FR3144320A1 - Head-up display device capable of detecting solar radiation likely to heat its image generation device - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif d’affichage tête haute apte à détecter un rayonnement solaire susceptible d’échauffer son dispositif de génération d’images. Le dispositif d’affichage tête haute comprend un dispositif de génération d’images, sous la forme d’un faisceau lumineux, ainsi qu’un dispositif optique (6) comprenant un miroir (20) réfléchissant ledit faisceau lumineux. Le miroir (20) est au moins partiellement transparent au rayonnement infrarouge (48) et un conducteur électrique (40) est positionné derrière le miroir (20). Un capteur de température (42) est au contact du conducteur électrique (40). Figure 2The invention relates to a head-up display device capable of detecting solar radiation likely to heat its image generation device. The head-up display device comprises an image generation device, in the form of a light beam, as well as an optical device (6) comprising a mirror (20) reflecting said light beam. The mirror (20) is at least partially transparent to infrared radiation (48) and an electrical conductor (40) is positioned behind the mirror (20). A temperature sensor (42) is in contact with the electrical conductor (40). Figure 2
Description
La présente invention concerne un dispositif d’affichage tête haute pour véhicule automobile.The present invention relates to a head-up display device for a motor vehicle.
Un dispositif d’affichage tête haute, plus communément appelé HUD (de l'anglais « Head-Up Display »), est un dispositif d’aide à la conduite permettant au conducteur d’un véhicule automobile de prendre connaissance d’informations, sans avoir à détourner le regard de la route.A head-up display, more commonly called HUD (from the English “Head-Up Display”), is a driving assistance device allowing the driver of a motor vehicle to view information without having to look away from the road.
Pour ce faire, un dispositif d’affichage tête haute comprend habituellement d’un dispositif de génération d'images et d’un dispositif optique. Le dispositif de génération d'images comprend un écran à cristaux liquides et une source de lumière. La source de lumière rétroéclaire l’écran à cristaux liquides de sorte à créer un faisceau lumineux pixélisé. Le faisceau lumineux est par la suite dévié par le dispositif optique, comprenant un ou plusieurs miroirs, jusqu’à une lame partiellement transparente.To achieve this, a head-up display device typically comprises an image generating device and an optical device. The image generating device comprises a liquid crystal display and a light source. The light source backlights the liquid crystal display to create a pixelated light beam. The light beam is subsequently deflected by the optical device, comprising one or more mirrors, to a partially transparent plate.
La lame est positionnée dans le champ de vision du conducteur lorsque celui-ci regarde la route, de manière à permettre au conducteur de distinguer la route tout en visualisant les informations transmises par le dispositif de génération d’images, sous la forme d’une image virtuelle se réfléchissant sur la lame. Selon une variante de réalisation connue, le pare-brise peut jouer le rôle de la lame afin de réaliser des économies de matière.The blade is positioned in the driver's field of vision when the driver is looking at the road, so as to allow the driver to distinguish the road while viewing the information transmitted by the image generating device, in the form of a virtual image reflected on the blade. According to a known embodiment, the windshield can play the role of the blade in order to save material.
De façon connue, l'intensité du faisceau lumineux généré par le dispositif de génération d'images est adaptée selon la luminosité ambiante, pour permettre une perception suffisante des images virtuelles par le conducteur.As is known, the intensity of the light beam generated by the image generation device is adapted according to the ambient brightness, to allow sufficient perception of the virtual images by the driver.
Cependant, à certaines heures de la journée, le rayonnement solaire suit le chemin inverse des faisceaux lumineux émis par le dispositif de génération d’images. Une élévation de température rapide et significative du dispositif de génération d’images est alors observée. Ce phénomène d’échauffement incontrôlé peut engendrer une détérioration définitive du dispositif de génération d’images.However, at certain times of the day, solar radiation follows the opposite path of the light beams emitted by the image generating device. A rapid and significant temperature rise of the image generating device is then observed. This uncontrolled heating phenomenon can cause permanent deterioration of the image generating device.
Afin de prévenir ce phénomène, il a été proposé l’emploi d'un thermistor, placé contre l’écran à cristaux liquides, pour évaluer localement la température à la surface l’écran à cristaux liquides. Le fonctionnement du dispositif de génération d’images est alors asservi aux valeurs mesurées par le thermistor, de sorte à réduire l’intensité de la source lumineuse rétroéclairant l’écran à cristaux liquides, en cas d’un échauffement excessif dudit écran.In order to prevent this phenomenon, it has been proposed to use a thermistor, placed against the liquid crystal screen, to locally evaluate the temperature on the surface of the liquid crystal screen. The operation of the image generation device is then controlled by the values measured by the thermistor, so as to reduce the intensity of the light source backlighting the liquid crystal screen, in the event of excessive heating of said screen.
