FR2999733A1

FR2999733A1 - Affichage basse definition avec dispositif compact de superposition optique et combine d'instrumentation associe

Info

Publication number: FR2999733A1
Application number: FR1262298A
Authority: FR
Inventors: Pascal Clochard
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-20
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: FR2999733B1; US20150338650A1; WO2014095011A1; CN104918816A; CN104918816B

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif d'affichage (1), associé à un combiné d'instrumentation (4), qui comprend un afficheur basse définition (3), un miroir semi transparent (2) disposé sur un tableau de bord et en vis-à-vis dudit afficheur basse définition. Il est remarquable en ce que le miroir semi transparent fait un angle avec l'afficheur basse définition supérieur à 45°. Un angle supérieur à 45°, au lieu de 45° habituellement utilisé, limite l'encombrement du miroir semi transparent dans la direction de la vision du conducteur. L'orientation à plus de 45° du miroir semi transparent par rapport à l'afficheur basse définition donne une image inversée où le haut de l'image sensé représenter l'horizon est située plus près que la partie basse sensée être plus près. L'invention couvre également un combiné d'instrumentation (4) intégrant le dispositif d'affichage.

Description

La présente invention concerne une interface homme-machine du type pouvant être utilisé dans un cockpit d'un moyen de transport tel qu'un véhicule automobile ou encore un aéronef. Cette interface est agencée sur un tableau de bord dudit moyen de transport. Elle se rapporte plus particulièrement à des systèmes d'affichage basse définition pour véhicules automobiles qui permettent d'afficher une image donnant des informations aux utilisateurs. Dans un moyen de transport comme par exemple un véhicule automobile, il peut être prévu des repères visuels et des interfaces homme-machine susceptibles de transmettre des données d'informations permettant à un conducteur de comprendre plus vite et plus facilement l'état d'un paramètre de fonctionnement du véhicule. Ce paramètre peut concerner, par exemple l'état de fonctionnement d'un régulateur de vitesse ou bien le dépassement d'une vitesse de référence déterminée par ledit régulateur. Dans tous les cas il constitue un élément d'information utile pour le conducteur de ce véhicule dans le cadre du pilotage dudit véhicule.

Dans le cadre du pilotage d'un véhicule, il est nécessaire que la visibilité et la compréhension de l'interface homme-machine délivrant l'information au pilote ou conducteur soient claires. Il en est de même pour l'instrumentation. Habituellement les afficheurs coopèrent avec un miroir semi réfléchissant placé à 45° dudit afficheur.

Ces afficheurs basse définition peuvent être positionnés à différents endroits sur la planche de bord du véhicule et en particulier devant le conducteur, derrière le volant où l'image de l'afficheur basse définition peut se superposer optiquement à un combiné d'instrumentation placé derrière le volant. L'afficheur basse définition peut également être placé derrière et au dessus du volant. Ce type d'emplacement du combiné devient de plus en plus répandu. Dans ce cas, l'ensemble est peu compact et présente une épaisseur relativement importante, incompatible avec l'épaisseur habituelle de ces dispositifs. Ceci empêche alors de monter dans un même véhicule ces deux types de combinés. Il est possible de réaliser une superposition optique avec un afficheur de taille suffisamment réduite pour être placée dans un dispositif standard. Ces afficheurs sont plutôt à haute définition et associés à un combiné d'instrumentation grâce à un dispositif semi transparent (et donc semi réfléchissant). Cependant, cette taille réduite de l'afficheur est pénalisante car l'image projetée est de petite dimension et donc peu lisible. L'objet de la présente invention est de proposer un afficheur basse définition qui permette un affichage devant le volant tout en étant compact, peu encombrant et qui 35 combine un effet de perspective.

Le dispositif d'affichage selon l'invention est associé à un combiné d'instrumentation et comprend un afficheur basse définition, un miroir semi transparent disposé sur un tableau de bord et en vis-à-vis dudit afficheur basse définition ; il est remarquable en ce que le miroir semi transparent fait un angle avec l'afficheur basse définition supérieur à 45°. Un angle supérieur à 45°, au lieu de 45° habituellement usité, réduit l'encombrement du miroir semi transparent dans le sens de la vision du conducteur. L'orientation à plus de 45° du miroir semi transparent par rapport à l'afficheur basse définition donne une image inversée où le haut de l'image sensé représenter l'horizon est située plus près de l'observateur / conducteur que la partie basse sensée être plus près.

