Brevet FR2973548A1 — publié le 20121005

Dispositif d'affichage pour véhicule automobile Domaine technique de l'invention La présente invention concerne une plaque transparente destinée à être placée devant un dispositif d'affichage. La présente invention concerne également une dalle tactile comportant une telle plaque transparente et permettant de réaliser des commandes par simple contact avec l'écran. La présente invention concerne un module de commande et d'affichage pour véhicule automobile comportant une telle plaque transparente. Il est connu de munir les véhicules automobiles, par exemple dans une zone centrale de leur planche de bord, d'un module de commande et d'affichage permettant d'afficher des informations et de commander des fonctions de climatisation, d'un système audio, d'un système de téléphonie, d'un système multimédia ou encore d'un système de navigation. La figure 1 a représente une vue schématique de face d'un module 10 pour véhicule automobile. Le module 10 comporte un écran d'affichage 2, pour l'affichage des données d'information ou de commande, une dalle tactile transparente 3 recouvrant l'écran d'affichage 2 et présentant au moins une surface de commande 4 pour la saisie de commande par un utilisateur par de simples contacts avec l'écran, et un boîtier 6 dans lequel sont logés l'écran d'affichage 2 et la dalle tactile 3. L'écran d'affichage 2 et la dalle tactile 3 permettent ainsi la saisie de commande et l'affichage de données correspondantes. En complément de l'écran d'affichage 2, et en bordure de celui-ci, le module 10 peut également comporter des zones de commande tactile 5 adaptées pour être rétro éclairée par une source lumineuse 7 (figure 1 b). Le rétroéclairage des zones de commande tactile 5 permet alors de simuler des boutons de commande pouvant être visualisés en conduite de jour ou de nuit. De tels boutons de commande sont réalisés par l'ajout d'un film opaque 8 au dessus de la dalle tactile 3, le film opaque comportant des pictogrammes, transparents ou translucides au dessus des zones de commande tactile 5 apte à laisser passer un faisceau lumineux contrairement au reste du film opaque. En regard des zones de commande tactile 5 et en face arrière de la dalle tactile 3, les pictogrammes transparents sont éclairés de manière homogène par une source lumineuse diffuse 7, par exemple par une ou plusieurs diodes électroluminescentes (DEL en abrégé) implantées dans un support de type carte électronique 9 et éventuellement guidé par une boîte à lumière ou encore par un guide de lumière (non représenté). La source de lumière 7 étant diffuse, elle forme un large faisceau de rayons lumineux 12 comportant des rayons lumineux de forte inclinaison par rapport à la normale de la source lumineuse. A cet effet, des rayons incidents 12i arrivent en premier au niveau de l'interface de la dalle tactile 3 (formant un premier dioptre) avec un angle d'incidence tel que les rayons réfractés 12r à l'intérieur de la dalle tactile ont un angle supérieur à l'angle de réflexion totale les empêchant de franchir le second dioptre formé par la seconde interface de la dalle tactile 3 avec l'air ambiant. Une partie des rayons lumineux se propagent alors à l'intérieur de la dalle tactile transparente 3 formant un flux lumineux de fuite, et peuvent être réfractés sans maîtrise à l'extérieur de la dalle tactile par la présence de défauts ou d'impuretés sur la dalle tactile 3. Dans certaines conditions, par exemple de nuit et lorsque l'écran d'affichage 2 est éteint, ces fuites de lumière non maîtrisées peuvent occasionner un éclairage perturbateur et non voulu du module de commande et d'affichage, gênant la perception de l'utilisateur des différentes commandes et des différents affichages du module 10. D'autre part, ces fuites de lumières dégradent la perception qualitative de ce type d'installation tactile vis-à-vis des utilisateurs. Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre au moins un des inconvénients précédemment mentionnés. A cette fin l'invention propose une plaque transparente comportant une face supérieure et une face inférieure, ladite face supérieure étant destinée à être orientée vers l'utilisateur et ladite face inférieure étant destinée à être orientée vers une source lumineuse, ladite face supérieure étant destinée à être occultée par un moyen de masquage rendant opaque au moins une partie de ladite plaque transparente, ladite plaque transparente étant destinée à recevoir un flux lumineux sur sa face inférieure, une partie de ce flux lumineux se propageant par réflexion dans l'épaisseur de ladite plaque pour former un flux lumineux de fuite, ladite plaque transparente étant caractérisée en ce qu'elle comporte sur sa face inférieure des moyens localisés au moins sur une zone, lesdits moyens permettant de réduire l'intensité du flux lumineux de fuite lors de son passage de part et d'autre de ladite zone. Grâce à l'invention, le flux lumineux de fuite se propageant à l'intérieur de la plaque transparente est maîtrisé à un endroit déterminé au préalable permettant ainsi d'éviter que celui-ci ne se propage jusque dans une zone non désirée. Ainsi, la plaque transparente selon l'invention permet de s'affranchir du phénomène de fuite de lumière non contrôlée dans la plaque transparente faisant office de guide de lumière occasionnée par l'utilisation d'une source de lumière diffuse, et par la présence d'impureté et/ou de défauts sur la plaque transparente. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, la dalle tactile, selon l'invention, peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : lesdits moyens sont aptes à modifier au moins localement l'un des paramètres de la loi de réfraction à l'une des interfaces de ladite plaque transparente (34), définie par la relation suivante : n, sin(i,) = n2 sin(i2) n, l'indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon incident ; 2973548 i, l'angle d'incidence du rayon incident par rapport à la normale du point d'incidence n2 l'indice de réfraction du milieu extérieur au milieu dans lequel se propage le rayon incident : 5 i2 l'angle de réfraction du rayon réfracté par rapport à la normale du point d'incidence. lesdits moyens sont aptes à modifier au moins localement un des paramètres de la réflexion totale des rayons lumineux se propageant à l'intérieur de ladite plaque transparente, ladite réflexion totale étant 10 définie par la relation : n2 llim = aresin(ni ni l'indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon incident n2 l'indice de réfraction du milieu extérieur au milieu dans lequel 15 se propage le rayon incident : - iiim l'angle limite du rayon incident pour lequel il y a réflexion totale. les moyens sont aptes à modifier le ratio des indices de réfraction au moins au niveau de l'une des interfaces de ladite plaque 20 transparente ; lesdits moyens sont un traitement de la surface de ladite plaque transparente ; ledit traitement de surface est un dépôt de couche mince ; ledit traitement de surface est une peinture opaque ; 25 lesdits moyens sont aptes à modifier au moins localement la normale à la surface du milieu dans lequel se propage le rayon incident ; ledit traitement de surface est un traitement de surface mécanique apte à modifier la rugosité de ladite dalle tactile ; ladite plaque transparente est en verre et/ou en matière plastique. 30 L'invention a également pour objet une dalle tactile caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une plaque transparente selon l'invention. Selon un mode de réalisation avantageux, ladite dalle est une dalle tactile capacitive ou résistive. L'invention a également pour objet un dispositif d'affichage caractérisé en ce qu'il comporte un écran d'affichage recouvert par une plaque transparente selon l'invention ou par une dalle tactile selon l'invention. L'invention a également pour objet un module de commande et d'affichage destiné à être logé dans une planche de bord d'un véhicule automobile, ledit module étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaque transparente selon l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, le module comporte : une source lumineuse : un moyen de masquage rendant opaque au moins une partie de ladite plaque transparente et comportant au moins une zone transparente apte à être éclairée par ladite source lumineuse, ledit moyen de masquage étant placé au dessus de ladite plaque transparente. Selon un mode avantageux de l'invention, ledit moyen de masquage est positionné sur ladite face supérieure de ladite plaque transparente. Selon un mode avantageux de l'invention, le module ladite plaque transparente constitue un élément d'une dalle tactile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux différentes figures annexées : la figure la illustre une vue schématique de face d'un module de commande et d'affichage de véhicule automobile muni d'une dalle tactile connue ; la figure 1 b illustre une vue schématique en coupe selon un plan A-A du module de commande et d'affichage illustrée à la figure la ; la figure 2 illustre une vue schématique en coupe d'un premier exemple de réalisation d'un module de commande et d'affichage de véhicule automobile muni d'une dalle tactile comportant une plaque transparente selon l'invention ; la figure 3 illustre une vue schématique détaillée d'un second exemple de réalisation d'un module de commande et d'affichage de véhicule automobile muni d'une dalle tactile comportant une plaque transpartente selon l'invention. Description des formes de réalisation préférées de l'invention Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références. Les figures la et 1 b ont déjà été décrites précédemment en référence à la présentation générale de l'invention. En référence à la figure 2, un module de commande et d'affichage 20 de véhicule automobile selon l'invention comporte un écran d'affichage 22, pour l'affichage des données d'information ou de commande, une dalle tactile transparente 30 recouvrant l'écran d'affichage 22 et présentant au moins une surface de commande 24 pour la saisie de commande par un utilisateur par de simples contacts avec l'écran, et un boîtier (non représenté) dans lequel sont logés l'écran