FR3079325A1 - Interface pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une interface, en particulier pour habitacle de véhicule automobile, pour la commande d'au moins une fonction d'un organe de véhicule automobile, comportant : • au moins un organe de commande comprenant : ▪ un élément mobile de préhension, mobile en rotation et présentant une portion centrale évidée, ▪ au moins un dispositif d'indexage repérant la position rotative de l'élément mobile de préhension, • un écran d'affichage, partiellement recouvert par l'organe de commande, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un élément optique à faisceaux de fibres (7), comportant des fibres optiques agglomérées, disposé dans la portion centrale de l'élément mobile de préhension avec une surface située en vis-à-vis de l'écran d'affichage formant une surface d'entrée (7b) et une surface orientée vers l'habitacle formant une surface de sortie (7a), les fibres optiques étant disposées selon un motif avec un axe d'invariance (B) formant un angle β avec une normale à l'écran d'affichage vérifiant β > 5°.

Description

-1La présente invention concerne une interface pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle interface.

Dans le domaine automobile, la commande d’organes électriques, comme le système de climatisation ou de navigation, est souvent réalisée au moyen d’un bouton rotatif mécanique. Celui-ci comporte généralement une molette dont le positionnement angulaire est déterminé par exemple par un capteur optique ou par un commutateur rotatif électrique.

La position angulaire d'un rotor de la molette permet à une unité de traitement de sélectionner une commande particulière et de commander par exemple un actionneur de volet dans le système de climatisation ou permet à l’utilisateur d’accéder au clavier de saisie pour entrer une destination dans le système de navigation.

Les molettes sont généralement pourvues d'une surface dite frontale, la surface apparente pour l'utilisateur lorsqu'il se situe sensiblement en face de la molette.

Cette surface frontale est en particulier indiquée pour afficher des symboles, décoratifs ou figuratifs des paramètres et organes fonctionnels qui sont modifiés en tournant la molette. Il est en particulier connu de placer au centre de la molette un guide de lumière dont le dioptre de sortie forme le symbole par rétroéclairage.

Cependant, une même molette peut servir a régler plusieurs paramètres différents ou différents organes fonctionnels du véhicule, tels qu'un climatiseur, une installation audio, un assistant de navigation etc. Il est alors difficile de multiplier les guides de lumière sans réduire et excentrer le symbole affiché, ce qui nuit à la qualité perçue de l'interface par l'utilisateur.

En alternative, il est possible de disposer un écran au milieu de la molette, mais cet écran est alors fixe, ou bien des contacts électriques mobiles sont nécessaires, ce qui implique un surcoût important.

On connaît également un système de commande dans lequel on associe une molette rotative à un écran tactile, en particulier un écran tactile capacitif. Par écran tactile on désigne la superposition d'un écran d'affichage et d'une dalle tactile. Par exemple, un écran tactile capacitif peut être composé en superposant (en partant de la couche la plus éloignée de l'utilisateur) un écran d'affichage TFT ou transistor en couches minces, une dalle tactile capacitive transparente et une couche protectrice

-2transparente, par exemple du polycarbonate.

Dans ce système, une dalle tactile capacitive détecte la position angulaire d’un index métallique porté par la molette. La dalle tactile capacitive permet ainsi d’une part, la saisie tactile d’informations sur la dalle et d’autre part, de détecter la position angulaire de la molette montée rotative sur la dalle.

Dans le cas d'un écran tactile plan et capacitif, l'index métallique glisse sur la surface de l'écran selon un parcours annulaire, et sa position est suivie pour déterminer la position de rotation et le mouvement de la molette.

La rotation de la molette permet notamment à l’utilisateur de faire défiler un élément dans une liste ou d’incrémenter/décrémenter une variable, la sélection ainsi opérée pouvant être affichée sur l’écran. Une fois l’élément sélectionné ou la valeur de la variable modifiée, le choix peut ensuite être validé par contact de l’écran tactile ou une pression sur la molette si l'interface est pourvue de capteurs d'appui.

Il est aussi connu de placer au centre des molettes un élément optique comportant un faisceau de fibres optiques parallèles et orthogonales à la surface de l'écran, formant un cylindre remplissant une portion centrale immobile ou entraînée en rotation de la molette. Les fibres optiques relaient l'image de l'écran à une surface frontale de la molette.

La figure 1a illustre le cas d'un tel élément optique disposé au plus près de l'écran d'affichage, avec un écartement e faible. En figure 1a (ainsi que dans les figures suivantes) l'élément optique à faisceau de fibres est représenté par ses fibres optiques 15, l'écran d'affichage sous-jacent étant représenté par un ensemble de ses pixels 17.

Seule une extrémité inférieure des fibres 15 est visible, les pixels 17 sont représentés alignés, sous forme de rectangles hachurés, avec deux pixels 17 à hachures serrées représentant un pixel noir ou coloré, et un pixel 17 à hachures espacées représentant un pixel blanc ou plus clair.

En figure 1a, les fibres présentent un angle d'acceptance Θ important, et sont rapprochées. Les pixels 17 sont aussi de taille importante par rapport à l'espacement des fibres 15.

On peut alors placer au moins une et en particulier plusieurs fibres 15 face à un même pixel 17 sans que leurs cônes d'acceptance (lignes pointillées) ne se chevauchent, en figure 1a trois fibres 15 font face à un seul pixel 17. On peut alors

-3obtenir une image dont le flou est réduit.

Cependant la construction d'une interface avec un écart e suffisamment faible est relativement complexe, coûteuse et impose des contraintes de construction fortes.

