FR3102568A1 - Afficheur tête-haute pour véhicule automobile et véhicule automobile comportant un tel afficheur - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un afficheur (2) tête-haute pour un véhicule (1) automobile comportant, à l’intérieur d’un boîtier (14), une unité de génération d’images (4) duquel émerge un faisceau lumineux source (6) et un système optique de projection (7, 8) projetant le faisceau lumineux source vers l’extérieur de manière à former une image virtuelle (10) dans le champ de vision d’un conducteur (3) du véhicule ; et comportant en outre un système de commande (17) de la luminosité de l’afficheur comprenant un premier dispositif de mesure (22) mesurant une première valeur (I1) de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une première direction (18), un deuxième dispositif de mesure (23) mesurant une deuxième valeur (I2) de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une deuxième direction (19) distincte de la première direction, et une unité de traitement électronique (24) commandant, en fonction des première et deuxième valeurs, la luminosité de l’afficheur. Selon l’invention, le système de commande est logé à l’intérieur du boîtier. Figure pour l’abrégé : Fig.1
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine des afficheurs.
Elle concerne plus particulièrement un afficheur tête-haute pour un véhicule automobile, ledit afficheur comportant un système de commande de la luminosité dudit afficheur.
Elle concerne également un véhicule automobile comportant un tel afficheur.
Elle concerne enfin un procédé de commande d’un afficheur tête-haute intégré à un véhicule automobile.
Etat de la technique
Pour le conducteur d’un véhicule automobile, il est particulièrement confortable de pouvoir visualiser des informations relatives au fonctionnement du véhicule, relatives à une voie de circulation faisant face au véhicule, ou autres, sans avoir pour cela à détourner son regard de cette voie de circulation.
Il est connu dans ce but d’équiper le véhicule automobile avec un afficheur dit « tête-haute », comportant, à l’intérieur d’un boîtier, une unité de génération d’images duquel émerge un faisceau lumineux source et un système optique de projection adapté pour projeter ledit faisceau lumineux source vers l’extérieur de manière à former une image virtuelle dans le champ de vision d’un conducteur dudit véhicule automobile.
L’image virtuelle, comportant les informations à afficher, se superpose alors visuellement à l’environnement faisant face au véhicule.
En pratique, pour que l’image virtuelle puisse être visible pour un individu situé à l’intérieur du véhicule, il est nécessaire que sa luminance visuelle, ou luminosité, soit suffisante. De plus, la luminosité de l’afficheur doit être ajustée en fonction des conditions environnementales de conduite.
Par exemple, de jour, l’afficheur tête-haute doit afficher une image virtuelle dont la luminosité doit être élevée, alors que de nuit, il doit afficher une image virtuelle dont la luminosité peut être plus faible.
D’autres cas d’usage comme l’entrée et la sortie d’un tunnel nécessitent une transition de la luminosité adaptée à la variation de l’intensité lumineuse de l’environnement.
Pour réaliser cet ajustement de la luminosité de l’afficheur tête-haute, celui-ci peut par exemple comprendre un système de commande de la luminosité de l’image virtuelle.
On connait par exemple du document US 2017/004805, un afficheur tête-haute tel que décrit ci-dessus comportant en outre un système de commande de la luminosité dudit afficheur comprenant :
un premier dispositif de mesure adapté à mesurer une première valeur de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une première direction ;
un deuxième dispositif de mesure adapté à mesurer une deuxième valeur de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une deuxième direction distincte de la première direction ; et
une unité de traitement électronique adaptée à commander, en fonction desdites première et deuxième valeurs de l’intensité lumineuse mesurées, la luminosité dudit afficheur tête-haute.
Dans le document US 2017/004805, le premier dispositif comprend un premier capteur situé sur la planche de bord, devant le conducteur, et visant la scène devant le véhicule en direction de l’image virtuelle. Ceci permet de mesurer la luminance de fond sur laquelle s’affiche l’image virtuelle pour le conducteur. Le deuxième dispositif comprend quant à lui un deuxième capteur extérieur à l’afficheur disposé au milieu de la planche de bord et dirigé vers le haut pour mesurer l’intensité lumineuse en provenance du dessus du véhicule.
