WO2015040307A1 - Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile - Google Patents

Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile Download PDF

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WO2015040307A1
WO2015040307A1 PCT/FR2014/052232 FR2014052232W WO2015040307A1 WO 2015040307 A1 WO2015040307 A1 WO 2015040307A1 FR 2014052232 W FR2014052232 W FR 2014052232W WO 2015040307 A1 WO2015040307 A1 WO 2015040307A1
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WO
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screen
frame
diffusing layer
projector
instrument cluster
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/052232
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English (en)
Inventor
Vincent LAINE
Fabrice Etienne
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Publication date
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    • B60K35/60—
    • B60K35/213—
    • B60K35/215—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/10—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for dashboards
    • B60Q3/14—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for dashboards lighting through the surface to be illuminated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/02—Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G01D7/04—Indicating value of two or more variables simultaneously using a separate indicating element for each variable
    • G01D7/06—Luminous indications projected on a common screen
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam
    • B60K2360/20—
    • B60K2360/23—
    • B60K2360/31—
    • B60K2360/334—

Definitions

  • the present invention relates to an instrument cluster for a motor vehicle dashboard.
  • the instrument handsets are used to provide the driver with a multitude of data relating to the operation of a motor vehicle, such as, for example, its instantaneous speeds and average engine speed, fuel level or even average fuel consumption. They also make it possible to display warning signals (excessive engine temperature, insufficient oil level or even non-closing of a door) and indicators indicating the activation of certain vehicle devices (turn signals, parking brake, lights). position, crossing or road).
  • warning signals excessive engine temperature, insufficient oil level or even non-closing of a door
  • indicators indicating the activation of certain vehicle devices (turn signals, parking brake, lights). position, crossing or road).
  • LCD-TFT active matrix LCD color display panel
  • the latter which offer a very good image quality in terms of resolution, contrast and brightness, are further configurable by the driver of the vehicle via controls located on the steering wheel or below the display panel. This one can therefore choose at least some of the modules you want to see on the screen as well as their style and background.
  • the present invention therefore aims to provide a digital instrument cluster providing a more pleasant visual experience for the driver and whose integration on the dashboard of a motor vehicle is facilitated.
  • a rear projection screen formed by a curved transparent substrate and a thin diffusing layer covering the rear face of said substrate, with the exception of an uncoated peripheral zone;
  • a frame comprising a support frame for said screen; - A projector for projecting from the rear and in the direction of said frame supporting the screen, a digital image generated by a graphics computer and representing a multitude of indicator modules for the driver of said vehicle; said frame further comprising a bottom wall extending rearwardly and in the extension of said support frame, said bottom wall having a funnel shape centered on the optical axis of said screen and narrowing to a opening of identical shape to that of the diffusing layer but of reduced dimensions,
  • the magnification ratio between said aperture and said diffusing layer being predetermined as a function of the distance between said aperture and the screen as well as the projection angle of the projector so that the projection surface on the screen of the portion of the light beam passing through said aperture coincides with the surface area of the substrate covered by the diffusing layer.
  • the driver of the vehicle views a curved image whose contour coincides with that of the diffusing layer and which seems to float levitated above the periphery of the bottom wall.
  • the chassis which is seen in transparency through the peripheral zone of the screen not covered by the diffusing layer.
  • the visual experience offered is thus much richer and more pleasing than the flat and rectangular display of current digital handsets.
  • the combined instrument of the invention can be easily integrated and particularly harmonious to any type of dashboard of a motor vehicle, since the shape, size and curvature of the screen can be modulated almost limitless to best match the configuration and style of this dashboard.
