FR3143139A1 - Image generation device and head-up display comprising such a device - Google Patents

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Armand Divine
Pierre Mermillod
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Valeo Comfort And Driving Assist
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Abstract

Il est proposé un dispositif de génération d’image (100) comprenant : - une source de lumière (111) produisant un faisceau lumineux, - un écran (112) traversé par le faisceau lumineux et configuré pour modifier le faisceau lumineux de manière à former une image, et - un dispositif transparent (113) traversé par le faisceau lumineux et comprenant un premier dioptre accolé à l’écran, un second dioptre et une tranche. Le dispositif transparent comprend un élément optique (114) positionné sur la tranche et configuré pour empêcher une lumière incidente ayant été réfléchie par le second dioptre vers l’intérieur du dispositif transparent, d’être réfléchie par la tranche du dispositif transparent. On décrit également un afficheur tête-haute (100) comprenant un tel dispositif de génération d’image. Figure pour l’abrégé : Fig. 2An image generation device (100) is proposed comprising: - a light source (111) producing a light beam, - a screen (112) through which the light beam passes and configured to modify the light beam so as to form an image, and - a transparent device (113) traversed by the light beam and comprising a first diopter attached to the screen, a second diopter and a edge. The transparent device includes an optical element (114) positioned on the edge and configured to prevent incident light that has been reflected by the second diopter into the interior of the transparent device from being reflected by the edge of the transparent device. A head-up display (100) is also described comprising such an image generation device. Figure for abstract: Fig. 2

Description

Dispositif de génération d’image et afficheur tête-haute comprenant un tel dispositifImage generation device and head-up display comprising such a device

La présente invention concerne le domaine technique de l’imagerie, et notamment le domaine de la projection d’informations ou d’images.The present invention relates to the technical field of imaging, and in particular the field of projection of information or images.

L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de génération d’image comprenant :
- une source de lumière produisant un faisceau lumineux,
- un écran traversé par le faisceau lumineux et configuré pour modifier le faisceau lumineux de manière à former une image, et
- un dispositif transparent traversé par le faisceau lumineux et comprenant un premier dioptre accolé à l’écran, un second dioptre et une tranche.The invention relates more particularly to an image generation device comprising:
- a light source producing a light beam,
- a screen crossed by the light beam and configured to modify the light beam so as to form an image, and
- a transparent device traversed by the light beam and comprising a first diopter attached to the screen, a second diopter and a edge.

L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans des systèmes d’aide à la conduite pour véhicule automobile.The invention finds a particularly advantageous application in driving assistance systems for motor vehicles.

Arrière-plan technologiqueTechnology background

On connaît des véhicules équipés d’un afficheur tête-haute (« head-up display » ou HUD en anglais) destiné à afficher une image virtuelle à un individu.We know of vehicles equipped with a head-up display (“head-up display” or HUD in English) intended to display a virtual image to an individual.

Un afficheur tête-haute comprend classiquement un dispositif de génération d’image configuré pour générer une image et un système optique configuré pour transmettre l’image générée en direction d’une lame partiellement réfléchissante.A head-up display conventionally comprises an image generation device configured to generate an image and an optical system configured to transmit the generated image towards a partially reflective plate.

Cet afficheur tête-haute peut être aussi bien un afficheur tête-haute « sur pare-brise » qu’un afficheur tête-haute « à combineur ».This head-up display can be either a “windshield” head-up display or a “combiner” head-up display.

Dans le premier cas, la lame partiellement réfléchissante est formée par le pare-brise du véhicule, et la projection de l’image virtuelle à l’occupant du véhicule est donc réalisée de manière ultime par réflexion optique sur le pare-brise.In the first case, the partially reflective blade is formed by the windshield of the vehicle, and the projection of the virtual image to the occupant of the vehicle is therefore ultimately carried out by optical reflection on the windshield.

Dans le deuxième cas, la lame partiellement réfléchissante est un élément indépendant (appelé parfois combineur) de l’afficheur tête-haute.In the second case, the partially reflective blade is an independent element (sometimes called combiner) of the head-up display.

La plupart des dispositifs de génération d’images utilisés aujourd’hui comprennent une source de lumière rétroéclairant un écran adapté à générer les images. Cet écran absorbe une partie de la lumière qui le rétroéclaire, ce qui provoque son échauffement thermique.Most image generation devices used today include a light source backlighting a screen suitable for generating the images. This screen absorbs part of the light that backlights it, which causes it to heat up thermally.

Afin de refroidir l’écran et éviter son endommagement, il est connu de placer une lame en céramique transparente sur l’écran. La céramique étant un bon conducteur thermique, elle permet d’évacuer la chaleur.In order to cool the screen and prevent damage, it is known to place a transparent ceramic blade on the screen. Ceramic being a good thermal conductor, it allows heat to be evacuated.

On propose selon l’invention un dispositif de génération d’image tel que défini en introduction, dans lequel le dispositif transparent comprend un élément optique positionné sur la tranche et configuré pour empêcher une lumière incidente ayant été réfléchie par le second dioptre vers l’intérieur du dispositif transparent, d’être réfléchie par la tranche du dispositif transparent.According to the invention, an image generation device is proposed as defined in the introduction, in which the transparent device comprises an optical element positioned on the edge and configured to prevent incident light having been reflected by the second diopter inwards. of the transparent device, to be reflected by the edge of the transparent device.

