FR3119117A1 - Dispositif d'affichage superposant des images virtuelles, pour véhicule. - Google Patents

Abstract

Dispositif d'affichage (DA) pour un véhicule (V) comprenant un premier écran d'affichage (EA1), une lame semi-réfléchissante (LO) inclinée d'un premier angle aigu par rapport audit premier plan (P1) et comprenant une face arrière (FR) recouverte d’une couche non réfléchissante (CN) à l’exception d’une zone déterminée (ZD), et une face avant (FV) opposée à ladite face arrière (FR), orientée vers lesdits passagers (PA) et propre à réfléchir lesdites images réelles affichées vers lesdits passagers (PA), ledit dispositif d’affichage (DA) comportant en outre, au moins un second écran (EA2) de plus petite taille que le premier écran (EA1), disposé contre la couche non réfléchissante (CN) recouvrant la face arrière (FR) de la lame (LO) et en regard de la zone déterminée (ZD). (Figure 1)

Description

Dispositif d'affichage superposant des images virtuelles, pour 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 appelés également combinés 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 désignée également par écran TFT LCD, acronyme anglosaxon pour« thin- film-transistor liquid-crystal display », généralement de forme 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 multiplans. De plus, cet agencement est encombrant et onéreux du fait qu'il requiert deux dalles d'affichage de taille équivalente. Dans une variante de l'agencement précédent, on peut utiliser une lame semi-réfléchissante à la place de la lame transparente. Dans ce 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 donnant une impression de relief/profondeur, 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 de taille équivalente.

On connait également du document FR3074925A1, un dispositif d'affichage comprenant un écran d'affichage (dalle) propre à afficher des images réelles dans un premier plan invisible par des passagers installés dans véhicule. Ce dispositif comporte en outre une lame opaque « semi-réfléchissante » inclinée par rapport au premier plan. La face arrière de la lame comprend des éléments d'information et sa face avant qui est orientée vers les passagers, réfléchit les images réelles et les affiche 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. Des moyens d'éclairage permettent d’éclairer sélectivement les éléments d'information pour qu'ils apparaissent éclairés sélectivement sur la lame opaque.

Ce document divulgue donc un dispositif ne comportant qu’un seul écran (une seule dalle).

Toutefois, les informations portées par les éléments d’information sont, d’une part, limitées et, d’autre part, elles ne sont pas reconfigurables.

L'invention a donc notamment pour but d’apporter une solution intermédiaire n’utilisant pas deux dalles de taille équivalente et permettant d’offrir un large panel d’informations reconfigurables.

Elle propose à cet effet un dispositif d'affichage pour un véhicule comprenant un premier écran d'affichage propre à afficher des images réelles dans un premier plan invisible par des passagers installé dans ledit véhicule, une lame semi-réfléchissante inclinée d'un premier angle aigu par rapport audit premier plan et comprenant une face arrière recouverte d’une couche non réfléchissante à l’exception d’une zone déterminée, et une face avant opposée à ladite face arrière, 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 virtuel situé en regard et à distance de ladite face arrière et incliné d'un second angle aigu par rapport à cette dernière, ledit dispositif d’affichage comportant en outre, au moins un second écran de plus petite taille que le premier écran, maintenu contre la couche non réfléchissante recouvrant la face arrière de la lame et en regard de la zone déterminée.

Selon une caractéristique, lesdits premier et second angles aigus sont compris entre 30 et 60°, et sont typiquement de 45° chacun.

Selon une autre caractéristique, la couche non réfléchissante est choisie parmi une sérigraphie noire, un masque noir composé d’un film collé ou surmoulé, une peinture noire, et ladite face avant de la lame est semi-réfléchissante.

Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte une carte électronique commune alimentant et pilotant les premier et second écrans.

Selon une caractéristique, la carte électronique commune est disposée sur le premier écran d’affichage et se prolonge d’une partie de circuit flexible connectant le deuxième écran d’affichage à la carte électronique commune.

Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend des moyens de support auxquels sont solidarisés le premier écran d'affichage, la lame, la carte électronique commune et la partie de circuit flexible ; lesdits moyens de support étant eux-mêmes propres à être solidarisés à au moins un équipement dudit véhicule et/ou au moins un élément de structure du véhicule.

Selon une autre caractéristique, le second écran d’affichage est collé sur la face arrière de la lame.

Selon une autre caractéristique, le second écran est à base de diodes électroluminescentes organiques.

Selon une autre caractéristique, le dispositif constitue un combiné d'affichage d'une planche de bord du véhicule.

Enfin l’invention a pour autre objet, un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'affichage tel que décrit ci-dessus.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel :

illustre schématiquement, dans une vue en coupe, un exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'affichage selon l'invention, installé dans une planche de bord d'un véhicule.

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 constitue un combiné de tableau de bord (ou combiné d'instrumentation) dédié au conducteur du véhicule et donc implanté dans la planche de bord de ce dernier. 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 du véhicule, par exemple. On a schématiquement représenté sur la , 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 CA de la planche de bord PB située devant le volant, non représenté.

Comme illustré non limitativement sur la , le dispositif d'affichage DA, selon l'invention, comprend au moins un premier écran d'affichage EA1 positionné horizontalement et une lame LO (opaque) noire brillante faisant office de miroir réfléchissant, disposée en regard du premier écran d’affichage EA1, en étant inclinée par rapport au premier écran d’affichage EA1, d’un angle compris entre 30 et 60° typiquement 45°.

La lame LO présente un aspect « fumé », qui est obtenu par un double traitement consistant à déposer, par exemple, une sérigraphie noire sur la face arrière de la lame et un revêtement réfléchissant sur la face avant de manière à obtenir un taux de réflexion compris entre 30 et 50%. La lame LO se comporte donc comme une lame « semi réfléchissante ».

On utilise généralement le terme « fumé » pour définir un verre teinté en noir dont la particularité est de ne pas laisser ou très peu, la lumière au travers du verre.

Avec les traitements appliqués à la lame LO tels que décrits ci-dessus, on obtient le même effet que sur un verre.

Le premier écran d'affichage EA1 est propre à afficher des images dites « principales » réelles dans un premier plan P1 qui est invisible par des passagers PA installés dans le véhicule V (ici sur le siège conducteur de son habitacle H). Le premier écran d'affichage EA1 est installé (non limitativement) sous la paroi qui délimite la casquette CA 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, le premier écran d'affichage EA1 comprend un afficheur TFT LCD, AF1. La lame LO est inclinée d'un angle aigu par rapport au premier plan P1. Par exemple, ce premier angle aigu peut être choisi égal à 45°. La lame LO comprend une face arrière FR et une face avant FV opposées l'une à l'autre.

La face avant FV est orientée vers les passagers PA et propre à réfléchir les images (principales) réelles affichées par le premier écran d'affichage EA1 vers les passagers PA 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). Par exemple, ce second angle aigu peut être choisi égal à 45° donc comme le premier angle aigu.

On notera que le second angle aigu est sensiblement égal au premier angle aigu lorsque l'angle d'incidence des images réelles sur la face avant FV de la lame LO est égal à l'angle de réflexion de ces mêmes images réelles sur cette même face avant FV (en direction des yeux des passagers PA). Dans l'exemple non limitatif illustré sur la , le second angle aigu est égal au premier angle aigu, et donc à 45°. Dans ce cas, 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 le premier écran d'affichage EA1.

La face arrière FR de la lame LO est recouverte d’une couche « noire » non réfléchissante (opaque) CN à l’exception d’une zone déterminée ZD.

