FR3074925A1

FR3074925A1 - Dispositif d’affichage d’images principales virtuelles et d’elements d’information decales, pour un vehicule

Info

Publication number: FR3074925A1
Application number: FR1761924A
Authority: FR
Inventors: Vincent Laine; Benoit CHAUVEAU; Fabrice Razafindrabeza
Original assignee: PSA Automobiles SA; Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: PSA Automobiles SA; Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-06-14
Anticipated expiration: 2037-12-11
Also published as: FR3074925B1

Abstract

Un dispositif d'affichage (DA) équipe un véhicule (V) et comprend : - un écran d'affichage (EA) propre à afficher des images réelles dans un premier plan (P1) invisible par des passagers, - une lame opaque (LO) inclinée d'un premier angle aigu par rapport au premier plan (P1), et comprenant une face arrière (FR) munie d'éléments d'information (EI) dans au moins une zone choisie et une face avant (FV) orientée vers les passagers et propre à réfléchir les images réelles affichées vers les passagers en leur donnant l'impression qu'elles proviennent d'un second plan (P2) virtuel situé en regard et à distance de la face arrière (FR) et incliné d'un second angle aigu par rapport à cette dernière (FR), et - des moyens d'éclairage (ME) propres à éclairer sélectivement les éléments d'information (EI) pour qu'ils apparaissent éclairés sélectivement sur la lame opaque (LO).

Description

DISPOSITIF D’AFFICHAGE D’IMAGES PRINCIPALES VIRTUELLES ET D’ÉLÉMENTS D’INFORMATION DÉCALÉS, POUR UN VÉHICULE

L’invention concerne les dispositifs d’affichage qui sont destinés à équiper des véhicules, éventuellement de type automobile.

De nombreux véhicules comprennent au moins un dispositif d’affichage chargé d’afficher des informations de différents types, et notamment relatives à leur fonctionnement ou au fonctionnement d’équipements embarqués (comme par exemple le chauffage et la climatisation ou la dépollution) ou à une application de navigation ou multimédia ou téléphonique.

De tels dispositifs d’affichage constituent fréquemment des combinés centraux implantés dans la planche de bord ou des combinés de tableau de bord (ou d’instrumentation) dédiés aux conducteurs.

L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs d’affichage numériques. Ces derniers peuvent par exemple comprendre une première dalle d’affichage tout numérique, plane et réalisée dans une technologie à cristaux-liquides et à matrice de transistors en film mince (ou TFT LCD (« thinfilm-transistor liquid-crystal display >>)), et généralement rectangulaire avec une largeur de 10” ou 12,3” et un format 8:3. On comprendra que cette première dalle affiche des images réelles dans un plan, sans effet de relief ou effet multi-plans.

A cette première dalle, qui affiche des images réelles dans des premières zones d’un plan, on peut adjoindre à distance une lame transparente inclinée et une seconde dalle déportée et masquée (éventuellement du même type que la première) et chargée d’afficher d’autres images réelles qui sont déviées par la lame transparente vers des secondes zones de la première dalle, placées à côté des premières zones. En d’autres termes, les passagers observent sur la face avant de la première dalle des premières informations réelles placées dans des premières zones et des secondes informations virtuelles placées dans des secondes zones voisines des premières zones. Par conséquent, cet agencement à deux dalles ne permet qu’une juxtaposition d’images réelles et virtuelles dans un même plan et non pas un effet de relief ou multi-plans. De plus, cet agencement est encombrant et onéreux du fait qu’il requiert deux dalles d’affichage.

