Brevet FR3162263A1 — publié le 20251121

Système de projection de lumière (1) comprenant les éléments suivants : - une source de lumière (2) émettant un faisceau lumineux, - un dispositif de balayage (3), - un dispositif semi-réfléchissant (4), le dispositif semi-réfléchissant (4) étant agencé et/ou configuré de sorte à ce que système de projection de lumière (1) produise simultanément : - une première image en un premier lieu (61), et - une deuxième image en un deuxième lieu (62). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Système de projection de lumière et procédé de projection de lumière. La présente invention concerne un système de projection de lumière pour véhicule automobile. L’invention concerne aussi un procédé de projection de lumière. L’invention concerne enfin également un véhicule automobile équipé d’un tel système ou mettant en œuvre un tel procédé. Dans le domaine automobile, il existe un besoin de projeter des informations sous forme d’images à l’extérieur et/ou à l’intérieur d’un véhicule. Par exemple, il existe un besoin de projeter plusieurs images à l’extérieur du véhicule, notamment devant le véhicule ou sur les côtés du véhicule. Par exemple, il existe aussi un besoin de projeter plusieurs images à l’intérieur du véhicule, notamment dans l’habitacle. Le but de l’invention est de fournir un système de projection et un procédé de projection et améliorant les systèmes et procédés de projection connus. En particulier, l’invention propose un système et un procédé de projection permettant de projeter plusieurs images simultanément en des lieux différents. Selon un objet, l’invention propose un système de projection de lumière comprenant les éléments suivants : - une source de lumière émettant un faisceau lumineux, - un dispositif de balayage, - un dispositif semi-réfléchissant, le dispositif semi-réfléchissant étant agencé et/ou configuré de sorte à ce que le système de projection de lumière (1) produise simultanément : - une première image en un premier lieu, et - une deuxième image en un deuxième lieu. Le dispositif semi-réfléchissant peut être agencé en amont du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Le dispositif semi-réfléchissant peut être agencé en aval du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Le système de projection de lumière peut comprendre au moins un dispositif optique de mise en forme d’un faisceau lumineux en aval du dispositif de balayage et du dispositif semi-réfléchissant relativement au cheminement du faisceau lumineux. Le système de projection de lumière peut comprendre au moins un dispositif optique de mise en forme d’un faisceau lumineux en amont du dispositif de balayage et en aval du dispositif semi-réfléchissant relativement au cheminement du faisceau lumineux. Le dispositif semi-réfléchissant peut réfléchir entre 30% et 70% du rayonnement du faisceau lumineux émis par la source de lumière quelle que soit la longueur d’onde du faisceau lumineux. Le dispositif semi-réfléchissant peut transmettre entre 30% et 70% du rayonnement du faisceau lumineux émis par la source de lumière quelle que soit la longueur d’onde du faisceau lumineux. Le dispositif semi-réfléchissant peut : - réfléchir totalement ou sensiblement totalement certaines longueurs d’onde du faisceau lumineux, et - transmettre totalement ou sensiblement totalement les autres longueurs d’onde du faisceau lumineux. Selon un autre objet, l’invention propose un procédé de fonctionnement d’un système de projection de lumière tel que défini dans le présent exposé, comprenant les étapes suivantes : - émission d’un faisceau lumineux, - déviation variable dans le temps du faisceau lumineux de sorte à lui faire décrire un angle solide, - réflexion partielle du faisceau lumineux, de sorte à produire simultanément : - une première image en un premier lieu, et - une deuxième image en un deuxième lieu. L’étape de déviation variable peut avoir lieu avant l’étape de réflexion partielle. L’étape de déviation variable peut avoir lieu après l’étape de réflexion partielle. Selon un autre objet, l’invention propose un véhicule automobile comprenant un système de projection de lumière tel que défini dans le présent exposé et/ou comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé tel que défini dans le présent exposé, notamment des éléments matériels et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé tel que défini dans le présent exposé. Selon aspect non limitatif de l’invention, le véhicule automobile comprend des moyens de mettre en œuvre le procédé tel que défini dans le présent exposé. Selon un autre objet, l’invention propose un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini dans le présent exposé lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention porte aussi sur un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur. Il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini dans le présent exposé. Selon un autre objet, l’invention propose un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé tel que défini dans le présent exposé. L’invention porte aussi sur un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini dans le présent exposé. Selon un autre objet, l’invention propose un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur tel que défini dans le présent exposé. Dans l’ensemble de l’exposé, les caractéristiques décrites en lien avec un objet donné ou un mode de réalisation de cet objet, peuvent s’appliquer également aux autres objets. La FIG. 