Cette architecture où le système de commande est situé à l’extérieur de l’afficheur rend celui-ci dépendant d’informations fournies par des équipements extérieurs, en dehors de son périmètre système. Il est alors nécessaire d’interfacer l’afficheur tête-haute avec ces autres équipements du véhicule automobile, ce qui rend complexe son intégration au sein du véhicule.
Présentation de l'invention
Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention propose un afficheur tête-haute pour un véhicule automobile qui fonctionne de manière complètement autonome, sans recourir à des informations provenant d’autres équipements dans le véhicule.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un afficheur tête-haute tel que défini en introduction, dans lequel ledit système de commande est logé à l’intérieur dudit boîtier.
Ainsi, grâce au fait que le système de commande de la luminosité de l’afficheur est entièrement intégré à l’intérieur de l’afficheur, celui-ci est parfaitement autonome et peut ajuster la luminosité de l’image virtuelle sans recourir à des informations venant d’autres capteurs situés en dehors de l’afficheur. L’afficheur tête-haute de l’invention est donc plus facilement intégrable dans le véhicule automobile.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l’afficheur tête-haute conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- ledit deuxième dispositif de mesure est orienté vers un miroir de projection dudit système optique de projection ;
- ledit premier dispositif de mesure comprend un premier capteur et une première pièce optique de collection pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la première direction sur ledit premier capteur ;
- ledit deuxième dispositif de mesure comprend un deuxième capteur et une deuxième pièce optique de collection pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la deuxième direction sur ledit deuxième capteur ;
- ladite première pièce optique de collection et ladite deuxième pièce optique de collection forment un unique ensemble optique monobloc ;
- ledit système de commande comprend une unique carte de circuit imprimé sur laquelle lesdits premier et deuxième capteurs sont intégrés.
- ledit deuxième dispositif de mesure est orienté vers un miroir de projection dudit système optique de projection ;
- ledit premier dispositif de mesure comprend un premier capteur et une première pièce optique de collection pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la première direction sur ledit premier capteur ;
- ledit deuxième dispositif de mesure comprend un deuxième capteur et une deuxième pièce optique de collection pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la deuxième direction sur ledit deuxième capteur ;
- ladite première pièce optique de collection et ladite deuxième pièce optique de collection forment un unique ensemble optique monobloc ;
- ledit système de commande comprend une unique carte de circuit imprimé sur laquelle lesdits premier et deuxième capteurs sont intégrés.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse lorsque l’afficheur tête-haute est installé dans un véhicule automobile.
Ainsi, l’invention propose également un véhicule automobile comportant un afficheur tête-haute tel que décrit ci-dessus et dans lequel ladite première direction est orientée vers l’avant du véhicule automobile et ladite deuxième direction est orientée vers le dessus du véhicule automobile.
Ceci permet à l’afficheur non seulement de « regarder » la scène à l’avant du véhicule automobile, dans une zone proche de l’image virtuelle projetée, mais aussi de « regarder » la scène située au-dessus du véhicule (par ex. : ciel, plafond d’un tunnel,…). De cette façon, il est possible de détecter l’entrée ou la sortie d’un tunnel plus facilement et d’ajuster la luminosité de l’afficheur en fonction des conditions environnementales.
Préférentiellement, ledit premier dispositif de mesure est agencé à l’intérieur dudit boîtier de sorte que, lorsque le véhicule automobile est situé sur une route horizontale, la première direction forme un premier angle α au-dessus de l’horizontale compris entre 0° et 10°.
Préférentiellement aussi, ledit deuxième dispositif de mesure est agencé à l’intérieur dudit boîtier de sorte que, lorsque le véhicule automobile est situé sur une route horizontale, la deuxième direction forme un deuxième angle β avec la verticale compris entre 0° et 10°.