La présence notamment d'une plaque de protection en polycarbonate d'une épaisseur de plusieurs millimètres impose un écart E plus important, comme représenté en figure 1b, dans lequel le cône d'acceptance d'une même fibre 15 couvre un pixel 17 et une portion de pixel 17 voisin, et/ou les cônes d'acceptance de fibres 15 voisines se recouvrent, l'image affichée sur une surface de sortie frontale est alors floue.

Afin de surmonter au moins partiellement le problème mentionné, l'invention a pour objet une interface (1), en particulier pour habitacle de véhicule automobile, pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile, comportant :

• au moins un organe de commande (2) comprenant :

• un élément mobile de préhension (4), mobile en rotation et présentant une portion centrale évidée, • au moins un dispositif d'indexage repérant la position rotative de l'élément mobile de préhension (4), • un écran d'affichage (10), partiellement recouvert par l'organe de commande (2), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un élément optique à faisceaux de fibres, comportant des fibres optiques agglomérées, disposé dans la portion centrale de l'élément mobile de préhension avec une surface située en vis-à-vis de l'écran d'affichage formant une surface d'entrée et une surface orientée vers l'habitacle formant une surface de sortie, les fibres optiques étant disposées selon un motif avec un axe d'invariance formant un angle β avec une normale à l'écran d'affichage vérifiant β >5°.

On peut alors orienter l'axe des fibres vers une position attendue d'un utilisateur, et réduire l'angle d'acceptance des fibres optiques utilisées.

L'interface peut alors présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.

Les fibres optiques sont parallèles entre elles.

Les fibres optiques sont inclinées les unes par rapport aux autres selon un

-4faisceau divergent ou convergent.

Les fibres sont disposées selon un faisceau convergent en partant de la surface d'entrée vers la surface de sortie, de sorte à générer une image réduite d'une image affichée sur une portion de l'écran d'affichage située sous l'organe de commande avec un facteur de réduction compris entre 1,2 et 4.

Les fibres sont inclinées selon un un faisceau divergent en partant de la surface d'entrée vers la surface de sortie, de sorte à générer sur la surface de sortie une image agrandie d'une image affichée sur une portion de l'écran d'affichage située sous l'organe de commande avec un facteur d'agrandissement compris entre 1,2 et 4.

Les fibres optiques présentent un angle d'acceptance compris entre 10° et 40 .

Elle comporte une unité de contrôle configurée pour afficher à l'écran d'affichage une image intermédiaire agrandie et avec une résolution réduite sur la portion de l'écran d'affichage recouverte par l'organe de commande.

L'élément optique à faisceaux de fibres est collé sur un élément solidaire de l'écran d'affichage avec une colle optique.

Si l'interface comporte en outre une plaque frontale recouvrant au moins partiellement l'écran d'affichage, la plaque frontale peut comporter une ouverture à travers laquelle l'élément optique à faisceaux de fibres passe, et l'élément optique à faisceaux de fibres est alors directement collé sur l'écran d'affichage.

L'élément optique à faisceaux de fibres est en alternative solidaire en rotation de l'élément mobile de préhension de l'organe de commande.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :

• les figures 1a et 1b illustrent l'utilisation de fibres optiques en vis-à-vis d'un écran avec des écarts différents audit écran, • la figure 2 représente schématiquement un intérieur de véhicule avec une interface selon l'invention, • la figure 3 montre une vue de face de l’interface de la figure 1, • la figure 4 est une vue en coupe de l'organe de commande de l'interface des figures précédentes, • les figures 5 et 6 montrent des modes de réalisation d'élément optique pour l'organe de commande, • les figures 7, 8 et 9 sont des vues en coupes de trois modes de réalisation alternatifs d'organe de commande, • les figures 10 et 11 illustrent des possibilités de disposition de fibres optiques.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.

Pour la discussion qui suit, afin de fournir une orientation et une indexation des couches composant l'interface, la surface apparente de ladite interface est désignée comme étant « extérieure >> et/ou « supérieure. >> On peut en effet orienter l'interface et en particulier la surface frontale du rotor qu'elle comporte de sorte à être sensiblement horizontales dans un plan xy, avec les éléments invisibles pour l'utilisateur orientés vers le bas selon un axe z défini vertical bien que sa disposition finale puisse être différente (voir figure 1).

Les termes tels que « intérieur >> « extérieur >> « au-dessus >> « au-dessous >> et équivalents sont donnés, en l'absence de précision autre, en respectant cette orientation.

La figure 2 montre des éléments d’une partie avant d'habitacle de véhicule automobile.

L'habitacle comprend notamment un siège conducteur noté C disposé derrière un volant 60 et un panneau avant 61 (aussi appelé planche de bord), un siège passager noté P, un rétroviseur intérieur 62, un module de plafonnier 63 aussi appelé dôme placé à proximité du rétroviseur intérieur 62 dans la partie centrale haute de la partie avant de l'habitacle et une console centrale 64 située entre les deux sièges C, P de la partie avant de l’habitacle.

L’habitacle comporte une interface 1 notamment propre à être logée dans le panneau avant 61 du véhicule. Bien entendu, l’interface 1 peut également être disposée à d'autres endroits de l'habitacle comme par exemple au niveau de la console centrale 64 ou tout autre endroit adapté.

