FR2984532A1 - Installation et procede de projection d'une image dans le champ visuel d'un conducteur - Google Patents

Abstract

Installation de projection d'une image virtuelle (103) dans le champ visuel (104) du conducteur (106) d'un véhicule. L'installation comprend : - un générateur d'image (110) émettant un signal lumineux pour représenter l'image virtuelle (103), - un élément de projection (114) pour incruster le signal lumineux dans le champ visuel (104), et - une installation d'éclairage de la zone de bord (116) de l'élément de projection (114).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation de projection pour projeter une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur d'un véhicule, ainsi qu'un dispositif pour appliquer ce pro- cédé. Etat de la technique On connaît les dispositifs de combinaison d'affichage tête haute qui incrustent une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur d'un véhicule à l'aide d'une plaque. L'élément de combinaison d'affichage tête haute est ainsi indépendant de la forme du pare-brise ainsi que des tolérances liées au pare-brise, ce qui permet de l'utiliser pour différents types de véhicules et différents modèles de véhicule, par exemple des véhicules à conduite à gauche ou à droite. En outre, l'élément de combinaison d'affichage tête haute ne nécessite pas de pare- brise ayant une inclinaison particulière, ce qui se traduit globalement par un champ d'application plus souple de l'affichage tête haute utilisant l'élément de combinaison par opposition à l'affichage tête haute sur le pare-brise. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une installation de projection d'une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur d'un véhicule, caractérisée ce qu'elle comprend : - un générateur d'image émettant un signal lumineux pour représenter l'image virtuelle, - un élément de projection pour incruster le signal lumineux dans le champ visuel, et - une installation d'éclairage de la zone de bord de l'élément de projection. L'installation de projection selon l'invention se trouve dans le champ visuel du conducteur de sorte que les bords de la plaque séparée de l'installation de projection, c'est-à-dire de l'élément de combinaison sont visibles du conducteur. De tels bords visibles peuvent être considérés comme gênants par les utilisateurs. Les bords de l'élément de combinaison peuvent, dans le cas d'un éclairage le plus défavo- rable, réfléchir la lumière du soleil vers le conducteur et aussi être perçus indirectement par leur image sur le pare-brise dans le champ visuel du conducteur. Pour réduire ces effets, on réalise un élément de combi- naison aussi mince que possible et on rend son bord rugueux. Mais malgré de tels moyens pour réduire les réflexions parasites, le bord de l'élément de combinaison reste toujours visible pour le conducteur. Selon l'invention, on évite le caractère gênant de la visibilité des bords de l'élément de combinaison dans le champ visuel primaire en éclairant les bords. Les bords de l'élément de combinaison peuvent par exemple servir à fournir des informations visuelles au con- ducteur grâce aux caractéristiques de l'invention présentées ci-dessus. Le véhicule est un véhicule automobile par exemple un véhicule de tourisme, un véhicule utilitaire ou une moto. Le champ visuel est l'espace situé devant le conducteur dans la direction de vue du conducteur. A titre d'exemple, le champ visuel est dans la direction du pare-brise du véhicule. L'image virtuelle est une représentation dans le champ visuel du conducteur. A titre d'exemple, l'image virtuelle apparaît flottante pour le conducteur ou est intégrée dans l'environnement du véhicule apparaissant dans le champ visuel. A titre d'exemple, l'image virtuelle peut représenter un signe ou symbole. De plus, ou en variante, l'image virtuelle peut être projetée dans le champ visuel d'un autre occupant du véhicule, par exemple dans celui du passager à côté du conducteur. L'installation de projection est un affichage tête haute, combiné. Le signal lumineux est la lumière émise. Le générateur d'image est une installation d'affichage, par exemple un affichage proprement dit. Le générateur d'image peut comporter plusieurs sources lumineuses générant séparément les points image de l'image virtuelle. Le signal lumineux peut ainsi être un faisceau de plusieurs rayons lu- mineux. Les différents rayons lumineux peuvent avoir des longueurs d'onde différentes pour représenter l'image virtuelle avec des couleurs différentes. L'élément de projection et le générateur d'image sont installés pour que le signal lumineux émis par le générateur d'image arrive à la surface supérieure de l'élément de projection qui réfléchit le signal dans la plage de vue. Le chemin optique du signal lumineux entre le générateur d'image et l'élément de projection, peut comporter un ou plusieurs éléments optiques guidant le signal lumineux vers la surface de l'élément de projection. L'élément de projection est une plaque réfléchissant le si- gnal lumineux. L'élément de projection peut également être transparent pour la lumière qui arrive sur son côté non tourné vers le conducteur. Dans ces conditions, le champ visuel du conducteur n'est pas limité par l'élément de projection ou ne l'est que de façon réduite et de plus, l'image virtuelle est projetée dans le champ visuel.

