FR3034531A1 - Affichage tete haute auto-stereoscopie du vehicule et procede pour generer une telle image - Google Patents

Abstract

Affichage (100) ayant une unité d'affichage (110) ayant une première plage (202) pour un premier rayon (210) d'une première image partielle gauche, une seconde plage (204) pour émettre un second rayon (212) d'une première image partielle droite, une troisième plage d'émission (206) pour un troisième rayon (214) représentant une seconde image partielle gauche et une quatrième plage (208) pour émettre un quatrième rayon (216) d'une seconde image partielle droite. Un premier élément optique (218) dans le chemin du premier (210) et du second rayon lumineux (212) dirige le premier (210) dans une première direction associée à l'œil gauche et le second (212) dans une seconde direction associée à l'œil droit, un second élément optique (220) analogue au premier.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un affichage tête haute auto-stéréoscopique appliqué à un véhicule ainsi qu'un procédé pour générer une image auto-stéréoscopique par l'affichage tête haute de véhicule. Etat de la technique Les affichages auto-stéréoscopiques usuels comportent une trame de lentille ou un masque barrière pour diriger les images partielles nécessaires à la représentation d'une image auto- stéréoscopique, c'est-à-dire d'une image tridimensionnelle vers l'oeil gauche et Fceil droit de l'observateur. Le document WO 2008011888 Al décrit par exemple un procédé pour afficher des images auto-stéréoscopiques sur un écran d'ordinateur.

On connait en outre des affichages tête haute de véhicule comportant des images bidirectionnelles projetées dans le champ de vision du conducteur. Exposé et avantages de l'invention Dans ce contexte, la présente invention a pour objet un affichage tête haute auto-stéréoscopique pour un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'affichage ayant une première plage d'émission pour émettre un premier rayon lumineux représentant une première image partielle gauche, une seconde plage d'émission pour émettre un second rayon lumineux représentant une première image partielle droite, une troisième plage d'émission pour émettre un troi- sième rayon lumineux représentant une seconde image partielle gauche et une quatrième plage d'émission pour émettre un quatrième rayon lumineux représentant une seconde image partielle droite, un premier élément optique installé dans le chemin du premier rayon lumineux et du second rayon lumineux écartés de l'unité d'affichage et formés pour diriger le premier rayon lumineux dans une première direction associée à Fceil gauche de l'observateur et le second rayon lumineux dans une seconde direction différente de la première direction, mais associée à Fceil droit de l'observateur ; un second élément optique installé dans le chemin du troisième rayon lumineux et du quatrième rayon lumineux 3034531 2 écarté de l'unité d'affichage et pour le diriger dans une troisième direction différente de la première et de la seconde direction et un quatrième rayon lumineux associé à Fceil droit et pour le diriger dans une quatrième direction différente de la première et de la seconde et de la troi- 5 sième directions et au moins un élément de renvoi pour dévier le rayon lumineux émis par le premier élément optique et/ou le second élément optique dans une plage de vision de l'observateur. Le véhicule concerné par l'invention est par exemple un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire. L'affichage tête haute est fo un dispositif d'affichage dans le champ de vision ou une unité d'affichage comportant un affichage, notamment un affichage LCD. L'unité d'affichage peut être intégrée dans le tableau de bord du véhicule ou constituer une unité génératrice d'images, qui peut y être intégrée. L'unité génératrice d'image a une source lumineuse pour le rétro- 15 éclairage de l'unité d'affichage. La plage d'émission est une plage de pixels avec une résolution horizontale d'image, prédéfinie. Par exemple, les plages d'émission peuvent être juxtaposées alternativement pour Fceil gauche et Fceil droit. L'image partielle selon l'invention est une demi-image stéréoscopique. La perception simultanée de l'image partielle 20 gauche par Fceil gauche et de l'image partielle droite par Fceil droit gé- nère, pour l'observateur, l'impression d'une image tridimensionnelle (image en relief). L'élément optique selon l'invention est par exemple un miroir, une lentille ou un hologramme générant une image tridimen- 25 sionnelle par division angulaire des composants d'images générés par l'unité d'affichage. Pour dévier des parties d'images dans deux directions différentes, on peut avoir un élément divisé par deux ou ayant une courbure appropriée. Les rayons lumineux associés à la première et à la se- 30 conde directions forment un premier cône de vision dans lequel l'observateur peut percevoir l'image visuelle générée par les premières images partielles. De façon correspondante, les rayons lumineux associés aux troisième et à la quatrième directions forment un second cône de vision différent du premier cône et dans lequel l'observateur peut 35 percevoir l'image virtuelle générée par les secondes images partielles.