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d’un véhicule automobile selon l’invention comprenant un premier mode de réalisation d’un système de projection selon l’invention. La FIG. 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation d’un véhicule automobile selon l’invention comprenant un deuxième mode de réalisation d’un système de projection selon l’invention. Sur les figures, un repère X, Y est représenté. L’axe X est une direction de projection (ou sensiblement une direction de projection) du système de projection de lumière, et l’axe Y est orienté perpendiculairement à l’axe X. Sur les figures, le sens de projection est orienté selon –X. Alternativement, le sens de projection pourrait être orienté selon X. Un premier mode de réalisation d’un véhicule automobile 100 selon l’invention est décrit ci-après en référence à la FIG. 1 . Le véhicule peut être un véhicule de toute nature, notamment un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire ou un véhicule de transport collectif. Dans certaines applications, l’axe X peut par exemple coïncider avec l’axe longitudinal du véhicule automobile. Dans d’autres applications, l’axe X peut par exemple coïncider avec l’axe transversal du véhicule automobile. Le véhicule automobile 100 comprend un système de projection de lumière. Ce système permet de projeter deux images, notamment deux images identiques et simultanées. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 1 , les deux images sont projetées sur des surfaces 61 et 62 en avant du véhicule automobile. En alternatives, ces surfaces peuvent se trouver par exemple : - à l’arrière du véhicule automobile, ou - sur les côtés du véhicule automobile, ou - à l’intérieur du véhicule automobile. Le système de projection de lumière 1 comprend les éléments suivants : - une source de lumière 2 émettant un faisceau lumineux, - un dispositif de balayage 3, et - un dispositif semi-réfléchissant 4, les éléments, en particulier le dispositif semi-réfléchissant 4, étant agencés et/ou configurés de sorte à ce que le système de projection de lumière 1 produise : - une première image en un premier lieu 61, et - une deuxième image en un deuxième lieu 62. En effet, de préférence, le dispositif semi-réfléchissant 4 est agencé et/ou configuré de sorte à produire deux cheminements de lumière permettant de produire les première et deuxième images. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif semi-réfléchissant peut être agencé en amont du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Par ailleurs, le système de projection 1 peut comprendre au moins un dispositif optique 5 de mise en forme du faisceau lumineux en aval du dispositif semi-réfléchissant et en amont du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Dans le premier mode de réalisation, le faisceau issu de la source de lumière 2 vient impacter le dispositif semi-réfléchissant 4. En conséquence : - une première partie de la lumière du faisceau est transmise vers le dispositif de balayage 3, notamment parallèlement au faisceau incident issu de la source de lumière 2, et - une deuxième partie de la lumière du faisceau est réfléchie vers le dispositif optique 5 réfléchissant à son tour la lumière vers le dispositif de balayage 3. De préférence, la deuxième partie est complémentaire de la première partie après avoir déduit les pertes dans le dispositif semi-réfléchissant 4. La première partie de la lumière du faisceau et la deuxième partie de la lumière du faisceau arrivent sur le dispositif de balayage avec des angles d’incidence différents, en conséquence également avec des angles différents c’est-à-dire dans des directions différentes. La première partie de la lumière du faisceau vient éclairer un premier lieu 61 et faire apparaître, sur ce premier lieu 61, une première image. La deuxième partie de la lumière du faisceau vient éclairer un deuxième lieu 62 et faire apparaître, sur ce deuxième lieu 62, une deuxième image. Un deuxième mode de réalisation d’un véhicule automobile 100 selon l’invention est décrit ci-après en référence à la FIG. 2 . Le véhicule peut être un véhicule de toute nature, notamment un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire ou un véhicule de transport collectif. Le véhicule automobile 100 comprend un système de projection de lumière. Ce système permet de projeter deux images, notamment deux images identiques et simultanées. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 2 , les deux images sont projetées sur des surfaces 61 et 62 en avant du véhicule automobile. En alternatives, ces surfaces peuvent se trouver par exemple : - à l’arrière du véhicule automobile, ou - sur les côtés du véhicule automobile, ou - à l’intérieur du véhicule automobile. Le système de projection de lumière 1 comprend les éléments suivants : - une source de lumière 2 émettant un faisceau lumineux, - un dispositif de balayage 3, et - un dispositif semi-réfléchissant 4, les éléments, en particulier le dispositif semi-réfléchissant 4, étant agencés et/ou configurés de sorte à ce que le système de projection de lumière 1 produise : - une première image en un premier lieu 61, et - une deuxième image en un deuxième lieu 62. En effet, de préférence, le dispositif semi-réfléchissant 4 est agencé et/ou configuré de sorte à produire deux cheminements de lumière permettant de produire les première et deuxième images. Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif semi-réfléchissant peut être agencé en aval du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Par ailleurs, le système de projection 1 peut comprendre au moins un dispositif optique 5 de mise en forme d’un faisceau lumineux en aval du dispositif de balayage 3 et du dispositif semi-réfléchissant 4 relativement au cheminement du faisceau lumineux. Dans le deuxième mode de réalisation, le faisceau issu du dispositif de balayage 3 vient impacter le dispositif semi-réfléchissant 4.En conséquence : - une première partie de la lumière du faisceau est transmise vers le premier lieu 61, notamment parallèlement au faisceau incident issu du dispositif de balayage 3, et - une deuxième partie de la lumière du faisceau est réfléchie vers le dispositif optique 5 réfléchissant à son tour la lumière vers le deuxième lieu 62. De préférence, la deuxième partie est complémentaire de la première partie après avoir déduit les pertes dans le dispositif semi-réfléchissant 4. La première partie de la lumière du faisceau vient donc éclairer un premier lieu 61 et faire apparaître, sur ce premier lieu 61, une première image. La deuxième partie de la lumière du faisceau vient donc éclairer un deuxième lieu 62 et faire apparaître, sur ce deuxième lieu 62, une deuxième image. Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, les premier et deuxième lieux ne se recouvrent pas ou sont disjoints. En alternative, les premier et deuxième lieux peuvent se superposer partiellement. Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, la source de lumière 2 peut comprendre, à sa sortie, un collimateur. Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, la source de lumière 2 est de préférence une source laser. Par exemple, la source peut comprendre trois diodes d’émission de rayonnement laser, notamment : - une première diode laser 2R émettant une lumière rouge, - une deuxième diode laser 2G émettant une lumière verte, - une troisième diode laser 2B émettant une lumière bleue. La technologie laser permet de produire un rayonnement puissant dans un encombrement limité et avec un bon rendement énergétique. De préférence, chaque diode est associée à un dispositif réfléchissant permettant de dévier le rayonnement émis par la diode. Par exemple, - un premier dispositif réfléchissant 21R (comme un miroir) permet de dévier le rayonnement émis par la diode 2R, - un deuxième dispositif réfléchissant 21G (comme une lame ou un filtre dichroïque) permet de dévier le rayonnement émis par la diode 2G (en laissant passer les rayonnement émis par la diode 2R), et - un troisième dispositif réfléchissant 21B (comme une lame ou un filtre dichroïque) permet de dévier le rayonnement émis par la diode 2B (en laissant passer les rayonnement émis par les diodes 2R et 2G). Ainsi, un aval du troisième dispositif réfléchissant 21B, on obtient un faisceau de lumière constitué de l’addition des rayonnements émis par les trois diodes, par exemple un faisceau de lumière blanche (lorsque les diodes émettent toutes un rayonnement déterminé). Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, le dispositif de balayage 3 comprend au moins un miroir 31 motorisé. Dans les exemples représentés sur les figures 1 et 2, le dispositif de balayage 3 peut être constitué d’un micro-miroir unique 31, mobile autour de deux axes orthogonaux, tel que ceux qui sont utilisés dans les systèmes de balayage optique appelés « scanners ». En alternative, le dispositif de balayage peut être constitué de deux miroirs mobiles oscillant autour d’axes orthogonaux, disposés de telle sorte que : - un premier miroir reçoit directement le rayonnement incident et est mobile autour d’un premier axe de manière à réfléchir le rayonnement vers un deuxième miroir, et - le deuxième miroir reçoit directement le rayonnement issu du premier miroir et est mobile autour d’un deuxième axe de manière à réfléchir le rayonnement vers les lieux 61 et 62 ou vers le dispositif semi-réfléchissant. Les déplacements du ou des miroirs sont définis de sorte que les rayons issus du système de projection puissent parcourir l’intégralité des premier et deuxième lieux où doivent apparaître les première et deuxièmes images. Le ou les miroirs utilisés peuvent être à technologie MEMS (microelectromechanical system). Les amplitudes de déplacement du miroir ou des miroirs du dispositif de balayage 3 sont de l’ordre de 20°. Il s’ensuit que l’amplitude de variation de la direction du faisceau réfléchi par le dispositif de balayage 3 et de l’ordre de 40°. En conséquence, le faisceau réfléchi par le dispositif de balayage 3 peut balayer un angle solide de l’ordre d’un demi stéradian. Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, la source de lumière 2 et le dispositif de balayage 3 sont pilotées de manière synchronisée de sorte à produire les images désirées. En effet, l’intensité lumineuse produite par la source de lumière 2 doit varier au fil du balayage des lieux d’affichage des images. Ces pilotages sont par exemple réalisés par un calculateur 7 faisant partie du système de projection. En conséquence, l’invention porte aussi sur un procédé de projection de lumière. Le procédé de projection de lumière peut aussi être vu comme un procédé de fonctionnement du système de projection décrit précédemment ou comme un procédé de fonctionnement d’un véhicule automobile embarquant le système de projection. Le procédé de projection comprend les étapes suivantes : - émission d’un faisceau lumineux, - déviation variable dans le temps du faisceau lumineux de sorte à lui faire décrire un angle solide, - réflexion partielle du faisceau lumineux, de sorte à produire simultanément : - une première image en un premier lieu, et - une deuxième image en un deuxième lieu. L’émission du faisceau lumineux et les déplacements de dispositif de balayage (permettant de produire la déviation du faisceau lumineux variable dans le temps) sont synchronisés de sorte à faire apparaître l’image désirée au premier lieu et au deuxième lieu. Dans un premier mode d’exécution du procédé, l’étape de déviation variable (balayage) a lieu avant l’étape de réflexion partielle. Dans un premier mode d’exécution du procédé, l’étape de déviation variable (balayage) a lieu après l’étape de réflexion partielle. Dans modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2, les deux images sont projetées sur des surfaces 61 et 62 en avant du véhicule automobile. Toutefois, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, les images pourraient être projetées en d’autres lieux. Par exemple, une première image pourrait être projetée en avant du véhicule automobile et une deuxième image pourrait être projetée sur le côté du véhicule automobile. En alternative encore, l’une et/ou l’autre des images pourrait être projetée à l’intérieur du véhicule automobile notamment dans l’habitacle. Les première et deuxième images peuvent avoir la même taille ou avoir des tailles différentes. Les images peuvent toutefois être plus ou moins déformées selon la distance du système de projections aux premier et deuxième lieux et selon les incidences des faisceaux lumineux aux premier et deuxième lieux. Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2, deux images sont projetées sur deux surfaces 61 et 62. Toutefois, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, plus de deux images pourraient être projetées simultanément en des lieux différents par exemple, trois ou quatre ou cinq images. Pour ce faire, il faut ajouter aux systèmes décrits précédemment des dispositifs semi réfléchissants. Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, le dispositif semi-réfléchissant peut réfléchir entre 30% et 70% du rayonnement du faisceau lumineux émis par la source de lumière 2 quelle que soit la longueur d’onde du faisceau lumineux. Si les rayonnements transmis et réfléchis sont d’intensités différentes, il est possible d’afficher : - deux images (ou plus) avec des intensités différentes, ou - deux images (ou plus) de tailles différentes avec la même intensité, ou - deux images (ou plus) de tailles différentes avec des intensités différentes. En alternative, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, le dispositif semi-réfléchissant peut : - réfléchir totalement ou sensiblement totalement certaines longueurs d’onde du faisceau lumineux, et - transmettre totalement ou sensiblement totalement les autres longueurs d’onde du faisceau lumineux. Pour ce faire, dans un mode de réalisation particulier, on peut utiliser une lame ou un filtre dichroïque comme dispositif semi-réfléchissant 4. Avec une telle structure, il est possible de faire afficher simultanément en deux lieux différents deux images différentes. En effet, la lame ou le filtre dichroïque transmet les rayonnements d’une ou plusieurs premières longueurs d’onde et réfléchit les rayonnements des autres deuxièmes longueurs d’onde. Il est donc possible de faire apparaître : - en un premier lieu une première image composée avec les rayonnements des premières longueurs d’onde, et - en un deuxième lieu une deuxième image composée avec les rayonnements des deuxièmes longueurs d’onde. Ces deux images peuvent avoir, outre des couleurs différentes, des géométries différentes. Dans un autre mode de réalisation particulier, le dispositif semi réfléchissant 4 peut comprendre plusieurs éléments (comme un premier élément et un deuxième élément) sélectionnables ou activables comme par exemple : - une lame semi-réfléchissante ayant un comportement similaire pour toutes les longueurs d’onde, et - une lame ou un filtre dichroïque tel que