Selon l’heure de la journée et la position du véhicule, l’écran à cristaux liquides peut être partiellement exposé au rayonnement solaire. La température de l’écran peut ainsi augmenter rapidement au niveau des zones éclairées par le rayonnement solaire, échauffement détecté alors trop tardivement par le thermistor lorsque celui-ci n’est pas exposé au rayonnement solaire. L’écran à cristaux liquide peut ainsi être endommagé localement de façon définitive, avant que le thermistor ne détecte une élévation anormale de température.Depending on the time of day and the position of the vehicle, the liquid crystal display may be partially exposed to solar radiation. The temperature of the display may therefore increase rapidly in areas illuminated by solar radiation, with the thermistor detecting this too late when it is not exposed to solar radiation. The liquid crystal display may therefore be permanently damaged locally, before the thermistor detects an abnormal temperature rise.
Afin de remédier à ce problème, il a été proposé l’emploi de plusieurs photodiodes, positionnées derrière un miroir du dispositif optique. Chaque photodiode est orientée afin de détecter l’incidence d’un rayonnement solaire éclairant une zone distincte du miroir. L’incidence d’un rayonnement solaire sur une partie du miroir et, indirectement sur une partie du dispositif de génération d’image, peut alors être détecté plus précocement afin de prévenir d’un endommagement local et irréversible de l’écran à cristaux liquides.In order to overcome this problem, the use of several photodiodes, positioned behind a mirror of the optical device, has been proposed. Each photodiode is oriented to detect the incidence of solar radiation illuminating a distinct area of the mirror. The incidence of solar radiation on a part of the mirror and, indirectly, on a part of the image generation device, can then be detected earlier in order to prevent local and irreversible damage to the liquid crystal display.
Néanmoins, cette solution présente l’inconvénient de devoir recourir à une multitude de photodiodes, composants fragiles et coûteux. Cette solution a également comme inconvénient de nécessiter un câblage complexe pour relier chaque photodiode à un dispositif de contrôle de la source lumineuse. Selon un autre désavantage, afin de permettre un fonctionnement convenable des photodiodes, celles-ci doivent être positionnées à une certaine distance du miroir, ce qui nécessite l’aménagement d’un volume dédié aux photodiodes derrière le miroir. Cette solution n’est donc pas adaptée lorsqu’on souhaite limiter l’encombrement du dispositif d’affichage tête haute.However, this solution has the disadvantage of having to use a multitude of photodiodes, fragile and expensive components. This solution also has the disadvantage of requiring complex wiring to connect each photodiode to a light source control device. According to another disadvantage, in order to allow the photodiodes to operate properly, they must be positioned at a certain distance from the mirror, which requires the development of a volume dedicated to the photodiodes behind the mirror. This solution is therefore not suitable when it is desired to limit the size of the head-up display device.
La présente invention vise à résoudre les problèmes techniques mentionnés ci-dessus, en proposant un dispositif d'affichage tête haute pour véhicule automobile, permettant la détection de l’incidence d’un rayonnement solaire sur le dispositif de génération d'images du dispositif d'affichage tête haute, de façon plus sûre, plus économique et pour un encombrement moindre.The present invention aims to solve the technical problems mentioned above, by proposing a head-up display device for a motor vehicle, allowing the detection of the incidence of solar radiation on the image generation device of the head-up display device, more safely, more economically and with a smaller footprint.
Pour cela, l’invention propose un dispositif d’affichage tête haute comprenant un dispositif de génération d'images, sous la forme d’un faisceau lumineux, ainsi qu’un dispositif optique comprenant un miroir réfléchissant ledit faisceau lumineux, le miroir étant au moins partiellement transparent au rayonnement infrarouge.For this, the invention proposes a head-up display device comprising an image generation device, in the form of a light beam, as well as an optical device comprising a mirror reflecting said light beam, the mirror being at least partially transparent to infrared radiation.
L’invention est remarquable en ce qu’un conducteur électrique est positionné derrière le miroir, et en ce qu’un capteur de température est au contact du conducteur électrique.The invention is remarkable in that an electrical conductor is positioned behind the mirror, and in that a temperature sensor is in contact with the electrical conductor.