L’invention concerne enfin un procédé de commande d’un afficheur tête-haute intégré à un véhicule automobile tel que précité, dans lequel la luminosité dudit afficheur tête-haute est réglée à une valeur :
- haute lorsque les première et seconde valeurs de l’intensité lumineuse sont supérieures à un seuil de luminosité ;
- basse lorsque les première et seconde valeurs de l’intensité lumineuse sont inférieures audit seuil de luminosité ;
- haute lorsque la première valeur de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil de luminosité et lorsque la seconde valeur de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil de luminosité ; et
- basse lorsque la première valeur de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil de luminosité et lorsque la seconde valeur de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil de luminosité.
- haute lorsque les première et seconde valeurs de l’intensité lumineuse sont supérieures à un seuil de luminosité ;
- basse lorsque les première et seconde valeurs de l’intensité lumineuse sont inférieures audit seuil de luminosité ;
- haute lorsque la première valeur de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil de luminosité et lorsque la seconde valeur de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil de luminosité ; et
- basse lorsque la première valeur de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil de luminosité et lorsque la seconde valeur de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil de luminosité.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres..
Description détaillée de l'invention
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
La figure 1 représente schématiquement, de coté, un véhicule 1 automobile, équipé d’un afficheur 2 tête haute selon l’invention. Un individu 3, ici le conducteur, est situé dans l’habitacle du véhicule 1.
L’afficheur 2 comporte tout d’abord un boîtier 14 généralement placé sous une planche de bord 16 du véhicule 1 et ayant ici dans sa partie supérieure proche de la planche de bord 16, une ouverture fermée par une fenêtre 15 transparente adaptée pour laisser passer les différents faisceaux lumineux utiles au fonctionnement de l’afficheur 2.
Comme le montre la figure 1, l’afficheur 2 tête-haute comprend, à l’intérieur de ce boîtier 14, une unité de génération d’images 4, un système optique de projection 7, 8 et un système de commande de la luminosité 17.
L’unité de génération d’images 4 comprend ici un écran 5 destiné à générer une image à afficher.
Cet écran 5 peut, comme ici, être réalisé au moyen d’un écran à cristaux liquides (communément appelé « écran LCD »). Dans ce cas, l’unité de génération d’images 4 comprend alors un dispositif de rétro-éclairage (non représenté) de l’écran 5 incluant une ou plusieurs sources de lumière, telles que des diodes électroluminescentes, et un réflecteur (non représenté) collectant la lumière émise par ces sources pour la diriger vers l’écran 5.
En variante, l’unité de génération d’images pourrait comprendre au moins une source émettant un faisceau laser, ainsi qu’un système de balayage (c’est-à-dire de déplacement) du faisceau laser, l’écran précité étant alors réalisé par exemple au moyen d’un écran diffusant. L’image à afficher est alors générée en balayant le faisceau laser sur une face de l’écran diffusant.
L’image à afficher est généralement générée par l’écran 5 en fonction d’un signal de commande provenant de l’ordinateur de bord (non représenté) du véhicule.
L’écran 5 présente une face de sortie par laquelle sort un faisceau lumineux (sur la figure 1, seul le rayon principal 6 de ce faisceau lumineux est représenté).
Le système optique de projection 7, 8 de l’afficheur 2 projette le faisceau lumineux 6 sortant de l’écran 5 vers l’extérieur de manière à former une image virtuelle 10 de l’écran 5.
De préférence, le faisceau lumineux 6 est projeté vers une lame 9 partiellement réfléchissante (et donc aussi partiellement transparente) qui le réfléchit en direction du conducteur 3, celui-ci voyant alors l’image virtuelle 10 de l’écran 5 formée par réflexion sur la lame 9.
La lame 9 partiellement transparente est formée ici par le pare-brise du véhicule 1.
Au lieu d'être formée par le pare-brise du véhicule, la lame partiellement transparente pourrait, en variante, être réalisée au moyen d’un composant optique dédié (on parle alors de « combineur »), disposé entre le pare-brise du véhicule et la position habituellement occupée par la tête de l’individu.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le système optique de projection comprend un premier miroir 7 qui est ici plan et un deuxième miroir 8 disposés chacun sur le trajet du faisceau lumineux 6 (la flèche sur le faisceau 6 indique le sens de propagation de la lumière).