  • said instrument cluster further comprises at least one ambient light source located at the rear of said screen, at the peripheral periphery of said bottom wall of the chassis;
  • said frame is made of a non-diffusing opaque material, said handset further comprising a plurality of ambient light sources fixed against the internal face of said bottom wall; said frame is made of a diffusing translucent material;
  • said instrument cluster further comprises a plurality of ambient peripheral light sources fixed against the outer face of said bottom wall;
  • said instrument cluster comprises means enabling said driver of the vehicle to at least partially modify the display configuration of said digital image projected on the screen;
  • said instrument cluster comprises at least one deflection mirror capable of returning the light beam coming from the video projector towards said chassis;
  • said screen has, in its central part, a convex zone defining a sphere portion, and said projected image comprises a central indicator module with a circular contour whose projection surface on said screen coincides with said convex zone;
  • said projector is a pico or mini-projector type miniature model offering a brightness of at least 500 lumens and a contrast greater than or equal to 10000: 1; and or
  • said substrate is made of a polymethyl methacrylate (PMMA) and has a thickness of between 2 and 4 mm.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • FIG. 1 shows an exploded perspective view of three quarters before a combined instrument according to the invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of three quarter front of the instrument cluster of FIG. 1 after assembly;
  • - Figure 3 shows a perspective view of three quarter rear of the frame that comprises the combination of instruments according to the invention.
  • Figure 4 shows a view similar to Figure 2 but showing the instrument cluster in its service configuration.
  • Figure 1 shows an exploded view of a instrument cluster 1 for a motor vehicle dashboard according to a preferred embodiment of the invention.
  • the instrument cluster 1 comprises a generally bean-shaped frame 10 which supports a rear projection screen 20.
  • the handset 1 also comprises a video projector 30 connected to a graphics computer not shown in the figures, a deflection mirror 40 and two peripheral light sources 50.
  • the rear projection screen 20 is formed by a curved transparent thermoplastic substrate 21 whose rear face (that located opposite the driver of the vehicle) is partially covered with a diffusing layer 25.
  • the screen 20 furthermore has in its central portion, a convex zone 22 defining here a sphere portion.
  • the substrate 21, which has a general bean form, is preferably made from a polymethyl methacrylate (PMMA), this material having the advantage of having excellent transparency and being insensitive to scratching. Its thickness is here between 2 and 4 mm, and preferably equal to 3 mm.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the diffusing layer 25 is conventionally formed by semi-transparent mineral microparticles agglomerated in a binder. It is in the form of a thin translucent film preferably having a dark gray color tending to black for a better luminance, which is deposited on the surface of the substrate 21 in its final molding phase.
  • the diffusing layer 25 has an inverted saucer-like contour, and covers the whole of the rear face of the substrate 21 (including the convex zone 22), with the notable exception of a peripheral zone 23 not covered (FIG. 2). .
  • the frame 10 which is made here in an opaque and non-diffusing thermoplastic material, comprises a support frame 11 delimiting a reception opening for the screen 20 and a bottom wall 12 extending rearwardly in the extension. of the support frame 11.
  • this bottom wall 12 of the frame 10 has a funnel shape centered on the optical axis of the screen 20 and narrows to an opening 14 of identical shape to that of the diffusing layer 25 but of reduced dimensions.
  • the two peripheral light sources 50 are each constituted by a printed circuit (PCB) comprising a plurality of blue LEDs associated with transparent light guides. They are located at the rear of the screen 20, at the periphery of said bottom wall 12 of the frame 10 and fixed on either side of the bottom wall 12, against its inner face.
  • PCB printed circuit
  • the projector 30 is a miniature model pico or mini-projector with a brightness of at least 500 lumens and a contrast greater than or equal to 10000: 1.
  • a graphics computer not shown in the figures, which transmits in real time a digital image comprising a number of indicator modules (central instantaneous speed module, FM radio module, fuel gauge module, module account towers, etc.) drawn in a certain style (for example "classical” reproducing the display of analog dials or "digital” in which all information is displayed in the form of digital numbers).
  • indicator modules central instantaneous speed module, FM radio module, fuel gauge module, module account towers, etc.
  • a certain style for example "classical” reproducing the display of analog dials or "digital” in which all information is displayed in the form of digital numbers).
  • This digital image is of course updated in real time according to the evolution of the data collected by the box of Intelligent Servicetude (BSI) of the vehicle to which this graphic calculator is connected. It is also configurable by the driver of the vehicle using commands located for example on the steering wheel or below the screen 20, so that the latter can at least partially select the display modules to display and choose the style to apply them.