L’expression « positionné derrière le miroir » désigne le positionnement du conducteur électrique en vis-à-vis d’une face du miroir, opposée à la face du miroir réfléchissant le faisceau lumineux provenant du dispositif de génération d’images.The expression “positioned behind the mirror” refers to the positioning of the electrical conductor opposite one face of the mirror, opposite the face of the mirror reflecting the light beam coming from the image generating device.
L’invention permet ainsi de détecter l’incidence d’un rayonnement solaire sur le miroir, lorsque le capteur de température mesure une élévation de température du conducteur électrique, élévation de température due à l’absorption d’une partie d’un rayonnement infrarouge traversant le miroir.The invention thus makes it possible to detect the incidence of solar radiation on the mirror, when the temperature sensor measures a rise in temperature of the electrical conductor, a rise in temperature due to the absorption of part of infrared radiation passing through the mirror.
L’emploi d’un matériau électriquement conducteur permet avantageusement une diffusion rapide, voire très rapide de la chaleur dans ledit matériau, de sorte que la température du conducteur électrique est dans son ensemble homogène ou sensiblement homogène au cours du temps. Ainsi, une exposition partielle du conducteur électrique à un rayonnement infrarouge engendra rapidement voire instantanément, une élévation significative de la température de l’ensemble du conducteur électrique. De ce fait, le capteur de température pourra détecter plus rapidement une exposition même partielle du conducteur électrique à un rayonnement infrarouge.The use of an electrically conductive material advantageously allows rapid, or even very rapid, diffusion of heat in said material, so that the temperature of the electrical conductor is generally homogeneous or substantially homogeneous over time. Thus, partial exposure of the electrical conductor to infrared radiation quickly or even instantly causes a significant increase in the temperature of the entire electrical conductor. As a result, the temperature sensor will be able to detect more quickly even partial exposure of the electrical conductor to infrared radiation.
L’invention permet ainsi de d’identifier des scénarios d’exposition, à un ensoleillement critique, du dispositif de génération d'images. Elle permet également de quantifier l’intensité du rayonnement solaire éclairant le dispositif de génération d'images.The invention thus makes it possible to identify exposure scenarios, to critical sunlight, of the image generation device. It also makes it possible to quantify the intensity of the solar radiation illuminating the image generation device.
Vis-à-vis de l’état de la technique mentionné ci-dessus, l’invention permet la détection d’un rayonnement solaire incident sur le miroir, à partir de composants moins coûteux et moins fragiles que des photodiodes.Compared to the state of the art mentioned above, the invention allows the detection of solar radiation incident on the mirror, using components that are less expensive and less fragile than photodiodes.
De préférence, le conducteur électrique se caractérise par une valeur de conductivité électrique égale ou supérieure à 106S.m-1, de préférence égale ou supérieure à 3 x 107S.m-1.Preferably, the electrical conductor is characterized by an electrical conductivity value equal to or greater than 10 6 Sm -1 , preferably equal to or greater than 3 x 10 7 Sm -1 .
Selon une variante de réalisation, le conducteur électrique est de préférence un matériau métallique de type cuivre, argent, étain ou autres.According to an alternative embodiment, the electrical conductor is preferably a metallic material of the copper, silver, tin or other type.
Selon une variante de réalisation, dans un plan parallèle au miroir, la surface du conducteur électrique est supérieure à la surface du capteur de température, de préférence la surface du conducteur électrique est au moins 2 fois, voir 10 fois supérieure à la surface du capteur de température afin d’accroître la surface de détection d’un rayonnement infrarouge par le conducteur électrique. Autrement dit, le capteur de température recouvre partiellement la surface du conducteur électrique. Le capteur de température recouvre moins de 30%, de préférence moins de 10% de la surface du conducteur électrique.According to an alternative embodiment, in a plane parallel to the mirror, the surface of the electrical conductor is greater than the surface of the temperature sensor, preferably the surface of the electrical conductor is at least 2 times, or even 10 times greater than the surface of the temperature sensor in order to increase the surface area for detection of infrared radiation by the electrical conductor. In other words, the temperature sensor partially covers the surface area of the electrical conductor. The temperature sensor covers less than 30%, preferably less than 10% of the surface area of the electrical conductor.
Selon une variante de réalisation, le conducteur électrique s’étend dans un plan parallèle ou sensiblement parallèle au miroir. Ce mode de réalisation favorise une meilleure exposition du conducteur électrique au rayonnement infrarouge traversant le miroir.According to an alternative embodiment, the electrical conductor extends in a plane parallel or substantially parallel to the mirror. This embodiment promotes better exposure of the electrical conductor to infrared radiation passing through the mirror.