La zone de bord de l'élément de projection est le bord ex- térieur qui se trouve dans le champ visuel, par exemple une arête ou un petit côté ou l'élément de projection. A titre d'exemple, lorsque l'élément de projection est installé, il peut s'agir de son bord supérieur. En variante ou en plus, il peut s'agir des bords latéraux adjacents aux bords supérieurs. L'installation d'éclairage permet d'éclairer la zone de bord de l'élément de projection. Selon le mode de réalisation, la zone de bord émet directement la lumière. Elle peut également la réfléchir ou émettre la lumière tout en la réfléchissant. L'éclairage de la zone de bord se fait indépendamment de la projection de l'image virtuelle. La teneur en in- formation de l'éclairage peut être indépendante de la teneur en informa- tion de l'image virtuelle. En variante, l'éclairage peut être défini en fonction de l'image virtuelle. Par comparaison avec le bord visible de l'élément de projection, le bord de l'élément de projection utilisé pour l'affichage visuel, ne sera pas considéré comme gênant.

Selon un développement, l'installation d'éclairage com- porte une source lumineuse émettant un signal lumineux de bord pour éclairer la zone de bord de l'élément de projection. L'élément de projection peut comporter une interface de couplage d'entrée pour injecter le signal lumineux de bord dans l'élément de projection, un guidage op- tique ou guidage de lumière à l'intérieur de l'élément de projection pour guider le signal lumineux de bord de l'interface de couplage d'entrée jusqu'à la zone de bord ainsi qu'une interface de découplage dans la zone de bord pour découpler le signal lumineux de bord dans le champ visuel. La source lumineuse peut être une source lumineuse existant en plus du générateur d'image. Le signal lumineux de bord peut être une lumière émise. L'interface de découplage d'entrée peut être prévue dans la surface du bord de l'élément de projection. L'interface de couplage d'entrée et l'interface de couplage de sortie ou de découplage, peuvent être situées sur les côtés opposés de l'élément de projection. Entre l'in- terface de couplage d'entrée et l'interface de couplage de sortie, l'élé- ment de projection fonctionne comme guide de lumière pour guider le signal lumineux de bord. L'interface de découplage de sortie permet de faire sortir le signal lumineux de bord de l'élément de projection de sorte que celui-ci apparaît comme éclairé dans la zone de l'interface de découplage. L'interface de découplage peut être étirée le long du tracé de la zone de bord de l'élément de projection. L'interface de couplage d'entrée est réalisée pour étaler le signal lumineux d'entrée et éclairer l'interface de découplage d'une manière régulière. Cela permet de réaliser un affichage tête haute avec un affichage de bord combiné.

L'interface de découplage peut comporter une structure pour découpler de manière dirigée le signal lumineux de bord dans le champ visuel. La structure est par exemple une structure de forme prismatique ou une couche de diffraction ou une couche holographique. Le découplage dirigé évite en outre que la lumière découplée de la zone de bord n'arrive par exemple sur le pare-brise qui la réfléchirait. La source lumineuse règle un signal de couleur sur une couleur de lumière du signal lumineux de bord. Le signal en couleur est fourni par l'installation de commande de l'installation de projection ou par l'installation d'éclairage. Le signal de couleur peut régler ou modifier la teinte de l'éclairage de la zone de bord. Par exemple, la couleur de la lumière se règle ou se modifie par un système d'assistance de conduite pour transmettre au conducteur une indication ou un avertissement. Suivant la couleur de la lumière, on règle également l'intensité du signal lumineux de bord.