  • BAI Intelligent Servicetude
  • the video projector 30 projects the image thus generated via a light beam which strikes the deflection mirror 40 located at the rear of the frame 10.
  • This mirror 40 which has a reflectivity coefficient close to 100%, returns this light beam towards of the chassis 10 so that the latter is centered on the optical axis of the screen 20.
  • the use of the mirror 40 makes it possible to reduce the depth necessary for the operation of the instrument cluster 1.
  • the video projector 30 will preferably be placed below the crossbar of the dashboard. vehicle or at the level of the overhanging cap.
  • a central portion of the beam from the mirror 40 passes through the opening 14 of the frame 10 and strikes the screen 20 while its peripheral portion is absorbed entirely by the bottom wall 12 of the frame 10.
  • magnification ratio between the dimensions of the opening 14 at the rear of the frame 10 and those of the diffusing layer 25 of the screen 20 is predetermined as a function of the distance between this opening 14 and the screen 20 as well as the projection angle of the projector 30, so that the projection surface on the screen 20 of the portion of the light beam passing through this opening 14 coincides with the covered surface area by the diffusing layer 25.
  • Figure 4 illustrates the vision offered by the instrument cluster 1 when in its service configuration where the video projector 30 and the two peripheral light sources 50 are activated.
  • the arrangement of the indicator modules on the image generated by the graphic computer is predetermined so that these modules are projected at the desired location on the diffusing layer 25 in the shape of a saucer.
  • the central indicator module displaying the instantaneous speed of the vehicle appears in the form of a dial with a circular contour whose projection surface on the diffusing layer coincides with the convex zone 22 as a portion of a sphere.
  • the driver of the vehicle thus views an inverted saucer shaped curved display area grouping all the information modules and which seems to float levitatively above the ambient light device from the two light sources 50.
  • the two ambient light sources do not comprise transparent light guides and are fixed against the outer face of the bottom wall of the frame, the latter being made of a translucent thermoplastic material diffusing .
  • the peripheral portion of the light beam reaching this bottom wall does not disturb the ambient lighting from these two sources, the projected image then has a particularly dark peripheral area and poor light.
  • the visual effect for the driver of the vehicle differs in that the ambient mood lighting is more homogeneous.
  • the instrument cluster does not include light sources such as 50, the frame being made of a diffusing translucent material and the projected image having a luminous peripheral area. The visual effect for the driver is then very close to that offered by the first variant but here the peripheral ambient lighting is produced by the peripheral portion of the beam of the projector 30 reaching the bottom wall of the frame.
  • the instrument cluster does not include light sources such as 50, the chassis remaining opaque and non-diffusing. In this case, the driver of the vehicle always views a curved display area in the form of a saucer grouping all the information modules but which seems here float in levitation above the bottom wall of the chassis.
  • the substrate 21 is made of a thermoplastic material other than PMMA, such as, for example, polycarbonate, which also has excellent transparency and has better mechanical strength than PMMA but whose sensitivity to scratching is greater;
  • the instrument cluster does not have a deflection mirror such as 40 in order to simplify the adjustments and to reduce the cost price, or conversely the latter comprises several of them in order to further improve its compactness; and or
  • the deposition of the diffusing layer on the substrate is carried out by other known methods such as the adhesiveness of a self-adhesive film, the screen printing, the paint coating, the sputtering or the spin-coating.
  • the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses any other embodiment.
  • the shape and size of the diffusing layer, those of the screen and its curvature may be different from those just described for the instrument cluster 1.
  • the invention thus makes it possible, by the simple making a few minor modifications to a basic version (the non-visible elements of the instrument cluster such as the projector and the mirror remaining the same), to offer at a low cost a wide variety of aesthetically very different instrument combination models one another. It is in particular conceivable to propose such combined instruments with large displays and for a small additional cost, contrary to current handsets whose cost price increases exponentially with the size of the display panel.