Cette image où la partie sensée apparaître lointaine est près et la partie sensée apparaître proche est plus loin pourrait perturber la lecture du conducteur surtout si l'on cherche un effet de perspective, ce qui a détourné les équipementiers de cette solution. Or, de façon surprenante, on constate que le cerveau replace la perspective dans la position qui était recherchée. Cette correction est facilitée par le fait que la définition de l'image est floue. Cela permet de plus d'envisager des surfaces de miroir semi transparent qui ne seraient pas planes notamment avec des défauts car il n'y a pas de besoins optiques importants. Le fait qu'il y ait plusieurs plans focaux ou une variation continue n'a plus d'importance avec des images légèrement floues. Ceci est à l'opposé d'un affichage tête haute sur le pare-brise où le pare-brise a deux courbures qu'il faut compenser pour n'avoir qu'un plan focal, car les images doivent être nettes. Selon une caractéristique particulière, l'afficheur basse définition a une luminosité variable. L'afficheur basse définition est ainsi apte à fournir une luminosité très supérieure à un afficheur standard, ce qui permet la détection par l'oeil du conducteur dans son champ de vision périphérique alors qu'il est concentré sur la route. S'il n'y a pas d'information, l'afficheur basse définition est éteint. Au contraire, si une information doit être donnée au conducteur, l'afficheur basse définition ou une zone de l'afficheur basse définition devient plus lumineux que les autres afficheurs alertant ainsi le conducteur. Selon une autre caractéristique, l'afficheur basse définition est placé derrière un volant de conduite. Cette position est la plus naturelle pour le conducteur. Cette position permet au conducteur d'avoir des réactions instinctives, car elle donne une compréhension immédiate du positionnement droite-gauche en particulier pour les changements de files, l'alerte pour un véhicule en train de dépasser ou l'aide au parking par exemple. C'est l'effet de latéralisation. Selon une caractéristique particulière, l'afficheur basse définition est 35 horizontal. On entend par horizontal dans la présente demande, une droite parallèle à l'axe de vision du conducteur qui peut être incliné par rapport au sol. L'afficheur basse définition est placé horizontalement afin que l'image émise par l'afficheur basse définition ne soit pas visible par le conducteur, et ne perturbe pas sa lecture. Selon une disposition particulière, l'angle entre l'afficheur basse définition et le miroir semi transparent est de 71°. Cet angle permet d'avoir une épaisseur du dispositif 5 beaucoup plus faible. Selon une autre caractéristique, l'afficheur basse définition est disposé au dessus d'un combiné d'instrumentation. Dans ce cas l'image de l'afficheur basse définition se superpose au combiné d'instrumentation. Un réglage de la luminosité de l'afficheur basse définition est possible pour tenir compte la luminosité de l'habitacle du 10 véhicule ou de l'environnement extérieur, notamment le soir avec un soleil couchant en face du conducteur, ce qui constitue le pire des cas de figure. Selon une autre caractéristique, le miroir semi transparent a une composante horizontale inférieure à 70 mm. Cette composante horizontale de 70mm correspond à la projection du miroir semi transparent sur l'axe suivant lequel l'utilisateur regarde le 15 combiné d'instrumentation, elle doit correspondre à la taille de la coiffe, l'ensemble ne dépassant pas d'un combiné normal sans afficheur. Selon une disposition particulière, l'afficheur basse définition projette une image de forme trapézoïdale. Cette forme trapézoïdale évoque la route en perspective vue par le conducteur. Ainsi cette forme figure la route avec une partie large au premier 20 plan (en bas dans l'image virtuelle) et une partie étroite en arrière plan (en haut dans l'image virtuelle). La vision qu'a le conducteur est alors conforme à celle d'une route qui s'éloigne. Selon une caractéristique particulière, un afficheur multifonction est disposé derrière le miroir semi transparent. On pourra par exemple avoir un afficheur haute 25 définition de type TFT (abréviation anglaise pour « Thin Film Transistor », soit un transistor à effet de champ) ou de type OLED (abréviation anglaise pour « Organic LightEmitting