La source lumineuse peut comporter une installation de déviation pour régler de manière appropriée l'angle d'incidence du signal lumineux de bord en fonction du signal de déviation vers l'interface de couplage. L'installation de déviation comporte par exemple un miroir pivotant. La source lumineuse peut être réalisée sous la forme d'un la- ser de balayage ce qui permet au signal lumineux d'être dirigé successi- vement vers des segments différents de l'interface de couplage. Cela permet d'éclairer de manière ciblée un ou plusieurs segments de la zone de bord de l'élément de projection. Si le signal de guidage est couplé au signal de couleur, une commande appropriée permet d'éclairer diffé- rents segments de la zone de bord de l'élément de projection avec des couleurs différentes par la commande appropriée de l'installation de déviation. L'interface de couplage d'injection est réalisée pour guider différentes fractions du signal lumineux de bord vers différents seg- ments de l'interface de découplage. Les fractions différentes du signal lumineux d'entrée peuvent être fournies par des sources lumineuses différentes. Cela permet d'éclairer différemment divers segments de la zone de bord de l'élément de projection. Selon un autre développement de l'installation de projec- tion, l'installation d'éclairage comporte un guide de lumière. Le guide de lumière est prévu dans une autre zone de bord du générateur d'image et comporte une interface de couplage d'entrée pour injecter un signal lumineux de bord dans le guide de lumière et une interface de découplage pour découpler le signal lumineux de bord comme zone de bord de l'élément de projection. Le guide de lumière dirige le signal lumineux de bord entre l'interface de couplage d'entrée et l'interface de découplage de sortie. L'interface de découplage de sortie permet au signal lumineux de bord de sortir du guide de lumière en direction du conducteur pour éclairer la zone de bord de l'élément de projection. Le guide de lumière et l'interface de découplage peuvent avoir une forme correspondant à la zone de bord de l'élément de projection. Le guide de lumière peut être réalisé sous la forme d'un élément courbe ou en arc. L'interface de découplage peut s'étendre dans la direction d'extension longitudinale du guide de lumière. L'installation de projection se réalise avec une optique en verre, économique, en variante de l'affichage tête haute et dans ce cas il est possible d'utiliser une lumière ambiante sans consommation d'énergie supplémentaire. Cela se traduit par un avantage énorme de coût par rapport à la technique connue des afficheurs tête haute. Le guide de lumière peut être prévu sur la surface supé- rieure du générateur d'image. Le générateur d'image lui-même est réali- sé pour émettre le signal lumineux de bord en plus du signal lumineux proprement dit. Le générateur d'image comporte une zone dans laquelle est émis le signal lumineux. Le guide de lumière peut être éclairé jusqu'au voisinage de cette zone. Cela permet à l'interface de découplage du guide de lumière, de constituer la surface émettant la lumière du générateur d'image. L'interface de couplage d'entrée peut s'étendre sur l'extension longitudinale du guide de lumière. L'extension longitudinale de l'interface de couplage d'entrée peut être parallèle à la direction de l'extension longitudinale de l'interface de découplage. De manière avan- tageuse, il ne faut dans ces conditions, qu'une source lumineuse dis- tincte pour générer le signal lumineux de bord, ce qui réduit l'encombrement du dispositif. En variante ou en plus, l'installation de projection com- porte une source lumineuse pour émettre le signal lumineux de bord vers l'interface de couplage du guide de lumière. Le guide de lumière peut se trouver au-dessus de la surface du générateur d'image. En particulier, le guide de lumière peut se trouver à l'extérieur de la surface photoémissive du générateur d'image. L'interface de couplage d'entrée du guide de lumière peut ainsi être prévue sur la zone latérale du guide de lumière. La direction de couplage d'entrée du signal lumineux de bord du guide de lumière, peut sortir du guide de lumière pour découpler le signal lumineux de bord. L'interface de couplage d'entrée peut avoir une forme ponctuelle. L'interface de couplage d'entrée présente avantageusement deux plages de couplage d'entrée non reliées. Par exemple, une première partie du signal lumineux d'entrée peut être in- jectée par une première plage de couplage d'entrée à une première extrémité du guide de lumière allongée et une seconde partie du signal lumineux d'entrée peut être injectée par une seconde plage de couplage d'entrée à une seconde extrémité à l'opposé de la première extrémité du guide de lumière allongée pour arriver dans celui-ci. La première partie et la seconde partie du signal de lumière de bord peuvent être fournies avec des couleurs différentes. Selon un développement, l'installation d'éclairage com- porte une interface avec le système d'assistance de conduite ou le sys- tème d'informations de conducteur pour recevoir un signal d'assistance de données. L'installation d'éclairage se réalise avec une caractéristique d'éclairage de la zone de bord de l'élément de projection, réglée en fonction du signal d'assistance de conduite. Cela permet d'utiliser la zone de bord de l'élément de projection comme moyen d'affichage du système d'assistance de conduite. L'invention a également pour objet comme indiqué ci- dessus, un procédé de projection d'une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur d'un véhicule, caractérisé par les étapes suivantes consistant à : - émettre un signal lumineux pour représenter une image, - réfléchir le signal lumineux dans le champ visuel en utilisant un élément de projection, et - éclairer la zone de bord de l'élément de projection. Les étapes du procédé peuvent être appliquées par des éléments ou des dispositifs de l'installation de projection. Les signaux de commande appropriés pour commander des éléments correspondants ou des installations, peuvent être fournis par une installation de commande appropriée, notamment par exemple sous la forme d'un circuit électronique.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'une installation de projection d'une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur représentée schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références dans les différentes figures. Ainsi : - la figure 1 montre un mode de réalisation d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 2 montre un élément de projection d'une installation de projection selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 montre un élément de projection d'une installation de pro- jection selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 4 montre un ordinogramme du procédé de projection d'une image selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 5 montre un exemple de réalisation d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 6 montre un autre mode de réalisation d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 7 est une vue de côté coupée d'un exemple de réalisation d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 8 est une vue de côté d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 9 est une vue de dessus d'un exemple de réalisation d'une installation de projection selon l'invention, - la figure 10 est une vue en coupe d'une installation de projection.

Description de modes de réalisation de l'invention La figue 1 montre schématiquement une installation de projection servant à projeter une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur d'un véhicule selon un exemple de réalisation de l'invention.