Selon une variante de réalisation, le conducteur électrique est de surface similaire ou sensiblement similaire au miroir. De préférence, le conducteur électrique est d’épaisseur suffisante afin de former une plaque rigide ou sensiblement rigide.According to an alternative embodiment, the electrical conductor has a surface similar or substantially similar to the mirror. Preferably, the electrical conductor is of sufficient thickness to form a rigid or substantially rigid plate.
De préférence, le conducteur électrique s’étend dans un plan parallèle ou sensiblement parallèle au miroir de sorte que sa surface d’exposition soit optimale au rayonnement infrarouge passant à travers le premier miroir.Preferably, the electrical conductor extends in a plane parallel or substantially parallel to the mirror so that its exposure surface is optimal for infrared radiation passing through the first mirror.
Selon une variante de réalisation, la plus petite distance entre le conducteur électrique et le miroir est comprise entre 0 et 5 mm, de préférence entre 0 et 1 mm.According to an alternative embodiment, the smallest distance between the electrical conductor and the mirror is between 0 and 5 mm, preferably between 0 and 1 mm.
Selon une variante de réalisation, le conducteur électrique est supporté par une plaque. Ce mode de réalisation permet avantageusement de réduire la quantité de conducteur électrique nécessaire, afin que le motif formé par le conducteur électrique soit résistant mécaniquement. Par le terme « épaisseur », on entend une mesure de la dimension du conducteur électrique selon une direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la plaque.According to an alternative embodiment, the electrical conductor is supported by a plate. This embodiment advantageously makes it possible to reduce the quantity of electrical conductor required, so that the pattern formed by the electrical conductor is mechanically resistant. The term "thickness" means a measurement of the dimension of the electrical conductor in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the plate.
Selon une autre variante de réalisation, la conductivité thermique de la plaque est égale ou supérieure à 10 W·m−1·K−1, de préférence égale ou supérieure à 20 W·m−1·K−1. Ainsi, la chaleur générée au niveau d’une portion de la plaque, exposée au rayonnement infrarouge et non recouverte par le conducteur électrique, diffuse plus rapidement jusqu’au conducteur électrique pour permettre la détection d’un rayonnement solaire incident sur le miroir. En d’autres termes, la plaque peut également permettre la détection d’un rayonnement solaire, incident sur une zone du miroir, qui n’est pas en vis-à-vis du conducteur électrique. Dans les plages de valeurs mentionnées ci-dessus, la plaque permet donc d’accroître la surface de détection d’un rayonnement infrarouge sans accroître la surface du conducteur électrique.According to another embodiment, the thermal conductivity of the plate is equal to or greater than 10 W·m−1·K−1, preferably equal to or greater than 20 W·m−1·K−1. Thus, the heat generated at a portion of the plate, exposed to infrared radiation and not covered by the electrical conductor, diffuses more quickly to the electrical conductor to allow the detection of solar radiation incident on the mirror. In other words, the plate can also allow the detection of solar radiation, incident on an area of the mirror, which is not opposite the electrical conductor. In the ranges of values mentioned above, the plate therefore makes it possible to increase the detection surface of infrared radiation without increasing the surface of the electrical conductor.
Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d’affichage tête haute est protégé de l’environnement extérieur par un boîtier et la plaque est distincte dudit boîtier.According to another variant embodiment, the head-up display device is protected from the external environment by a housing and the plate is separate from said housing.
Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d’affichage tête haute est protégé de l’environnement extérieur par un boîtier et la plaque délimite une partie dudit boîtier. Ce mode de réalisation permet de réduire le coût de fabrication de l’invention, en utilisant une paroi du boîtier protégeant le dispositif optique comme plaque de support.According to another embodiment, the head-up display device is protected from the external environment by a housing and the plate delimits a part of said housing. This embodiment makes it possible to reduce the manufacturing cost of the invention, by using a wall of the housing protecting the optical device as a support plate.
Selon une autre variante de réalisation, la plaque est positionnée entre le miroir et le conducteur électrique. Ce mode de réalisation permet avantageusement de dissimuler le conducteur électrique derrière la plaque, afin que celui-ci ne soit pas visible à travers le miroir.According to another embodiment, the plate is positioned between the mirror and the electrical conductor. This embodiment advantageously makes it possible to conceal the electrical conductor behind the plate, so that it is not visible through the mirror.
De préférence, la plaque est de couleur sombre ou de couleur noir afin que celle-ci soit moins visible à travers le miroir.Preferably, the plate is dark or black in color so that it is less visible through the mirror.