Ces miroirs 7, 8 permettent de replier le trajet, suivi par le faisceau lumineux 6 entre l’unité de génération d’images 4 et la lame 9. La distance séparant, le long de ce trajet, l’unité de génération d’image 4 et la lame 9, s’en trouve augmentée, tout en conservant un volume réduit pour l’afficheur 2.
Le deuxième miroir 8 réfléchit le faisceau lumineux 6 vers la lame 9. Ce deuxième miroir 8 est convergent de manière, après réflexion par la lame 9, à former l'image virtuelle 10 à une distance donnée en avant de l'afficheur 2 (à une distance donnée de la lame 9, du côté de la lame 9 opposé à l'utilisateur 3), devant le capot 11 du véhicule 1 . Cette distance peut par exemple être comprise entre 2 mètres et 15 mètres. Ici, elle est plus précisément comprise entre 4 et 10 mètres, et peut éventuellement être ajustée en fonction de l’environnement, urbain ou autoroutier, dans lequel circule le véhicule 1 (de manière à être comprise entre 5 et 10 mètres en milieu urbain, et entre 10 et 15 mètres sur autoroute).
De manière avantageuse, le deuxième miroir 8 est courbe, par exemple optimisé de manière à augmenter le grossissement du système optique de projection et/ou compenser les distorsions ou les aberrations optiques qui pourraient être causées par la réflexion sur la lame 9.
En variante, le système optique de projection pourrait comprendre un nombre différent de miroirs et un ou plusieurs autres composants optiques disposés sur le trajet du faisceau lumineux, tels qu’une lentille ou un groupe de lentilles, par exemple.
L’image virtuelle 10 est visible par l’individu 3 dans une direction image 12 qui est généralement légèrement inclinée vers le bas par rapport à l’horizontale 13, par exemple formant un angle Δ (voir fig. 1) compris entre 0° et +10° (les angles positifs étant mesurés positivement dans le sens trigonométrique classique).
Cette direction image est généralement déterminée par le conducteur qui peut ajuster l’angle d’inclinaison du combineur. Elle peut aussi être déterminée automatiquement en fonction de la position du conducteur 3 dans l’habitacle du véhicule 1 (en particulier position de sa tête et de ses yeux), du type d’informations à afficher.
L’horizontale peut être définie comme étant la direction qui est sensiblement parallèle à la route sur laquelle le véhicule 1 circule. En d’autres termes, on pourrait dire que l’horizontale est la direction de la vitesse instantanée du véhicule 1 se déplaçant sur la route.
De la même façon, on peut définir une direction verticale 20 (voir fig. 1) comme étant par exemple la direction perpendiculaire à la direction horizontale 13 définie ci-dessus.
Comme indiqué plus haut, l’afficheur 2 comporte en outre un système de commande 17 de la luminosité de l’afficheur 2 permettant de contrôler le niveau de l’intensité lumineuse de l’image virtuelle 10 perçue par le conducteur 3 depuis l’habitacle du véhicule 1.
Comme le montre de manière schématique la figure 1, le système de commande 17 comprend : un premier dispositif de mesure 22, un deuxième dispositif de mesure 23 et une unité de traitement électronique 24 connectée aux deux dispositifs de mesure 22, 23 (voir flèches entre ces différents éléments).
Le premier dispositif de mesure 22 est prévu pour mesurer une première valeur, ci-après notée I1, de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une première direction 18 (voir fig. 1 : la double-flèche sur la direction 18 symbolise la lumière se propageant dans cette direction vers le premier dispositif 22). Le deuxième dispositif de mesure 23 est quant à lui prévu pour mesurer une deuxième valeur notée I2 de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une deuxième direction 19 (voir également triple-flèche sur la figure 1) qui est distincte de la première direction 18.
L’unité de traitement électronique 24 commande, en fonction de la première valeur I1 et de la deuxième valeur I2 de l’intensité lumineuse mesurées, l’unité de génération d’images 4 (voir flèche 21 sur la figure 1) pour ajuster la puissance du faisceau lumineux source 6 généré par l’écran 5.