-6Une telle interface 1 permet la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile telle que la commande des fonctions d’un système de climatisation, d’un système audio, d’un système de téléphonie ou encore d’un système de navigation. Cette interface 1 peut également servir pour les commandes de lèvevitres, de positionnement des rétroviseurs extérieurs ou encore pour le déplacement de sièges motorisés ou pour commander des lumières intérieures, un verrouillage central, un toit ouvrant, les feux de détresse ou les lumières d’ambiance.

L’interface 1 permet par exemple à l’utilisateur une sélection par défilement dans une liste ou une modification d’une valeur de paramètre ou une validation d’une sélection. Elle permet par exemple à l’utilisateur de sélectionner une adresse postale de destination ou un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation ou la sélection d’une piste musicale dans une liste.

L’interface 1 comporte au moins un organe de commande, ici une molette rotative 2, que l'utilisateur met en rotation entre plusieurs positions d'indexation, dans lesquelles des paramètres de fonctionnement ou d'affichage de différents organes fonctionnels du véhicule.

La figure 3 montre une vue plus détaillée de la molette rotative 2 de l’interface 1.

La figure 4 montre une portion de la molette rotative 2 de la figure 2 en coupe verticale.

L’interface 1 comporte au moins un organe de commande 2, une dalle tactile capacitive 3 et au moins un capteur d’appui 11.

La figure 3 montre une vue plus détaillée de l’interface 1 en vue de face, dans le plan xy contenant au moins partiellement la surface affichant la liste et les menus, ou tangent à celle-ci.

La dalle tactile capacitive 3 comprend au moins (voir figure 4) un capteur capacitif 31 et une plaque frontale 32 agencée sur le capteur capacitif 31. Le capteur capacitif 31 est fixé à la plaque frontale 32 par exemple par une couche de colle de remplissage 33 dite colle optique.

Le capteur capacitif 31 permet de détecter une variation de capacité au niveau de la surface de la plaque frontale 32. Le capteur capacitif 31 peut par exemple détecter un contact d’un doigt d’un utilisateur. Le capteur capacitif 31 permet également de déterminer les coordonnées spatiales du doigt sur la surface de la dalle 3. Le capteur capacitif 31 est par exemple formé d’un réseau d’électrodes

-Ίs’étendant sur tout ou partie de la surface arrière de la plaque frontale 32. Les électrodes sont par exemple réalisées en ITO (oxyde indium - étain) qui permettent au capteur 31 d’être transparent.

La rigidité de la dalle tactile capacitive 3 est obtenue au moyen de la plaque frontale 32 (ou plaque de contact) rigide, telle qu’une plaque de verre ou de plastique. La surface extérieure de la plaque frontale 32, orientée vers l'habitacle du véhicule, est ici plane et défini le plan xy (voir figure 4).

La plaque frontale 32 agencée sur le capteur capacitif 31 fait face à l’utilisateur une fois la dalle tactile capacitive 3 montée dans l’habitacle. La surface tactile de la dalle 3 est ainsi formée par la surface extérieure de la plaque frontale 32.

La plaque frontale 32 peut être au moins partiellement transparente et/ou au moins partiellement opaque de manière à cacher les éléments disposés derrière lorsqu'un rétroéclairage est désactivé.

Un écran d'affichage 10, tel qu’un écran TFT (« Thin-Film Transistor» en anglais) ou un écran LED ou un écran LCD peut être configuré pour afficher des informations associées à la manipulation de l’interface 1, l'écran d'affichage 10 étant au moins partiellement recouvert par l'organe de commande 2.

Selon un premier exemple de réalisation représenté sur la figure 3, l’interface 1 comporte au moins deux capteurs d’appui 11, par exemple quatre, agencés de part et d’autre de l’écran d’affichage 10. Les capteurs d’appui 11 sont configurés pour mesurer un déplacement d'un support 19 mobile, portant la dalle tactile 3 et l'écran d'affichage 10, par rapport à une partie fixe 18 rattachée par exemple à un cadre solide de la console centrale 64 du véhicule.

Le support 19 est par exemple métallique ou présente un revêtement métallique en face arrière, au moins en face de l’électrode du capteur d’appui 11 porté par une carte électronique. Ces surfaces métalliques peuvent être détectées par l’électrode du capteur d’appui 11. Les capteurs d’appui 11 sont ainsi agencés en regard du support 19, lui-même fixé à une portion périphérique Π de la plaque frontale 32 qui est opaque (figure 3), ils ne sont donc pas visibles par l’utilisateur.

Les capteurs d’appui 11 sont disposés à l’emplacement où le déplacement de la partie mobile 16 est le plus important.

En fonctionnement, lorsque l’utilisateur appuie sur la plaque frontale 32 ou sur l’organe de commande 2, le capteur d’appui 11 détecte le déplacement de la dalle

-8tactile capacitive 3 vers la partie fixe 18, représentatif d’une force d’appui.

La mesure de la force d’appui peut aussi être réalisée par d’autres moyens comme par mesure inductive ou par mesure ultrason ou par mesure de déformation au moyen de jauges de contrainte ou de capteurs FSR (pour « Force Sensing Resistor » en anglais). En alternative, les capteurs d'appui 11 peuvent être, par exemple, des cristaux piézoélectriques ou bien des capteurs dits « cloquants » qui fournissent, en plus d'un signal à l'enfoncement, un retour haptique simple pour signifier un appui à l'utilisateur.