L'installation de projection est réalisée sous la forme d'un élément de combinaison d'affichage tête haute (combineur-HUD), cet élément de combinaison étant installé au voisinage d'une vitre 102 qui est ici le pare-brise du véhicule. En fonctionnement, l'installation projette, une image virtuelle 103 dans le champ visuel 104 du conducteur 106 du véhicule. L'installation de projection comporte un générateur d'image 110 qui émet un signal lumineux pour représenter l'image virtuelle 103. Le signal lumineux est réfléchi par l'élément de réflexion 112 ici sous la forme d'un miroir, par exemple d'un miroir concave sur un élément de projection 114 pour incruster le signal lumineux dans le champ visuel 104 du conducteur 106. L'élément de projection 114 est appelé ci-après "élément de combinaison". Dans cet exemple de réalisation, le générateur d'image 110 et l'élément de réflexion 112 sont logés dans un boîtier 115 intégré dans le tableau de bord du véhicule. Le boîtier 115 a un orifice traver- sant de la surface supérieure du tableau de bord pour la sortie hors du boîtier 115 du signal lumineux réfléchi par l'élément de réflexion 112 pour arriver sur l'élément de projection 114. L'élément de projection 114 est une plaque, ici une plaque cintrée. L'élément de projection 114 se trouve à l'extérieur du boîtier 115 et s'étend à partir de la surface supérieure du tableau de bord. Au moins la zone de l'élément de projection 114 non situé sur la surface supérieure du tableau de bord se trouve dans le champ visuel 104 du conducteur 106. L'élément de projection 114 est par exemple rectangulaire ou semi-circulaire. L'élément de projection 114 projette l'image 103 représentée par le signal lumi- neux dans le champ visuel 104 du conducteur 106. L'élément de projection 114 est transparent de sorte que le conducteur 106 voit l'environnement du véhicule à travers l'élément de projection 114. Selon cet exemple de réalisation, l'installation de projec- tion comporte une installation n'apparaissant pas à la figure 1 et ser- vant à éclairer la zone de bord 116 de l'élément de projection 114. Cette installation d'éclairage sera décrite de manière plus détaillée ci-après à l'aide des figures 2 et 3. L'installation d'éclairage permet d'éclairer la zone de bord 116 de l'élément de projection 114 et cela indépendam- ment de l'image 103 réfléchie par le signal lumineux sur l'élément de projection 114. Lorsque l'installation de projection est mise en place, la zone de bord 116 apparaît dans le champ visuel 104 du conducteur 106. Selon cet exemple de réalisation, la zone de bord 116 est le bord de l'élément de projection 114 opposé à celui situé sur le tableau de bord.