L’utilisation d’un dispositif transparent accolé à l’écran est particulièrement avantageux notamment pour évacuer la chaleur de l’écran. Toutefois, en l’absence de mesure spécifique (c’est-à-dire par exemple sans l’élément optique précité), cette configuration génère des images parasites visibles par l’utilisateur.The use of a transparent device attached to the screen is particularly advantageous, particularly to evacuate heat from the screen. However, in the absence of specific measurement (that is to say for example without the aforementioned optical element), this configuration generates parasitic images visible to the user.

En effet, en l’absence de mesure particulière, une partie des rayons lumineux provenant de l’écran et traversant le dispositif transparent, subissent des réflexions internes au dispositif transparent. Lorsque les rayons ressortent après plusieurs réflexions, ils suivent le chemin optique de l’afficheur tête-haute et créent ainsi des images parasites.Indeed, in the absence of particular measurement, part of the light rays coming from the screen and passing through the transparent device undergo internal reflections in the transparent device. When the rays emerge after several reflections, they follow the optical path of the head-up display and thus create parasitic images.

L’élément optique, ici configuré pour empêcher une de ces réflexions parasites, permet de supprimer les images parasites.The optical element, here configured to prevent one of these parasitic reflections, makes it possible to eliminate parasitic images.

Le dispositif transparent peut être réalisé en céramique transparente.The transparent device can be made of transparent ceramic.

Par ailleurs, la tranche du dispositif transparent peut comprendre quatre côtés, et le dispositif transparent peut alors comprendre quatre éléments optiques, un élément optique étant positionné sur chaque côté.Furthermore, the edge of the transparent device may comprise four sides, and the transparent device may then comprise four optical elements, one optical element being positioned on each side.

Dans un mode de réalisation, l’élément optique est configuré pour transmettre la lumière incidente vers l’extérieur du dispositif transparent.In one embodiment, the optical element is configured to transmit incident light to the exterior of the transparent device.

L’invention propose que l’élément optique puisse comprendre au moins une face comprenant un traitement antireflet.The invention proposes that the optical element can comprise at least one face comprising an anti-reflective treatment.

Par ailleurs, ledit élément optique peut être formé par une extrémité en biseau d’une partie de la tranche du dispositif transparent.Furthermore, said optical element can be formed by a beveled end of a part of the edge of the transparent device.

Dans un autre mode de réalisation, l’élément optique est configuré pour piéger la lumière incidente.In another embodiment, the optical element is configured to trap incident light.

L’invention propose que l’élément optique puisse être une pièce additionnelle montée sur la tranche.The invention proposes that the optical element can be an additional part mounted on the edge.

En particulier, ledit élément optique peut comprendre au moins deux composants agencés de manière à ce que les composants sont juxtaposés selon l’épaisseur du dispositif transparent.In particular, said optical element may comprise at least two components arranged so that the components are juxtaposed according to the thickness of the transparent device.

Par ailleurs, lesdits composants peuvent être des prismes de telle sorte que leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche est un triangle.Furthermore, said components can be prisms such that their section in the plane tangent to the width of the slice is a triangle.

Selon un mode de réalisation, les composants sont des formes géométriques de telle sorte que leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche est une surface fermée comprenant deux segments courbes se rejoignant en un point, ayant chacun une courbure et dont les courbures sont de même sens.According to one embodiment, the components are geometric shapes such that their section in the plane tangent to the width of the slice is a closed surface comprising two curved segments meeting at a point, each having a curvature and whose curvatures are of the same meaning.

L’invention concerne également un afficheur tête-haute comprenant un dispositif de génération d’image tel que décrit ci-dessus et un système optique configuré pour transmettre, en direction d’une lame partiellement réfléchissante, l’image générée par le dispositif de génération d’image.The invention also relates to a head-up display comprising an image generation device as described above and an optical system configured to transmit, towards a partially reflective blade, the image generated by the generation device image.

Les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.The different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or exclusive of each other.

Brève description des figuresBrief description of the figures

De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :In addition, various other characteristics of the invention emerge from the appended description made with reference to the drawings which illustrate non-limiting forms of embodiment of the invention and where:

est une représentation schématique d’un dispositif de génération d’image tel que connu par l’art antérieur et générant des images parasites, is a schematic representation of an image generation device as known from the prior art and generating parasitic images,

est une représentation schématique d’un afficheur tête selon un mode de l’invention, is a schematic representation of a head display according to one mode of the invention,

est une représentation schématique d’un dispositif de génération d’image selon un autre mode de réalisation de l’invention, is a schematic representation of an image generation device according to another embodiment of the invention,

est une représentation schématique d’un dispositif transparent en coupe transversale selon un premier mode de réalisation, is a schematic representation of a transparent device in cross section according to a first embodiment,

est une représentation schématique d’un dispositif transparent en coupe transversale selon un deuxième mode de réalisation, et is a schematic representation of a transparent device in cross section according to a second embodiment, and

est une représentation schématique d’un dispositif transparent en coupe transversale selon un troisième mode de réalisation. is a schematic representation of a transparent device in cross section according to a third embodiment.

Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.It should be noted that in these figures the structural and/or functional elements common to the different variants may have the same references.

