Brevet FR3125938A1 — publié le 20230203

L’invention concerne un dispositif de génération d’images comportant une source lumineuse (8) configurée pour produire un faisceau lumineux (9) amont et une matrice d’éléments à transmittance variable (10) configurée pour recevoir et transmettre sélectivement le faisceau lumineux amont (9) de façon à former un faisceau lumineux aval (5) formant une image (2), une face aval de la matrice d’élément à transmittance variable (10) étant en contact avec une plaque au moins partiellement transparente (21) configurée pour limiter un échauffement de la matrice d’éléments à transmittance variable (10), caractérisé en ce qu’une face aval de la plaque partiellement transparente (21) est en contact avec une face froide d’un module de refroidissement thermoélectrique (22). L’invention concerne également un afficheur tête haute comprenant un tel dispositif. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Dispositif de génération d’images et afficheur tête haute comportant un tel dispositif La présente invention concerne le domaine technique des systèmes d’affichages, notamment le domaine technique des systèmes de projection d’images. L’invention concerne tout particulièrement un dispositif de génération d’image, notamment adapté à une utilisation dans un afficheur tête haute d’un véhicule automobile, et un afficheur tête haute comportant un tel dispositif. Arrière-plan technologique Dans le domaine ci-dessus, un afficheur tête haute est un dispositif qui permet d’afficher des informations d’assistance à la conduite dans le champ de vision du conducteur. A cette fin, les afficheurs tête haute comprennent un dispositif de génération d’image, par exemple une source lumineuse couplée à une matrice d’éléments à transmittance variable, par exemple un écran à cristaux liquide (LCD, pour « Liquid Crystal Display », en langue anglaise), et un système optique de transmission de cette image vers une lame partiellement-transparente, par exemple afin que le conducteur puisse voir les images sans détourner le regard de la route. Il existe un besoin pour des afficheurs tête haute affichant des images en réalité augmentée. De tels afficheurs doivent être configurés pour afficher une image de plus forte luminosité, à une distance plus importante. Outre la puissance plus importante du système imageur, de tels afficheurs comportent des systèmes optiques permettant des taux d’agrandissement supérieurs à ceux des afficheurs classiques. La forte puissance nécessaire à ces afficheurs entraîne une augmentation en température importante du dispositif de génération d’image. En outre, le système optique, qui agrandit les images projetées dans le champ de vision du conducteur peut, lorsqu’il est exposé à des rayons solaires, focaliser ces rayons sur le système de génération d’image, en particulier sur l’écran LCD, entraînant alors une augmentation importante de la température. Une trop forte augmentation de la température du dispositif de génération d’image, produite par la source lumineuse ou par les rayons solaires, peut le détériorer de façon irréversible. L’invention propose une solution aux problèmes susmentionnée en fournissant un afficheur tête haute plus robuste aux augmentations de température. Selon un aspect de l’invention, il est proposé un dispositif de génération d’images comportant une source lumineuse configurée pour produire un faisceau lumineux amont et une matrice d’éléments à transmittance variable configuré pour recevoir et transmettre sélectivement le faisceau lumineux amont de façon à former un faisceau lumineux aval formant une image, une face aval de la matrice d’élément à transmittance variable étant en contact avec une plaque au moins partiellement transparente configurée pour limiter un échauffement de la matrice d’éléments à transmittance variable, dans lequel une face aval de la plaque partiellement transparente est en contact avec une face froide d’un module de refroidissement thermoélectrique. Au sens de l’invention, les termes « amont » et « aval » sont relatif à des positions le long du chemin de propagation de la lumière émise par la source lumineuse. Ainsi, le terme « aval » signifie plus proche de la source lumineuse et le terme « amont » signifie plus loin de la source lumineuse, le long du chemin de propagation. La combinaison de la plaque au moins partiellement transparente et du module de refroidissement thermoélectrique assure avantageusement une bonne évacuation de la chaleur accumulée par la matrice d’élément à transmittance variable. Ainsi, le dispositif de génération d’image résiste mieux à des températures élevées, notamment des températures résultant du passage du faisceau lumineux au travers de la matrice d’éléments à transmittance variable et/ou des rayons solaires focalisés sur la matrice d’éléments à transmittance variable. Selon un mode de réalisation, le module de refroidissement thermoélectrique est en contact avec une zone périphérique de la face aval de la plaque au moins partiellement transparente de façon à laisser libre une zone centrale de la plaque au moins partiellement transparente permettant le passage du faisceau lumineux aval. Selon un mode de réalisation, le module de refroidissement thermoélectrique est en contact avec une zone périphérique de la face aval de la plaque au moins partiellement transparente de façon à délimiter la zone centrale. Par « délimiter », on entend ici que le module de refroidissement définit tout le contour de la zone centrale, et non pas seulement une partie. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte plusieurs modules de refroidissement thermoélectrique dont les faces froides sont en contact avec la zone périphérique de la face aval de la plaque partiellement transparente. Selon un mode de réalisation, les modules de refroidissement thermoélectriques sont électriquement couplés en série. Un couplage en série des modules permet de limiter les connexions électriques et de simplifier le pilotage du refroidissement du dispositif. Selon un mode de réalisation, le module de refroidissement thermoélectrique comporte une face chaude opposée à la face froide, la face chaude étant en contact avec un dissipateur thermique. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un diffuseur optique situé entre la source lumineuse et la matrice d’éléments à transmittance variable, le diffuseur optique et la matrice d’éléments à transmittance variable étant couplés à un dissipateur thermique faisant office de support pout pour le diffuseur optique et pour la matrice d’éléments à transmittance variable. Selon un mode de réalisation, la plaque au moins partiellement transparente s’étend au-delà des contours de l’écran, la face amont de la plaque au moins partiellement transparente étant en contact avec le dissipateur thermique faisant office de support. Selon un mode de réalisation, au moins un dissipateur thermique est couplé à un module de refroidissement par convection forcée. Selon un mode de réalisation, la matrice d’éléments à transmittance variable est un écran à cristaux liquides. Selon un mode de réalisation, la plaque au moins partiellement transparente est une plaque en céramique au moins partiellement transparente. Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un afficheur tête haute, notamment pour véhicule automobile, comportant un dispositif de génération d’images selon l’invention. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Brève description des figures De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : illustre schématiquement un afficheur tête haute comportant un dispositif de génération d’images selon un mode de réalisation de l’invention, illustre un dispositif de génération d’images selon un mode de réalisation de l’invention, illustre un module thermoélectrique du dispositif de génération d’image du mode de réalisation de la , illustre une variante de réalisation du module thermoélectrique de la , illustre une autre variante de réalisation du module thermoélectrique de la , illustre une variante de réalisation d’un dispositif de génération d’images selon l’invention. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Dispositif de génération d’images comportant une source lumineuse (8) configurée pour produire un faisceau lumineux (9) amont et une matrice d’éléments à transmittance variable (10) configurée pour recevoir et transmettre sélectivement le faisceau lumineux amont (9) de façon à former un faisceau lumineux aval (5) formant une image (2), une face aval de la matrice d’élément à transmittance variable (10) étant en contact avec une plaque au moins partiellement transparente (21) configurée pour limiter un échauffement de la matrice d’éléments à transmittance variable (10), caractérisé en ce qu’une face aval de la plaque partiellement transparente (21) est en contact avec une face froide d’un module de refroidissement thermoélectrique (22). Dispositif de génération d’images selon la revendication 1, dans lequel le module de refroidissement thermoélectrique (22) est en contact avec une zone périphérique de la face aval de la plaque au moins partiellement transparente (21) de façon à laisser libre une zone centrale (27) de la plaque au moins partiellement transparente (21) permettant le passage du faisceau lumineux aval (5). Dispositif de génération d’images selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de refroidissement thermoélectrique (22) est en contact avec une zone périphérique de la face aval de la plaque au moins partiellement transparente de façon à délimiter la zone centrale (27). Dispositif selon l’une des revendications 2 à 3, comportant plusieurs modules de refroidissement thermoélectrique (32, 33) dont les faces froides sont en contact avec la zone périphérique de la face aval de la plaque partiellement transparente (21). Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les modules de refroidissement thermoélectriques (32, 33) sont électriquement couplés en série. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le module de refroidissement thermoélectrique (22) comporte une face chaude opposée à la face froide, la face chaude étant en contact avec un dissipateur thermique (20). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un diffuseur optique (13) situé entre la source lumineuse (8) et la matrice d’éléments à transmittance variable (10), le diffuseur optique (13) et la matrice d’éléments à transmittance variable (10) étant couplés à un dissipateur thermique (19) faisant office de support pour le diffuseur optique (13) et pour la matrice d’éléments à transmittance variable (10). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la plaque au moins partiellement transparente (21) s’étend au-delà des contours de la matrice d’élément à transmittance variable (10), la face amont de la plaque au moins partiellement transparente (21) étant en contact avec le dissipateur thermique (19) faisant office de support. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins un dissipateur thermique (20) est couplé à un module de refroidissement par convection forcée (34). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la matrice d’éléments à transmittance variable (10) est un écran à cristaux liquides. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la plaque au moins partiellement transparente (21) est une plaque en céramique au moins partiellement transparente. Afficheur tête haute comportant un dispositif de génération d’images selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.