Une unité de traitement 12 peut être reliée aux capteurs d’appui 11 et au capteur capacitif 31 (figure 3). L’unité de traitement 12 comporte un ou plusieurs microcontrôleurs ou ordinateurs, ayant des mémoires et programmes adaptés pour modifier l’affichage de l’écran 10, pour recevoir les informations de position détectées par la dalle tactile capacitive 3 et pour recevoir les signaux de mesure des capteurs 11. C’est par exemple l’ordinateur de bord du véhicule automobile. L’unité de traitement 12 peut être configurée pour évaluer une force d’appui à partir des capteurs d’appui 11 notamment en additionnant les forces mesurées par chaque capteur 11.

On voit sur ces figures que l’organe de commande 2 comporte un élément mobile de préhension 4, au moins un index métallique 6a porté par l’élément mobile de préhension 4 et mobile avec celui-ci, et un guide 5. L’élément mobile de préhension 4 est supporté et guidé en déplacement par le guide 5.

Le guide 5 est fixé sur la plaque frontale 32 de la dalle tactile capacitive 3 (voir figure 5), par exemple par collage. Le guide 5 est par exemple fixé au centre de la dalle tactile capacitive 3 (figures 2 et 3) ou dans un coin ou côté de la dalle tactile capacitive 3.

L’organe de commande 2 est ici une molette rotative, l’élément mobile de préhension 4 étant alors mobile en rotation autour d’un axe A de rotation selon une normale à la surface extérieure de la dalle tactile capacitive 3, ou bien à une moyenne de ladite surface extérieure recouverte par l'organe de commande 2.

L’élément mobile de préhension 4 rotatif est supporté et guidé en rotation par le guide 5 qui comporte ici un palier rotatif. L’élément mobile de préhension 4 et le guide 5 présentent alors avantageusement des formes générales cylindriques ou toriques coaxiales.

Selon un exemple de réalisation, le guide 5 comporte un socle 51 fixé à la dalle

-9tactile capacitive 3 et un roulement mécanique 52, tel qu’un roulement à billes ou un roulement à cylindres ou un roulement à aiguilles, monté sur le socle 51, le roulement mécanique 52 étant interposé entre le socle 51 et l’élément mobile de préhension 4.

Le roulement mécanique 52 permet de limiter les frottements et d’assurer un bon guidage en rotation de l’élément mobile de préhension 4. La réduction des frottements permet une bonne longévité de l’organe de commande 2 et limite les bruits. Le bon guidage en rotation produit un ressenti de qualité à l’utilisateur, lui permettant une navigation fluide et aisée dans les différents menus.

Le bon guidage en rotation permet aussi d’éviter à l’élément mobile de préhension 4 de se positionner de travers lors de la rotation, ce qui pourrait coincer les index métalliques 6a.

En outre, le roulement mécanique 52 permet de transmettre un effort exercé sur l’organe de commande 2 vers la dalle tactile capacitive 3 pour que celui-ci puisse être détecté par les capteurs d’appui 11. Également, la possibilité de transmettre un effort entre l’organe de commande 2 et la dalle 3 permet qu’un retour haptique généré sur la dalle 3 puisse être transmis aux doigts de l’utilisateur par l’organe de commande 2. En effet, le roulement mécanique 52 permet de former une liaison rigide entre l’élément mobile de préhension 4 et le socle 51 collé à la dalle tactile capacitive 3.

Le guide 5 comporte à son extrémité inférieure une portion plane, s'étendant radialement vers l'extérieur de l'organe de commande 2, formant ainsi un socle 51, et dont la portion radialement extérieure forme un espaceur 14 annulaire, sur lequel l'anneau fixe du roulement à billes 52 prend appui, par coopération de forme, compression ou collage, ici par addition d'un anneau de fixation 53 qui est collé ou vissé à l'espaceur en enserrant l'anneau fixe en rotation du roulement à bille. Le guide de lumière central 7, le socle 51 et l'espaceur 14 viennent ainsi de matière, et peuvent être obtenus lors d'une unique étape de moulage par injection de plastique transparent ou translucide, notamment du polycarbonate.

Le roulement mécanique 52 peut comporter un joint d’étanchéité permettant notamment d’améliorer la manœuvrabilité de l’organe de commande 2.

D’autres moyens de guidage en rotation du guide 5 sont envisageables, tels que des paliers lisses, comme des coussinets ou bagues autolubrifiantes ou tels que des billes élastiquement sollicitées à l’encontre de l’élément mobile de préhension 4.

L'organe de commande 2 de la figure 4 comporte aussi un espaceur 14 annulaire

-10et fixe en rotation, qui transmet la pression de l'utilisateur de l'élément mobile de préhension 4 à la dalle tactile 3.

Le guide 5 peut aussi comporter des moyens de génération d'un retour haptique, par exemple des aimants en vis-à-vis, en partie fixe et en partie entraînés en rotation ; ou bien des cliquets mécaniques, afin de générer un couple résistif variable perçu sous forme de crans permettant à l'utilisateur de quantifier son mouvement de rotation sans vérification visuelle.

L’extrémité de l’élément mobile de préhension 4 en regard de la dalle tactile capacitive 3 porte au moins un index métallique 6a qui est ainsi agencé en vis-à-vis de la dalle tactile capacitive 3. Il s’agit par exemple d’une languette métallique, en particulier en cuivre.

L’index métallique 6a est électriquement connecté à une surface métallique externe 9a de l’élément mobile de préhension 4 destinée à être manipulée par l’utilisateur. La surface métallique externe 9a recouvre au moins en partie la surface externe de l’élément mobile de préhension 4.

Pour cela, l’élément mobile de préhension 4 est par exemple au moins en partie réalisé en matériau métallique.