3034531 3 Un élément de renvoi tel que par exemple un miroir, une lentille ou un hologramme, réfléchit les rayons lumineux émis par le premier ou le second élément optique à travers une vitre de couverture installée dans le tableau de bord sur le pare-brise du véhicule. Au 5 moins un élément de renvoi dévie le rayon lumineux de plus de 90°. Les éléments de renvoi font partie de l'optique de l'affichage tête haute. Le pare-brise peut constituer une partie de ce système optique. De plus, l'élément de renvoi agrandit les images partielles émises par les zones d'émission.

10 La plage de vision encore appelée « boîte oculaire » est une plage dans l'habitacle du véhicule dans lesquels les yeux de l'observateur doivent se trouver pour qu'ils puissent percevoir correctement les images produites par l'affichage tête haute ou du moins pour voir ces images.

15 La proposition selon l'invention repose sur la considéra- tion que l'utilisation de deux éléments optiques distincts de l'unité d'affichage et qui sont écartés, permet de générer deux cônes de vision orientés dans des directions différentes dans l'affichage tête haute auto-stéréoscopique et à l'intérieur de ces cônes, l'observateur percevra les 20 paires d'images partielles émises par l'unité d'affichage comme une image virtuelle tridimensionnelle. Le nombre réduit de cônes de vision et ainsi d'images partielles séparées au niveau des éléments optiques permet de réduire ou d'éviter les défauts de représentation par diaphonie.

25 De façon avantageuse, l'affichage tête haute ne nécessite que des moyens supplémentaires réduits par modification de la conception optique de l'affichage tête haute usuel avec affichage bidimensionnel. En particulier, la séparation physique des éléments optiques de l'unité d'affichage et de l'utilisation de composants de grandes dimen- 30 sions comme éléments optiques permet de simplifier la fabrication in- dustrielle des affichages tête haute, auto-stéréoscopiques. Il en résulte un moindre rebut car les éléments optiques en cas de défauts peuvent être simplement remplacés par le remplacement de l'unité d'affichage. On peut également envisager une combinaison des élé- 35 ments optiques à d'autres affichages tels que par exemple l'affichage 3034531 4 MEMS ou encore par rétroprojection dans la mesure où les affichages disposent d'un plan image réel ou virtuel. Selon un autre développement, la largeur de la première plage d'émission et/ou la largeur de la seconde plage d'émission corres- 5 pondent pratiquement à la demi-largeur du premier élément optique. En plus ou en variante, la largeur de la troisième plage d'émission et/ou celle de la quatrième plage d'émission correspondent pratiquement à la demi-largeur du second élément optique. La largeur du premier élément optique peut correspondre pour l'essentiel à celle du second élément 10 optique. La largeur des plages d'émission encore appelées « pas » est la résolution horizontale de l'image dans une plage d'émission séparée. Cette réalisation permet une répartition angulaire à la précision du pixel des paires d'images partielles respectives. Selon un autre développement, on fixe la distance entre 15 le premier élément optique et la première plage d'émission et la seconde plage d'émission et en plus ou en variante, la distance entre le second élément optique et la troisième plage d'émission et la quatrième plage d'émission en fonction de l'éloignement entre l'observateur et le pare-brise du véhicule. En plus ou en variante, on peut fixer la distance en 20 fonction du coefficient d'agrandissement pour agrandir le contenu de la première et/ou la seconde image partielle. Cela permet une adaptation simple de l'affichage tête haute à différents types de véhicules et différentes dimensions de représentation. Suivant une autre caractéristique avantageuse le rapport 25 entre la distance et la largeur des plages d'émission et l'angle d'ouverture entre la première et la seconde directions et/ou entre la troisième et la quatrième directions est fixée en pratique par l'équation suivante : 30 p=2.x.tan a 2 , Cela permet une orientation simple et contrôlée des élé- ments optiques pour que les rayons lumineux soient orientés aussi précisément que possible dans la direction respectivement associée et ainsi 35 être dirigés vers Fceil correspondant de l'observateur.