Abstract

La présente invention concerne un combiné d'instruments comportant un écran de rétroprojection (20) formé par un substrat transparent (21) incurvé et par une couche diffusante (25) recouvrant sa face arrière à l'exception d'une zone périphérique (23), un châssis (10) comportant un cadre support (11) pour ledit écran (20), un vidéoprojecteur (30) permettant de projeter une image numérique depuis l'arrière et en direction dudit châssis (10), ledit châssis (10) comportant une paroi de fond (12) s'étendant vers l'arrière et dans le prolongement dudit cadre support (11), cette dernière présentant une forme d'entonnoir se rétrécissant jusqu'à une ouverture de forme identique à celle de la couche diffusante (25) mais de dimensions réduites, le rapport d'agrandissement entre ladite ouverture et ladite couche diffusante (25), étant prédéterminé de sorte que la surface de projection sur l'écran (20) de la partie du faisceau lumineux traversant ladite ouverture coïncide avec la zone surfacique du substrat (21) recouverte par la couche diffusante (25).

Description

Titre de l'invention
Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile Domaine de l'invention
La présente invention concerne un combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile.
Arrière-plan de l'invention
Classiquement composés d'une pluralité de cadrans analogiques à aiguilles associés à des voyants lumineux, les combinés d'instruments sont utilisés pour fournir au conducteur une multitude de données relatives au fonctionnement d'un véhicule automobile, telles que par exemple, ses vitesses instantanée et moyenne, son régime moteur, son niveau de carburant ou bien encore sa consommation moyenne. Ils permettent également d'afficher des signaux d'alerte (température moteur excessive, niveau d'huile insuffisant ou encore non fermeture d'une portière) et des témoins signalant l'activation de certains dispositifs du véhicule (clignotants, frein à main, feux de position, de croisement ou de route).
Le milieu des années 1990 a vu naître de nouveaux types de combinés d'instruments dénués de cadrans à aiguilles et comportant un écran rectangulaire plat à cristaux liquides (LCD) affichant l'ensemble des informations nécessaires au conducteur. Un tel combiné est par exemple décrit dans la demande de brevet allemande DE 196,23,406.
Depuis peu, certains véhicules moyen et haut de gamme sont équipés de combinés d'instruments numériques comportant une dalle d'affichage couleur LCD à matrice active (LCD-TFT), du même genre que celles que l'on retrouve sur les téléviseurs et les moniteurs d'ordinateurs.
Ces derniers qui offrent une très bonne qualité d'image en termes de résolution, de contraste et de luminosité, sont en outre configurables par le conducteur du véhicule via des commandes situées sur le volant ou en dessous de la dalle d'affichage. Celui-ci peut donc choisir au moins en partie les modules qu'il souhaite voir s'afficher sur l'écran ainsi que leur style et l'ambiance de fond.
Cependant, de par la planéité de leur affichage, ces combinés d'instruments numériques ne permettent pas à l'heure actuelle de fournir au conducteur une expérience visuelle optimale.
En outre, l'incorporation d'un tel écran plat rectangulaire de grandes dimensions au sein d'une planche de bord, induit une limitation conséquente des possibilités de style et impose ainsi un effort d'intégration particulièrement important dans la phase de conception de cette planche de bord.
Bien que de récents développements laissent entrevoir la perspective de dalles LCD-TFT courbes et non rectangulaires, les difficultés techniques sont encore nombreuses et le coût associé à ce type d'écran demeurera prohibitif pendant de longues années avant que l'on puisse envisager leur utilisation en série dans le domaine automobile.
Objet et résumé de l'invention
La présente invention vise donc à proposer un combiné d'instruments numérique procurant une expérience visuelle plus agréable pour le conducteur et dont l'intégration sur la planche de bord d'un véhicule automobile soit facilitée.