De préférence, la plaque est en contact avec le miroir afin de servir également de support au miroir. Ce mode de réalisation permet d’accroître la résistance mécanique du miroir et de ce fait, de réduire les phénomènes de vibrations du miroir en condition de roulement.Preferably, the plate is in contact with the mirror in order to also serve as a support for the mirror. This embodiment makes it possible to increase the mechanical resistance of the mirror and therefore to reduce the vibration phenomena of the mirror in rolling conditions.
Selon une autre variante de réalisation, dans un plan parallèle au miroir, la surface de la plaque est égale ou supérieure à 80% de la surface du miroir réfléchissant le faisceau lumineux provenant du dispositif de génération d’images, de préférence égale ou sensiblement égale à la surface du miroir.According to another variant embodiment, in a plane parallel to the mirror, the surface of the plate is equal to or greater than 80% of the surface of the mirror reflecting the light beam coming from the image generation device, preferably equal or substantially equal to the surface of the mirror.
Selon une autre variante de réalisation, le conducteur électrique est en contact avec le miroir. Ainsi, le conducteur électrique peut avantageusement servir de support ou de renfort mécanique pour le miroir, afin notamment de réduire les phénomènes de vibration du miroir en condition de roulement.According to another embodiment, the electrical conductor is in contact with the mirror. Thus, the electrical conductor can advantageously serve as a support or mechanical reinforcement for the mirror, in particular to reduce the vibration phenomena of the mirror in rolling conditions.
Selon un autre mode de réalisation, le faisceau lumineux provenant du dispositif de génération d’image est polarisé, et la surface du miroir réfléchissant le faisceau lumineux est recouverte par un polariseur dont la polarisation est parallèle ou sensiblement parallèle à la polarisation dudit faisceau lumineux. Ce mode de réalisation favorise une réflexion optimale du faisceau lumineux ainsi qu’une transmission accrue d’un rayon solaire à travers le miroir.According to another embodiment, the light beam from the image generating device is polarized, and the surface of the mirror reflecting the light beam is covered by a polarizer whose polarization is parallel or substantially parallel to the polarization of said light beam. This embodiment promotes optimal reflection of the light beam as well as increased transmission of a solar ray through the mirror.
Selon un autre mode de réalisation, le conducteur électrique comprend au moins une partie rectiligne ou sensiblement rectiligne et/ou au moins une partie courbée ou sensiblement courbée.According to another embodiment, the electrical conductor comprises at least one rectilinear or substantially rectilinear portion and/or at least one curved or substantially curved portion.
Selon un mode de réalisation préféré, le conducteur électrique forme plusieurs lignes sécantes et les extrémités des lignes sont en vis-à-vis des bords et/ou des coins du miroir. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux afin de détecter la présence d’un rayonnement solaire sur une zone périphérique du miroir.According to a preferred embodiment, the electrical conductor forms several intersecting lines and the ends of the lines are opposite the edges and/or corners of the mirror. This embodiment is particularly advantageous in order to detect the presence of solar radiation on a peripheral zone of the mirror.
Selon un autre mode de réalisation, dans un plan parallèle au miroir, la surface du conducteur électrique est égale ou supérieure à 30% de la surface du miroir réfléchissant le faisceau lumineux, de préférence égale ou supérieure à 90%. En d’autres termes, le conducteur électrique peut former une plaque de dimension similaire ou sensiblement similaire au miroir, de manière à pouvoir absorber tout rayonnement solaire passant à travers ledit miroir.According to another embodiment, in a plane parallel to the mirror, the surface of the electrical conductor is equal to or greater than 30% of the surface of the mirror reflecting the light beam, preferably equal to or greater than 90%. In other words, the electrical conductor can form a plate of similar or substantially similar dimensions to the mirror, so as to be able to absorb any solar radiation passing through said mirror.
Selon une variante de réalisation, plusieurs capteurs électriques peuvent être au contact du conducteur électrique de sorte à permettre une détection plus précise et plus rapide d’un échauffement local du conducteur électrique. Ce mode réalisation permet ainsi d’accroître la sensibilité de détection de l’invention.According to an alternative embodiment, several electrical sensors can be in contact with the electrical conductor so as to allow more precise and faster detection of local heating of the electrical conductor. This embodiment thus makes it possible to increase the detection sensitivity of the invention.
Selon une variante de réalisation, le capteur de température est un thermistor. Le thermistor peut être collé ou plaqué contre le conducteur électrique.According to an alternative embodiment, the temperature sensor is a thermistor. The thermistor can be glued or pressed against the electrical conductor.