3034531 5 Selon la réalisation, l'élément optique est un miroir, une lentille ou un hologramme. En plus ou en variante, le second élément optique est un miroir, une lentille ou un hologramme. De tels éléments optiques sont robustes, simples à manipuler et économiques à fabri- 5 quer. Il est également avantageux que le premier élément optique soit mobile pour modifier la première et la seconde direction en fonction du mouvement de la tête de l'observateur. En plus ou en variante, le second élément optique est également mobile pour modifier la 10 troisième et la quatrième directions en fonction du mouvement de la tête de l'observateur. Cela permet d'asservir l'image virtuelle générée par les rayons lumineux aux mouvements de la tête pour agrandir ainsi la plage de vision efficace de l'observateur. Le premier élément optique sous la forme d'un holo- 15 gramme peut avoir une structure variable pour modifier la première et la seconde direction selon le mouvement de la tête de l'observateur ou encore modifier la dimension de l'image virtuelle générée par la première image partielle. En variante ou en plus, l'hologramme qui constitue le second élément optique a une structure variable pour modifier la troi- 20 sième et la quatrième direction en fonction du mouvement de la tête de l'observateur, ou pour modifier la taille de l'image virtuelle générée avec les secondes images partielles. Cette réalisation permet d'améliorer encore plus la qualité de la représentation dans l'affichage tête haute. En outre, l'affichage tête haute peut avoir un élément de 25 renvoi supplémentaire pour dévier le rayon lumineux émis par l'unité d'affichage sur le premier élément optique et/ou le second élément optique. L'élément déflecteur supplémentaire est par exemple un miroir supplémentaire ou un guide de lumière supplémentaire. Cela permet une adaptation en souplesse des chemins correspondants des faisceaux 30 lumineux pour être adaptés à la place disponible dans le véhicule pour l'affichage tête haute. Selon un autre développement, l'affichage tête haute a une cinquième plage d'émission pour émettre un cinquième rayon lumineux représentant une troisième image partielle gauche et une 35 sixième plage d'émission pour émettre un sixième rayon lumineux re- 3034531 6 présentant une troisième image droite. Un troisième élément optique est installé dans le chemin du cinquième rayon lumineux et du sixième rayon lumineux à distance de l'unité d'affichage pour dévier le cinquième rayon lumineux dans une cinquième direction différente de la 5 première, de la seconde, de la troisième et de la quatrième directions et qui est associé à Fceil gauche et pour dévier le sixième rayon lumineux dans une sixième direction différente de la première, de la seconde, de la troisième, de la quatrième et de la cinquième directions et qui est associé à Fceil droit. L'élément de renvoi ou de déviation dirige le rayon 10 lumineux émis par le troisième élément optique selon la plage de vision. Ainsi, la cinquième et la sixième direction formeront un troisième cône de vision. L'observateur pourra voir l'image tridimensionnelle dans trois cônes de visions différents, ce qui augmente encore plus la plage de visibilité de l'observateur.

15 Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'invention a pour objet un procédé pour générer une image auto-stéréoscopique à l'aide d'un affichage tête haute consistant à émettre le premier rayon lumineux, le second rayon lumineux, le troisième rayon lumineux et le quatrième rayon lumineux, diriger le premier rayon lu- 20 mineux de la première direction, le second rayon lumineux dans la se- conde direction, le troisième rayon lumineux dans la troisième direction et le quatrième rayon lumineux dans la quatrième direction et dévier le premier rayon lumineux, le second rayon lumineux, le troisième rayon lumineux et/ou le quatrième rayon lumineux dans la plage de vision.

25 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée, à l'aide d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'affichage tête haute, auto-stéréoscopique, représentée dans les dessins annexés dans lesquels : 30 la figure 1 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un affi- chage tête haute, la figure 2 est un schéma du tracé des rayons lumineux de l'affichage tête haute dans l'exemple de réalisation, la figure 3 est un autre schéma des rayons lumineux dans 35 l'exemple de réalisation de l'affichage tête haute, 3034531 7 la figure 4 est un schéma des rayons lumineux dans l'affichage tête haute de la figure 1 en vue de dessus et, la figure 5 montre un ordinogramme très simplifié d'un procédé pour générer une image auto-stéréoscopique à l'aide d'un affi- 5 chage tête haute dans l'exemple de réalisation de l'invention. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre schématiquement un affichage tête haute 100 selon un exemple de réalisation. L'affichage tête haute 100 comporte une unité génératrice d'images 102 avec une source lumi- 10 neuse 104 et une unité d'affichage 106 rétroéclairée par la source lumi- neuse 104. La figure est un schéma de la conception optique de l'affichage tête haute 100 avec un afficheur LCD comme unité d'affichage 106. L'unité d'affichage 106 émet un faisceau principal 107 composé des parties d'une image auto-stéréoscopique. Au-delà de 15 l'unité génératrice d'images 102, une installation optique 108 dirige le faisceau principal 107 dans différentes directions sur un élément de déviation 110 réalisé par exemple sous la forme d'un miroir courbe. Les directions correspondent chacune à la position de Fceil gauche et de Fceil droit dans la plage de vision 112 encore appelée « boîte oculaire » 20 permettant à un observateur de voir l'image auto-stéréoscopique. Partant de l'élément de renvoi 110, le faisceau principal 107 est envoyé à travers une vitre de couverture 114 sur le pare-brise 116 qui réfléchit le faisceau dans la plage de vision 112. L'installation optique 108 divise le faisceau principal 107 en deux faisceaux partiels 25 d'orientations différentes orientés l'un par rapport à l'autre pour que les parties d'images destinées à Fceil gauche arrivent à Fceil gauche et les parties d'images destinées à Fceil droit arrivent à l'oeil droit. L'observateur perçoit ainsi les deux parties d'image comme une unique image tridimensionnelle.