Selon un autre exemple, l’élément mobile de préhension 4 comporte un revêtement agencé au niveau de la surface externe de préhension, tel qu’une enveloppe chromée connectée à l’index métallique 6a.

En touchant la surface métallique externe 9a électriquement connectée à l’index métallique 6a, l’utilisateur amène des charges électriques en regard de la dalle tactile capacitive 3 qui sont alors détectées par le capteur capacitif 31. La détection de ces charges dans la zone de l’organe de commande 2 permet d’en déduire le contact avec l’organe de commande 2 de l’utilisateur. La détermination des coordonnées de l’index métallique 6a par la dalle tactile capacitive 3 permet également de déterminer la position angulaire de l’index métallique 6a mobile au-dessus de la dalle tactile capacitive 3.

L'élément mobile de préhension 4 comporte donc deux parties, une fixe 4b, et une mobile 4a. La partie mobile 4a est ici une molette circulaire portant une surface externe métallisée 9a, en particulier sur sa jupe tubulaire extérieure.

La partie fixe 4b comporte notamment un tube central comportant en son centre une portion centrale, avec un espace central tubulaire, dans lequel est disposé un

-11élément optique 7 à faisceaux de fibres optiques, qui affiche sur une surface de sortie 7a une image dérivée de l'image affichée à l'écran 10 sur la portion qu'il recouvre avec une surface d'entrée 7b située en vis-à-vis de l'écran 10 (inférieure en figure 4).

La surface d'entrée 7b est en particulier conformée à la surface de l'écran 10 qu'elle recouvre partiellement. Elle est ici plane, mais, dans le cadre d'une interface 1 à écran 10 courbe, peut elle-même être courbée. De même, la surface de sortie 7a peut être courbée, par exemple bombée, selon l'esthétique recherchée.

La plaque frontale 32 protectrice et transparente qui recouvre l'écran 10 comporte une ouverture, ici circulaire, à travers laquelle l'élément optique à faisceaux de fibres 7 passe. L'élément optique à faisceaux de fibres 7 peut alors être directement collé sur l'écran d'affichage 10, par exemple au moyen d'une colle optique de haute transparence. Ainsi, les extrémités des fibres optiques 15 sont au plus près des pixels 17 (réduction de la distance notée e en figure 1 a).

On commande par exemple une fonction de l’interface 1, telle qu’une validation d’une sélection, lorsqu’une force d’appui exercée sur la dalle tactile capacitive 3 est supérieure à un seuil d’appui, par exemple lorsque la force d’appui est supérieure à3N.

La fonction de l’interface 1 peut être commandée relativement à l’intensité de la force d’appui exercée sur la dalle tactile capacitive 3. Par exemple, la fonction est un agrandissement de l’image affichée sur l’écran 10 et l’agrandissement est proportionnel à l’intensité de la force d’appui exercée sur la dalle 3.

On peut en outre commander au moins une fonction de l’interface 1 lorsque la dalle tactile capacitive 3 détecte un contact de l’organe de commande 2 et lorsqu’une force d’appui supérieure à un seuil d’appui est exercée sur la dalle tactile capacitive 3.

La mesure d’une force d’appui supérieure au seuil d’appui peut permettre de confirmer la détection d’un contact de l’organe de commande 2 par la dalle tactile capacitive 3 du fait de la redondance de l’information.

La détection d’un contact de l’élément mobile de préhension 4 et la mesure d’un appui sur l’organe de commande 2 supérieure à un seuil d’appui peuvent notamment permettre la validation d’une fonction, telle qu’une fonction du système de climatisation, de navigation, de l’autoradio ou la validation d’une sélection d’un choix parmi une liste, telle qu’une liste téléphonique. Il est notamment ainsi possible d’exécuter une fonction, comme une validation d’une sélection, par simple appui sur l’organe de commande 2.

-12L’interface 1 peut aussi comporter au moins un actionneur vibratoire 13 configuré pour faire vibrer au moins la dalle tactile capacitive 3 en réponse à un contact, un déplacement ou un appui de l’élément mobile de préhension 4 ou à un contact ou un appui exercé sur la dalle tactile capacitive 3. L’interface 1 comporte par exemple deux actionneurs vibratoires 13 par exemple fixés au support 19 de la plaque frontale 13 de la dalle tactile capacitive 3 (voir figure 3).

Les actionneurs vibratoires 13 peuvent être agencés de part et d’autre de l’écran 10, tel qu’à droite et à gauche ou tel qu’en haut et en bas de l’écran 10 en référence à la position verticale de l’interface 1 montée dans le véhicule (figure 2) ou lorsqu'elle est considérée de face (figure 3).

Les actionneurs vibratoires 13 peuvent être montés de manière à diriger la vibration dans le plan de l’écran 10 ou orthogonalement au plan de l’écran 10, ou selon une combinaison de ces directions pour obtenir en particulier des profils de retour haptique différents.

La possibilité de faire vibrer la dalle 3 permet de faire vibrer l’organe de commande 2 fixé sur la dalle 3. En effet, le retour haptique ne se fait pas uniquement sur la dalle tactile capacitive 3 mais il est également transmis à la main de l’utilisateur à travers l’organe de commande 2 fixé sur la dalle 3. Cela est possible du fait de la bonne transmission des forces entre l’organe de commande 2 et l’actionneur 13 qui est obtenue notamment par fixation du guide 5 par collage sur la dalle 3 et par l’emploi d’un roulement mécanique 52 ne permettant pas de libre translation axiale.

Ce retour haptique peut par exemple permettre d’indexer les positions angulaires de l’élément mobile de préhension 4 en alternative à des moyens de génération de retour haptique dédiés.