Description détailléedetailed description

La représente un dispositif de génération d’image 200 tel que connu par l’art antérieur.There represents an image generation device 200 as known from the prior art.

Le dispositif de génération d’image de la comprend une source lumineuse 210, un écran 220 et une lame 230 qui est ici collé sur l’écran.The image generation device of the comprises a light source 210, a screen 220 and a blade 230 which is here stuck on the screen.

La lame 230 est ici une lame à face parallèle en céramique transparente et permet de refroidir l’écran 220. La lame 230 comprend, dans cet exemple, deux dioptres 231, 232. Le premier dioptre 231 est celui collé à l’écran 220 grâce à une couche de colle 240. Le second dioptre 232 est le dioptre le plus éloigné de l’écran 220.The blade 230 is here a blade with a parallel face made of transparent ceramic and makes it possible to cool the screen 220. The blade 230 comprises, in this example, two diopters 231, 232. The first diopter 231 is the one glued to the screen 220 thanks to to a layer of glue 240. The second diopter 232 is the diopter furthest from the screen 220.

La source lumineuse 210 est placée derrière l’écran 220 de manière à le rétroéclairer. La source lumineuse 210 génère des rayons lumineux. Classiquement, les rayons lumineux traversent l’écran 220 de manière à former une image. Les rayons lumineux sont ensuite transmis par la couche de colle 240 et par la lame 230, c’est-à-dire par les deux dioptres 231, 232 de la lame.The light source 210 is placed behind the screen 220 so as to backlight it. The light source 210 generates light rays. Conventionally, the light rays pass through the screen 220 so as to form an image. The light rays are then transmitted by the glue layer 240 and by the blade 230, that is to say by the two diopters 231, 232 of the blade.

Néanmoins, une partie des rayons lumineux (tel que représenté par le rayon en trait plein sur la ) traversent le premier dioptre 231 et sont réfléchis par le second dioptre 232 vers l’intérieur de la lame 230. Ces rayons peuvent ensuite être réfléchis de nouveau par la tranche de la lame 230 puis par le premier dioptre 231. Finalement, ces rayons peuvent être transmis par le second dioptre 232 et ainsi retrouver le chemin optique classique du dispositif de génération d’image 100.However, part of the light rays (as represented by the solid line ray on the ) pass through the first diopter 231 and are reflected by the second diopter 232 towards the inside of the blade 230. These rays can then be reflected again by the edge of the blade 230 then by the first diopter 231. Finally, these rays can be transmitted by the second diopter 232 and thus find the classic optical path of the image generation device 100.

De plus, une partie des rayons lumineux (tel que représenté par le rayon en tirets sur la ) sont directement réfléchis par la tranche de la lame 230 avant d’être transmis par le second dioptre 232 et ainsi retrouver le chemin optique classique du dispositif de génération d’image 100.In addition, part of the light rays (as represented by the dashed ray on the ) are directly reflected by the edge of the blade 230 before being transmitted by the second diopter 232 and thus find the classic optical path of the image generation device 100.

Les rayons lumineux ayant suivi ces chemins optiques alternatifs ont subi un retard optique et vont créer des images parasites par rapport aux rayons lumineux ayant suivi le chemin optique classique.The light rays having followed these alternative optical paths have suffered an optical delay and will create parasitic images compared to the light rays having followed the classic optical path.

Un afficheur tête-haute 100 selon un des modes de réalisation de l’invention est présenté en , en utilisation dans un véhicule automobile. Un individu 20 est placé dans le véhicule, ici à la place du conducteur. En variante, cela pourrait être un passager avant ou arrière du véhicule. L’individu 20 est symbolisé par un de ses yeux sur la .A head-up display 100 according to one of the embodiments of the invention is presented in , for use in a motor vehicle. An individual 20 is placed in the vehicle, here in the driver's seat. Alternatively, this could be a front or rear passenger of the vehicle. Individual 20 is symbolized by one of his eyes on the .

Le véhicule automobile est représenté par un parebrise 10 et un capot. L’individu 20 observe, au travers du pare-brise 10 du véhicule, une image virtuelle 11. En pratique, l’image 11 est formée à une distance-image de l’individu 20 qui est généralement comprise entre 1,5 mètre et 15 mètres, de préférence entre 5 mètres et 10 mètres.The motor vehicle is represented by a windshield 10 and a hood. The individual 20 observes, through the windshield 10 of the vehicle, a virtual image 11. In practice, the image 11 is formed at an image distance from the individual 20 which is generally between 1.5 meters and 15 meters, preferably between 5 meters and 10 meters.

Les images projetées peuvent comprendre par exemple des informations relatives au véhicule (vitesse, régime moteur, niveau d’essence, distance par rapport aux autres véhicules, etc.), à son environnement (présence de piétons, panneaux de signalisation, etc.), ou encore des instructions quant à l’itinéraire à suivre par le véhicule (en association avec un système de navigation embarquée par exemple).The projected images may include, for example, information relating to the vehicle (speed, engine speed, fuel level, distance from other vehicles, etc.), its environment (presence of pedestrians, traffic signs, etc.), or even instructions as to the route to be followed by the vehicle (in association with an on-board navigation system for example).