Selon l’invention – et comme représenté sur la figure 1 – le système de commande 17 est logé à l’intérieur du boîtier 14 de l’afficheur 2.
Ainsi, tous les éléments utiles pour le fonctionnement de l’afficheur 2 se trouvent tous intégrés à l’intérieur de ce boîtier 14, rendant ainsi l’afficheur 2 autonome et facilement interfaçable avec d’autres composants ou systèmes du véhicule 1, en particulier son ordinateur de bord (non représenté).
De préférence, le système de commande 17 est prévu pour observer une scène à l’avant du véhicule 1 automobile et mesurer la première valeur I1 de l’intensité lumineuse à l’avant du véhicule, en provenance de cette scène vue selon la première direction 18 par le conducteur 3. Cela permet alors de déterminer la luminance perçue de cette scène (luminance dite « de fond ») par le conducteur 3 dans son champ de vision.
Idéalement, il faudrait que la scène observée à l’avant du véhicule 1 soit par exemple située autour de la zone où est formée l’image virtuelle 10 par l’afficheur 2. Toutefois, étant données les contraintes d’intégration de l’afficheur 2 sous la planche de bord 16 du véhicule 1, et étant donné que l’image virtuelle 10 est généralement formée sous la direction horizontale 13 (voir angle Δ de la figure 1), il est difficile de directement observer la zone de l’image virtuelle 10.
Avantageusement, la première direction 18 est orientée vers l’avant du véhicule 1 automobile. Ainsi, la première valeur I1 de l’intensité lumineuse est mesurée à l’avant du véhicule 1 par le premier dispositif de mesure 22, dans une zone située légèrement au-dessus de l’image virtuelle 10.
À cet effet, le premier dispositif de mesure 22 du système de commande 17 est de préférence agencé à l’intérieur du boîtier 14 de l’afficheur 2 de sorte que, lorsque le véhicule 1 automobile est situé sur une route horizontale (cas de la figure 1), la première direction 18 forme un premier angle α (voir fig. 1) au-dessus de l’horizontale 12, ce premier angle α étant alors compris entre 0° (direction horizontale) et 10°.
En pratique, la première valeur I1 de l’intensité lumineuse est la valeur de l’intensité lumineuse rayonnée dans un cône centré autour de la première direction 18, ce cône ayant par exemple un angle au sommet (mesuré dans le plan de la pupille d’entrée du premier dispositif 22) compris entre 5° et 30°.
Par ailleurs, comme indiqué plus haut, il est intéressant que l’afficheur 2 puisse détecter l’entrée ou la sortie d’un tunnel par le véhicule 1 automobile. Pour cela, la deuxième direction 19 est orientée vers le dessus du véhicule 1 automobile.
En d’autres termes, l’afficheur 2 tête-haute est configuré pour que la deuxième valeur I2 de l’intensité lumineuse mesurée par le deuxième dispositif de mesure 23 soit mesurée au-dessus du véhicule 1, par exemple au-dessus de son toit (non référencé) et/ou de son pare-brise 9.
À cet effet, le deuxième dispositif de mesure 23 du système de commande 17 est avantageusement agencé à l’intérieur du boîtier 14 de l’afficheur 2 de sorte que, lorsque le véhicule 1 automobile est situé sur une route horizontale (cas de la figure 1), la deuxième direction 19 forme un deuxième angle β avec la direction verticale 20, l’angle β étant alors compris entre -10° et +10° (la valeur 0° correspondant à la direction verticale 19 et une valeur négative correspondant à une deuxième direction en arrière de la verticale comme c’est le cas sur la figure 1).
Comme pour la première valeur I1 de l’intensité lumineuse, la deuxième valeur I2 est la valeur de l’intensité lumineuse rayonnée dans un cône centré autour de la deuxième direction 18, ce cône ayant par exemple un angle au sommet (ouverture mesurée dans le plan de la pupille d’entrée du deuxième dispositif 23) compris entre 5° et 30°.