Selon une variante de réalisation, le ou les capteurs de température sont connectés à une unité de commande, configurée pour faire fonctionner le dispositif de génération d’images en mode dégradé, lorsque la température du conducteur électrique mesurée par le capteur de température dépasse une valeur prédéterminée. A titre d’exemple non limitatif, par mode dégradé, on entend une réduction de l’intensité lumineuse du faisceau émis par le dispositif de génération d’images.According to an alternative embodiment, the temperature sensor(s) are connected to a control unit, configured to operate the image generation device in degraded mode, when the temperature of the electrical conductor measured by the temperature sensor exceeds a predetermined value. As a non-limiting example, degraded mode means a reduction in the light intensity of the beam emitted by the image generation device.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation mentionnées ci-dessus 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.Of course, the various features, variants and embodiments mentioned above may be combined with each other in various combinations, to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisations préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :The invention will be better understood from the following description, which relates to preferred embodiments, given as non-limiting examples, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which:
Pour rappel, l’invention propose un dispositif d'affichage tête haute pour véhicule automobile, permettant la détection de l’incidence d’un rayonnement solaire sur un dispositif de génération d'images du dispositif d'affichage tête haute, de façon plus sûre, plus économique et moins encombrante.As a reminder, the invention proposes a head-up display device for a motor vehicle, allowing the detection of the incidence of solar radiation on an image generation device of the head-up display device, in a safer, more economical and less bulky manner.
La
Le dispositif de génération d’images 4 comprend une source lumineuse 10, rétroéclairant un écran 12 à cristaux liquides. Le fonctionnement de la source lumineuse et l’écran à cristaux liquides sont synchronisés par une unité de commande 14, de manière à permettre la projection d’images sous la forme d’un faisceau lumineux polarisé se propageant dans une chambre optique 16.The image generating device 4 comprises a light source 10, backlighting a liquid crystal screen 12. The operation of the light source and the liquid crystal screen are synchronized by a control unit 14, so as to allow the projection of images in the form of a polarized light beam propagating in an optical chamber 16.
Le dispositif optique 6 du dispositif d’affichage permet de diriger le faisceau lumineux jusqu’à une ouverture 18 ménagée dans le boîtier 8. Pour ce faire, le dispositif optique comprend un premier miroir 20, par exemple un miroir de repliement, réfléchissant le faisceau lumineux provenant du dispositif de génération d’images, en direction d’un second miroir 22, par exemple un miroir ayant une puissance optique (tel qu’un miroir de forme parabolique).The optical device 6 of the display device makes it possible to direct the light beam to an opening 18 provided in the housing 8. To do this, the optical device comprises a first mirror 20, for example a folding mirror, reflecting the light beam coming from the image generation device, towards a second mirror 22, for example a mirror having an optical power (such as a parabolic-shaped mirror).
Le premier miroir 20 se caractérise par une transparence, au moins partielle, au rayonnement infrarouge composant le spectre solaire. A titre d’exemple non limitatif, le premier miroir est composé d’une plaque en verre transparente, sur laquelle est collé un film CMF (Cold Mirror Film), commercialisé par la société « 3M ». Le film CMF formant alors la face avant du premier miroir. Plus précisément, le film CMF est composé de plusieurs fines couches , de l’ordre de 300 couches, chaque couche étant spécifique à une longueur d’onde du spectre solaire. Le film CMF se caractérise par une transmission jusqu’à 80% de l’infrarouge ainsi que jusqu’à 30% de transmission de la lumière visible.The first mirror 20 is characterized by at least partial transparency to infrared radiation making up the solar spectrum. As a non-limiting example, the first mirror is composed of a transparent glass plate, on which is glued a CMF film (Cold Mirror Film), marketed by the company “3M”. The CMF film then forms the front face of the first mirror. More precisely, the CMF film is composed of several thin layers, of the order of 300 layers, each layer being specific to a wavelength of the solar spectrum. The CMF film is characterized by a transmission of up to 80% of infrared as well as up to 30% transmission of visible light.
Un polariseur 24 est positionné en vis-à-vis ou bien contre une face avant 26 du premier miroir, réfléchissant le faisceau lumineux provenant du dispositif de génération d’images, de manière à favoriser une réflexion optimale dudit faisceau lumineux, lui-même polarisé à la sortie de l’écran 12 à cristaux liquides.A polarizer 24 is positioned opposite or against a front face 26 of the first mirror, reflecting the light beam coming from the image generation device, so as to promote optimal reflection of said light beam, itself polarized at the exit of the liquid crystal screen 12.