L’organe de commande 2 comporte aussi au moins un organe élastique métallique 8a, ici un ressort hélicoïdal de compression, en particulier au moins un par index métallique 6a.

Une première extrémité de l’organe élastique métallique 8a est connectée à une surface métallique externe 9a de l’élément mobile de préhension 4 et une deuxième extrémité est fixée à l’index métallique 6a.

L’organe élastique métallique 8a est configuré pour pousser l’index métallique 6a selon une direction sensiblement normale à la surface extérieure de la dalle capacitive 3 vers l'intérieur de l'interface 1.

-13La pression exercée sur l’index métallique 6a assure d’un contact entre l’index métallique 6a et la dalle 3. L’index métallique 6a peut ainsi être perçu par la dalle 3, indépendamment de tolérances de fabrication. En outre, l’organe élastique métallique 8a est conducteur, ce qui permet d’assurer le transfert de charge entre l’index métallique 6a et la surface métallique externe 9a de l’élément mobile de préhension 4.

L'index métallique 6a l'organe élastique métallique 8a et la surface métallique externe 9a sont électriquement liés et isolés de la carcasse métallique du véhicule formant la masse, et forment ainsi une électrode de dispositif capacitif avec laquelle l'utilisateur entre en contact pour interagir avec l'interface 1.

La molette rotative 2 comporte en son centre un afficheur, sous forme d'élément optique à faisceaux de fibres 7 agglomérées en forme de disque ou discoïde, qui relaient une image affichée par l'écran d'affichage 10 à la surface de sortie 7a dudit élément optique 7 et de la molette rotative 2.

Un exemple d'élément optique à faisceaux de fibres 7 est représenté en coupe en figure 5. Un second exemple d'élément optique à faisceau de fibres 7 est représenté en coupe en figure 6.

L'élément optique à faisceau de fibres 7 comporte des fibres optiques plastiques ou silicates, qui sont agglomérées ensemble au moyen d'une résine ou colle avec une densité de fibres suffisante pour permettre la transmission d'une image entre ses deux faces verticales (z).

Les fibres optiques plastiques ont un angle d'acceptance important. L'image générée sur la surface de sortie 7a est alors visible depuis une portion importante de l'habitacle du véhicule, mais leurs cônes d'acceptance sont en conséquence plus susceptibles de se chevaucher.

Les fibres optiques silicates ont des gammes d'indices de c?ur et de gaine plus étendues avec un coût légèrement plus important, ainsi que des dispersions chromatiques généralement plus faibles. Elles permettent d'atteindre des angles d'acceptance soit plus importants (plus de visibilité), soit plus petit, ce qui permet de réaliser des faisceau plus denses sans que leurs cônes d'acceptance ne se recouvrent.

L'élément optique à faisceau de fibres 7 est en forme de cône tronqué (section trapézoïdale), et les fibres sont alignées selon des motifs particuliers. En particulier, l'élément optique 7 peut être de forme discoïde, en forme de palet circulaire, auquel cas une portion annulaire extérieure de la surface de sortie 7a ou d'entrée 7b n'est pas

-14utilisée. Cette portion non-utilisée peut porter soit un cadre annulaire décoratif (au niveau de la surface de sortie 7a), soit de la colle ou des moyens de fixation qui peuvent alors être opaques ou peu transparents (au niveau de la surface d'entrée 7b).

Les fibres sont réparties selon des motifs en faisceaux divergents, présentant un axe d'invariance A perpendiculaire à la surface de l'écran d'affichage 10 en figure 5.

Ledit élément optique 7 peut notamment être fabriqué à partir d'une matrice obtenue en surmoulant des fibres optiques disposées en faisceau dans une résine ou colle liquide qui est ensuite réticulée. L'élément optique 7 est alors découpé ou usiné dans ladite matrice conique ou tronconique.

Les fibres optiques approchent en particulier des motifs en faisceaux coniques à invariance par rotation. Dans le cas des figures 5 et 6, les motifs sont sensiblement invariants par rotation autour de l'axe A, normal à la surface de l'écran d'affichage 10 et à la surface de sortie 7a, ici confondu avec l'axe de rotation de la molette rotative 2.

En figure 5, le motif est en faisceau convergent vers l'extérieur de l'interface 1, en partant de la surface d'entrée 7b vers la surface de sortie 7a. En figure 6, le faisceau est divergent en direction de l'utilisateur U ou de l'habitacle du véhicule, c'est à dire en partant de la surface d'entrée 7b vers la surface de sortie 7a.

Un exemple d'image est représenté dans les deux figures 5 et 6 sous forme de note de musique, correspondant par exemple à une utilisation de l'interface 1 dans le cadre d'un système audio.

Sur les figures 5 et 6 les images représentées en bas sont les images affichées sur l'écran d'affichage 10 (plan objet), et les images représentées en haut sont celles affichées sur la surface de sortie 7a (plan image).

Les images affichées à l'écran 10 et sur la surface de sortie 7a sont de proportions et orientation identiques, et diffèrent seulement dans leurs dimensions, notamment leur hauteur h, H.

Dans le cas de la figure 5, l'image sur l'écran d'affichage 10 est de hauteur H, plus importante que la hauteur h de l'image sur la surface de sortie 7a. Dans le cas de la figure 6, l'image sur l'écran d'affichage 10 est de hauteur h, moins importante que la hauteur H de l'image sur la surface de sortie 7a. Le rapport H/h entre la hauteur /-/et la hauteur h définit respectivement le rétrécissement ou le grossissement de l'élément optique à faisceau de fibres 7 dans les modes de réalisation des figures 5 et 6.