Par ailleurs, de manière très avantageuse, il est possible d’utiliser la configuration optique de l’afficheur 2 pour pouvoir mesurer l’intensité lumineuse au-dessus du véhicule 1 (deuxième direction 19) en exploitant les propriétés de réflexion du système optique de projection 7, 8.
Plus précisément, dans un mode de réalisation particulier, le deuxième dispositif de mesure 23 est de préférence orienté vers le miroir de projection 8 du système optique de projection.
Autrement dit, le deuxième dispositif de mesure 23 du système de commande 17 est agencé dans le boîtier 14 de l’afficheur de sorte à mesurer la deuxième valeur I2 de l’intensité lumineuse en provenance de la deuxième direction 19, après réflexion sur le miroir de projection 8 du système optique de projection.
En effet, le deuxième miroir 8 est généralement incliné par rapport à l’horizontale d’un angle de 45° à 85° de sorte que la lumière entrant dans l’afficheur 2 par la fenêtre 15 selon la deuxième direction 19 se réfléchit sur ce deuxième miroir 8 vers le deuxième dispositif de mesure 23.
Ceci permet entre autres de concevoir un système de commande où le premier dispositif de mesure 22 et le deuxième dispositif de mesure 23 sont proches l’un de l’autre (voir description ci-après en lien avec la figure 2).
Un véhicule 1 automobile intégrant un afficheur 2 tête-haute tel que décrit ci-dessus permet d’implémenter facilement un procédé de commande de cet afficheur 2 pour faire varier la luminosité de l’image virtuelle 10 projetée au conducteur 3.
Ce procédé de commande comprend une étape de réglage de la luminosité lors de laquelle celle-ci est réglée à une valeur :
haute lorsque la première valeur I1 (à l’avant du véhicule) et la seconde valeur I2 ( au-dessus du véhicule) de l’intensité lumineuse sont supérieures à un seuil de luminosité prédéterminé, noté par exemple Ith;
basse lorsque la première valeur I1 et la seconde valeur I2 de l’intensité lumineuse sont inférieures à ce seuil Ithde luminosité ;
haute lorsque la première valeur I1 de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil Ithde luminosité et lorsque la seconde valeur I2 de l’intensité lumineuse est inférieure au même seuil Ithde luminosité ; et
basse lorsque la première valeur I1 de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil Ithde luminosité et lorsque la seconde valeur I2 de l’intensité lumineuse est supérieure audit seuil Ithde luminosité.
Avantageusement, le passage d’une valeur haute à une valeur basse, et vice versa, peut se faire par une variation (augmentation ou diminution) rapide ou lente de l’une à l’autre. Ceci permet notamment d’avoir une transition plus ou moins douce de la luminosité de l’afficheur 2 lors du passage d’un environnement éclairé à un environnement sombre, et vice versa.
Le procédé de commande de l’invention permet entre autres de gérer efficacement le cas où le véhicule 1 automobile entre puis sort d’un tunnel automobile.
Avant l’entrée dans le tunnel, le véhicule 1 circulant sur la route, la deuxième valeur I2 de l’intensité lumineuse venant du dessus du véhicule 1 est élevée (cas d’un ciel clair ou nuageux par exemple), supérieure au seuil Ithde luminosité prédéterminé, alors que la première valeur I1 de l’intensité lumineuse provenant de l’avant du véhicule 1 commence à diminuer (approche de l’entrée du tunnel) pour passer en-dessous de la valeur seuil Ithde luminosité juste avant ou lors de l’entrée du tunnel. Dans ce cas (voir ci-dessus), la valeur de luminosité de l’afficheur 2 est alors réglée à une valeur basse en prévision de l’entrée dans le tunnel et de la diminution de la luminosité ambiante pour que l’image virtuelle 10 n’ait pas une luminosité trop élevée qui risquerait d’éblouir le conducteur 3 (celui-ci conduisant alors dans un environnement peu lumineux) mais ait une luminosité suffisante pour être visible par lui.