30 Selon la forme de réalisation, l'installation optique 108 comporte comme élément optique au moins une lentille, un miroir ou un hologramme. Ces éléments servent à générer un ou plusieurs cônes de vision pour la représentation tridimensionnelle de l'image virtuelle. L'élément de renvoi 110 permet de conduire les cônes de vision à tra- 35 vers le volume optique de l'affichage tête haute 100.

3034531 8 L'installation optique 108 permet de modifier le trajet optique à travers les lentilles et le miroir de l'affichage tête haute 100 pour que les deux yeux de l'observateur voient l'affichage d'images différentes. Pour diviser angulairement les parties d'images, on peut diviser 5 au moins par deux les éléments de l'installation optique 108 comme ce- la sera décrit ci-après. La figure 2 est une représentation schématique des rayons lumineux dans l'affichage tête haute 100 selon l'exemple de réalisation tel que l'affichage tête haute de la figure 1. L'unité d'affichage 10 106 de l'affichage 3D auto-stéréoscopique 100 représentée à la figure 2 comporte quatre zones d'émission 202, 204, 206, 208 juxtaposées, encore appelées plages d'image. Une première plage d'émission 202 permet l'émission d'une première partie d'image gauche représentée par le premier faisceau lumineux 210, une seconde plage d'émission 204 cor- 15 respond à l'émission d'une première partie d'image droite représentant le second faisceau lumineux 212 ; une troisième plage d'émission 206 pour l'émission d'une seconde partie d'image gauche est représentée par le troisième faisceau lumineux 214 et une quatrième plage d'émission 208 correspond à l'émission d'un quatrième faisceau lumineux 216 re- 20 présentant la seconde partie d'image droite. Les quatre plages d'émission permettent d'afficher le contenu d'image de quatre plages différentes alternées pour Fceil gauche et Fceil droit sur l'unité d'affichage 106. L'installation optique 108 porte deux éléments optiques 25 218, 220 qui sont situés à une distance déterminée de l'unité d'affichage 106. Un premier élément optique 218 se trouve dans le chemin respectif des deux faisceaux lumineux 210, 212 et un second élément optique 220 se trouve dans le chemin respectif des deux faisceaux lumineux 214, 216. Les deux éléments optiques 218, 220 ne sont re- 30 présentés qu'à titre d'exemple dans les plages d'émission correspon- dantes de l'unité d'affichage 106. En réalité, les faisceaux lumineux peuvent également être guidés par un élément de renvoi supplémentaire, par exemple sous la forme d'un miroir ou autre réflecteur approprié, par les quatre plages d'émission vers l'élément optique respectif.

3034531 9 Les deux éléments optiques 218, 220 ont pour fonction de guider les rayons lumineux émis par les plages d'émission respectives dans la plage de vision 112 pour que les faisceaux lumineux 210, 214 représentant les deux images partielles gauche soient perçus par 5 Fceil gauche de l'observateur et que les faisceaux lumineux 204, 208 représentant les deux parties d'image droite soient perçus par Fceil droit de l'observateur. Le concept optique de l'affichage tête haute 100 qui se compose au moins de l'installation optique 108 et de l'élément de renvoi 10 110 forme l'image des quatre plages d'images 202, 204, 206, 208 pour qu'elles atteignent la position appropriée dans la plage de vision 112, c'est-à-dire pour que les plages d'images respectives destinées à Fceil gauche arrivent dans la moitié gauche de la plage de vision 112 et que les plages d'images destinées à Fceil droit arrivent dans la moitié droite 15 de la plage de vision 112. En réalité, l'unité d'affichage 106 peut être significativement plus petite que la plage de vision 112 générée de sorte que les contenus d'image présentés par l'unité d'affichage 106 seront étendus de façon appropriée. Suivant le mode de réalisation, l'agrandissement sera fait par exemple par l'installation optique 108 20 elle-même ou par l'élément de renvoi 110. Comme le montre déjà schématiquement la figure 1, les rayons lumineux 210, 212, 214, 216 sont réfléchis par le pare-brise du véhicule pour donner à l'observateur l'impression que l'objet représenté se trouve devant le pare-brise.