Elle propose à cet effet un combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte :
- un écran de rétroprojection formé par un substrat transparent incurvé et par une couche mince diffusante recouvrant la face arrière dudit substrat, à l'exception d'une zone périphérique non recouverte ;
- un châssis comportant un cadre support pour ledit écran ; - un vidéoprojecteur permettant de projeter depuis l'arrière et en direction dudit châssis supportant l'écran, une image numérique générée par un calculateur graphique et représentant une multitude de modules indicateurs à destination du conducteur dudit véhicule ; - ledit châssis comportant en outre une paroi de fond s'étendant vers l'arrière et dans le prolongement dudit cadre support, ladite paroi de fond présentant une forme d'entonnoir centrée sur l'axe optique dudit écran et se rétrécissant jusqu'à une ouverture de forme identique à celle de la couche diffusante mais de dimensions réduites,
- le rapport d'agrandissement entre ladite ouverture et ladite couche diffusante, étant prédéterminé en fonction de la distance entre cette ouverture et l'écran ainsi qu'en fonction de l'angle de projection du vidéoprojecteur de sorte que la surface de projection sur l'écran de la partie du faisceau lumineux traversant ladite ouverture coïncide avec la zone surfacique du substrat recouverte par la couche diffusante.
De par les caractéristiques particulières de l'écran et de la paroi de fond, le conducteur du véhicule visionne une image incurvée dont le contour coïncide avec celui de la couche diffusante et qui semble flotter en lévitation au dessus de la périphérie de la paroi de fond du châssis qui est vue en transparence au travers de la zone périphérique de l'écran non recouverte par la couche diffusante.
L'expérience visuelle offerte est ainsi bien plus riche et agréable que l'affichage plat et rectangulaire des combinés numériques actuels.
D'autre part, le combiné d'instruments selon l'invention peut être facilement intégré et de manière particulièrement harmonieuse à n'importe quel type de planche de bord de véhicule automobile, puisque la forme, la taille et la courbure de l'écran peuvent être modulées quasiment sans limites pour s'accorder au mieux à la configuration et au style de cette planche de bord.
Selon des caractéristiques préférées de l'invention, prises seules ou en combinaison :
- ledit combiné d'instruments comporte en outre au moins une source lumineuse d'ambiance située à l'arrière dudit écran, au niveau du pourtour périphérique de ladite paroi de fond du châssis ;
- ledit châssis est réalisé dans un matériau opaque non diffusant, ledit combiné comportant en outre une pluralité de sources lumineuses d'ambiance fixées contre la face interne de ladite paroi de fond ; - ledit châssis est réalisé dans un matériau translucide diffusant ;
- ledit combiné d'instruments comporte en outre une pluralité de sources lumineuses périphériques d'ambiance fixées contre la face externe de ladite paroi de fond ;
- ledit combiné d'instruments comporte des moyens permettant audit conducteur du véhicule de modifier au moins partiellement la configuration d'affichage de ladite image numérique projetée sur l'écran ;
- ledit combiné d'instruments comporte au moins un miroir de déviation apte à renvoyer le faisceau lumineux issu du vidéoprojecteur en direction dudit châssis ;
- ledit écran présente, dans sa partie centrale, une zone convexe définissant une portion de sphère, et ladite image projetée comprend un module indicateur central au contour circulaire dont la surface de projection sur ledit écran coïncide avec ladite zone convexe ;
- ledit vidéoprojecteur est un modèle miniature de type pico ou mini-projecteur offrant une luminosité d'au moins 500 lumens et un contraste supérieur ou égal à 10000:1 ; et/ou
- ledit substrat est réalisé dans un polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et présente une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm.
Brève description des dessins
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue éclatée en perspective de trois quart avant d'un combiné d'instruments selon l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en perspective de trois quart avant du combiné d'instruments de la figure 1 après montage ; - la figure 3 représente une vue en perspective de trois quart arrière du châssis que comporte le combiné d'instruments selon l'invention ; et
- la figure 4 représente une vue similaire à la figure 2 mais montrant le combiné d'instrument dans sa configuration de service.
Description détaillée de plusieurs modes de réalisation
La figure 1 montre une vue éclatée d'un combiné d'instruments 1 pour planche de bord d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Le combiné d'instruments 1 comporte un châssis 10 en forme générale de haricot qui supporte un écran de rétroprojection 20.
Outre le châssis 10 et l'écran 20, le combiné 1 comprend également un vidéoprojecteur 30 relié à un calculateur graphique non représenté sur les figures, un miroir de déviation 40 ainsi que deux sources lumineuses périphériques d'ambiance 50.
