FR3059790A1 - OPTICAL DISPLAY DEVICE FOR DASHBOARD AND DASHBOARD INTEGRATING THE SAME - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage (1) optique pour tableau de bord comprenant : des premiers moyens d' affichage (2) aptes et destinés à émettre au moins un premier faisceau lumineux (3) pour former une première image présentant une luminance L1, des seconds moyens d' affichage (5) aptes et destinés à émettre au moins un second faisceau lumineux (6) pour former une seconde image présentant une luminance L2, un élément partiellement réfléchissant (8) présentant une réflectance totale Rt, apte et destiné d'une part à transmettre le premier faisceau lumineux (3) et d'autre part à réfléchir le second faisceau lumineux (6) pour former une image virtuelle de la seconde image, la réflectance Rt de l'élément partiellement réfléchissant (8) est inférieure à 50%, préférentiellement comprise entre 15% et 49%, en ce que la luminance L1 des premiers moyens d'affichage (2) est inférieure à la luminance L2 des seconds moyens d' affichage (5).The present invention relates to an optical display device (1) for a dashboard comprising: first display means (2) adapted and intended to emit at least a first light beam (3) to form a first image presenting a luminance L1, second display means (5) adapted and adapted to emit at least one second light beam (6) to form a second image having a luminance L2, a partially reflecting element (8) having a total reflectance Rt, adapted and intended on the one hand to transmit the first light beam (3) and on the other hand to reflect the second light beam (6) to form a virtual image of the second image, the reflectance Rt of the partially reflecting element ( 8) is less than 50%, preferably between 15% and 49%, in that the luminance L1 of the first display means (2) is smaller than the luminance L2 of the second display means (5).
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des dispositifs d’affichage optique pour tableau de bord, en particulier de véhicules automobiles.The present invention relates to the field of optical display devices for dashboards, in particular for motor vehicles.
On connaît dans le domaine éloigné du spectacle, la publication US 2012/0313839 Al qui divulgue un appareil pour afficher des objets virtuels sur une scène. Cet appareil comprend un objet réel formant une image d’arrière-plan, un moyen d’affichage d’un objet virtuel, tel qu’un écran, et une lame séparatrice positionnée à un angle de 45 degrés entre l’écran et l’objet réel.We know in the distant field of entertainment, the publication US 2012/0313839 Al which discloses a device for displaying virtual objects on a stage. This apparatus comprises a real object forming a background image, a means for displaying a virtual object, such as a screen, and a separating blade positioned at an angle of 45 degrees between the screen and the real object.
La publication US 2006/0176242 dans le domaine médical divulgue un dispositif de réalité augmentée qui combine également des objets réels et des objets virtuels.Publication US 2006/0176242 in the medical field discloses an augmented reality device which also combines real objects and virtual objects.
La présente invention a pour objet de proposer un dispositif d’affichage amélioré et économe en énergie dans le domaine d’application spécifié en introduction.The object of the present invention is to provide an improved and energy-efficient display device in the field of application specified in the introduction.