25 En plus, les contenus d'images seront modifiés par une précorrection de distorsion de façon que l'observateur reçoive une image tridimensionnelle sans distorsion. Le nombre d'éléments optiques servant à générer le con- tenu d'image tridimensionnelle, permet d'influencer la qualité de l'image 30 perçue par l'observateur, par exemple par rapport à la taille de la plage de vision 112 ou pour gérer la diaphonie. Ce dernier effet peut être influencé par exemple par une compensation appropriée de la diaphonie, du moins en diminuant le nombre de pixels concernés directement par le nombre d'éléments optiques.

3034531 10 La conception pratique de l'affichage tête haute 100 peut s'adapter aux caractéristiques du véhicule telles que l'encombrement et la réflexion ainsi que pour répondre à certaines exigences concernant l'image telles que la distance à respecter ou l'effet 3D.

5 La figure 3 est une représentation schématique des rayons lumineux dans l'affichage tête haute 100 de la figure 2 selon l'exemple de réalisation. La figure 3 présente la relation générale des éléments optiques séparateurs 218, 220 constitués ici par deux lentilles, par rapport à la représentation dans la plage de vision 112. Pour 10 clarifier les explications, la figure 3 montre uniquement les chemins des rayons lumineux 214, 216 émis par les deux plages d'émission 206, 208. La description suivante concerne de façon correspondante également le chemin des rayons lumineux émis par les deux autres plages d'émission 202, 204.

15 Selon cet exemple de réalisation, le second élément op- tique 220 place la direction du rayon lumineux incident 214 venant de la direction de la troisième plage d'émission 206 pour l'orienter en sortie dans la direction associée à Fceil gauche. De façon analogue, le second élément optique 220 casse la direction du rayon lumineux 216 arrivant 20 de la quatrième plage d'émission 208 pour qu'en sortie, le rayon soit orienté dans la direction de Fceil droit. En appliquant l'angle d'ouverture (a) entre les deux faisceaux lumineux émis 214, 216 on aura une distance entre les deux yeux de l'observateur. En d'autres termes, l'élément optique séparateur 220 en aval de l'unité d'affichage 106 di- 25 vise l'image d'origine émise par l'une des deux plages d'émission 206, 208 en deux images, l'une pour Fceil gauche et l'autre pour Fceil droit. La figure 3 montre que la largeur (p) respective de plage d'émission 206, 208 correspond sensiblement sur une demi-largeur de l'élément 220 générant l'effet 3D. La largeur (p) est définie par exemple 30 par le pas respectif de l'image partielle de la plage d'émission. Cette dis- tance en pixels peut également se calculer directement à partir de la distance x entre l'unité d'affichage 106 et l'élément optique 220 qui la sépare de celui-ci ainsi que l'angle d'ouverture (a). L'angle d'ouverture (a) résulte ainsi de la position de l'observateur et de l'agrandissement 3034531 11 nécessaire du contenu d'images. Entre la largeur (p), la distance x et l'angle d'ouverture (a) on a la relation suivante : p=2.x.tan ( oc 2/ 5 De façon caractéristique, l'observateur est à une distance d'environ 70 cm du pare-brise. A cette distance, les contenus d'images générés par l'unité d'affichage 100 sont habituellement agrandis cinq fois. Il en résulte une distance x d'environ 80 mm et un angle 10 d'ouverture (a) d'environ 10 degrés. Ainsi, l'application de l'équation ci-dessus donne un pas (p) de l'image partielle, égal à 14 mm. A partir de là, de façon correspondante on a le pas de l'élément optique 220 qui est de 28 mm. Ainsi, l'unité d'affichage 106 selon l'exemple de réalisation de la figure 3 a 15 pour des images partielles de pas identiques, une largeur de 56 mm pour un pas de pixels courant de 85 pm correspondant à une résolution horizontale de 660 px. La distance x peut varier suivant la position de l'unité d'affichage 106, par exemple lorsque l'unité d'affichage 106 est rempla- 20 cée par une unité d'affichage ayant d'autres dimensions ou encore une autre résolution horizontale de l'image. En particulier, l'utilisation d'affichage plus grand comme unité d'affichage 106 augmente l'encombrement de l'affichage 100 pour éviter le chevauchement des rayons lumineux. En plus, l'angle d'inclinaison des éléments optiques 25 218, 220 pourra être augmenté par rapport à la surface d'affichage de l'unité d'affichage 106 composée des quatre plages d'émission. L'élément optique 220 peut être réalisé par exemple en modifiant un miroir situé dans la position de l'installation optique 108 selon la figure 1 et correspondant à un affichage tête haute usuel. En 30 variante, on peut également réaliser un miroir fonctionnant comme élément déviateur 110 ou séparateur pour assurer la fonction des éléments optiques 218, 220. Les rayons lumineux émis par l'unité d'affichage 106 pourront être dirigés sur le miroir par l'élément de renvoi supplémentaire.