Dans une variante de l’agencement précédent, on peut utiliser une lame semi-réfléchissante à la place de la lame transparente. Dans cas, la première dalle affiche des images réelles, et les images réelles affichées par la seconde dalle sont réfléchies par la lame semi-réfléchissante vers les passagers en leur donnant l’impression qu’elles proviennent d’un plan situé entre la première dalle et la lame semi-réfléchissante. On obtient ainsi un affichage d’informations sur deux plans légèrement espacés et avec éventuellement un effet de superposition, ce qui permet de prioriser ou mettre en avant certaines informations. Cet agencement est aussi encombrant et onéreux que le précédent puisqu’il requiert également deux dalles d’affichage.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Elle propose à cet effet un dispositif d’affichage destiné à équiper un véhicule et comprenant :

- un écran d’affichage propre à afficher des images réelles dans un premier plan invisible par des passagers installés dans le véhicule,

- une lame opaque inclinée d’un premier angle aigu par rapport au premier plan, et comprenant une face arrière munie d’éléments d’information dans au moins une zone choisie et une face avant opposée à la face arrière, orientée vers les passagers et propre à réfléchir les images réelles affichées vers les passagers en leur donnant l’impression qu’elles proviennent d’un second plan virtuel situé en regard et à distance de la face arrière et incliné d’un second angle aigu par rapport à cette dernière, et

- des moyens d’éclairage propres à éclairer sélectivement les éléments d’information pour qu’ils apparaissent éclairés sélectivement sur la lame opaque.

On obtient ainsi un affichage multi-plans (ou en relief) puisque les éléments d’information apparaissent aux yeux des passagers placés avant les informations contenues dans les images réelles.

Le dispositif d’affichage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- le premier angle aigu peut être compris entre 30° et 60° ;

- le second angle aigu peut être compris entre 30° et 60° ;

- il peut comprendre des moyens d’orientation propres à faire varier le premier angle aigu en fonction d’au moins une position dans le véhicule des yeux d’un passager qui est installé en regard de la lame opaque ;

- la face arrière de la lame opaque peut comprendre une couche noire sérigraphiée hormis dans chaque portion de chaque zone choisie contenant un élément d’information, et la face avant de la lame opaque peut être semi-réfléchissante ;

- chaque zone choisie peut être située dans une partie inférieure de la lame opaque ;

- il peut comprendre des moyens de support auxquels sont solidarisés au moins l’écran d’affichage, la lame opaque et les moyens d’éclairage, et propres à être solidarisés à au moins un équipement du véhicule ;

- ses moyens d’éclairage peuvent comprendre des diodes électroluminescentes (ou LEDs) et/ou des boîtes à lumière ;

- son écran d’affichage peut comprendre un afficheur à cristaux-liquides et à matrice de transistors en film mince (ou TFT LCD (« thin-film-transistor liquid-crystal display »)) ;

- il peut constituer un combiné d’affichage d’une planche de bord du véhicule.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un dispositif d’affichage du type de celui présenté ci-avant.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l’unique figure illustre schématiquement, dans une vue en coupe, un exemple de réalisation d’un dispositif d’affichage selon l’invention, installé dans une planche de bord d’un véhicule.

L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’affichage DA destiné à équiper un véhicule V afin d’afficher des informations de différents types.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule pouvant être équipé d’au moins un dispositif d’affichage chargé d’afficher des informations de différents types.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’affichage DA constitue un combiné de tableau de bord (ou d’instrumentation) dédié au conducteur du véhicule V et donc implanté dans la planche de bord PB de ce dernier (V). Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de dispositif d’affichage. Ainsi, il pourra également constituer un combiné central implanté dans une position centrale dans la planche de bord PB du véhicule V, par exemple.

On a schématiquement représenté sur l’unique figure un exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif d’affichage DA selon l’invention. Ici, le dispositif d’affichage DA est installé dans une planche de bord PB d’un véhicule V, et plus précisément sous une casquette de la planche de bord PB située devant le volant.

Comme illustré non limitativement sur l’unique figure, un dispositif d’affichage DA, selon l’invention, comprend au moins un écran d’affichage EA, une lame opaque LO, et des moyens d’éclairage ME.

L’écran d’affichage EA est propre à afficher des images « principales >> réelles dans un premier plan P1 qui est invisible par des passagers installés dans le véhicule V (ici sur le siège conducteur de son habitacle H).