En plus ou en variante, la zone de bord 116 peut également être consti- tuées par les bords latéraux de l'élément de projection 114 rejoignant le tableau de bord. La zone de bord 116 peut également être le bord libre périphérique de l'élément de projection 114. Selon cet exemple de réalisation, le conducteur 106 re- gardant le champ visuel 104 voit une image virtuelle 103 derrière le pare-brise 102 ; cette image est incrustée par l'optique de l'affichage tête haute se composant du générateur d'image 110, du miroir concave 112 et de l'élément de combinaison 114 faisant apparaître l'image dans le champ visuel 104 du conducteur 106. L'élément de combinaison est intégré dans le tableau de bord en étant protégé sous la surface supé- rieure du tableau de bord par une vitre de couverture non représentée à la figure 1 qui le protège contre la poussière. La vitre de couverture peut notamment couvrir l'orifice du boîtier 115 de l'élément de combinaison. Le bord 116 de l'élément de combinaison 114 se situe dans le champ visuel primaire 104 du conducteur 106 de sorte que ce bord est toujours visible pour le conducteur 106. La figure 2 montre un élément de projection 114 d'une installation de projection correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. L'installation de projection est l'élément de combinaison du système d'affichage tête haute selon la figure 1. L'élément de projection 114 est celui de la figure 1 sous la forme d'un élément de combinaison. La figure 2 montre une installation d'éclairage de la zone de bord 116 de l'élément de projection 114. L'installation d'éclairage fait partie de l'installation de projection. L'installation d'éclairage comporte une source lumineuse 220 pour émettre un signal lumineux de bord 222 et une interface de couplage 226 pour injecter le signal lumineux de bord 222 dans l'élément de projection 114. L'interface de couplage 224 fait partie de l'élément de projection 114 ou constitue un élément distinct. Le signal lumineux de bord 222 éclaire la zone de bord 116 de l'élément de projection 114. L'élément de projection 114 guide le signal lumineux de bord 222 à l'intérieur de l'élément de projection 114 vers la zone de bord 116 et pour découpler le signal de la zone de bord 116 par une interface de découplage au niveau de la zone de bord pour sortir de l'élément de projection 114 et être dirigé de préférence dans la direction 226 du champ visuel du conducteur 106. Ainsi, la zone de bord 116 apparaît pour le conducteur 106, comme une source lumineuse. La figure 2 montre l'élément de combinaison 114 repré- senté agrandi par rapport à la représentation de la figure 1 avec le con- ducteur 106 qui n'est pas représenté à l'échelle. Dans cet exemple de réalisation selon l'invention, la lumière 222 émise par la source lumineuse 220 est injectée par une optique 224 dans l'élément de combinaison 114 fonctionnant comme guide d'onde. Le rayon lumineux injecté 222 est réfléchi plusieurs fois par la surface de l'élément de combinai- son optique pour arriver ainsi pratiquement sans perte au niveau du bord 116 de l'élément de combinaison 114 qui diffracte les rayons lumineux 222 de préférence dans la direction 226 du conducteur 106. Selon un exemple de réalisation, pour augmenter la fonc- tionnalité du bord éclairant 116 de l'élément de combinaison, on utilise une source lumineuse à plusieurs couleurs 220. Cela permet d'afficher un tracé de couleur continu par le bord 116, ce tracé informant par exemple le conducteur 106 qu'il faut respecter une limitation de vitesse. La figure 3 montre un élément de projection 114 dans l'installation de projection selon un exemple de réalisation de la pré- sente invention. L'installation de projection est par exemple l'élément de combinaison d'affichage tête haute de la figure 1. L'élément de projection 114 de la figure 1 peut être un élément de projection sous la forme d'un élément de combinaison. La figure 3 montre une installation d'éclairage de la zone de bord 116 de l'élément de projection 114. L'installation d'éclairage fait partie de l'installation de projection. L'installation d'éclairage comporte une source lumineuse 320 pour émettre des signaux lumineux de bord 322a; 322b et une interface de couplage 324 pour injecter les signaux lumineux de bord 322a, 322b dans l'élément de projection 114. L'inter- face de couplage 324 est mobile pour pouvoir diriger les rayons lumi- neux des signaux lumineux de bord 322a, 322b. Par exemple, l'interface de couplage 324 est sous la forme d'un miroir. Cela permet de commander l'angle d'incidence des signaux de bord 322a, 322b dans l'élément de projection 114. Les signaux lumineux de bord 322a, 322b servent à éclairer différents segments 316a, 316b de la zone de bord 116 de l'élément de projection 114. L'élément de projection 114 guide les signaux lumineux de bord 322a, 322b à l'intérieur vers les segments 316a, 316b de la zone de bord 116 pour les découpler au niveau des segments 316a, 316b de la zone de bord 116 par des interfaces de dé- couplage des segments 316a, 316b de la zone de bord 116 pour les ex- traire de l'élément de projection 114 de préférence dans les directions 326a, 326b du champ visuel du conducteur 106. Les segments 316a, 316b de la zone de bord 116 apparaissent ainsi comme des sources lumineuses pour la vision du conducteur 106. La source lumineuse 320 et l'interface de couplage 324 selon cet exemple de réalisation, sont lo- gées dans le boîtier 115 de l'installation de projection. A titre d'exemple, l'interface de couplage 324 pour l'injec- tion est représentée dans une première position pour guider le signal lumineux de bord 322a vers le segment 316a situé sur le côté droit de la zone de bord 116 et dans une seconde position, pour guider le signal lumineux de bord 322b sur le segment 316b situé sur le côté gauche opposé de la zone de bord 116. La zone de bord 116 peut être subdivisée en d'autres segments recevant d'autres signaux lumineux de bord de la source lumineuse 320.

Selon l'exemple de réalisation de la figure 3, la source lumineuse 320 est un scanner laser qui injecte à l'aide d'un micro-miroir 324 des rayons lumineux 322a, 322b de différentes longueurs d'onde dans différentes direction parmi lesquelles deux directions sont représentées à titre d'exemple ; ces rayons lumineux sont ainsi injectés dans la zone de bord 116 à l'endroit de la fixation de l'élément combiné 114 au tableau de bord ou au boîtier 115 ; ces rayons permettent alors d'éclairer le bord 116 de l'élément combiné 114, visible par le conducteur 106 à un endroit quelconque, par exemple dans les segments présentés 316a, 316b selon l'angle de déviation du scanner laser 320.

Les rayons diffractés 326a, 326b vers le conducteur 106, peuvent servir à une multiplicité de fonction, par exemple celle d'un système d'informations du conducteur ou d'un système d'assistance de conduite. Par exemple, en éclairant de manière appropriée le segment de bord 116, on pourra afficher pour le conducteur 106 les fonctions du clignotant du véhicule, celles d'assistance de maintien dans le couloir de circulation ou des indications de navigation analogues à des angles. Dans toutes les variantes, la diffraction au bord 116 de l'élément de combinaison, est telle que les rayons émis 326a, 326b ne soit pas visible pour le conducteur 106 par l'intermédiaire du pare- brise. Cela se réalise par exemple par des microstructures de forme prismatique ou en intégrant ou imprimant une couche de diffraction ou une couche holographique permettant d'avoir un rayonnement dirigé. Une structure ou une couche appropriée peut être réalisée dans la zone de bord 116 à la surface de l'élément de combinaison 114.

En outre, la surface supérieure de l'élément de combinai- son 114 fonctionnant comme guide d'onde et tournée vers la chaussée, ne sera pas directement réceptrice mais est recouverte d'une couche à faible réfraction pour ne pas gêner la réflexion totale interne. Plus à l'extérieur, on utilise la non-réflexion pour éviter les réflexions parasites sur le pare-brise et pour réduire la visibilité de l'image double.