A cet effet, la présente invention concerne un dispositif d'affichage optique pour tableau de bord comprenant :To this end, the present invention relates to an optical display device for dashboard comprising:
des premiers moyens d’affichage aptes et destinés à émettre au moins un premier faisceau lumineux pour former une première image présentant une luminance Ll, des seconds moyens d’affichage aptes et destinés à émettre au moins un second faisceau lumineux pour former une seconde image présentant une luminance L2, un élément partiellement réfléchissant présentant une réflectance totale Rt, apte et destiné d’une part à transmettre le premier faisceau lumineux et d’autre part à réfléchir le second faisceau lumineux pour former une image virtuelle de la seconde image, dispositif d’affichage caractérisé en ce que la réflectance Rt de l’élément partiellement réfléchissant est inférieure à 50%, préférentiellement comprise entre 15% et 49%, en ce que la luminance Ll des premiers moyens d’affichage est inférieure à la luminance L2 des seconds moyens d’affichage, et en ce que le dispositif d’affichage est agencé pour que la première image et l’image virtuelle soient disposées dans des plansfirst display means suitable and intended for emitting at least a first light beam to form a first image having a luminance L1, second display means suitable and intended for emitting at least a second light beam to form a second image presenting a luminance L2, a partially reflecting element having a total reflectance Rt, suitable and intended on the one hand for transmitting the first light beam and on the other hand for reflecting the second light beam to form a virtual image of the second image, device for display characterized in that the reflectance Rt of the partially reflecting element is less than 50%, preferably between 15% and 49%, in that the luminance L1 of the first display means is less than the luminance L2 of the second display means, and in that the display device is arranged so that the first image and the virtual image are arranged in planes
-2communs ou disjoints préférentiellement parallèles et se superposant mutuellement pour former une image résultante globale pour un observateur.-2 commons or disjoint preferentially parallel and overlapping each other to form an overall resulting image for an observer.
La présente invention concerne également un tableau de bord caractérisé en ce qu’il comprend le dispositif d’affichage optique décrit précédemment.The present invention also relates to a dashboard characterized in that it comprises the optical display device described above.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :The invention will be better understood from the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which:
la figure IA est une vue schématique de face du dispositif d’affichage selon l’invention, la figure IB est une vue schématique de côté du dispositif d’affichage représenté à la figure IA, la figure IC est une vue schématique de côté du dispositif d’affichage représenté à la figure IB montrant le trajet des rayons lumineux, la figure 1D est une vue schématique de côté du dispositif d’affichage représenté à la figure IB montrant une image virtuelle, la figure 2A est une vue d’une image résultante globale formée par le dispositif d’affichage selon l’invention vue par un observateur dans l’axe optique, la figure 2B est une vue d’une image résultante globale formée par le dispositif d’affichage selon l’invention vue par un observateur décalé par rapport à l’axe optique, la figure 3A est une vue de face du dispositif d’affichage selon l’invention, la figure 3B est une vue de côté du dispositif d’affichage représenté à la figure 3 A, et la figure 4 est une vue schématique d’une tableau de bord dans lequel est intégré le dispositif d’affichage selon l’invention.Figure IA is a schematic front view of the display device according to the invention, Figure IB is a schematic side view of the display device shown in Figure IA, Figure IC is a schematic side view of the device display shown in Figure IB showing the path of light rays, Figure 1D is a schematic side view of the display device shown in Figure IB showing a virtual image, Figure 2A is a view of a resulting image overall formed by the display device according to the invention seen by an observer in the optical axis, FIG. 2B is a view of a global resulting image formed by the display device according to the invention seen by an offset observer with respect to the optical axis, FIG. 3A is a front view of the display device according to the invention, FIG. 3B is a side view of the display device shown in FIG. 3 A, and Figure 4 is a schematic view of a dashboard in which is integrated the display device according to the invention.
Le dispositif d'affichage 1 optique pour tableau de bord 12 comprend :The optical display device 1 for dashboard 12 comprises:
des premiers moyens d’affichage 2 aptes et destinés à émettre au moins un premier faisceau lumineux 3 pour former une première image 4 présentant une luminance Ll, (figures IA à 1D, 3A et 3B)first display means 2 suitable and intended to emit at least a first light beam 3 to form a first image 4 having a luminance L1 (FIGS. IA to 1D, 3A and 3B)
-3 des seconds moyens d’affichage 5 aptes et destinés à émettre au moins un second faisceau lumineux 6 pour former une seconde image 7 présentant une luminance L2, (figures 1A à 1D, 3A et 3B) un élément partiellement réfléchissant 8 présentant une réflectance totale Rt, apte et destiné d’une part à transmettre le premier faisceau lumineux 3 et d’autre part à réfléchir le second faisceau lumineux 6 pour former une image virtuelle 7’ de la seconde image 7 (figures IA à 1D, 3A et 3B).-3 second display means 5 suitable and intended to emit at least one second light beam 6 to form a second image 7 having a luminance L2, (FIGS. 1A to 1D, 3A and 3B) a partially reflecting element 8 having a reflectance total Rt, suitable and intended on the one hand for transmitting the first light beam 3 and on the other hand for reflecting the second light beam 6 to form a virtual image 7 ′ of the second image 7 (FIGS. 1A to 1D, 3A and 3B ).