L'écran de rétroprojection 20 est formé par un substrat thermoplastique transparent 21 incurvé dont la face arrière (celle située à l'opposé du conducteur du véhicule) est partiellement recouverte d'une couche diffusante 25. L'écran 20 présente en outre dans sa partie centrale, une zone convexe 22 définissant ici une portion de sphère.
Le substrat 21 qui présente une forme générale de haricot, est réalisé dans de préférence à partir d'un polyméthacrylate de méthyle (PMMA), ce matériau offrant l'avantage de présenter une excellente transparence et d'être peu sensible aux rayures. Son épaisseur est ici comprise entre 2 et 4 mm, et de préférence égale à 3 mm.
La couche diffusante 25 est formée classiquement par des microparticules minérales semi-transparentes agglomérées dans un liant. Elle se présente sous la forme d'un film translucide mince présentant de préférence une couleur gris foncé tendant sur le noir pour une meilleure luminance, que l'on vient déposer à la surface du substrat 21 dans sa phase finale de moulage. La couche diffusante 25 présente un contour en forme de soucoupe renversée, et recouvre l'ensemble de la face arrière du substrat 21 (dont la zone convexe 22), à l'exception notable d'une zone périphérique 23 non recouverte (figure 2).
Le châssis 10 qui est réalisée ici dans un matériau thermoplastique opaque et non diffusant, comporte un cadre support 11 délimitant une ouverture d'accueil pour l'écran 20 ainsi qu'une paroi de fond 12 s'étendant vers l'arrière dans le prolongement du cadre support 11.
Comme cela est particulièrement bien visible sur la figure 3, cette paroi de fond 12 du châssis 10 présente une forme d'entonnoir centrée sur l'axe optique de l'écran 20 et se rétrécissant jusqu'à une ouverture 14 de forme identique à celle de la couche diffusante 25 mais de dimensions réduites.
Les deux sources lumineuses périphériques d'ambiance 50 sont constituées chacune par un circuit imprimé (PCB) comportant plusieurs diodes électroluminescentes (LED) de couleur bleu associées à des guides de lumière transparents. Elles sont situées à l'arrière de l'écran 20, au niveau du pourtour périphérique de ladite paroi de fond 12 du châssis 10 et fixées de part et d'autre de cette paroi de fond 12, contre sa face interne.
Le vidéoprojecteur 30 est un modèle miniature de type pico ou mini-projecteur offrant une luminosité d'au moins 500 lumens et un contraste supérieur ou égal à 10000:1.
II est relié à un calculateur graphique, non représenté sur les figures, qui lui transmet en temps réel une image numérique comprenant d'un certain nombre de modules indicateurs (module central de vitesse instantanée, module radio FM, module jauge de carburant, module compte tours, etc..) dessinés dans un certain style (par exemple « classique » reproduisant l'affichage des cadrans analogiques ou bien « digital » dans lequel l'ensemble des informations sont affichées sous la forme de nombres digitaux).
Cette image numérique est bien entendue actualisée en temps réel en fonction de l'évolution des données recueillies par le boîtier de servitude intelligent (BSI) du véhicule auquel ce calculateur graphique est relié. Elle est également configurable par le conducteur du véhicule à l'aide de commandes situées par exemple sur le volant ou en dessous de l'écran 20, de sorte que ce dernier peut sélectionner au moins partiellement les modules indicateurs à afficher et choisir le style à leur appliquer.
Le vidéoprojecteur 30 projette l'image ainsi générée via un faisceau lumineux qui vient frapper le miroir de déviation 40 situé à l'arrière du châssis 10. Ce miroir 40 qui présente un coefficient de réflectivité proche de 100 %, renvoie ce faisceau lumineux en direction du châssis 10 de sorte que ce dernier soit centré sur l'axe optique de l'écran 20.
L'utilisation du miroir 40 permet de réduire la profondeur nécessaire au fonctionnement du combiné d'instruments 1. Afin d'améliorer encore la compacité de ce combiné, le vidéoprojecteur 30 sera disposé de préférence en dessous de la traverse de la planche de bord du véhicule ou bien encore au niveau de la casquette le surplombant.