3034531 12 En plus des quatre plages d'émission citées ci-dessus, l'affichage tête haute 100 peut également avoir une cinquième plage d'affichage pour émettre un cinquième rayon lumineux représentant une troisième image partielle gauche et une sixième plage d'émission 5 pour émettre un sixième rayon lumineux représentant une troisième image partielle droite. De façon correspondante, l'affichage tête haute 100 peut comporter un troisième élément optique installé dans le chemin du cinquième et du sixième rayons lumineux étant écartés de l'unité d'affichage 106 et qui sert comme décrit ci-dessus, de façon ana- 10 logue à l'exemple du second élément optique 220 à diriger le cinquième rayon lumineux dans la direction associée à Fceil gauche et le sixième rayon lumineux dans la direction associée à Fceil droit. La figure 4 montre schématiquement une vue de dessus des rayons lumineux dans l'affichage tête haute 100 de la figure 1. Se- 15 lon la figure, l'unité génératrice d'image 102 est présentée avec la source lumineuse 104 et l'unité d'affichage 106, l'installation optique 108 et l'élément de renvoi 110. Pour simplifier, les rayons lumineux sont décrits de nouveau à titre d'exemple pour les deux faisceaux lumineux 214, 216. L'installation optique 108 est schématiquement un mi- 20 roir diviseur à deux surfaces réfléchissantes orientées différemment et fonctionnant comme un séparateur. L'image générée par les deux unités d'affichage 106 et se présentant sous la forme des deux rayons lumineux 214, 216 arrive tout d'abord sur l'installation optique 108. Celle-ci réfléchit les deux rayons lumineux 214, 216 sur l'élément de renvoi 110 25 sous la forme d'un miroir ou du pare-brise et de là les rayons sont fina- lement déviés dans la plage de vision de l'observateur. Pour une meilleure reconnaissance, les trois niveaux de réflexion sont représentés dans des dessins différents. Lorsque par exemple le rayon lumineux 214 représentant 30 l'image partielle gauche arrive sur le mauvais côté du séparateur, grâce au réglage de l'angle ou à la courbure du séparateur, le rayon lumineux n'arrivera plus sur le mauvais côté de l'observateur. En outre, le choix approprié des dimensions du second miroir sous la forme de l'élément de renvoi 110 réduit la diaphonie.