Selon les exemples de réalisation des figures 2 et 3, on utilise le disque de l'élément de combinaison 114 comme guide d'onde avec son bord 116. Dans la zone de fixation de l'élément de combinaison 114, la lumière 222, 322a, 322b d'une source lumineuse 220, 320, par exemple d'une photodiode LED ou d'un laser, sera injectée par une optique appropriée 224, 324 dans la plaque de l'élément de combinaison 114 pour y être réfléchie totalement plusieurs fois et être diffractée au bord 116 de l'élément de combinaison 114 d'une manière appropriée dans les directions 226, 326a, 326b pour le conducteur 106.

L'utilisation de sources lumineuses 220, 320 avec diffé- rentes longueurs d'onde, permet de présenter au conducteur 106 par exemple une succession de couleurs lui indiquant le respect des limitations de vitesse. Par exemple, le bord 116 de l'élément de combinaison éclairé par de la lumière verte, lui indiquera par exemple que la limita- tion de vitesse actuelle est respectée alors qu'un bord 116 alternant dans le rouge, lui indiquera un dépassement de la limitation de vitesse. Ce changement de couleur sera perçu par le conducteur 106 sans qu'il ne dévie son regard du champ visuel périphérique. Les données concernant les limitations de vitesse actuelles sont fournies par un système de reconnaissance d'image comme celui équipant déjà les véhicules de la classe supérieure et en plus elles peuvent être fournies par une carte numérique. Pour utiliser la zone de bord 116 comme élément d'affi- chage d'un système d'informations du conducteur ou comme système d'assistance de conduite ou du conducteur, on pourra notamment utili- ser les sources lumineuses 220, 320 ainsi qu'un système d'actionneur pour bouger le miroir 324 et des interfaces pour recevoir les signaux de commande du système d'informations du conducteur ou du système d'assistance de conduite ou du conducteur.

La figure 4 montre un ordinogramme d'un procédé de projection d'une image selon un exemple de réalisation de l'invention. Le procédé peut être appliqué par une installation de projection comme celle présentée dans les figures ci-dessus ou dans les figures suivantes. Dans l'étape 401, on émet un signal lumineux pour re- présenter une image. Dans l'étape 403, le signal lumineux est réfléchi dans le champ visuel de l'utilisateur de l'installation de projection. Dans l'étape 405, on éclaire la zone de bord de l'élément de projection de l'installation de projection en utilisant un signal lumineux de bord, distinct. Selon des exemples de réalisation des figures 1 et 3, le si- gnal lumineux de bord est injecté dans l'élément de projection pour être de plus guidé vers la zone de bord à éclairer et y être découplé en direction de l'utilisateur. Selon les exemples de réalisation des figures suivantes, le signal lumineux de bord est guidé séparément du signal lumineux ser- vant à éclairer la zone de bord de l'élément de projection pour être émis en direction de l'utilisateur. La figure 5 montre une installation de projection selon un exemple de réalisation de l'invention. L'installation de projection comporte un élément de projection 114 pour incruster un signal lumineux dans le champ visuel du conducteur du véhicule. L'élément de projec- tion 114 dépasse du tableau de bord 530 du véhicule. La figure montre ce que le conducteur voit sur l'instrument. Selon cet exemple de réalisation, l'élément de projection 114 a une forme de demi-disque circulaire. Le signal lumineux est affi- ché comme image virtuelle par l'élément de projection 114 sous la forme d'une carte routière avec le repère de l'emplacement actuel du véhicule, sous la forme d'une flèche orientée dans la direction de circulation du véhicule, l'ensemble apparaissant dans le champ visuel du conducteur. La zone de bord de l'élément de projection 114 adjacente à l'image vir- tuelle est entourée par un guide de lumière 532 pour créer la lumière ambiante. Le bord du guide de lumière 532 a une forme de demi-cercle qui correspond à la forme du bord de l'élément de projection 114. La zone de bord de l'élément de projection formée par le guide de lumière 532 selon cet exemple de réalisation, donne une suite de couleurs dont l'intensité des couleurs s'attenue de plus en plus à partir de la zone partant du tableau de bord 530. Par exemple, la zone de bord adjacente au tableau de bord 530 sera éclairée avec un vert intense et cette couleur s'atténue jusqu'au blanc en direction du sommet de la zone de bord.

La figure 6 montre une autre représentation de l'installation de projection de la figure 5 correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. A la différence de la représentation de la figure 5, l'image virtuelle représente une surface rouge.