Conformément à l’invention, le dispositif d’affichage 1 est caractérisé en ce que la réflectance Rt de l’élément partiellement réfléchissant 8 est inférieure à 50%, préférentiellement comprise entre 15% et 49%, en ce que la luminance Ll des premiers moyens d’affichage 2 est inférieure à la luminance L2 des seconds moyens d’affichage 5, et en ce que le dispositif d’affichage 1 est agencé pour que la première image 4 et l’image virtuelle 7’ soient disposées dans des plans communs ou disjoints préférentiellement parallèles et se superposant mutuellement pour former une image résultante globale 9 pour un observateur, (figures 2A et 2B)According to the invention, the display device 1 is characterized in that the reflectance Rt of the partially reflecting element 8 is less than 50%, preferably between 15% and 49%, in that the luminance Ll of the first display means 2 is less than the luminance L2 of the second display means 5, and in that the display device 1 is arranged so that the first image 4 and the virtual image 7 'are arranged in common planes or preferentially parallel and mutually overlapping to form an overall resulting image 9 for an observer, (FIGS. 2A and 2B)
Avantageusement, les premiers moyens d’affichage 2 permettent de former une première image 4 d’arrière-plan et les seconds moyens d’affichage 5 combiné avec l’élément partiellement réfléchissant 8 permettent de former une image virtuelle 7’ de premier plan. Il en résulte une image résultante globale 9 visible par un observateur situé en face de l’élément partiellement réfléchissant 8 et des premiers moyens d’affichage 2, dans laquelle la première image 4 d’arrière-plan et l’image virtuelle 7’ peuvent paraître superposées (figures 2A et 2B). Du fait que l’élément partiellement réfléchissant 8 présente une réflectance Rt inférieure à 50%, la transmittance de l’élément partiellement réfléchissant 8 est augmenté. Il est ainsi possible de réduire la luminance Ll des premiers moyens d’affichage 2 comparativement à la luminance L2 des seconds moyens d’affichage 5. Cette configuration permet ainsi de limiter les pertes d’énergie, en diminuant l’énergie à fournir au niveau des premiers moyens d’affichage 2 et en limitant la dissipation de chaleur produite par les premiers moyens d’affichage 2. En outre, du fait que l’élément partiellement réfléchissant 8 présente une réflectance Rt inférieure à 50%, les réflexions parasites sont réduites.Advantageously, the first display means 2 make it possible to form a first background image 4 and the second display means 5 combined with the partially reflecting element 8 make it possible to form a virtual image 7 ’in the foreground. The result is an overall resulting image 9 visible by an observer located opposite the partially reflecting element 8 and the first display means 2, in which the first background image 4 and the virtual image 7 ′ can appear to be superimposed (Figures 2A and 2B). Because the partially reflecting element 8 has a reflectance Rt of less than 50%, the transmittance of the partially reflecting element 8 is increased. It is thus possible to reduce the luminance L1 of the first display means 2 compared to the luminance L2 of the second display means 5. This configuration thus makes it possible to limit the energy losses, by reducing the energy to be supplied at the level first display means 2 and by limiting the heat dissipation produced by the first display means 2. In addition, because the partially reflecting element 8 has a reflectance Rt of less than 50%, the parasitic reflections are reduced .
-4Préférentiellement, la taille de la première image 4 peut être supérieure à celle de la taille de la seconde image 7.Preferably, the size of the first image 4 can be greater than that of the size of the second image 7.