Avant la sortie du tunnel, le véhicule 1 roulant sous le tunnel, la deuxième valeur I2 de l’intensité lumineuse venant du dessus du véhicule 1 est faible (le deuxième dispositif de mesure 23 vise alors le plafond du tunnel), inférieure au seuil Ithde luminosité prédéterminé, et la première valeur I1 de l’intensité lumineuse provenant de l’avant du véhicule 1 commence à augmenter (approche de la sortie du tunnel) pour passer au-dessus de la valeur seuil Ithde luminosité juste avant ou lors de la sortie du tunnel. Dans ce cas (voir ci-dessus), la valeur de luminosité de l’afficheur 2 est alors réglée à une valeur haute en prévision de la sortie du tunnel et de l’augmentation de la luminosité ambiante pour que l’image virtuelle 10 ait une luminosité suffisante pour être visible par le conducteur 3 (celui-ci conduisant alors dans un environnement lumineux).
Au sujet de ces valeurs haute et basse de luminosité de l’afficheur 2, on pourra noter qu’il pourra s’agir de constantes prédéfinies. En variante, il pourra s’agir de valeurs qui seront définies par exemple en fonction de l’heure ou des première et deuxième valeurs I1, I2 d’intensité lumineuse.
Quant au seuil Ithde luminosité, il s’agira par exemple d’une constante dont la valeur sera ajustée au moyen de tests sur un véhicule d’essais.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de commande 17 est réalisé sous la forme d’un composant monobloc et relativement compact de l’afficheur 2 qu’il est alors possible de loger facilement à l’intérieur du boîtier 14.
Comme indiqué précédemment, il est possible d’utiliser la configuration optique de l’afficheur 2 et tirer parti de la réflexion sur le deuxième miroir 8 pour que la lumière en provenance de l’avant du véhicule 1 selon de la première direction 18 et la lumière en provenance du dessus du véhicule 1 selon la deuxième direction 19 soient toutes les deux dirigées vers une même partie à l’intérieur du boîtier 14 de l’afficheur 2.
Ainsi, comme représenté sur la figure 2, dans ce mode de réalisation particulier, le système de commande 17 est tel que le premier dispositif de mesure 22 (non référencé sur la figure 2) comprend un premier capteur 25 et une première pièce optique de collection 26 pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la première direction 18 sur ce premier capteur 25.
Le premier capteur 25 peut être par exemple une simple photodiode sensible dans le visible ou bien un capteur matriciel de type CCD ou CMOS. La première pièce optique de collection 26 peut être une simple lentille ou bien un composant optique plus complexe comme un guide de lumière incluant une partie de convergence de la lumière et une partie de guidage de cette lumière vers le premier capteur 25. Dans le cas d’un guide de lumière, celui-ci peut être avantageusement réalisé par injection et/ou moulage en matière organique ou polymère, telle que le polycarbonate (PC) ou le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) par exemple.
De préférence, le deuxième dispositif de mesure 23 (non référencé sur la figure 2) comprend également un deuxième capteur 27 (par ex. : photodiode ou capteur matriciel) et une deuxième pièce optique de collection 28 (par ex. : lentille ou guide de lumière) pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la deuxième direction 19 sur le deuxième capteur 27.
Avantageusement, afin de réduire les coûts de fabrication et de simplifier l’architecture du système de commande 17, la première pièce optique de collection 26 et la deuxième pièce optique de collection 28 forment un unique ensemble optique 30 monobloc (voir tirets sur la figure 2).
Dans le cas de lentilles ou de guides de lumières, les deux pièces optiques de collection 26, 28 peuvent alors venir de formation d’une seule pièce, par exemple par moulage.
Avantageusement encore, pour les mêmes raisons que précédemment, le système de commande 17 peut comprendre (cas du mode de réalisation de la figure 2) une unique carte de circuit imprimé 29 sur laquelle les premier et deuxième capteurs 25, 27 sont intégrés, par exemple par soudage. Ce mode de réalisation de l’invention peut être combiné – ou non – à l’ensemble optique 30 monobloc comme décrit sur la figure 2.