Comme représenté sur la , l’afficheur tête-haute 100 comprend ici un dispositif de génération d’images 110 et un système optique. Le dispositif de génération d’image 110 est configuré pour générer une image. Le système optique est configuré pour transmettre, en direction d’une lame partiellement réfléchissante (ici en direction du parebrise 10), l’image générée par le dispositif de génération d’image 110.As shown on the , the head-up display 100 here comprises an image generation device 110 and an optical system. The image generation device 110 is configured to generate an image. The optical system is configured to transmit, in the direction of a partially reflective blade (here in the direction of the windshield 10), the image generated by the image generation device 110.

Le système optique comprend ici un réflecteur 130 et un miroir de repliement 120.The optical system here comprises a reflector 130 and a folding mirror 120.

Le dispositif de génération d’images 110 émet un faisceau lumineux (sur la , seul un rayon lumineux primaire, ou rayon lumineux principal, est représenté) en direction du miroir de repliement 120. Ce faisceau lumineux est représentatif d’une scène lumineuse, incluant les images à afficher à l’individu 20.The image generation device 110 emits a light beam (on the , only a primary light ray, or main light ray, is represented) in the direction of the folding mirror 120. This light beam is representative of a light scene, including the images to be displayed to the individual 20.

Le faisceau lumineux est réfléchi par le miroir de repliement 120 vers le réflecteur 130. Le faisceau lumineux est alors de nouveau réfléchi (par le réflecteur 130) en un faisceau lumineux image qui est alors lui-même réfléchi par le pare-brise 10 du véhicule en direction de l’individu 20. Le système optique combiné au parebrise permet ainsi de former une image virtuelle visible par l’individu 20.The light beam is reflected by the folding mirror 120 towards the reflector 130. The light beam is then reflected again (by the reflector 130) into an image light beam which is then itself reflected by the windshield 10 of the vehicle towards the individual 20. The optical system combined with the windshield thus makes it possible to form a virtual image visible to the individual 20.

Les différents éléments, ici le dispositif de génération d’images 110, le miroir de repliement 120 et le réflecteur 130, sont logés dans une enveloppe extérieure 150. L’enveloppe extérieure 150 comprend ici une paroi 153 et un hublot 152.The different elements, here the image generation device 110, the folding mirror 120 and the reflector 130, are housed in an outer envelope 150. The outer envelope 150 here comprises a wall 153 and a porthole 152.

Le hublot 152 permet de laisser passer le faisceau lumineux réfléchi par le réflecteur 130 jusqu’au parebrise 10. Le hublot 152 est préférentiellement en plastique. De manière alternative, le hublot 152 peut être en verre.The porthole 152 allows the light beam reflected by the reflector 130 to pass to the windshield 10. The porthole 152 is preferably made of plastic. Alternatively, the porthole 152 can be made of glass.

Afin d’empêcher l’entrée de lumière extérieure, la paroi 153 est opaque. Elle permet ainsi de limiter la propagation de lumière parasite. La paroi 153 peut être en plastique ou en métal. Ici, elle comporte avantageusement une partie supérieure (située côté parebrise) en plastique et une partie inférieure (située à l’opposé du pare-brise) en métal.In order to prevent the entry of external light, the wall 153 is opaque. It thus makes it possible to limit the propagation of stray light. The wall 153 can be made of plastic or metal. Here, it advantageously includes an upper part (located on the windshield side) made of plastic and a lower part (located opposite the windshield) made of metal.

Le réflecteur 130 est une pièce optique avec une face optiquement active et ici un substrat ayant une épaisseur non nulle qui sert de support à la face optiquement active. La face active est ici tournée vers un miroir de repliement 120 pour intercepter le faisceau lumineux réfléchi en provenance du miroir de repliement 120. Cette face active est au moins partiellement réfléchissante.The reflector 130 is an optical part with an optically active face and here a substrate having a non-zero thickness which serves as a support for the optically active face. The active face is here turned towards a folding mirror 120 to intercept the reflected light beam coming from the folding mirror 120. This active face is at least partially reflective.

Préférentiellement, on utilise dans l’invention comme réflecteur 130 un miroir de puissance. Par exemple, le miroir de puissance peut être avoir une forme spécifiquement conçue pour produire certains effets, par exemple compenser la déformation liée à la réflexion sur le pare-brise (on utilise alors parfois dans ce cas la dénomination anglaise « freeform » pour qualifier le miroir de puissance). L’équation de surface de la face active n’est alors pas une simple sphère (miroir sphérique) mais peut s’écrire très simplement sous la forme d’une surface polynômiale (asphérique) en x et y, éventuellement additionnée d’un terme « conique », de révolution ou non. Dans d’autres modes de réalisation, les équations de surface peuvent s’écrire au moyen de polynômes de Zernike ou bien de Tchebychev.Preferably, a power mirror is used in the invention as reflector 130. For example, the power mirror may have a shape specifically designed to produce certain effects, for example to compensate for the deformation linked to the reflection on the windshield (we sometimes use in this case the English name "freeform" to qualify the power mirror). The surface equation of the active face is then not a simple sphere (spherical mirror) but can be written very simply in the form of a polynomial surface (aspherical) in x and y, possibly added with a term “conical”, of revolution or not. In other embodiments, the surface equations can be written using Zernike or Chebyshev polynomials.