Avantageusement, dans cette configuration les pertes d’énergie sont minimisées également pour les seconds moyens d’affichage 5. Il en résulte que le dispositif d’affichage 1 optique est optimisé en termes de coût et de dissipation de chaleur.Advantageously, in this configuration the energy losses are also minimized for the second display means 5. As a result, the optical display device 1 is optimized in terms of cost and heat dissipation.
L’élément partiellement réfléchissant peut consister en une lame 8 présentant une transmittance Tb et dont une première surface 8’ apte et destinée à être impactée par le second faisceau lumineux 6 peut être recouverte d’une couche superficielle réfléchissante présentant une réflectance propre Rc préférentiellement comprise entre 25% et 35% (figures IA à 1D).The partially reflecting element may consist of a strip 8 having a transmittance Tb and a first surface 8 'of which, suitable and intended to be impacted by the second light beam 6, may be covered with a reflective surface layer having its own reflectance Rc, preferably comprised between 25% and 35% (Figures IA to 1D).
Dans ce cas, ce dispositif d’affichage 1 est apte et destiné à présenter une luminance totale Lt après traversée de l’élément partiellement réfléchissant qui satisfait la relation suivante :In this case, this display device 1 is suitable and intended to present a total luminance Lt after crossing the partially reflecting element which satisfies the following relationship:
Lt = Tb X Ll + Rc(L2 -Tbx Ll)Lt = Tb X Ll + Rc (L2 -Tbx Ll)
A titre d’exemple non limitatif, pour une luminanceBy way of nonlimiting example, for a luminance
-2 -2-2 -2
Ll=500cd.m’ , une luminance L2=1000cd.m’ et une réflectance propre Rc=35%, la luminance totale Lt est égale à 640 cd.m2.Ll = 500cd.m ', a luminance L2 = 1000cd.m' and an own reflectance Rc = 35%, the total luminance Lt is equal to 640 cd.m 2 .
Dans cet exemple, la lame 8 peut comprendre une seconde surface 8” opposée à la première surface 8’ et recouverte d’une couche superficielle antireflet.In this example, the blade 8 may include a second surface 8 "opposite the first surface 8" and covered with an anti-reflective surface layer.
Avantageusement, cette couche superficielle antireflet permet de réduire encore davantage les réflexions parasites.Advantageously, this anti-reflective surface layer makes it possible to further reduce the stray reflections.
Préférentiellement, la lame 8 peut présenter un angle d’incidence environ égal à 45 degrés.Preferably, the blade 8 can have an angle of incidence approximately equal to 45 degrees.
De manière avantageuse, les premiers moyens d’affichage 2 et les seconds moyens d’affichage 5 peuvent être disposés respectivement dans des plans sécants, préférentiellement orthogonaux.Advantageously, the first display means 2 and the second display means 5 can be arranged respectively in intersecting planes, preferably orthogonal.
Dans ce cas, l’élément partiellement réfléchissant 8 peut être disposé dans un plan situé entre les plans dans lesquels sont disposés respectivement les premiers moyens d’affichage 2 et les seconds moyens d’affichage 5.In this case, the partially reflecting element 8 can be arranged in a plane situated between the planes in which the first display means 2 and the second display means 5 are respectively disposed.
Par exemple, le plan dans lequel l’élément partiellement réfléchissant 8 est disposé peut former un angle de 45 degrés avec les plans dans lesquels sont disposés respectivement les premiers moyens d’affichage 2 et les seconds moyens d’affichage 5.For example, the plane in which the partially reflecting element 8 is arranged can form an angle of 45 degrees with the planes in which the first display means 2 and the second display means 5 are disposed respectively.