Ici, l’écran d’affichage EA est installé (non limitativement) sous la paroi qui délimite la casquette de tableau de bord de la planche de bord PB. Sa face d’affichage est donc orientée vers le plancher du véhicule V.

Par exemple, cet écran d’affichage EA comprend un afficheur AF à cristaux-liquides et à matrice de transistors en film mince (ou TFT LCD (« thin film-transistor liquid-crystal display >>)). Dans ce cas les différents pixels de chaque image (principale) réelle sont affichés par des éléments LCD de l’afficheur (qui est de type numérique). Ces éléments LCD sont à segments non reconfigurables. Dans une variante de réalisation l’afficheur AF pourrait être à matrice active à diodes électroluminescentes organiques (ou AMOLED (« Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode >>)) ou bien à encre électronique (ou « E-ink »), par exemple.

Egalement par exemple, cet écran d’affichage EA peut être chargé d’afficher des informations relatives au fonctionnement du véhicule V (vitesse, régime moteur, rapport de boîte de vitesses engagé, température d’huile, par exemple), et/ou au fonctionnement d’équipements embarqués (installation de chauffage/climatisation, boîtier de dépollution, clignotants, phares, régulateur ou limiteur de vitesse, par exemple), et/ou à une application de navigation ou multimédia ou téléphonique, et/ou à des aides (ou assistances) à la conduite.

La lame opaque LO est inclinée d’un premier angle aigu a1 par rapport au premier plan P1.

Par exemple, ce premier angle aigu a1 peut être compris entre 30° et 60°. Ainsi, et comme illustré non limitativement, I peut être choisi égal à 45°.

Cette lame opaque LO comprend une face arrière FR et une face avant FV opposées l’une à l’autre. La face arrière FR est munie d’éléments d’information El dans au moins une zone choisie.

La face avant FV est orientée vers les passagers et propre à réfléchir les images (principales) réelles affichées par l’écran d’affichage EA vers les passagers en leur donnant l’impression qu’elles proviennent d’un second plan P2 virtuel situé en regard et à distance de la face arrière FR et incliné d’un second angle aigu a2 par rapport à cette dernière (FR). On comprendra que des images principales virtuelles apparaissent dans le second plan P2 virtuel, et que les éléments d’information El sont décalés vers l’avant par rapport à ces images principales virtuelles.

Par exemple, ce second angle aigu a2 peut être compris entre 30° et 60°. On notera que le second angle aigu a2 est sensblement égal au premier angle aigu a1 lorsque l’angle d’incidence des images réelles sur la face avant FV de la lame opaque LO est égal à l’angle de réflexion de ces mêmes images réelles sur cette même face avant FV (en direction des yeux OP des passagers). Dans l’exemple non limitatif illustré sur l’unique figure le second angle aigu a2 est égal au premier angle aigu a1, et donc à 45°.

Lorsque a1 = a2, la distance minimale d1 entre le premier plan P1 et la face avant FV est égale à la distance minimale d1 ’ entre le second plan P2 virtuel et la face arrière FR, et la distance maximale d2 entre le premier plan P1 et la face avant FV est égale à la distance maximale d2’ entre le second plan P2 virtuel et la face arrière FR. Par conséquent, dans l’exemple illustré l’image virtuelle, « présente >> sur le second plan P2 virtuel, a une taille équivalente à l’image (principale) réelle affichée sur l’écran d’affichage EA.

On notera que la distance perçue (ou le décalage) entre des informations d’une image virtuelle et un élément d’information El éclairé dépend de l’endroit où est située la zone choisie qui comprend cet élément d’information El. Plus la distance entre le second plan P2 virtuel et une zone de la face arrière FR est grande, plus la distance perçue (ou le décalage) entre des informations d’une image virtuelle et un élément d’information El éclairé, placé devant ces informations et appartenant à cette zone, sera grand(e).