Une partie centrale du faisceau en provenance du miroir 40 passe à travers l'ouverture 14 du châssis 10 et vient frapper l'écran 20 tandis que sa partie périphérique est absorbée entièrement par la paroi de fond 12 du châssis 10.
Plus précisément, il convient de noter que le rapport d'agrandissement entre les dimensions de l'ouverture 14 à l'arrière du châssis 10 et celles de la couche diffusante 25 de l'écran 20, est prédéterminé en fonction de la distance entre cette ouverture 14 et l'écran 20 ainsi qu'en fonction de l'angle de projection du vidéoprojecteur 30, de sorte que la surface de projection sur l'écran 20 de la partie du faisceau lumineux traversant cette ouverture 14 coïncide avec la zone surfacique recouverte par la couche diffusante 25.
La figure 4 illustre la vision qu'offre le combiné d'instruments 1 lorsque qu'il est dans sa configuration de service où le vidéoprojecteur 30 et les deux sources lumineuses périphériques d'ambiance 50 sont activés.
Sur cette figure, on peut constater que l'agencement des modules indicateurs sur l'image générée par le calculateur graphique est prédéterminé de sorte à ce que ces modules soient projetés à l'emplacement voulu sur la couche diffusante 25 en forme de soucoupe de l'écran 20. En particulier, le module indicateur central affichant la vitesse instantanée du véhicule apparaît sous la forme d'un cadran au contour circulaire dont la surface de projection sur la couche diffusante 25 coïncide avec la zone convexe 22 en portion de sphère.
Le conducteur du véhicule visionne ainsi une zone d'affichage incurvée en forme de soucoupe renversée regroupant l'ensemble des modules d'information et qui semble flotter en lévitation au dessus de l'éclairage périphérique d'ambiance provenant des deux sources lumineuses 50.
Selon une première variante de réalisation non représentée, les deux sources lumineuses périphériques d'ambiance ne comportent pas de guides de lumière transparents et sont fixées contre la face externe de la paroi de fond du châssis, ce dernier étant réalisé dans un matériau thermoplastique translucide diffusant. En outre et afin que la portion périphérique du faisceau lumineux atteignant cette paroi de fond ne perturbe pas l'éclairage d'ambiance provenant de ces deux sources, l'image projeté présente alors une zone périphérique particulièrement sombre et peu lumineuse. Dans ce cas de figure, l'effet visuel pour le conducteur du véhicule diffère en ce que l'éclairage périphérique d'ambiance est plus homogène.
Selon une deuxième variante de réalisation non représentée, le combiné d'instruments ne comporte pas de sources lumineuses telles que 50, le châssis étant réalisé dans un matériau translucide diffusant et l'image projetée présentant une zone périphérique lumineuse. L'effet visuel pour le conducteur est alors très proche de celui offert par la première variante mais ici l'éclairage périphérique d'ambiance est produit par la portion périphérique du faisceau du vidéoprojecteur 30 atteignant la paroi de fond du châssis. Selon une troisième variante de réalisation non représentée, le combiné d'instruments ne comporte pas de sources lumineuses telles que 50, le châssis demeurant opaque et non diffusant. Dans ce cas de figure, le conducteur du véhicule visionne toujours une zone d'affichage incurvée en forme de soucoupe regroupant l'ensemble des modules d'information mais qui semble ici flotter en lévitation au dessus de la paroi de fond du châssis.
Selon encore d'autres variantes de réalisation non représentées :
- le substrat 21 est réalisé dans un matériau thermoplastique différent du PMMA, tel que par exemple le polycarbonate qui présente également une excellente transparence et dispose d'une meilleure résistance mécanique que le PMMA mais dont la sensibilité aux rayures est plus importante ;
- le combiné d'instruments ne comporte pas de miroir de déviation tel que 40 afin de simplifier les réglages et de réduire les coûts de revient, ou à contrario ce dernier en comporte plusieurs afin d'améliorer encore sa compacité ; et/ou
- le dépôt de la couche diffusante 25 sur le substrat est effectué par d'autres méthodes connues telles que l'adhésivage d'un film autocollant, la sérigraphie, l'enduction de peinture, la pulvérisation ou encore le « spin-coating ».