3034531 13 Dans un but de simplification, le séparateur est représenté sans courbure. En réalité, le séparateur peut également être courbé. La limitation de la représentation de la figure 4 a seulement deux plages d'émission est prévu comme déjà indiqué pour clarifier la 5 présentation. Selon un exemple de réalisation, les éléments optiques de l'installation optique 108 sont mobiles, ce qui permet de modifier le cheminement du faisceau lumineux respectif par le déplacement approprié des éléments optiques, tel que par inclinaison d'un miroir, d'un 10 mouvement de la tête de l'observateur. Pour saisir le mouvement de la tête ou la position de l'observateur, l'affichage tête haute 100 comporte un système de poursuite du mouvement de la tête. On peut également envisager d'utiliser un hologramme comme élément optique ; l'hologramme assure alors la fonction d'une 15 lentille ou d'un miroir. L'hologramme peut avoir une structure variable pour assurer, selon le cas, différentes fonctions optiques. En particulier, en modifiant la structure de l'hologramme on modifie la direction ou le nombre de rayons lumineux de sorte que l'observateur percevra une autre image. Cela permet de régler, par 20 exemple, l'agrandissement de l'image virtuelle ou l'asservissement de l'image virtuelle. Un élément optique sous la forme d'un hologramme variable a l'avantage d'éviter tout asservissement mécanique. La figure 5 est un diagramme très simplifié d'un procédé 500 pour générer une image auto-stéréoscopique à l'aide d'un affichage 25 tête haute selon un exemple de réalisation de l'invention. Le procédé 500 peut être exécuté par exemple en liaison avec un affichage tête haute comme celui décrit à l'aide des figures 1 à 4. Pour générer l'image auto-stéréoscopique, dans l'étape 510 on émet un premier rayon lumineux, un second rayon lumineux, un troisième rayon lumineux et un 30 quatrième rayon lumineux à l'aide des plages d'émission correspon- dantes de l'unité d'affichage. Les rayons lumineux représentent chacun une image partielle associée à Fceil gauche ou à Fceil droit. Ces images partielles perçues simultanément par l'observateur donnent l'image auto-stéréoscopique. Selon une autre étape 520, à l'aide du premier élé- 35 ment optique, on dirige le premier rayon lumineux dans la première 3034531 14 direction associée à Fceil gauche et le second rayon lumineux dans la direction associée à Fceil droit. En outre, dans l'étape 520, le second élément optique dirige le troisième rayon lumineux dans une troisième direction associée à Fceil gauche et le quatrième rayon lumineux dans 5 une quatrième direction associée à Fceil droit. Enfin, les rayons lumi- neux sont déviés dans l'étape 530 à l'aide d'un élément de déviation approprié tel qu'un miroir ou une lentille pour arriver dans la plage de vision de l'observateur. Selon la conception optique, qui dépend souvent de la place disponible, l'étape 530 peut être exécutée plusieurs fois ou 10 l'être avant l'étape 520. L'observateur percevra les deux paires d'images partielles à chaque fois comme une image tridimensionnelle. Comme les paires d'images partielles sont dirigées dans les yeux de l'observateur suivant des directions différentes, on a en tout deux cônes de vision dans lesquels l'observateur peut voir les images en trois dimensions.

15 3034531 15 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Affichage tête haute 102 Unité génératrice d'images 5 104 Source lumineuse 106 Unité d'affichage rétro-éclairé 107 Faisceau principal / rayon principal 108 Installation optique 110 Elément de renvoi 10 112 Plage de vision / boîte oculaire 114 Vitre de couverture 116 Pare-brise 200, 204 Plages d'émission 204 Seconde plage d'émission 15 206 Troisième plage d'émission 208 Quatrième plage d'émission 210 Premier rayon lumineux 212 Second rayon lumineux 214 Troisième rayon lumineux 20 216 Quatrième faisceau lumineux 218, 220 Eléments optiques 220 Elément optique séparateur 500 Procédé pour générer une image auto-stéréoscopique d'un affichage tête haute 25 510, 520, Etapes du procédé 530 a angle d'ouverture p largeur x distance 30 35

Claims (2)