Claims (10)
- Afficheur (2) tête-haute pour un véhicule (1) automobile comportant, à l’intérieur d’un boîtier (14) :
- une unité de génération d’images (4) duquel émerge un faisceau lumineux source (6) ; et
- un système optique de projection (7, 8) adapté pour projeter ledit faisceau lumineux source (6) vers l’extérieur de manière à former une image virtuelle (10) dans le champ de vision d’un conducteur (3) dudit véhicule (1) automobile,
ledit afficheur (2) tête-haute comportant en outre un système de commande (17) de la luminosité dudit afficheur (2) tête-haute comprenant :
- un premier dispositif de mesure (22) adapté à mesurer une première valeur (I1) de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une première direction (18) ;
- un deuxième dispositif de mesure (23) adapté à mesurer une deuxième valeur (I2) de l’intensité lumineuse de l’environnement en provenance d’une deuxième direction (19) distincte de la première direction (18) ; et
- une unité de traitement électronique (24) adaptée à commander, en fonction desdites première et deuxième valeurs (I1, I2) de l’intensité lumineuse mesurées, la luminosité dudit afficheur (2) tête-haute,
caractérisé en ce que ledit système de commande (17) est logé à l’intérieur dudit boîtier (14). - Afficheur (2) tête-haute selon la revendication 1, dans lequel ledit deuxième dispositif de mesure (23) est orienté vers un miroir de projection (8) dudit système optique de projection (7, 8).
- Afficheur (2) tête-haute selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit premier dispositif de mesure (22) comprend un premier capteur (25) et une première pièce optique de collection (26) pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la première direction (18) sur ledit premier capteur (25).
- Afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit deuxième dispositif de mesure (23) comprend un deuxième capteur (27) et une deuxième pièce optique de collection (28) pour focaliser l’intensité lumineuse collectée dans la deuxième direction (19) sur ledit deuxième capteur (27).
- Afficheur (2) tête-haute selon les revendications 3 et 4 dans lequel ladite première pièce optique de collection (26) et ladite deuxième pièce optique de collection (28) forment un unique ensemble optique (30) monobloc.
- Afficheur (2) tête-haute selon les revendications 3 et 4 ou selon la revendication 5, dans lequel ledit système de commande (17) comprend une unique carte de circuit imprimé (29) sur laquelle lesdits premier et deuxième capteurs (25, 27) sont intégrés.
- Véhicule (1) automobile comportant un afficheur (2) tête-haute selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel :
- ladite première direction (18) est orientée vers l’avant du véhicule (1) automobile ; et
- ladite deuxième direction (19) est orientée vers le dessus du véhicule (1) automobile. - Véhicule (1) automobile selon la revendication 8, dans lequel ledit premier dispositif de mesure (22) est agencé à l’intérieur dudit boîtier (14) de sorte que, lorsque le véhicule (1) automobile est situé sur une route horizontale, la première direction (18) forme un premier angle (α) au-dessus de l’horizontale (13) compris entre 0° et 10°.
- Véhicule (1) automobile selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit deuxième dispositif de mesure (23) est agencé à l’intérieur dudit boîtier (14) de sorte que, lorsque le véhicule (1) automobile est situé sur une route horizontale, la deuxième direction (19) forme un deuxième angle (β) avec la verticale (20) compris entre 0° et 10°.
- Procédé de commande d’un afficheur (2) tête-haute intégré à un véhicule (1) automobile selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel la luminosité dudit afficheur (2) tête-haute est réglée à une valeur :
- haute lorsque les première et seconde valeurs (I1, I2) de l’intensité lumineuse sont supérieures à un seuil (Ith) de luminosité ;
- basse lorsque les première et seconde valeurs (I1, I2) de l’intensité lumineuse sont inférieures audit seuil (Ith) de luminosité ;
- haute lorsque la première valeur (I1) de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil (Ith) de luminosité et lorsque la seconde valeur (I2) de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil (Ith) de luminosité ; et
- basse lorsque la première valeur (I1) de l’intensité lumineuse est inférieure au seuil (Ith) de luminosité et lorsque la seconde valeur (I2) de l’intensité lumineuse est supérieure au seuil (Ith) de luminosité
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