La figure 7 est une vue de côté de la structure schéma- tique d'une installation de projection correspondant à un exemple de réalisation de la présente invention. L'installation de projection est par exemple celle des figures 5 et 6. L'installation de projection comporte un générateur d'image 110 pour émettre un signal lumineux représentant une image virtuelle et un élément de projection 114 pour incruster le signal lumineux dans le champ visuel du conducteur. Le générateur d'image est un affichage et l'élément de projection 114 est un miroir. Le plan d'extension principal du générateur d'image 110 est colinéaire à la direction de visée du conducteur, ce qui correspond par exemple à un angle de 12° par rapport à la direction horizontale. Le plan d'extension principal de l'élément de projection 114 est par exemple incliné d'un angle de 45° par rapport au plan d'extension principal du générateur d'image 110. La figure 8 est une vue de côté d'une installation de pro- jection correspondant à un exemple de réalisation de la présente inven- tion. L'installation de projection est par exemple celle des figures 5 et 6. La figure montre le générateur d'image 110 sous la forme d'un affichage et l'élément de projection 114 sous la forme d'un miroir. Le guide de lumière 532 générant la lumière ambiante est prévu dans la zone du générateur d'image 110 pour éclairer le bord de l'élément de projection 114. L'installation de projection comporte en outre un cache 835 parallèle au plan d'extension principal du générateur d'image 110 et adjacente à la surface supérieure de celui-ci. Une flèche indique la direction de vue 837 du conducteur regardant l'instrument.

La zone du générateur d'image 110 portant le guide de lumière 532 émet un signal lumineux de bord, éclairant la zone de bord de l'élément de projection. La figure 9 est une vue de dessus d'une installation de projection correspondant à un exemple de réalisation de la présente in- vention. L'installation de projection peut être celle des figures 5 et 6. La figure montre une ligne de coupe A-A. La figure 10 est la vue en coupe de l'installation de pro- jection coupée selon la ligne de coupe A-A à la figure 9. La figure 10 montre le générateur d'image 110 sous la forme d'un affichage, l'élé- ment de projection 114 sous la forme d'un miroir et le cache 835. Le guide de lumière 532 est réalisé sous la forme d'un anneau en verre acrylique constituant l'anneau de lumière ambiante. L'anneau en verre acrylique forme le guide de lumière 532. Le bord du guide de lumière 532 constitue la surface de découplage 1040 pour découpler le signal lumineux de bord conduit par le guide de lumière 532. Des exemples de réalisation de l'installation de projection sous la forme d'un miroir de projection avec lumière ambiante et affichage d'image virtuelle (VID), seront décrits ci-après à l'aide des figures 5 à 10. L'installation de projection peut être un affichage avec une op- tique en verre. Selon un exemple de réalisation, l'installation de projec- tion est un affichage simple utilisé pour l'affichage tête haute d'un instrument combiné à programmation libre.

La forme de la surface visible de l'écran image peut être modifiée librement par la forme du miroir 114. La fonction de lumière ambiante peut être réalisée sans nécessiter d'énergie supplémentaire grâce à l'utilisation de la surface d'affichage qui n'est pas réfléchissante. Contrairement à l'affichage tête haute connu, on ne pro- jette pas sur une optique en verre ou sur le pare-brise, mais sur un simple miroir 114. Celui-ci peut être en verre ou en verre acrylique muni d'un revêtement déposé à la vapeur et pour éviter l'effet Doppler, on munit le miroir 114 d'une face avant réfléchissante. L'effet Doppler dans ce contexte n'est pas l'effet Doppler que l'on connaît en physique, mais celui d'une double image qui se caractérise par une image de miroir lé- gèrement décalée entre la face avant et la face arrière du miroir 114 et qui est également appelée "image fantôme". L'instrument combiné librement programmable est inté- gré à plat dans le tableau de bord du véhicule et son image est réfléchie horizontalement et verticalement. Le miroir 114 fait un angle de 45° par rapport à la surface d'affichage. Dans le cas idéal, ce système est incliné d'environ 12° par rapport au conducteur qui regarde dans une direction colinéaire à la surface d'affichage. Lorsque l'affichage 110 est coupé, le miroir 114 montre la surface noire de l'affichage 110. Lorsque l'affichage 110 est activé, on voit la projection de l'affichage 110 qui attire le regard si l'on regardait directement sur l'affichage 110. Cela crée un effet de profondeur supplémentaire car l'espace libre entre le miroir 114 et l'affichage 110 apparaît deux fois devant la projection visible.

La lumière ambiante est un arc 532 de verre acrylique non teinté, simplement transparent, appliqué directement sur la zone non réfléchissante de la surface supérieure de l'affichage et qui sert ainsi à faire sortir la lumière de l'affichage 110 sur la surface frontale 1040 de l'arc 532. Cette lumière peut être une simple lumière ambiante qui souligne le schéma de couleur de l'affichage 110 ; il peut également s'agir d'informations transmises par la lumière, telles que le feu clignotant, un feu de détresse, l'intensité des feux de route et toutes les indications d'avertissement (approche d'un véhicule de secours, assistance pour le maintien dans la voie ou avertisseur de distance.