En pratique, la forme (i.e. la géométrie) de la surface de la face optiquement active du réflecteur peut être conçue et calculée par simulation optique en fonction :
- des différents paramètres optiques : taille (largeur et hauteur) et distance de projection de l’image virtuelle (distance œil-image), taille et position de l’unité de générations d’images 110, courbure du pare-brise 10, etc… ; et
- des contraintes mécaniques : encombrement maximal de l’afficheur 100, position et inclinaison du pare-brise 10, position moyenne de l’individu 20 dans l’habitacle, position de la boîte à œil (« eyebox » en anglais), etc.In practice, the shape (ie the geometry) of the surface of the optically active face of the reflector can be designed and calculated by optical simulation based on:
- different optical parameters: size (width and height) and projection distance of the virtual image (eye-image distance), size and position of the image generation unit 110, curvature of the windshield 10, etc. … ; And
- mechanical constraints: maximum size of the display 100, position and inclination of the windshield 10, average position of the individual 20 in the passenger compartment, position of the eyebox, etc.

Le dispositif de génération d’images 110 comprend quant à lui au moins une source de lumière 111, un écran 112 rétroéclairé par cette source de lumière 111, et un dispositif transparent 113.The image generation device 110 comprises at least one light source 111, a screen 112 backlit by this light source 111, and a transparent device 113.

La source de lumière 111 produit un faisceau lumineux, qui traverse l’écran 112 afin de former une image. Le faisceau lumineux traverse ensuite le dispositif transparent 113.The light source 111 produces a light beam, which passes through the screen 112 in order to form an image. The light beam then passes through the transparent device 113.

La source de lumière 111 est ici une diode électroluminescente (ou LED pour "Light Emitting Diode").The light source 111 here is a light emitting diode (or LED for “Light Emitting Diode”).

L’écran 112 est ici un module d’écran du type TFT-LCD qui est un type d’écran à cristaux liquides à transistors en couche mince (« TFT-LCD » signifie « Thin-Film Transistors-Liquid Crystal Display » en anglais).The screen 112 here is a TFT-LCD type screen module which is a type of thin-film transistor liquid crystal screen (“TFT-LCD” means “Thin-Film Transistors-Liquid Crystal Display” in English ).

Par exemple, l’écran 112 comprend des éléments à transmittance variable configurés pour représenter une scène et de manière à ce que lorsque les rayons lumineux traversent l’écran, ils soient modulés (en intensité lumineuse) de façon à créer l’image.For example, the screen 112 includes elements with variable transmittance configured to represent a scene and so that when the light rays pass through the screen, they are modulated (in light intensity) so as to create the image.

Le dispositif de génération d’images 110 est généralement connectée à un module de commande (non représenté) de l’écran 112, ce module de commande recevant des signaux en provenance de l’ordinateur de bord (non représenté) du véhicule et pilotant en conséquence l’écran pour régler la transmittance des éléments à transmittance variable et ainsi produire le faisceau lumineux correspondant à la scène lumineuse voulue.The image generation device 110 is generally connected to a control module (not shown) of the screen 112, this control module receiving signals from the on-board computer (not shown) of the vehicle and controlling in consequently the screen to adjust the transmittance of the elements with variable transmittance and thus produce the light beam corresponding to the desired light scene.

En d’autres termes, lorsque l’écran 112 est piloté par le module de commande, le dispositif de génération d’images 110 génère un faisceau lumineux représentant la scène à projeter dans le champ de vision de l’individu 20.In other words, when the screen 112 is controlled by the control module, the image generation device 110 generates a light beam representing the scene to be projected into the field of vision of the individual 20.

Le dispositif transparent 113 est ici collé à l’écran 112 grâce à une couche de colle (non représentée sur la ).The transparent device 113 is here stuck to the screen 112 thanks to a layer of glue (not shown on the ).

Alternativement, le dispositif transparent 113 peut être maintenu en contact avec l’écran 112 par un maintien mécanique.Alternatively, the transparent device 113 can be kept in contact with the screen 112 by mechanical support.

Le dispositif transparent 113 permet par exemple d’absorber la chaleur de l’écran 112. Le dispositif transparent 113 peut également protéger l’écran 112.The transparent device 113 makes it possible, for example, to absorb the heat from the screen 112. The transparent device 113 can also protect the screen 112.

Ici, le dispositif transparent 113 est situé au niveau (ou à proximité) de la face de sortie de la lumière de l’écran 112. On pourrait toutefois prévoir, en variante ou en surplus, un dispositif transparent du même type au niveau (ou à proximité) de la face d’entrée de la lumière dans l’écran 112, c’est-à-dire de la face tournée vers la source de lumière 111.Here, the transparent device 113 is located at (or near) the light exit face of the screen 112. However, one could provide, as a variant or in addition, a transparent device of the same type at the level (or near) of the face of entry of the light into the screen 112, that is to say of the face turned towards the light source 111.

Le dispositif transparent 113 est ici en céramique transparente. Par exemple, le dispositif transparent 113 est obtenu au moyen d’un procédé de frittage. Un tel procédé de frittage est par exemple du type "pressage isostatique à chaud" (ou HIP pour "Hot Isostatic Pressing") ou du type "frittage flash" (ou SPS pour "Spark Plasma Sintering").The transparent device 113 is here made of transparent ceramic. For example, the transparent device 113 is obtained by means of a sintering process. Such a sintering process is for example of the "hot isostatic pressing" type (or HIP for "Hot Isostatic Pressing") or of the "flash sintering" type (or SPS for "Spark Plasma Sintering").

