoi et de grossissement du faisceau. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un système d'affichage tête haute pour véhicule comportant : - un premier dispositif d’affichage comprenant un premier module de projection apte à générer un premier faisceau lumineux source porteur d’informations, ainsi qu’un premier élément réfléchissant constitué par le pare-brise dudit véhicule et apte à réfléchir ledit premier faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations dans une première image virtuelle positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise et à une première distance prédéterminée de ses yeux ; et - un second dispositif d’affichage comprenant un second module de projection apte à générer un second faisceau lumineux source porteur d’informations, ainsi qu’un second élément réfléchissant apte à réfléchir ledit second faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations dans une second image virtuelle positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise et à une seconde distance prédéterminée de ses yeux inférieure à ladite première distance ; caractérisé en ce que ledit second élément réfléchissant est constitué par une lame concave grossissante saillant au moins partiellement au dessus de la planche de bord dudit véhicule. Le système d'affichage tête haute selon l’invention présente l’avantage d’être nettement plus compact que les systèmes existants car le second module de projection ne nécessite pas de moyens optiques grossissant couplés au projecteur, le grossissement de la seconde image virtuelle étant réalisé par la lame concave saillant au dessus de la planche de bord du véhicule. Selon des caractéristiques préférées dudit système d’affichage selon l’invention : - les premier et second dispositifs d’affichage sont configurés de sorte que les première et seconde images virtuelles soient également décalées en hauteur l’une de l’autre, la seconde image virtuelle plus proche des yeux dudit conducteur se situant en dessous de la première image virtuelle. ; - lesdits premier et second modules de projection comportent respectivement des premiers et second moyens de réglage motorisés permettant d’ajuster la position en hauteur desdites première et seconde images ; - lesdits premiers et second moyens de réglage motorisés fonctionnent de manière synchrone de sorte à éviter toute superposition partielle desdites première et seconde images ; - ledit premier module de projection comporte un projecteur couplé à des moyens optiques grossissant ; - lesdits moyens optiques grossissant comprennent un miroir de repliement plan et un miroir de sortie concave grossissant monté pivotant autour d’un axe transversal ; et/ou - les informations contenues dans la première image virtuelle sont constituées par des indications non textuelles venant se superposer visuellement sur des objets environnants du monde réel. L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile comportant un tel système d'affichage tête haute. Dans un premier mode de réalisation, ladite lame concave grossissante est transparente et saille entièrement au dessus de la planche de bord. Dans un autre mode de réalisation, ladite lame concave grossissante est opaque, celle-ci étant en outre partiellement enterrée dans la planche de bord de sorte que sa face avant se trouve en vis-à-vis avec une portion de cette dernière. 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 d’un système d’affichage tête haute pour véhicule automobile conforme à la présente invention ; est un exemple d’image virtuelle projetée par le premier dispositif d’affichage ; et représente un exemple d’image virtuelle projetée par le second dispositif d’affichage. Système d'affichage tête haute pour véhicule comportant : - un premier dispositif d’affichage (200) comprenant un premier module de projection (210) apte à générer un premier faisceau lumineux source porteur d’informations (I1), ainsi qu’un premier élément réfléchissant (220) constitué par le pare-brise (5) dudit véhicule et apte à réfléchir ledit premier faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations (I1) dans une première image virtuelle (V1) positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise (5) et à une première distance prédéterminée (d1) de ses yeux (Y) ; et - un second dispositif d’affichage (300) comprenant un second module de projection (310) apte à générer un second faisceau lumineux source porteur d’informations (I2), ainsi qu’un second élément réfléchissant (320) apte à réfléchir ledit second faisceau lumineux vers le conducteur de sorte que celui-ci perçoive lesdites informations (I2) dans une second image virtuelle (V2) positionnée dans son champ de vision au devant dudit pare-brise (5) et à une seconde distance prédéterminée (d2) de ses yeux (Y) inférieure à ladite première distance (d1) ; caractérisé en ce que ledit second élément réfléchissant est constitué par une lame concave grossissante (320) saillant au moins partiellement au dessus de la planche de bord (2) dudit véhicule. Système d'affichage tête haute selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second dispositifs d’affichage (200, 300) sont configurés de sorte que les première et seconde images virtuelles (V1, V2) soient également décalées en hauteur l’une de l’autre, la seconde image virtuelle (V2) plus proche des yeux (Y) dudit conducteur se situant en dessous de la première image virtuelle (V1). Système d'affichage tête haute selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits premier et second modules de projection (210, 310) comportent respectivement des premiers et second moyens de réglage motorisés (214, 321) permettant d’ajuster la position en hauteur desdites première et seconde images (V1, V2). Système d'affichage tête haute selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premiers et second moyens de réglage motorisés (214, 310) fonctionnent de manière synchrone de sorte à éviter toute superposition partielle desdites première et seconde images (V1, V2). Système d'affichage tête haute selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit premier module de projection (210) comporte un projecteur (211) couplé à des moyens optiques grossissant (212, 213). Système d'affichage tête haute selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens optiques grossissant comprennent un miroir de repliement plan (212) et un miroir de sortie concave grossissant (213) monté pivotant autour d’un axe transversal. Système d'affichage tête haute selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les informations (I1) contenues dans la première image virtuelle (V1) sont constituées par des indications non textuelles venant se superposer visuellement sur des objets environnants du monde réel. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte un système d'affichage tête haute selon l’une des revendications 1 à 7. Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite lame concave grossissante (320) est transparente et en ce qu’elle saille entièrement au dessus de la planche de bord (2). Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite lame concave grossissante (320) est opaque et en ce qu’elle est partiellement enterrée dans la planche de bord (2) de sorte que sa face avant se trouve en vis-à-vis avec une portion de cette dernière.