Le faisceau lumineux réfléchi par le second miroir 22 est alors projeté à travers l’ouverture 18, obturée ici par un capot de protection transparent, jusqu’à une lame partiellement transparente (ici le pare-brise 28 d’un véhicule automobile) où le faisceau lumineux est à nouveau réfléchi, cette fois en direction des yeux du conducteur du véhicule automobile.The light beam reflected by the second mirror 22 is then projected through the opening 18, here closed by a transparent protective cover, to a partially transparent blade (here the windshield 28 of a motor vehicle) where the light beam is again reflected, this time towards the eyes of the driver of the motor vehicle.
Ainsi, le conducteur du véhicule automobile est apte à visualiser, à l’avant du pare-brise 28, une image virtuelle définie par les informations transmises par le dispositif de génération d’images.Thus, the driver of the motor vehicle is able to view, in front of the windshield 28, a virtual image defined by the information transmitted by the image generation device.
A certaines heures de la journée, le rayonnement solaire 32 peut suivre le chemin inverse du faisceau lumineux émis par le dispositif de génération d’image, et éclairer partiellement l’écran 12 à cristaux liquides. Le dispositif de génération d’images 4 peut alors monter en température, localement et de façon abrupte. Ce phénomène d’échauffement incontrôlé peut engendrer une détérioration définitive de l’écran à cristaux liquides du dispositif d'affichage. Afin d’éviter ce phénomène irréversible, il est nécessaire de pouvoir détecter précocement un éclairement partiel de l’écran 12 à cristaux liquides, par le rayonnement solaire 32 afin, si nécessaire, faire fonctionner le dispositif de génération d’images 4 dans un mode dégradé et ainsi abaisser sa température.At certain times of the day, the solar radiation 32 can follow the reverse path of the light beam emitted by the image generation device, and partially illuminate the liquid crystal screen 12. The image generation device 4 can then increase in temperature, locally and abruptly. This uncontrolled heating phenomenon can cause permanent deterioration of the liquid crystal screen of the display device. In order to avoid this irreversible phenomenon, it is necessary to be able to detect early partial illumination of the liquid crystal screen 12, by the solar radiation 32 in order, if necessary, to operate the image generation device 4 in a degraded mode and thus lower its temperature.
Dans ce but, l’invention propose de positionner derrière le premier miroir 20, un système de détection 30 d’un rayonnement solaire 32 tel qu’illustré par la
Les dimensions de la plaque 34 sont similaires ou sensiblement similaires au premier miroir 20. La plaque 34 est réalisée à partir d’un matériau dont la conductivité thermique est égale ou supérieure à égale ou supérieure à 10 W·m−1·K−1, de préférence égale ou supérieure à 20 W·m−1·K−1.The dimensions of the plate 34 are similar or substantially similar to the first mirror 20. The plate 34 is made from a material whose thermal conductivity is equal to or greater than equal to or greater than 10 W·m−1·K−1, preferably equal to or greater than 20 W·m−1·K−1.
Selon le présent exemple, la plaque est réalisée à partir d’une matière thermoplastique, renforcée avec du graphite, pour une meilleure conductivité thermique. Selon une alternative, la plaque est en aluminium.In this example, the plate is made of a thermoplastic material, reinforced with graphite, for better thermal conductivity. Alternatively, the plate is made of aluminum.
L’épaisseur de la plaque, mesurée selon une direction normale à une de ses grandes faces, est comprise entre 1 mm et 5 mm, de préférence entre 1 mm et 2 ms.The thickness of the plate, measured in a direction normal to one of its large faces, is between 1 mm and 5 mm, preferably between 1 mm and 2 mm.
Comme illustré par la
Selon le présent exemple, le conducteur électrique 40 reproduit la forme d’un « H » qui est centré sur la face avant 38 de la plaque 34.According to the present example, the electrical conductor 40 reproduces the shape of an “H” which is centered on the front face 38 of the plate 34.
Le système de détection 30 comprend également un capteur de température 42, un thermistor selon le présent exemple, collé sur et au milieu de la barre centrale du « H » formée par le conducteur électrique 40. Le thermistor 42 est connecté à une unité de mesure 44 par l’intermédiaire de fils conducteurs 46. L’unité de mesure 44 est apte à émettre un signal de commande lorsque le capteur de température 42 détecte une élévation de la température du conducteur électrique 40 au-delà d’une valeurs seuil préenregistrée.The detection system 30 also comprises a temperature sensor 42, a thermistor according to the present example, glued to and in the middle of the central bar of the “H” formed by the electrical conductor 40. The thermistor 42 is connected to a measuring unit 44 via conductive wires 46. The measuring unit 44 is capable of emitting a control signal when the temperature sensor 42 detects an increase in the temperature of the electrical conductor 40 beyond a pre-recorded threshold value.