mentionné plus haut. Dans un premier mode de fonctionnement, ce peut être le premier élément, comme la lame semi réfléchissante, qui est activé (le deuxième élément étant désactivé) et, dans un deuxième mode de fonctionnement, ce peut être le deuxième élément, comme le filtre dichroïque, qui est activé (le premier élément étant désactivé). Les activations et désactivations des éléments peuvent être réalisées par déplacement de éléments de sorte qu’ils interceptent ou non le faisceau lumineux. Dans la description qui précède, nous avons évoqué l’affichage d’images. Toutefois, les images générées peuvent être des images qui évoluent dans le temps, autrement dit, les solutions décrites permettent non seulement l’affichage d’images mais également l’affichage de vidéos. Grâce aux solutions selon l’invention, avec une seule source de lumière et un seul dispositif de balayage, on peut afficher deux images simultanément en deux lieux différents. Par exemple, lorsque le conducteur d’un véhicule automobile à l’intention de changer de direction, il peut activer le système de projection pour afficher, du côté du changement de direction prévue, simultanément : - sur le sol, en avant du véhicule automobile, une première image représentant par exemple une flèche, et - sur le sol, en arrière du véhicule automobile, une deuxième image représentant par exemple une flèche. De même, par exemple, lorsque des utilisateurs du véhicule automobile approchent du véhicule automobile, le système de projection peut être activé par le véhicule automobile afin d’afficher : - une première image de scénario de bienvenue au sol au niveau d’une première porte, et - une deuxième image de scénario de bienvenue au sol au niveau d’une deuxième porte. Système de projection de lumière (1) comprenant les éléments suivants : - une source de lumière (2) émettant un faisceau lumineux, - un dispositif de balayage (3), - un dispositif semi-réfléchissant (4), le dispositif semi-réfléchissant (4) étant agencé et/ou configuré de sorte à ce que le système de projection de lumière (1) produise simultanément : - une première image en un premier lieu (61), et - une deuxième image en un deuxième lieu (62). Système de projection de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif semi-réfléchissant est agencé en amont du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Système de projection de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif semi-réfléchissant est agencé en aval du dispositif de balayage relativement au cheminement du faisceau lumineux. Système de projection de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif optique (5) de mise en forme d’un faisceau lumineux en aval du dispositif de balayage (3) et du dispositif semi-réfléchissant (4) relativement au cheminement du faisceau lumineux. Système de projection de lumière selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif optique (5) de mise en forme d’un faisceau lumineux en amont du dispositif de balayage (3) et en aval du dispositif semi-réfléchissant (4) relativement au cheminement du faisceau lumineux. Système de projection de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif semi-réfléchissant réfléchit entre 30% et 70% du rayonnement du faisceau lumineux émis par la source de lumière (2) quelle que soit la longueur d’onde du faisceau lumineux, et/ou en ce que le dispositif semi-réfléchissant transmet entre 30% et 70% du rayonnement du faisceau lumineux émis par la source de lumière (2) quelle que soit la longueur d’onde du faisceau lumineux. Système de projection de lumière selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif semi-réfléchissant : - réfléchit totalement ou sensiblement totalement certaines longueurs d’onde du faisceau lumineux, et - transmet totalement ou sensiblement totalement les autres longueurs d’onde du faisceau lumineux. Procédé de fonctionnement d’un système de projection de lumière selon l’une des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : - émission d’un faisceau lumineux, - déviation variable dans le temps du faisceau lumineux de sorte à lui faire décrire un angle solide, - réflexion partielle du faisceau lumineux, de sorte à produire simultanément : - une première image en un premier lieu (61), et - une deuxième image en un deuxième lieu (62). Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’étape de déviation variable a lieu avant l’étape de réflexion partielle. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’étape de déviation variable a lieu après l’étape de réflexion partielle. Véhicule automobile (100) comprenant un système de projection de lumière selon l’une des revendications 1 à 7, et/ou comprenant des éléments (2, 3, 4, 5, 7) matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé selon l’une des revendications 8 à 10, notamment des éléments matériels (2, 3, 4, 5, 7) et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 8 à 10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 10 lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Support d’enregistrement de données (7), lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 8 à 10.