Diode », soit une LED organique) qui sera utilisé en complément avec l'afficheur basse définition. Si on sépare les informations du combiné d'instrumentation entre les alarmes et les instruments à proprement parler (vitesse, jauges, odomètre), l'afficheur 30 basse définition est disponible pour les alarmes. L'afficheur multifonction garde affichées les informations légales comme la vitesse dans la zone de cet afficheur. On peut donc placer ensemble et de façon efficace le combiné, l'afficheur multifonction et l'afficheur basse définition avec des synergies d'affichage et de réaction induite chez le conducteur. L'invention couvre également un combiné d'instrumentation accueillant un 35 dispositif d'affichage tel que décrit plus haut, ledit combiné d'instrumentation étant remarquable en ce que le miroir semi transparent constitue sa partie externe visible par le conducteur. Il est ainsi plus aisé d'intégrer le dispositif d'affichage au combiné d'instrumentation et au tableau de bord. Avantageusement, l'afficheur basse définition est placé dans une coiffe du combiné d'instrumentation. Cette position permet de protéger l'afficheur basse définition du soleil et ainsi éviter les réverbérations qui pourraient perturber le conducteur. Cette position permet également de faciliter la circulation de l'air au dessus du circuit imprimé sur lequel se trouvent les composants de l'afficheur basse définition ainsi que les LED (acronyme anglais pour « Light Emitting Diode », c'est-à-dire diode électroluminescente) qui le composent. Dans le cas classique d'une zone bombée située en partie supérieure de la coiffe, la circulation de l'air est assez naturelle. Il est possible de prévoir un design adapté afin de disposer d'ouvertures permettant l'évacuation de l'air chaud vers le haut après avoir fait entrer de l'air frais par le bas, la circulation d'air se faisant soit par convection naturelle, soit de manière assistée. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. - La figure 1 représente une vue schématique d'un afficheur basse définition selon une construction classique, - La figure 2 représente une vue schématique d'un afficheur basse définition selon l'invention, - La figure 3 représente une vue en perspective de l'afficheur basse définition selon l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe de l'afficheur basse définition selon l'invention, Un dispositif d'affichage 1 illustré à la figure 1 comprend un miroir semi transparent 2 et un afficheur basse définition 3, le dispositif d'affichage 1 étant placé devant un panneau d'instrumentation 44. Le miroir semi transparent 2 est classiquement placé comme faisant un angle a avec l'afficheur basse définition 3 de 45°. L'afficheur basse définition 3 envoie une image 30 sur le miroir semi transparent 2 qui donne une image virtuelle 31. Dans cette image virtuelle, la partie haute 310 qui représente la partie de l'image 30 qui doit apparaître comme la plus éloignée du conducteur est effectivement plus éloignée de l'oeil 5 dudit conducteur que la partie basse 311 qui représente la partie de l'image 30 qui doit apparaître comme la plus proche. L'axe de vision 50 du conducteur correspond à l'axe selon lequel se place en moyenne la position des yeux selon la taille du conducteur (grand ou petit). Cet axe de vision 50 est souvent perpendiculaire au tableau de bord. Le dispositif d'affichage 1 est intégré à un combiné d'instrumentation 4 qui a une longueur L1 selon l'axe 50 importante et qui est incompatible avec l'encombrement acceptable pour ce type de dispositif d'affichage 1. On voit bien en effet sur la figure 1 que la longueur L1 du combiné d'instrumentation 4 est plus longue que la longueur de l'afficheur basse définition 3. Cette longueur L1 est très fortement dépendante de la longueur du miroir semi transparent 2 qui en constitue la paroi externe visible par le conducteur. Un dispositif d'affichage 1 selon l'invention et son combiné d'instrumentation associé 4 sont illustrés à la figure 2. Le dispositif d'affichage 1 comprend un miroir semi transparent 2 et un affichage basse définition 3. Le miroir semi transparent 2 est positionné ici comme faisant un angle a avec l'afficheur basse définition 3 de plus de 45°, préférentiellement de 71°. Le dispositif d'affichage 1 est placé devant un panneau