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais elle englobe toute autre variante d'exécution. En particulier, la forme et la taille de la couche diffusante, celles de l'écran ainsi que sa courbure peuvent être différentes de celles qui viennent d'être décrites pour le combiné d'instruments 1. L'invention permet ainsi, par le simple apport de quelques modifications mineures à une version de base (les éléments non visibles du combiné d'instruments tels que le vidéoprojecteur et le miroir restant identiques), d'offrir à faible coût une grande diversité de modèles de combinés d'instruments esthétiquement très différents les uns des autres. Il est notamment envisageable de proposer de tels combinés d'instruments présentant des affichages de grande dimensions et ce pour un surcoût peu important, contrairement aux combinés actuels dont le prix de revient augmente de façon exponentielle avec la taille de la dalle d'affichage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte :
- un écran de rétroprojection (20) formé par un substrat transparent (21) incurvé et par une couche mince diffusante (25) recouvrant la face arrière dudit substrat (21), à l'exception d'une zone périphérique (23) non recouverte ;
- un châssis (10) comportant un cadre support (11) pour ledit écran (20) ;
- un vidéoprojecteur (30) permettant de projeter depuis l'arrière et en direction dudit châssis (10) supportant l'écran, une image numérique générée par un calculateur graphique et représentant une multitude de modules indicateurs à destination du conducteur dudit véhicule ;
- ledit châssis (10) comportant en outre une paroi de fond (12) s'étendant vers l'arrière et dans le prolongement dudit cadre support (11), ladite paroi de fond (12) présentant une forme d'entonnoir centrée sur l'axe optique dudit écran (20) et se rétrécissant jusqu'à une ouverture (14) de forme identique à celle de la couche diffusante (25) mais de dimensions réduites,
- le rapport d'agrandissement entre ladite ouverture (14) et ladite couche diffusante (25), étant prédéterminé en fonction de la distance entre cette ouverture (14) et l'écran (20) ainsi qu'en fonction de l'angle de projection du vidéoprojecteur (30), de sorte que la surface de projection sur l'écran (20) de la partie du faisceau lumineux traversant ladite ouverture (14) coïncide avec la zone surfacique du substrat (21) recouverte par la couche diffusante (25).
2. Combiné d'instruments selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une source lumineuse d'ambiance (50) située à l'arrière dudit écran (20), au niveau du pourtour périphérique de ladite paroi de fond (12) du châssis (10).
3. Combiné d'instruments selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit châssis (10) est réalisé dans un matériau opaque non diffusant, ledit combiné comportant en outre une pluralité de sources lumineuses d'ambiance (50) fixées contre la face interne de ladite paroi de fond (12).
4. Combiné d'instruments selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit châssis (10) est réalisé dans un matériau translucide diffusant.
5. Combiné d'instruments selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de sources lumineuses périphériques d'ambiance (50) fixées contre la face externe de ladite paroi de fond (12).
6. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à
5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant audit conducteur du véhicule de modifier au moins partiellement la configuration d'affichage de ladite image numérique projetée sur l'écran (20).
7. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à
6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un miroir de déviation (40) apte à renvoyer le faisceau lumineux issu du vidéoprojecteur (30) en direction dudit châssis (10).
8. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que ledit écran (20) présente, dans sa partie centrale, une zone convexe (22) définissant une portion de sphère, et en ce que ladite image projetée comprend un module indicateur central au contour circulaire dont la surface de projection sur ledit écran (20) coïncide avec ladite zone convexe (22).
9. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que ledit vidéoprojecteur (30) est un modèle miniature de type pico ou mini-projecteur offrant une luminosité d'au moins 500 lumens et un contraste supérieur ou égal à 10000:1.
10. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à
9, caractérisé en ce que ledit substrat (21) est réalisé dans un polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et présente une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015040339A3 (fr) * 2013-09-23 2015-06-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile

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