A titre d’exemple, et comme illustré non limitativement sur l’unique figure, au moins une zone choisie peut être située dans une partie inférieure de la lame opaque LO. C’est ce qui permet d’obtenir la plus grande distance perçue (ou décalage) entre des informations d’une image virtuelle et un élément d’information El éclairé.

Mais on peut envisager de définir des éléments d’information El dans différentes zones de la face arrière FR situées à un même niveau ou à des niveaux différents. Cette dernière solution (multi-niveaux) permet de créer plusieurs distances perçues différentes selon les niveaux où sont situées les zones choisies.

Les éléments d’information El définis sur la face arrière FR sont non reconfigurables. II s’agit par exemple de pictogrammes ou de formes simples (pas forcément géométriques) ou de mots ou lettres. Ainsi, parmi les mots possibles on peut notamment citer « STOP », « SERVICE >> et « AIRBAG >>, et parmi les pictogrammes possibles on peut notamment citer ceux qui matérialisent habituellement les feux de signalement, les clignotants, la jauge de température ou la jauge de carburant.

On notera que certains au moins des éléments d’information El peuvent être définis de façon déformée sur la face arrière FR afin que l’inclinaison de la lame opaque LO par rapport à la position des yeux OP des passagers corrige automatiquement cette déformation et ainsi qu’ils apparaissent non déformés.

Par exemple, la face arrière FR de la lame opaque LO peut comprendre une couche noire qui est sérigraphiée hormis dans chaque portion de chaque zone choisie contenant un élément d’information El. Egalement par exemple, la face avant FV de la lame opaque LO peut être semi-réfléchissante. Dans ce cas son coefficient de réflexion peut, par exemple, être compris entre 30% et 60%. La propriété de semi-réflexion peut, par exemple, résulter du dépôt d’un revêtement sur la face avant FV ou bien d’un traitement de surface de cette dernière (FV).

On notera qu’en présence d’une couche noire sérigraphiée, les éléments d’information El peuvent être définis au moyen de masques ou par grattage ou ablation, par exemple au moyen d’un laser.

Les moyens d’éclairage ME sont propres à éclairer sélectivement les éléments d’information El pour qu’ils apparaissent éclairés sélectivement sur la lame opaque LO.

Ainsi, on obtient un affichage multi-plans (ou en relief) puisque les éléments d’information El apparaissent aux yeux OP des passagers placés avant les informations contenues dans les images réelles. Cela permet de prioriser ou mettre en avant certaines informations, sans qu’il faille un second écran d’affichage, ce qui est particulièrement avantageux en termes de coût et d’encombrement.

Par exemple, les moyens d’éclairage ME peuvent comprendre des diodes électroluminescentes (ou LEDs) et/ou des boîtes à lumière associées aux éléments d’information El. On comprendra que ces LEDs et/ou boîtes à lumière sont alimentées de façon sélective afin qu’apparaisse(n) éclairé(s) sélectivement sur la lame opaque LO un ou plusieurs élément(s) d’information El, selon les besoins définis par un calculateur du véhicule V. En effet, si une LED est alimentée en courant (et donc qu’elle fonctionne), chaque élément d’information El associé apparaît affiché sur la lame opaque LO. En revanche, si une LED n’est pas alimentée en courant (et donc qu’elle ne fonctionne pas), chaque élément d’information El associé demeure invisible.

Les moyens d’éclairage ME comprennent les sources de lumière produisant les photons, mais aussi, si besoin, les moyens de contrôle électroniques contrôlant l’alimentation de ces sources de lumière. Les moyens de contrôle électroniques peuvent, par exemple, être définis sur au moins une carte à circuits imprimés (ou PCB (« Printed Circuit Board >>)). De même, les sources de lumière peuvent, par exemple, être solidarisées à cette (ces) carte(s) à circuits imprimés.

On notera qu’étant donné que la lame LO est opaque (par exemple noire), il est possible de cacher les moyens d’éclairage ME derrière sa face arrière FR sans qu’ils soient visibles des passagers (ici le conducteur). Dans ce cas, les moyens d’éclairage ME assurent un rétro-éclairage de la face arrière FR et donc des éléments d’information El.