Un second écran d’affichage EA2, de plus petite taille que celle du premier écran EA1, est disposé contre la face arrière FR de la lame LO, en regard de la zone ZD ; le second écran EA2 étant apte à créer une « petite » image secondaire dont la taille est en rapport avec la taille du second écran d’affichage EA2, présentant typiquement un diamètre d’environ 40mm (1,6’’) dans le cas d’un écran EA2 de forme circulaire.

Ce second écran EA2 définit en quelque sorte une petite « fenêtre » au sein de l’image « principale » créée par le premier écran EA1.

On donne ci-après, à titre d’exemple, un ordre de grandeur des dimensions respectives des premier et second écrans EA1 et EA2.

Ainsi, en considérant que le premier écran EA1 est une dalle rectangulaire au format 8:3 avec une largeur de 10’’ ou 12.3’’, le second écran EA2 de forme circulaire, présente un diamètre de 1.6’’.

Cette image « secondaire » est porteuse d’informations qui sont reconfigurables à la demande, au sein de l’image « principale ».

La couche non réfléchissante CN peut être réalisée à partir d’une sérigraphie déposée sur la face arrière FR de la lame LO ou à partir d’un masque noir composé d’un film collé ou surmoulé, présentant un évidement local ou encore par une peinture grattée localement par un LASER définissant la forme souhaitée pour contenir l’image secondaire.

Ainsi, par exemple, la zone grattée ou épargnée ZD obtenue par l’une ou l’autre des techniques évoquées ci-dessus, peut présenter une forme circulaire similaire à une montre de smartphone (d’environ 40 mm de diamètre, 1.6’’) ou une forme rectangulaire de taille s’approchant de celle de la zone d’affichage d’une montre connectée. D’autres formes peuvent être envisagées comme notamment une forme hexagonale.

La lame LO étant « fumée » avec un effet miroir, le fenêtrage correspondant à la zone grattée, ou épargnée, ZD est peu perceptible pour le passager PA.

Pour réduire au maximum cette perceptibilité, on privilégiera dans le choix de technologie du second écran EA2, un afficheur AF2 à base de diodes électroluminescentes organiques ou OLED (acronyme anglosaxon pour Organic Light-Emitting Diode) afin d’obtenir un contraste et une qualité de noir optimale qui permettra d’autre part de dissimuler les éléments techniques présents à l’arrière de la lame LO dans le combiné.

Quand la lame LO est agencée à 45°, il est ainsi possible de déformer l’image affichée par le second écran EA2 par rapport à celui du premier écran EA1. Le contenu affiché sur le second écran EA2 apparait alors, vu des passagers PA, en étant allongé dans le sens de la hauteur de l’image secondaire sans déformation notable du contenu. Typiquement, la déformation permet de multiplier par 1.4 la taille de l’image.

L’effet de profondeur, ou de relief, offert par le dispositif d’affichage DA selon l’invention basé sur la superposition d’images réelles, est d’autant plus saisissant pour les passagers PA que le décalage avec l’image virtuelle est important. Ce décalage est fonction du positionnement du second écran EA2 le long de lame LO qui est inclinée à 45. Il peut être positionné par exemple, en bas de lame LO ou au milieu de la lame LO comme représenté sur la .

A titre d'exemple, le contenu affiché par le second écran EA2 (l’image secondaire) peut être :

• La vitesse du véhicule V en surimpression devant l’image principale ;
• La représentation symbolique du véhicule V dans un mode de conduite dans lequel le système ADAS (acronyme anglosaxon pour « Advanced driver-assistance systems ») du véhicule V est activé, avec affichage des lignes de délimitation de la route entre lesquelles le véhicule V est représenté avec un effet de « flottaison » au-dessus de la route ;
• Des informations d’alerte en cas de besoin de reprise en main du véhicule dans un mode de conduite autonome ;
• Un menu déroulant affichant les différents modes d’affichage du combiné ;
• Des formes simples de type jauge de température, jauge à carburant, etc.