d'instrumentation 44. L'afficheur basse définition 3 envoie une image 30 sur le miroir semi transparent 2 qui donne une image virtuelle 32 où la partie haute 320 qui représente la partie de l'image 30 qui doit apparaître comme la plus éloignée du conducteur est en fait plus proche de rceil 5 dudit conducteur que la partie basse 321 qui représente la partie de l'image 30 qui doit apparaître comme la plus proche. Ce dispositif d'affichage 1 est intégré au combiné d'instrumentation 4. Ce dernier a une longueur L2 selon l'axe 50 relativement faible et pour le moins nettement plus courte que L1 (cf. figure 1). On voit bien que le combiné d'instrumentation 4 de la figure 2 est plus court que celui de la figure 1 où la longueur du combiné d'instrumentation 4 dépasse la longueur de l'afficheur basse définition 3, ce qui obligerait à augmenter la longueur du combiné d'instrumentation 4 au-delà des dimensions habituelles pour ce type de produit. Une telle disposition, où la partie 320 de l'image 30 sensée représenter le 25 point le plus éloigné est plus proche du conducteur n'est pas naturelle pour rceil 5. On constate néanmoins, de façon surprenante, que le cerveau replace la perspective dans la position recherchée. Les figures 3 et 4 montrent un exemple de réalisation du dispositif d'affichage 1. L'afficheur basse définition 3 est placé dans une coiffe 6 , placée 30 au dessus du combiné d'instrumentation 4. La coiffe 6 a pour fonction de protéger le combiné d'instrumentation 4 des lumières parasites qui pourraient apparaitre dans l'habitacle du véhicule. Elle est donc de dimensions suffisantes pour couvrir la totalité du combiné d'instrumentation 4. L'affichage basse définition 3 comprend un ensemble de LED 7 qui constitue 35 une image mère 33 qui enverra l'image 30 sur le miroir semi transparent 2. L'image mère 33 a une forme trapézoïdale (permettant de restituer à l'oeil l'impression d'aspect tridimensionnel de l'affichage) composé de plusieurs zones 70 représentant certains types d'informations que l'on souhaite afficher. Les zones 70 peuvent être éclairées ou non suivant qu'on a une information à afficher ou non. Les zones 70 comprennent une ou plusieurs LED 7, comme visible sur la figure 6, qui peuvent être de couleurs différentes afin de pouvoir éclairer ladite zone 70 5 différemment. Les zones 70 peuvent également être de couleurs différentes les unes des autres. Une même zone 70 peut aussi s'éclairer avec différentes couleurs selon que le but est d'alerter (rouge par exemple) ou informer (orange ou vert). On peut par exemple utiliser des LED RGBW (Red, Green, Blue, White) c'est-à-dire rouge-vert-bleu plus le /0 blanc, difficile à reconstituer à partir des autres couleurs.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'affichage (1), associé à un combiné d'instrumentation (4), comprenant un afficheur basse définition (3), un miroir semi transparent (2) disposé sur un tableau de bord et en vis-à-vis dudit afficheur basse définition (3) caractérisé en ce que le miroir semi transparent (2) fait un angle (a) avec l'afficheur basse définition (3) supérieur à 45°.
2. Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'afficheur basse définition (3) a une luminosité variable.
3. Dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est placé devant un volant de conduite.
4. Dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédente caractérisé en ce que l'afficheur basse définition (3) est horizontal.
5. Dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'angle (a) entre l'afficheur basse définition (3) et le miroir semi transparent (2) est de 71°.
6. Dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'afficheur basse définition (3) projette une image (30) de forme trapézoïdale.
7. Dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un afficheur multifonction est disposé derrière le miroir 20 semi transparent (2).
8. Combiné d'instrumentation (4) associé à un dispositif d'affichage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir semi transparent (2) constitue sa partie externe visible par le conducteur.
9. Combiné d'instrumentation (4) associé à un dispositif d'affichage (1) selon 25 l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'afficheur basse définition (3) est placé dans une coiffe (6) dudit combiné d'instrumentation (4)