Le grossissement ou rétrécissement de l'élément optique 7 est de préférence

-15compris entre 1,2 et 4, de préférence entre 1,5 et 2,5.

En effet, l'utilisation d'un trop fort rétrécissement (figure 5) implique une perte de résolution puisque les fibres à la base de l'élément optique 7 sont alors écartées d'une distance potentiellement plus importante que les dimensions d'un pixel de l'écran d'affichage 10.

De même l'utilisation d'un trop fort grossissement (figure 6) risque de générer une perte de luminosité par rapport à l'écran d'affichage 10, puisque la lumière d'une portion réduite de l'écran d'affichage 10 est projetée sur une surface de sortie 7a plus importante.

Le rétrécissement de l'image affichée sur la surface de sortie 7a permet de réduire le flou effectif en augmentant la résolution apparente. L'agrandissement de l'image permet de réduire le flou apparent en augmentant la taille de l'image à intensité de flou constante.

Le mode de réalisation de la figure 7 comporte des fibres optiques parallèles entre elles et à un axe B orienté vers une position attendue de l'utilisateur U qui est par exemple le conducteur C du véhicule. Les fibres optiques sont alors préférentiellement alignées en direction d'une partie supérieure du siège conducteur C.

L'axe A n'est alors plus un axe d'invariance par rotation pour le faisceau de fibres, qui est invariant par rotation autour d'un axe B incliné par rapport à la normale N à l'écran d'affichage 10 un angle β > 5°.

L'axe B peut notamment être l'axe directeur d'une fibre optique de référence, disposée en particulier en position relativement centrale dans l'élément optique 7, et/ou correspond à l'inclinaison moyenne des fibres optiques 15.

En figure 8 sont représentés un élément optique à faisceau de fibres 7, dont la surface d'affichage 7a est elle aussi inclinée. En particulier, la surface d'affichage 7a est orthogonale à l'axe B incliné par rapport à la normale N à la surface de l'écran d'affichage 10. L'élément optique 7 est alors avantageusement solidaire du stator par rapport à la rotation du rotor de la molette rotative 2, et notamment collé sur l'écran 10, éventuellement à travers une ouverture de la plaque frontale 32. L'élément optique 7 est ici en particulier collé sur l'écran d'affichage 10.

Le mode de réalisation de la figure 9 comporte des fibres optiques alignées selon une portion de faisceau conique, d'axe central B qui est alors un axe d'invariance par rotation du motif de fibres optiques, différent de l'axe de rotation A de la molette

-16rotative 2. L'axe B est de nouveau incliné par rapport à la normale N à l'écran d'affichage 10 un angle β > 5°.

Ce mode de réalisation combine les fibres optiques disposées en faisceau des modes de réalisation des figures 5 ou 6 et l'inclinaison selon un axe B du mode de réalisation de la figure 7.

Les figures 10 et 11 sont analogues aux figures 1a et 1b en prenant des fibres optiques 15 en faisceau (figure 10) et inclinées (figure 11), avec différentes solutions pour améliorer la netteté de l'image affichée illustrées dans les deux figures.

Une première solution, adaptée en particulier au cas de la figure 5 (réduction de l'image par l'élément optique 7) et illustrée en figure 10, est de réduire la résolution apparente de l'image sur la portion de l'écran d'affichage 10 recouverte par l'élément optique 7, par exemple en représentant sur, notamment, deux ou quatre pixels 17 adjacents de l'écran 10 un seul pixel de l'image, tout en écartant les fibres 15.

Avec un pixel d'image originale affiché par un carré de quatre (2x2) pixels de l'écran d'affichage 10 (grossissement d'un facteur deux) et un facteur de rétrécissement environ égal à deux pour l'élément optique 7, on obtient une image de taille sensiblement égale à l'image originale.

L'unité de contrôle 12 peut en particulier être configurée pour afficher à l'écran d'affichage 10 une image avec une résolution réduite dans la portion située en vis-à-vis de la surface d'entrée 7b de l'élément optique à faisceau de fibres 7.

Par exemple, une image carrée de dix pixels 17 de côté (10x10) à afficher sur la surface d'affichage 7a, serait affichée sur l'écran d'affichage 10 sur un carré de côté double, soit 20x20 pixels 17, ce qui correspond à une hauteur et une largeur double de l'image désirée. En particulier, un pixel de l'image à afficher est représenté sur quatre (2x2) pixels adjacents : la résolution de l'image est réduite.

Cette image intermédiaire de résolution réduite est située sur la portion de l'écran d'affichage 10 qui est recouverte par la molette rotative 2, et n'apparaît pas pour l'utilisateur U.

Les fibres optiques 15 prélèvent cependant la lumière de cette image intermédiaire de taille double et de résolution deux fois moindre. En sélectionnant la convergence des fibres dans le faisceau de l'élément optique 7 de sorte à avoir un facteur de rétrécissement de 2, l'image finalement affichée est de la taille désirée (correspondant aux dimensions du carré de 10x10 pixels).

-17Une seconde solution est de réduire l'angle d'acceptance Θ des fibres 15, comme représenté en figure 11.

L'angle d'acceptance plus faible fait cependant que l'image est visible dans un cône réduit, correspondant à une portion réduite de l'habitacle. En alignant les fibres 15 selon des motifs invariants par rotation autour d'un axe B généré par une direction pointant vers une position attendue de l'utilisateur U (haut du siège conducteur Cpar exemple), on s'assure que l'utilisateur U perçoit l'image.