En variante, le dispositif transparent 113 peut être en plastique ou en verre (BK7 par exemple).Alternatively, the transparent device 113 can be made of plastic or glass (BK7 for example).

Le dispositif transparent 113 comprend un premier dioptre 115 (accolé à l’écran 112), un second dioptre 116 et une tranche 117.The transparent device 113 comprises a first diopter 115 (attached to the screen 112), a second diopter 116 and a edge 117.

La tranche 117 peut être définie comme la surface externe du dispositif transparent 113 formée dans l’épaisseur L du dispositif transparent 113 dans une dimension transversale à ses dioptres 115, 116.The edge 117 can be defined as the external surface of the transparent device 113 formed in the thickness L of the transparent device 113 in a dimension transverse to its diopters 115, 116.

De manière préférentielle, le dispositif transparent 113 est de forme parallélépipédique.Preferably, the transparent device 113 is of parallelepiped shape.

Le dispositif transparent 113 peut comporter quatre parties de tranche 117 (ou quatre côtés). Par exemple, une partie de tranche 117 peut être définie comme une portion continue de tranche 117 comprise entre deux arrêtes.The transparent device 113 may have four edge portions 117 (or four sides). For example, a portion of slice 117 can be defined as a continuous portion of slice 117 between two edges.

Cette forme n’est pas limitative, et le dispositif transparent 113 pourrait être par exemple être cylindrique et posséder ainsi une seule partie de tranche.This shape is not limiting, and the transparent device 113 could for example be cylindrical and thus have a single edge portion.

Le dispositif transparent 113 est ici une lame à faces planes et parallèles.The transparent device 113 is here a blade with flat and parallel faces.

L’épaisseur L du dispositif transparent 113 peut varier selon la matière et la fonction du dispositif transparent 113. Le dispositif transparent 113 a ici une épaisseur L d’environ 2 mm. Par exemple, le dispositif transparent 113 pourrait avoir une épaisseur L jusque plusieurs centimètres.The thickness L of the transparent device 113 can vary depending on the material and the function of the transparent device 113. The transparent device 113 here has a thickness L of approximately 2 mm. For example, the transparent device 113 could have a thickness L of up to several centimeters.

Le dispositif transparent 113 comprend un élément optique 114 positionné sur la tranche 117. Le dispositif transparent 113 peut comprendre un élément optique 114 sur chaque partie de tranche 117.The transparent device 113 comprises an optical element 114 positioned on the wafer 117. The transparent device 113 may comprise an optical element 114 on each wafer portion 117.

Afin d’éliminer les images parasites, l’élément optique 114 est configuré pour empêcher une lumière incidente ayant été réfléchie par le second dioptre 116 vers l’intérieur du dispositif transparent 113, d’être réfléchie par la tranche 117.In order to eliminate parasitic images, the optical element 114 is configured to prevent incident light having been reflected by the second diopter 116 towards the interior of the transparent device 113, from being reflected by the edge 117.

Selon un premier mode de réalisation, l’élément optique 114 est configuré pour transmettre la lumière incidente vers l’extérieur du dispositif transparent 113.According to a first embodiment, the optical element 114 is configured to transmit the incident light to the outside of the transparent device 113.

Par exemple, afin d’éviter les réflexions internes, l’élément optique 114 peut comprendre au moins une face ayant un traitement anti-reflet.For example, in order to avoid internal reflections, the optical element 114 may include at least one face having an anti-reflection treatment.

L’élément optique 114 peut être confondu avec le dispositif transparent 113, et la tranche 117 du dispositif transparent 114 peut alors comprendre un traitement anti-reflet.The optical element 114 can be confused with the transparent device 113, and the edge 117 of the transparent device 114 can then include an anti-reflection treatment.

Comme représenté sur la , l’élément optique 114 peut être formé par la tranche 117 du dispositif transparent 113 taillé en biseau. Par exemple, le biseau est taillé dans l’épaisseur L du dispositif transparent 113.As shown on the , the optical element 114 can be formed by the edge 117 of the transparent device 113 cut into a bevel. For example, the bevel is cut into the thickness L of the transparent device 113.

Toutes les parties de tranche 117 peuvent être taillées en biseau.All slice parts 117 can be bevel cut.

Sur la , le dispositif transparent 113 est représenté en coupe transversale. Le biseau peut être continu selon toute la longueur de la tranche.On the , the transparent device 113 is shown in cross section. The bevel can be continuous along the entire length of the slice.

En pratique, l’écran n’est pas utilisé dans son intégralité et seule une zone utile Z (représentée sur la ) de l’écran 112 permet de former l’image voulue. En sortie de l'écran, la lumière est comprise dans un cône d'angle β.In practice, the screen is not used in its entirety and only a useful zone Z (represented on the ) of the screen 112 makes it possible to form the desired image. At the exit of the screen, the light is included in a cone of angle β.

Le biseau peut être taillé à un angle α. Afin que le biseau empêche les réflexions internes dans le dispositif transparent 113 et donc la génération d'image parasite, l’angle du biseau α doit respecter la condition suivante :

où tan est la fonction tangente et d est une distance de marge prévue entre la zone utile Z de l’écran et le bord de l’écran.The bevel can be cut at an angle α. In order for the bevel to prevent internal reflections in the transparent device 113 and therefore the generation of parasitic images, the angle of the bevel α must respect the following condition:

where tan is the tangent function and d is a margin distance provided between the useful area Z of the screen and the edge of the screen.