Lorsque le rayonnement solaire 32 éclaire partiellement le premier miroir 20, tel qu’illustré par la
Lorsque ces variations dépassent une valeur seuil, préenregistrée par l’unité de mesure 44, l’unité de mesure transmet un signal de commande au dispositif de génération d’images 4 afin que celui-ci fonctionne en mode dégradé pour abaisser sa température.When these variations exceed a threshold value, pre-recorded by the measuring unit 44, the measuring unit transmits a control signal to the image generation device 4 so that the latter operates in degraded mode to lower its temperature.
Le système de détection 30 selon l’invention permet donc de prévenir d’un échauffement local et incontrôlé du dispositif de génération d’images dû à une exposition partielle à un rayonnement solaire, à partir de composants simples, robustes et économiques par rapport à l’utilisation de photodiodes tels que proposé par l’état de la technique.The detection system 30 according to the invention therefore makes it possible to prevent local and uncontrolled heating of the image generation device due to partial exposure to solar radiation, using simple, robust and economical components compared to the use of photodiodes such as those proposed by the state of the art.
Afin de permettre une détection rapide, d’un rayonnement solaire éclairant une zone périphérique du dispositif de génération d’images 4, le conducteur électrique 40 recouvre de préférence une ou plusieurs zones périphériques de la plaque 34. La
Selon une variante de réalisation non illustrée, le système de détection est agencé dans le dispositif d’affichage tête haute de manière que la face avant de la plaque soit en vis-à-vis d’une paroi du boîtier de protection. En d’autres termes, la grande face de la plaque non recouverte par le conducteur électrique est en regard du miroir. Ce mode de réalisation permet avantageusement à ce que le motif formé par le conducteur électrique ne soit pas apparent à travers le premier miroir. Ce mode de réalisation permet de s’assurer que la forme du conducteur électrique ne soit pas perceptible dans les images visualisées par le conducteur du véhicule automobile.According to a variant embodiment not illustrated, the detection system is arranged in the head-up display device so that the front face of the plate is opposite a wall of the protective housing. In other words, the large face of the plate not covered by the electrical conductor is opposite the mirror. This embodiment advantageously allows the pattern formed by the electrical conductor not to be visible through the first mirror. This embodiment makes it possible to ensure that the shape of the electrical conductor is not perceptible in the images viewed by the driver of the motor vehicle.
Pour les mêmes raisons, selon une autre variante, la grande face de la plaque en vis-à-vis du miroir est de couleur sombre, de préférence de couleur noir. Eventuellement, la grande face ainsi que le conducteur électrique peuvent être recouverte par une couche noire.For the same reasons, according to another variant, the large face of the plate opposite the mirror is dark in color, preferably black. Optionally, the large face as well as the electrical conductor can be covered by a black layer.
Selon une variante de réalisation, illustrée par la
Selon une autre variante de réalisation, illustrée par les figures 5 et 6, le conducteur électrique 40 peut former une plaque, de dimensions similaires au miroir, de sorte que la présence d’une plaque supplémentaire pour supporter le conducteur électrique ne soit pas nécessaire. La plaque formée par le conducteur électrique 40 peut comporter plusieurs enfoncements 50, destinés à permettre le maintien du conducteur électrique à distance d’une paroi 36 du boîtier de protection. Le conducteur électrique 40 peut également servir de support au premier miroir 20, afin de maintenir le miroir solidement au boîtier 8 de protection. Ce mode de réalisation permet avantageusement de prévenir d’une mise en vibration du miroir ainsi que du conducteur électrique, tous deux maintenus fermement au boîtier, lorsque le véhicule se déplace.According to another variant embodiment, illustrated by FIGS. 5 and 6, the electrical conductor 40 may form a plate, of dimensions similar to the mirror, so that the presence of an additional plate to support the electrical conductor is not necessary. The plate formed by the electrical conductor 40 may comprise several depressions 50, intended to allow the electrical conductor to be held at a distance from a wall 36 of the protective housing. The electrical conductor 40 may also serve as a support for the first mirror 20, in order to hold the mirror securely to the protective housing 8. This embodiment advantageously makes it possible to prevent vibration of the mirror as well as of the electrical conductor, both held firmly to the housing, when the vehicle is moving.
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