La projection par miroir peut remplacer complètement l'instrument combiné du véhicule selon un exemple de réalisation. Il est alors présent en permanence. L'instrument se caractérise par une faible dimension et un coût de fabrication avantageux. La projection par miroir avec lumière ambiante permet d'éclairer l'arc constitué par le guide de lumière 532 en variante de l'af- fichage 110 avec des sources lumineuses distinctes, de préférence des photodiodes (LED). On peut commuter la couleur de la lumière ambiante. Cela peut se faire par la couleur de la zone d'affichage ou par la combinaison de plusieurs photodiodes de couleurs différentes. En outre, on peut réaliser la lumière ambiante avec une évolution de teintes allant de la gauche à la droite en injectant différemment les couleurs à gauche et à droite. On peut également avoir une mise en oeuvre et une coupure décalée dans le temps de l'affichage 110, c'est-à-dire de la zone de l'affichage 110 visible par l'élément de projection 114 et la lumière ambiante. En plus, on peut prévoir une protection non transpa- rente à la lumière du guide de lumière 532 vers l'intérieur du tube pour éviter la lumière parasite ou les réflexions. Le guide de lumière 532 peut avoir une surface de découplage 1040, mâte, revêtue ou structurée en plus ou en variante. Le guide de lumière 532 peut être non seulement en polyméthylméthacrylate (PMMA) également en polycarbonate ou autres matières transparentes. L'installation de projection peut se réaliser comme affi- chage d'image virtuelle (encore appelé affichage VID) situé sous le champ visuel du conducteur à travers le pare-brise.

15 NOMENCLATURE 102 vitre/pare-brise 103 image virtuelle 104 champ visuel 106 conducteur 110 générateur d'image 112 élément de réflexion/miroir concave 114 élément de projection/élément de combinaison 115 boîtier 116 zone de bord de l'élément de projection 220 source lumineuse 222 signal lumineux de bord 224 interface de couplage d'entrée/optique 226 direction du champ visuel du conducteur 316a, b segments de la zone de bord 116 320 source lumineuse/scanner laser 322a, b signaux lumineux de bord 324 interface de couplage d'entrée/miroir 326a, b direction de vue du conducteur 401-405 étapes d'un ordinogramme de représentation d'une image 532 guide de lumière 530 tableau de bord 835 cache25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Installation de projection d'une image virtuelle (103) dans le champ visuel (104) du conducteur (106) d'un véhicule, installation caractérisée ce qu'elle comprend : - un générateur d'image (110) émettant un signal lumineux pour re- présenter l'image virtuelle (103), - un élément de projection (114) pour incruster le signal lumineux dans le champ visuel (104), et - une installation d'éclairage de la zone de bord (116) de l'élément de projection (114). 2°) Installation de projection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation d'éclairage comprend une source lumineuse (220, 320) pour émettre un signal lumineux de bord (222, 322a, 322b) pour éclai- rer la zone de bord (116) de l'élément de projection (114), et l'élément de projection comporte : - une interface d'injection (224, 324) pour injecter le signal lumineux de bord dans l'élément de projection, - un guide de lumière à l'intérieur de l'élément de projection pour gui- der le signal lumineux de bord de l'interface de couplage d'injection vers la zone de bord, ainsi qu' - une interface de découplage dans la zone de bord pour découpler le signal lumineux de bord dans le champ visuel (104). 3°) Installation de projection selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'interface de découplage a une structure pour découpler de manière directionnelle le signal lumineux de bord (222, 322a, 322b) dans le champ visuel. 4°) Installation de projection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source lumineuse (220, 320) règle la couleur du signal lumineux de bord (222, 322a, 322b).5°) Installation de projection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source lumineuse (320) comporte une installation de déviation (324) qui, en fonction d'un signal de déviation, règle l'angle d'incidence du signal lumineux de bord (322a, 322b) sur l'interface de couplage d'injec- tion. 6°) Installation de projection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation d'éclairage comporte un guide de lumière (532) dans la zone de bord du générateur d'image (110), une interface de couplage d'injection pour injecter un signal lumineux de bord dans le guide de lumière et une interface de découplage (1040) pour découpler le signal lumineux de bord de la zone de bord de l'élément de projection (114). 7°) Installation de projection selon la revendication 6, caractérisée en ce que le guide de lumière (532) est monté sur la surface supérieure du générateur d'image (110) qui émet le signal lumineux de bord en plus du si- gnal lumineux. 8°) Installation de projection selon la revendication 6, caractérisée par une source lumineuse pour émettre le signal lumineux de bord vers l'in- terface de couplage d'injection du guide de lumière (532) et ce dernier est monté à l'extérieur de la surface supérieure du générateur d'image (110). 9°) Installation de projection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation d'éclairage comporte une interface vers un système d'assistance de conducteur ou un système d'informations de conducteur pour recevoir un signal d'assistance de conducteur et une installation d'éclairage pour régler la caractéristique de l'éclairage de la zone de bord del'élément de projection en fonction du signal d'assistance de conducteur. 10°) Procédé de projection d'une image virtuelle dans le champ visuel du conducteur (106) d'un véhicule, caractérisé par les étapes suivantes consistant à : - émettre (401) un signal lumineux pour représenter une image, - réfléchir (403) le signal lumineux dans le champ visuel en utilisant un élément de projection (114), et - éclairer (405) la zone de bord de l'élément de projection.15