Le dispositif d'affichage DA comprend des moyens MS de support auxquels sont solidarisés les premier et deuxième écrans d’affichage, respectivement EA1 et EA2, ainsi que la lame LO. Les moyens MS de support supportent également une carte électronique commune CE, pour le pilotage et l’alimentation électrique des premier et second écrans EA1 et EA2. Cette carte électronique commune CE est reliée électriquement à au moins un calculateur non représenté, du véhicule V, gérant l’électronique de l’habitacle H du véhicule V.

Dans le mode de réalisation illustré sur la , la carte électronique commune CE, est constituée d’au moins une carte à circuits imprimés ou PCB « Printed Circuit Board » qui est agencée au-dessus du premier écran d’affichage EA1.

Le second écran EA2 est connecté à la carte électronique commune CE par une bande de circuit imprimé flexible CF supportant les conducteurs électriques d’alimentation et de pilotage du second écran EA2. Ce circuit flexible CF est connecté par au moins l’une de ses premières extrémités à la carte électronique commune CE et au second écran EA2 par au moins l’une de ses deuxièmes extrémités.

Les moyens MS de support comportent des pièces mécaniques agencées entre elles pour intégrer le premier écran EA1, et définir un bras de soutien de la lame LO ; bras qui délimite et soutient également le second écran EA2.

Ces pièces sont elles-mêmes propres à être solidarisées à au moins un équipement du véhicule V et/ou au moins un élément de structure 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 du véhicule V.

Dans une variante, le second écran EA2 pourrait être solidarisé à la face arrière FR de la lame LO, par exemple par collage.

Claims (10)

1. Dispositif d'affichage (DA) pour un véhicule (V) comprenant un premier écran d'affichage (EA1) propre à afficher des images réelles dans un premier plan (P1) invisible par des passagers (PA) installé dans ledit véhicule (V), une lame semi-réfléchissante (LO) inclinée d'un premier angle aigu par rapport audit premier plan (P1) et comprenant une face arrière (FR) recouverte d’une couche non réfléchissante (CN) à l’exception d’une zone déterminée (ZD), et une face avant (FV) opposée à ladite face arrière (FR), orientée vers lesdits passagers (PA) et propre à réfléchir lesdites images réelles affichées vers lesdits passagers (PA) 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), ledit dispositif d’affichage (DA) comportant en outre, au moins un second écran (EA2) de plus petite taille que le premier écran (EA1), maintenu contre la couche non réfléchissante (CN) recouvrant la face arrière (FR) de la lame (LO) et en regard de la zone déterminée (ZD).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et second angles aigus sont compris entre 30 et 60°, et sont typiquement de 45° chacun.
3. Dispositif d’affichage (DA) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche non réfléchissante (CN) est choisie parmi une sérigraphie noire, un masque noir composé d’un film collé ou surmoulé, une peinture noire, et en ce que ladite face avant (FV) de la lame (LO) est semi-réfléchissante.
4. Dispositif d’affichage (DA) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une carte électronique commune (CE) alimentant et pilotant les premier et second écrans (EA1, EA2).
5. Dispositif d’affichage (DA) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la carte électronique commune (CE) est disposée sur le premier écran d’affichage (EA1) et se prolonge d’une partie de circuit flexible (CF) connectant le deuxième écran d’affichage (EA2) à la carte électronique commune (CE).
6. Dispositif d’affichage (DA) selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (MS) de support auxquels sont solidarisés le premier écran d'affichage (EA1), la lame (LO), la carte électronique commune (CE) et la partie de circuit flexible (CF) ; lesdits moyens (MS) de support étant eux-mêmes propres à être solidarisés à au moins un équipement dudit véhicule (V) et/ou au moins un élément de structure du véhicule (V).
7. Dispositif d’affichage (DA) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le second écran d’affichage (EA2) est collé sur la face arrière (FR) de la lame (LO).
8. Dispositif d’affichage (DA) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second écran (EA2) est à base de diodes électroluminescentes organiques.
9. Dispositif d’affichage (DA) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 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.