-5Les premiers et seconds moyens d’affichage 2, 5 peuvent être choisis parmi les éléments suivants : un écran à cristaux liquides, un écran à cristaux liquides du type TFT LCD, un écran du type OLED, un écran du type passive OLED, un écran du type active OLED, un écran du type VFD.The first and second display means 2, 5 can be chosen from the following elements: a liquid crystal screen, a liquid crystal screen of the TFT LCD type, a screen of the OLED type, a screen of the passive OLED type, a screen of the active OLED type, a screen of the VFD type.
Préférentiellement, les premiers et seconds moyens d’affichage 2, 5 peuvent être des écrans plats, par exemple d’allure rectangulaire.Preferably, the first and second display means 2, 5 can be flat screens, for example of rectangular appearance.
L’élément partiellement réfléchissant 8 présenter une taille supérieure à la taille des premiers et seconds moyens d’affichage 2, 5.The partially reflecting element 8 has a size greater than the size of the first and second display means 2, 5.
Comme l’illustrent les figures 3A et 3B, le dispositif d’affichage 1 peut être monté sur un support de dispositif 10, 11 destiné à être intégré dans une zone de réception du tableau de bord 12.As illustrated in FIGS. 3A and 3B, the display device 1 can be mounted on a device support 10, 11 intended to be integrated in a reception area of the dashboard 12.
Sur le support de dispositif 10, 11 peuvent être montés les premiers et seconds moyens d’affichage 2, 5 et la lame 8.On the device support 10, 11 can be mounted the first and second display means 2, 5 and the blade 8.
Par exemple et comme l’illustre la figure 3B, le support de dispositif peut comprendre une équerre 10 comprenant une plaque verticale 10a et une plaque horizontale 10b disposées à angle droit sur lesquelles sont respectivement montés les premiers et seconds moyens d’affichage 2, 5. La plaque horizontale 10a peut être disposée au-dessus de la plaque verticale 10b.For example, and as illustrated in FIG. 3B, the device support can comprise a square 10 comprising a vertical plate 10a and a horizontal plate 10b arranged at right angles on which the first and second display means 2, 5 are respectively mounted. The horizontal plate 10a can be arranged above the vertical plate 10b.
Le dispositif d’affichage 1 peut également comprendre un support de lame 11 sur lequel est monté la lame 8 (figures 3A et 3B). Par exemple ce support de lame 11 peut comprendre un plan incliné 11’ sensiblement à 45 degrés par rapport aux plaques verticale et horizontale 10a, 10b.The display device 1 may also include a blade support 11 on which the blade 8 is mounted (Figures 3A and 3B). For example, this blade support 11 may include an inclined plane 11 ′ substantially at 45 degrees relative to the vertical and horizontal plates 10a, 10b.
Comme l’illustre la figure 3A, l’équerre 10 peut en outre comprendre des orifices de fixation 10’ pouvant être traversé par des moyens de fixation (non représentés), pouvant être du type vis écrou à titre d’exemple non limitatif ou similaire.As illustrated in FIG. 3A, the bracket 10 may also comprise fixing holes 10 ′ which can be crossed by fixing means (not shown), which can be of the screw nut type by way of nonlimiting example or the like .
Conformément à l’invention, le tableau de bord 12 est caractérisé en ce qu’il comprend le dispositif d’affichage 1 optique tel que décrit précédemment, comme l’illustre la figure 4.According to the invention, the dashboard 12 is characterized in that it comprises the optical display device 1 as described above, as illustrated in FIG. 4.
Le tableau de bord 12 peut comprendre une zone de réception intégrant un support de dispositif 10 tel que décrit précédemment sur lequel le dispositif d’affichage 1 optique est monté.The dashboard 12 may include a reception area integrating a device support 10 as described above on which the optical display device 1 is mounted.
A titre d’exemple non limitatif, le tableau de bord 12 selon l’invention peut être adapté à un véhicule automobile et y être intégré.By way of nonlimiting example, the dashboard 12 according to the invention can be adapted to and integrated into a motor vehicle.
-6Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
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