Par exemple, l’angle du biseau α est compris entre 10 et 25 degrés.For example, the bevel angle α is between 10 and 25 degrees.

D’une manière alternative, l’élément optique 114 peut être un objet indépendant et fixé sur une partie de la tranche supérieure du dispositif transparent 113. L’élément optique 114 est alors une pièce additionnelle.Alternatively, the optical element 114 can be an independent object fixed to a part of the upper edge of the transparent device 113. The optical element 114 is then an additional part.

Par exemple, l’élément optique 114 peut être un prisme positionné sur la tranche 117 du dispositif transparent 113 configuré pour respecter les mêmes conditions que le biseau, explicitées ci-dessus.For example, the optical element 114 can be a prism positioned on the edge 117 of the transparent device 113 configured to respect the same conditions as the bevel, explained above.

L’élément optique 114 peut être fixé mécaniquement ou collé au dispositif transparent 113.The optical element 114 can be mechanically attached or glued to the transparent device 113.

Selon un second mode de réalisation, l’élément optique 114 est configuré pour piéger la lumière incidente.According to a second embodiment, the optical element 114 is configured to trap incident light.

Comme représentés sur les figures 4, 5 et 6, l’élément optique 114 peut comprendre au moins deux composants agencés de manière que les éléments soient côte à côte selon l’épaisseur L du dispositif transparent 113.As shown in Figures 4, 5 and 6, the optical element 114 can comprise at least two components arranged so that the elements are side by side according to the thickness L of the transparent device 113.

Le dispositif transparent 117 peut par exemple comprendre entre 2 et 20 composants selon la largeur L du dispositif transparent 113.The transparent device 117 can for example comprise between 2 and 20 components depending on the width L of the transparent device 113.

Par exemple, un composant peut avoir une épaisseur d’environ 0,5 mm. L’élément optique 114 peut comprendre quatre composants pour un dispositif transparent de 2 mm d’épaisseur ou quarante composants pour un dispositif transparent de 20 mm d’épaisseur.For example, a component might be around 0.5mm thick. The optical element 114 may comprise four components for a transparent device 2 mm thick or forty components for a transparent device 20 mm thick.

Préférentiellement, l’élément optique 114 et ses composants sont continus sur la longueur de la tranche du dispositif transparent 113.Preferably, the optical element 114 and its components are continuous along the length of the edge of the transparent device 113.

Les composants de l’élément optique 114 peuvent être taillés directement dans le dispositif transparent 113.The components of the optical element 114 can be cut directly into the transparent device 113.

D’une manière alternative, les composants de l’élément optique 114 peuvent être des objets indépendants et fixés sur une partie de la tranche du dispositif transparent 113. L’élément optique 114 est alors une pièce additionnelle.Alternatively, the components of the optical element 114 can be independent objects and fixed on a part of the edge of the transparent device 113. The optical element 114 is then an additional part.

L’élément optique 114 peut être fixé mécaniquement ou collé au dispositif transparent 113.The optical element 114 can be mechanically attached or glued to the transparent device 113.

Les composants sont avantageusement configurés pour piéger une partie de la lumière parasite dans la structure de l’élément optique 114.The components are advantageously configured to trap part of the stray light in the structure of the optical element 114.

Les composants de l’élément optique sont par exemple des prismes de telle sorte que leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche est un triangle, comme présentés en et 5.The components of the optical element are for example prisms such that their section in the plane tangent to the width of the slice is a triangle, as presented in and 5.

Par exemple, comme représenté en , leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche est un triangle équilatéral.For example, as shown in , their section in the plane tangent to the width of the slice is an equilateral triangle.

Par exemple, comme représenté en , leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche est un triangle rectangle et la face représentée par la diagonale du triangle peut former un angle de 45° avec la tranche 117 du dispositif transparent 113, représenté par la base du triangle.For example, as shown in , their section in the plane tangent to the width of the slice is a right triangle and the face represented by the diagonal of the triangle can form an angle of 45° with the slice 117 of the transparent device 113, represented by the base of the triangle.

De manière alternative, les composants peuvent prendre des formes géométriques différentes et plus complexes. Par exemple, comme représenté sur la , les composants peuvent avoir une section dans le plan tangent à la largeur de la partie de tranche supérieure du dispositif transparent 113 ayant une forme similaire à un aileron de requin. La section est ici définie par une surface fermée composée de trois segments. Le premier segment est droit et est tangent à la partie de tranche supérieure du dispositif transparent 113. Les deux autres segments sont courbes et ont des rayons de courbure de même sens. Ils se rejoignent en un point.Alternatively, the components can take different and more complex geometric shapes. For example, as shown in the , the components may have a section in the plane tangent to the width of the upper edge portion of the transparent device 113 having a shape similar to a shark fin. The section is here defined by a closed surface composed of three segments. The first segment is straight and is tangent to the upper edge part of the transparent device 113. The other two segments are curved and have radii of curvature in the same direction. They meet at one point.