On peut alors prendre des fibres optiques dont l'angle d'acceptance Θ est de 10° à 40° environ, voire de 10° à 30°. En restreignant ainsi la valeur de l'angle d'acceptance θ aux valeurs basses, on réduit le recouvrement entre les cônes d'acceptance (voir figure 1b) à écartement e, E constant entre les les fibres 15 et les pixels 17. Pour réduire l'angle d'acceptance Θ, on peut notamment sélectionner des matériaux de gaine et de cœur avec des indices de réfraction suffisamment proches pour les fibres 15.

Le fait que l'image puisse alors n'être visible que par le conducteur C et non par le passager Rajoute un effet esthétique potentiellement plaisant et/ou surprenant pour les usagers du véhicule.

On peut alors réaliser des interfaces avec des images visibles uniquement par le conducteur C ou le passager P selon les besoins. Par exemple, dans le cas d'un système de climatisation à plusieurs sorties d'air, où température et débit peuvent être réglés individuellement pour chaque usager U, le conducteur C et le passager P peuvent avoir leurs paramètres affichés sur deux éléments optiques 7 de deux molettes 2 distinctes dont les fibres et/ou les surfaces d'affichage 7a sont orientées respectivement vers le conducteur C et le passager P.

En permettant un écart e, E plus important entre les extrémités des fibres 15 et les pixels 17, une plaque frontale 32 plus épaisse peut être utilisée, ce qui permet d'accroître la solidité de l'écran d'affichage 10. En outre les éléments optiques 7 peuvent être collés avec une couche de colle optique plus importante ou bien disposés avec une lame d'air d'épaisseur plus importante les séparant de la surface frontale 32 ou l'écran 10 (cas d'un élément optique 7 entraîné en rotation). Les tolérances d'usinage sont alors plus élevées.

On peut alors aussi utiliser des écrans d'affichage 10 par exemple TET à résolution plus importante.

-18Des éléments esthétiques supplémentaires peuvent aussi être ajoutés sur l'interface 1, notamment au niveau de la surface de sortie 7a. Par exemple, la surface de sortie 7a peut comporter un cadre circulaire opaque, délimitant le contour de l'image. La surface de sortie 7a peut aussi être recouverte d'une plaque, par exemple 5 en polycarbonate, teinte dans la masse d'une couleur sombre, qui donne un aspect noir ou foncé opaque à la surface de sortie 7a à l'état éteint, l'image apparaissant sur ladite surface de sortie 7a lorsque l'écran 10 est allumé et le cadre opaque étant indiscernable quand l'écran 10 est éteint.

Claims (10)

1. Interface (1), en particulier pour habitacle de véhicule automobile, pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile, comportant :

• au moins un organe de commande (2) comprenant :

un élément mobile de préhension (4), mobile en rotation et présentant une portion centrale évidée, au moins un dispositif d'indexage repérant la position rotative de l'élément mobile de préhension (4), • un écran d'affichage (10), partiellement recouvert par l'organe de commande (2), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un élément optique à faisceaux de fibres (7), comportant des fibres optiques (15) agglomérées, disposé dans la portion centrale de l'élément mobile de préhension (4) avec une surface située en vis-à-vis de l'écran d'affichage formant une surface d'entrée (7b) et une surface orientée vers l'habitacle formant une surface de sortie (7a), les fibres optiques (15) étant disposées selon un motif avec un axe d'invariance (β) formant un angle β avec une normale (A/) à l'écran d'affichage (10) vérifiant β > 5°.

2. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres optiques sont parallèles entre elles.

3. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres optiques sont inclinées les unes par rapport aux autres selon un faisceau divergent ou convergent.

4. Interface selon la revendication 3, caractérisée en ce que les fibres sont disposées selon un faisceau convergent en partant de la surface d'entrée (7b) vers la surface de sortie (7a), de sorte à générer une image réduite d'une image affichée sur une portion de l'écran d'affichage (10) située sous l'organe de commande (2) avec un facteur de réduction compris entre 1,2 et 4.

5. Interface selon la revendication 3, caractérisée en ce que les fibres sont inclinées selon un un faisceau divergent en partant de la surface d'entrée (7b)

-20vers la surface de sortie (7a), de sorte à générer sur la surface de sortie (7a) une image agrandie d'une image affichée sur une portion de l'écran d'affichage (10) située sous l'organe de commande (2) avec un facteur d'agrandissement compris entre 1,2 et 4.

6. Interface selon l'une des revendications précédente, caractérisée en ce que les fibres optiques présentent un angle d'acceptance compris entre 10° et 40 .

7. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une unité de contrôle (12) configurée pour afficher à l'écran d'affichage (10) une image intermédiaire agrandie et avec une résolution réduite sur la portion de l'écran d'affichage (10) recouverte par l'organe de commande (2).

8. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément optique à faisceaux de fibres (7) est collé sur un élément solidaire de l'écran d'affichage (10) avec une colle optique.

9. Interface selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une plaque frontale (32) recouvrant au moins partiellement l'écran d'affichage (10) et en ce que la plaque frontale (32) comporte une ouverture à travers laquelle l'élément optique à faisceaux de fibres (7) passe, et en ce que l'élément optique à faisceaux de fibres (7) est directement collé sur l'écran d'affichage (10).

10. Interface selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément optique à faisceaux de fibres (7) est solidaire en rotation de l'élément mobile de préhension (4) de l'organe de commande (2).