1. REVENDICATIONS1°) Affichage tête haute auto-stéréoscopique (100) pour un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend - une unité d'affichage (106) ayant une première plage d'émission (202) pour émettre un premier rayon lumineux (210) représentant une première image partielle gauche, une seconde plage d'émission (204) pour émettre un second rayon lumineux (212) représentant une première image partielle droite, une troisième plage d'émission (206) pour émettre un troisième rayon lumineux (214) représentant une seconde image partielle gauche et une quatrième plage d'émission (208) pour émettre un quatrième rayon lumineux (216) représentant une seconde image partielle droite, - un premier élément optique (218) installé dans le chemin du pre- mier rayon lumineux (210) et du second rayon lumineux (212), écarté de l'unité d'affichage (106) et dirigeant le premier rayon lumineux (210) dans une première direction associée à Fceil gauche de l'observateur et le second rayon lumineux (212) dans une seconde direction, différente de la première direction, mais associée à Fceil droit de l'observateur, - un second élément optique (220) installé dans le chemin du troisième rayon lumineux (214) et du quatrième rayon lumineux (216) écarté de l'unité d'affichage (106) pour le diriger dans une troisième direction, différente de la première et de la seconde di- rection et un quatrième rayon lumineux (216) associé à Fceil droit pour le diriger dans une quatrième direction différente de la première et de la seconde et de la troisième directions, et - au moins un élément de renvoi (110) pour dévier le rayon lumineux (202, 204, 206, 208) émis par le premier élément optique (218) et/ou le second élément optique (220) dans une plage de vi- sion (112) de l'observateur.
2. 2°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que 3034531 17 la largeur (p) de la première plage d'émission (202) et/ou la largeur (p) de la seconde plage d'émission (204) correspondent pratiquement à la demi-largeur du premier élément optique (218) et/ou la largeur (p) de la troisième plage d'émission (206) et/ou la largeur (p) de la quatrième 5 plage d'émission (208) correspondent pratiquement à la moitié de la lar- geur du second élément optique (220), la largeur (p) du premier élément optique (218) correspondant pour l'essentiel à la largeur (p) du second élément optique (220). 10 3°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance (x) entre le premier élément optique (218) et la première plage d'émission (202) et par rapport à la seconde plage d'émission (204) et/ou la distance (x) entre le second élément optique (220) par 15 rapport à la première plage d'émission (206) et la quatrième plage d'émission (208) est fixée en fonction de l'éloignement entre l'observateur et le pare-brise du véhicule et/ou en fonction d'un coefficient d'agrandissement pour agrandir le contenu d'image de la première et/ou de la seconde image partielle. 20 4°) Affichage tête haute (100) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le rapport entre la distance (x) et la largeur (p) des plages d'émission (202, 204, 206, 208) et l'angle d'ouverture (a) entre la première et la se- 25 conde directions et/ou entre la troisième et la quatrième directions est fixée pratiquement par l'équation suivante : p=2.x.tan a 2 , 30 5°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément optique (218) et/ou le second élément optique (220) sont un miroir et/ou une lentille et/ou un hologramme. 3034531 18 6°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément optique (218) est mobile pour modifier la première et la seconde directions en fonction du mouvement de la tête de 5 l'observateur et/ou le second élément optique (220) est mobile pour modifier les troisième et quatrième directions en fonction du mouvement de la tête de l'observateur. 7°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 5, 10 caractérisé en ce que le premier élément optique (218) a la forme d'un hologramme à une structure variable pour modifier la première et la seconde directions en fonction du mouvement de la tête de l'observateur et/ou la dimension de l'image virtuelle générée avec les premières images partielles et/ou le 15 second élément optique (220) sous la forme d'un hologramme a une structure variable pour modifier la troisième et la quatrième directions en fonction du mouvement de la tête de l'observateur et/ou la dimension de l'image virtuelle générée par les secondes images partielles. 20 8°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que caractérisé en ce qu' il comporte un élément déflecteur supplémentaire pour dévier le rayon lumineux (202, 204, 206, 208) émis par l'unité d'affichage (106) sur le 25 premier élément optique (218) et/ou le second élément optique (220). 9°) Affichage tête haute (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'affichage (106) a au moins une cinquième plage d'émission 30 pour émettre un cinquième rayon lumineux représentant une troisième image partielle gauche et une sixième plage d'émission pour émettre un sixième rayon lumineux représentant une troisième image partielle droite, un troisième élément optique étant placé dans le chemin du cinquième rayon lumineux et du sixième rayon lumineux, à distance de 35 l'unité d'affichage (106) pour diriger le cinquième rayon lumineux dans 3034531 19 une cinquième direction associée à Fceil gauche et qui est différente de la première, de la seconde, de la troisième et de la quatrième directions et le sixième rayon lumineux dans une sixième direction associée à Fceil droit et qui est différente de la première, de la seconde, de la troisième, 5 de la quatrième et de la cinquième direction, l'élément de renvoi (110) dirigeant en outre le rayon lumineux émis par le troisième élément optique dans la plage de vision (112). 10°) Procédé (500) pour générer une image auto-stéréoscopique à l'aide 10 d'un affichage tête haute (100) selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, et comprenant les étapes suivantes consistant à: -émettre (510) le premier rayon lumineux (210), le second rayon lumineux (212), le troisième rayon lumineux (214) et le quatrième rayon lumineux (216), 15 diriger (520) le premier rayon lumineux (210) de la première direc- tion, le second rayon lumineux (212) dans la seconde direction, le troisième rayon lumineux (214) dans la troisième direction et le quatrième rayon lumineux (216) dans la quatrième direction, et dévier (530) le premier rayon lumineux (210), le second rayon lumi- 20 neux (212), le troisième rayon lumineux (214) et/ou le quatrième rayon lumineux (216) dans la plage de vision (112). 25