Les deux angles entre chacun des segments courbes et du segment droit peuvent être compris entre 40° et 60°. Les valeurs des angles dépendent des contraintes mécaniques (angle de la lumière incidente β, valeur de la zone utile Z, configuration du véhicule…) et sont données à titre indicatif.The two angles between each of the curved segments and the straight segment can be between 40° and 60°. The angle values depend on the mechanical constraints (angle of the incident light β, value of the useful zone Z, vehicle configuration, etc.) and are given for information only.

Chaque partie de tranche 117 peut avoir un élément optique 114 utilisant une configuration différente.Each wafer portion 117 may have an optical element 114 using a different configuration.

La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.The present invention is in no way limited to the embodiments described and represented, but those skilled in the art will be able to make any variation consistent with their spirit.

Claims (12)

Dispositif de génération d’image (110) comprenant :
- une source de lumière (111) produisant un faisceau lumineux,
- un écran (112) traversé par le faisceau lumineux et configuré pour modifier le faisceau lumineux de manière à former une image, et
- un dispositif transparent (113) traversé par le faisceau lumineux et comprenant un premier dioptre (115) accolé à l’écran, un second dioptre (116) et une tranche (117),
caractérisé en ce que le dispositif transparent (113) comprend un élément optique (114) positionné sur la tranche (117) et configuré pour empêcher une lumière incidente ayant été réfléchie par le second dioptre (116) vers l’intérieur du dispositif transparent (113), d’être réfléchie par la tranche (117) du dispositif transparent (113).Image generation device (110) comprising:
- a light source (111) producing a light beam,
- a screen (112) passed through by the light beam and configured to modify the light beam so as to form an image, and
- a transparent device (113) passed through by the light beam and comprising a first diopter (115) attached to the screen, a second diopter (116) and a edge (117),
characterized in that the transparent device (113) comprises an optical element (114) positioned on the edge (117) and configured to prevent incident light having been reflected by the second diopter (116) towards the interior of the transparent device (113 ), to be reflected by the edge (117) of the transparent device (113). Dispositif de génération d’image (110) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif transparent (113) est réalisé en céramique transparente.Image generation device (110) according to claim 1, wherein the transparent device (113) is made of transparent ceramic. Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel la tranche (117) du dispositif transparent (113) comprend quatre parties, et dans lequel le dispositif transparent (113) comprend quatre éléments optiques (114), un élément optique (114) étant positionné sur chaque côté.Image generation device (110) according to one of claims 1 to 2, in which the edge (117) of the transparent device (113) comprises four parts, and in which the transparent device (113) comprises four optical elements ( 114), an optical element (114) being positioned on each side. Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendication 1 à 3, dans lequel l’élément optique (114) est configuré pour transmettre la lumière incidente vers l’extérieur du dispositif transparent (113).Image generation device (110) according to one of claims 1 to 3, wherein the optical element (114) is configured to transmit the incident light towards the outside of the transparent device (113). Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément optique (114) comprend au moins une face comprenant un traitement antireflet.Image generation device (110) according to one of claims 1 to 4, in which the optical element (114) comprises at least one face comprising an anti-reflection treatment. Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendication 1 à 3, dans lequel l’élément optique (114) est configuré pour piéger la lumière incidente.Image generation device (110) according to one of claims 1 to 3, wherein the optical element (114) is configured to trap incident light. Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément optique (114) est une pièce additionnelle montée sur la tranche (117).Image generation device (110) according to one of claims 1 to 6, in which the optical element (114) is an additional part mounted on the edge (117). Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel ledit élément optique (114) comprend au moins deux composants agencés de manière à ce que les composants sont juxtaposés selon l’épaisseur du dispositif transparent (113).Image generation device (110) according to one of claims 1 to 7, wherein said optical element (114) comprises at least two components arranged so that the components are juxtaposed according to the thickness of the transparent device ( 113). Dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit élément optique (114) est formé par une extrémité en biseau d’une partie de la tranche (117) du dispositif transparent (113).Image generation device (110) according to one of claims 1 to 5, in which said optical element (114) is formed by a beveled end of a part of the edge (117) of the transparent device (113) . Dispositif de génération d’image (110) selon la revendication 8, dans lequel lesdits composants sont des prismes de telle sorte que leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche (117) est un triangle.Image generation device (110) according to claim 8, wherein said components are prisms such that their section in the plane tangent to the width of the slice (117) is a triangle. Dispositif de génération d’image (110) selon la revendication 8, dans lequel lesdits composants sont des formes géométriques de telle sorte que leur section dans le plan tangent à la largeur de la tranche (117) est une surface fermée comprenant deux segments courbes se rejoignant en un point, ayant chacun une courbure et dont les courbures sont de même sens.Image generation device (110) according to claim 8, wherein said components are geometric shapes such that their section in the plane tangent to the width of the slice (117) is a closed surface comprising two curved segments joining at a point, each having a curvature and whose curvatures are in the same direction. Afficheur tête-haute (100) comprenant un dispositif de génération d’image (110) selon l’une des revendications 1 à 11 et un système optique configuré pour transmettre, en direction d’une lame partiellement réfléchissante, l’image générée par le dispositif de génération d’image (110).Head-up display (100) comprising an image generation device (110) according to one of claims 1 to 11 and an optical system configured to transmit, in the direction of a partially reflective blade, the image generated by the image generation device (110).
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