On notera que le dispositif d’affichage DA peut comprendre des moyens de support MS auxquels sont solidarisés au moins l’écran d’affichage EA, la lame opaque LO et les moyens d’éclairage ME, et propres à être solidarisés à au moins un équipement du véhicule V. C’est le cas dans l’exemple illustré non limitativement sur l’unique figure. Cet équipement du véhicule V peut, par exemple, être la planche de bord PB ou une traverse de planche de bord, ou encore un élément structurel.

Ces moyens de support MS peuvent comprendre une ou plusieurs pièces solidarisées entre elles.

On notera qu’une partie au moins des moyens d’éclairage ME pourrait être solidarisée à la face arrière FR de la lame opaque LO, par exemple par collage.

On notera également, bien que cela n’apparaisse pas sur l’unique figure, que le dispositif d’affichage DA pourrait comprendre des moyens d’orientation propres à faire varier le premier angle aigu a1 en fonction d’au moins la position dans le véhicule V (et plus précisément ici dans son habitacle H) des yeux OP du passager qui est installé en regard de la lame opaque LO (ici le conducteur). Cela permet avantageusement d’adapter 5 l’affichage en fonction de la position des yeux OP, laquelle peut notablement varier d’un passager à l’autre, de sorte que, quel que soit le passager, les éléments d’information El apparaissent positionnés de la même façon par rapport aux images virtuelles.

De tels moyens d’orientation peuvent être contrôlés de façon 10 automatisée, par exemple en fonction d’une détection automatique de la position des yeux OP (grâce à une caméra installée dans le véhicule V) ou du fait d’un réglage spécifique mémorisé pour au moins un passager, ou bien manuellement par le passager.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d’affichage (DA) pour un véhicule (V), caractérisé en ce qu’il comprend i) un écran d’affichage (EA) propre à afficher des images réelles dans un premier plan (P1) invisible par des passagers installés dans ledit véhicule (V), ii) une lame opaque (LO) inclinée d’un premier angle aigu par rapport audit premier plan (P1), et comprenant une face arrière (FR) munie d’éléments d’information (El) dans au moins une zone choisie et une face avant (FV) opposée à ladite face arrière (FR), orientée vers lesdits passagers et propre à réfléchir lesdites images réelles affichées vers lesdits passagers en leur donnant l’impression qu’elles proviennent d’un second plan (P2) virtuel situé en regard et à distance de ladite face arrière (FR) et incliné d’un second angle aigu par rapport à cette dernière (FR), et iii) des moyens d’éclairage (ME) propres à éclairer sélectivement lesdits éléments d’information (El) pour qu’ils apparaissent éclairés sélectivement sur ladite lame opaque (LO).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier angle aigu est compris entre 30° et 60°.
3. Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit second angle aigu est compris entre 30° d 60°.
4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’orientation propres à faire varier ledit premier angle aigu en fonction d’au moins une position dans ledit véhicule (V) des yeux d’un passager installé en regard de ladite lame opaque (LO).
5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite face arrière (FR) de la lame opaque (LO) comprend une couche noire sérigraphiée hormis dans chaque portion de chaque zone choisie contenant un élément d’information (El), et ladite face avant (FV) de la lame opaque (LO) est semi-réfléchissante.
6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de support (MS) auxquels sont solidarisés au moins ledit écran d’affichage (EA), ladite lame opaque (LO) et lesdits moyens d’éclairage (ME), et propres à être solidarisés à au moins un équipement dudit véhicule (V).
7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d’éclairage (ME) comprennent des diodes

5 électroluminescentes et/ou des boîtes à lumière.
8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit écran d’affichage (EA) comprend un afficheur à cristaux-liquides et à matrice de transistors en film mince.
9. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il îo constitue un combiné d’affichage d’une planche de bord (PB) dudit véhicule (V).
10. Véhicule (V), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’affichage (DA) selon l’une des revendications précédentes.