d'affichage 22 et la dalle tactile 30. Le module de commande et d'affichage 20 est destiné à être logé dans un tableau de bord de véhicule automobile, permettant ainsi à un utilisateur de visualiser facilement les informations affichées sur cet écran ainsi que d'interagir avec le module par contact tactile. L'écran d'affichage 22 est par exemple un écran TFT (utilisant la 25 technologie de couches minces de transistor ou « Thin Film Transistor » en langue anglaise). La dalle tactile 30 comporte en outre une zone de commande tactile 25 rétroéclairée par exemple par une source lumineuse 27 diffusant un faisceau lumineux diffus 32, par exemple par une ou plusieurs diodes 30 électroluminescentes (DEL en abrégé) implantées dans un support de type carte électronique 29, le faisceau étant guidé dans une boîte à lumière 31. Le rétroéclairage de la zone de commande tactile 25 permet de simuler un bouton de commande pouvant être visualisé aussi bien en conduite de jour qu'en conduite de nuit. A cet effet, le module 20 comporte un film opaque 28 positionné sur la dalle tactile 30 et étendu sur au moins une partie de la dalle tactile 30, notamment au niveau de la zone de commande tactile 25. Le film opaque 28 comporte des pictogrammes 33, transparents ou translucides positionnés au niveau de la zone de commande tactile 25 et préférentiellement en regard de la source lumineuse 27, lesdits pictogrammes 33 transparents étant aptes à laisser passer le faisceau de lumière 32 émis par la source lumineuse 27. La dalle tactile 30 est une dalle transparente pouvant être de technologie résistive, capacitive, infrarouge, FTIR (pour Frustrated Total Internai Reflection en langue anglaise), NFI (pour Near Field Imaging en langue anglaise), à jauges de contrainte, à ondes de surface. Quelle que soit la technologie de la dalle tactile utilisée, la dalle tactile 30 permet de déterminer les coordonnées du point où l'utilisateur appuie avec son doigt sur la surface de commande 24, 25 de la dalle 30. Le déplacement ou l'appui du doigt d'un utilisateur provoque la création d'un signal variant avec la localisation et le déplacement de son doigt au contact de la surface tactile de la dalle 30. Selon l'exemple de réalisation illustré à la figure 2, la dalle tactile 30 est une dalle de type résistive formée par une plaque de verre 34 dont la surface est conductrice, recouverte par un film plastique 35 dont la sous face est conductrice. Les deux couches 34, 35 sont maintenues distantes l'une de l'autre par des cales d'espacement (non représentées). Le module 20 peut également comporter de façon optionnelle une couche supplémentaire de protection 36 en surface, tel qu'un film coloré, fumé, et/ou antireflet, le film antireflet permettant de limiter les effets de brillance ainsi que les empreintes de traces de doigts sur le module de commande et d'affichage 20. La source de lumière 27 étant diffuse, elle forme un large faisceau de rayons lumineux 32 avec notamment des rayons lumineux de forte inclinaison par rapport à la normale de la source lumineuse 27. Un premier dioptre optique A est formé par la surface inférieure 34a de la plaque de verre 34 de la dalle tactile 30, séparant un premier milieu transparent mi, constitué par de l'air présent entre la source lumineuse 27 et la face inférieure 34a de la plaque 34, et un deuxième milieu transparent m2 constitué par le matériau de la dalle tactile 30 (i.e du verre dans notre exemple de réalisation). Les deux milieux mi et m2 ayant un indice de réfraction différent, respectivement ni et n2, et avec n, n2 L'angle limite de réfraction au niveau du dioptre C est donné par la relation : il;,,,c = Arc sin( ) n2 Le faisceau lumineux 32 étant diffus, certains rayons incidents 32i arrivent à la surface 34a de la plaque de verre 34 avec un angle d'incidence i, tel que les rayons réfractés 32t sont alors déviés par le passage du premier dioptre. Ces rayons 32t possèdent un angle i2, par rapport à la normale du deuxième dioptre B, supérieur à l'angle limite de réfraction au-delà duquel, le rayon 32t est totalement réfléchi en rayon 32r à l'intérieur de la plaque en verre 34 (i.e à l'intérieur du milieu m2). Les rayons 32r se réfléchissent également au niveau du dioptre C, le milieu extérieur mi étant également de l'air, l'indice de réfraction du milieu mi est alors inférieur à l'indice de réfraction du verre. Les rayons 32r se propagent donc à l'intérieur de la plaque transparente 34 en verre de la dalle tactile 30. La plaque transparente fait donc office de guide de lumière dans lequel un flux lumineux se propage de manière non limitée. La dalle tactile 30 comporte localement des moyens 40 aptes à modifier un des paramètres de la réflexion partielle ou totale d'un faisceau ou du flux lumineux 32r se propageant à l'intérieur de la plaque transparente 34 en verre. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens 40 sont des moyens aptes à modifier le ratio des indices de réfraction au niveau de l'interface de la plaque transparente 34. L'indice de réfraction n, du milieu extérieur à la plaque transparente est modifié par la réalisation d'un traitement de surface sur la surface inférieure 34a de la plaque transparente 34 remplaçant ainsi l'air par un matériau dont l'indice de réfraction est supérieur à l'indice de l'air. Le traitement de surface est avantageusement un dépôt de couche mince, par exemple une couche mince antireflet. Selon un autre exemple de réalisation avantageux, le traitement de surface est une couche de matière opaque apte à absorber au moins une partie des rayons lumineux. La couche de matière opaque peut être par exemple une couche de peinture noire déposée sur la surface de la plaque transparente 34. Une partie des rayons 32r sont alors absorbés limitant ainsi la quantité de lumière réfléchie à l'intérieur de la plaque transparente 34. Selon un autre exemple de réalisation, l'indice de réfraction du milieu de réfraction peut également être modifié par l'ajout d'un dispositif 50, illustré à la figure 3, constitué par un réceptacle 52 en matière transparente apte à contenir un liquide 51. De façon, similaire à la description précédente, le réceptacle 50 comporte au niveau de sa face inférieure un traitement de surface 53 localisé permettant d'avoir un indice de réfraction différent de l'indice de réfraction de l'air ou permettant de modifier l'angle de réfraction par un traitement de surface mécanique. Le dispositif 50 est positionné au niveau de la face inférieure 34a de la plaque 34 de sorte que le liquide 51 soit directement en contact avec la face inférieure 34a sans présence d'air. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens 40 sont des moyens aptes à modifier l'angle de réfraction théorique déterminé par la loi de Snell-Descartes en fonction de l'angle d'incidence et des indices de réfraction des milieux d'incidence et de réfraction. Pour cela, un traitement de surface mécanique est appliqué sur la surface de la plaque transparente 34 afin de créer localement des micro-aspérités qui dévient les rayons réfractés de leur angle théorique par modification de la normale à la surface. Cette rugosité locale est par exemple un dépoli de la plaque en verre 34. Les moyens 40 sont avantageusement positionnés sur la face inférieure 34a de la plaque transparente 34 afin de réfracter les rayons lumineux 32r à l'intérieur du module de commande et d'affichage 20, évitant ainsi que les rayons lumineux ne perturbent l'utilisateur. Les moyens 40 sont placés en bordure d'une source lumineuse 27 et entre deux zones de commandes distincts 24, 25 ou encore entre deux boutons de commande tactile, afin que le rétroéclairage d'une première zone de commande ne vienne pas perturber une deuxième zone de commande à proximité par des fuites de lumière se propageant à l'intérieur de la dalle tactile. Ainsi, les rayons lumineux, ou flux lumineux de fuite, se propageant à l'intérieur de la plaque transparente 34 sont maîtrisés en minimisant voire en supprimant le phénomène de la réflexion totale à l'intérieur d'une dalle tactile 30 en verre. L'invention a été particulièrement décrite avec une dalle de technologie résistive ; toutefois, l'invention est également applicable à d'autres technologies de dalle tactile, telles que des dalles capacitives. L'invention a été particulièrement décrite avec une dalle tactile formée par une plaque transparente en verre ; toutefois, l'invention est également applicable avec une toute dalle tactile formée par une plaque transparente, quel que soit le matériau de la plaque transparente utilisé. L'invention a été particulièrement décrite en prenant en compte un faisceau lumineux d'une source lumineuse de type LED ; toutefois, la source lumineuse peut également être un écran d'affichage (TFT, OLED, ...) éclairant la dalle tactile, ou encore tout autre type de source lumineuse émettant un flux lumineux en direction d'une dalle tactile transparente.30 REVENDICATIONS1. Plaque transparente (34) comportant une face supérieure (34b) et une face inférieure (34a), ladite face supérieure (34b) étant destinée à être orientée vers l'utilisateur et ladite face inférieure (34a) étant destinée à être orientée vers une source lumineuse (22, 27), ladite face supérieure (34b) étant destinée à être occultée par un moyen de masquage (28) rendant opaque au moins une partie de ladite plaque transparente (34), ladite plaque transparente (34) étant destinée à recevoir un flux lumineux (32) sur sa face inférieure (34a), une partie de ce flux lumineux (32) se propageant par réflexion dans l'épaisseur de ladite plaque (34) pour former un flux lumineux de fuite (32r), ladite plaque transparente (34) étant caractérisée en ce qu'elle comporte sur sa face inférieure (34a) des moyens (40) localisés au moins sur une zone, lesdits moyens (40) permettant de réduire l'intensité du flux lumineux de fuite (32r) lors de son passage de part et d'autre de ladite zone. 2. Plaque transparente (34) selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens (40) sont aptes à modifier au moins localement l'un des paramètres de la loi de réfraction à l'une des interfaces de ladite plaque transparente (34), définie par la relation suivante : ni sin(il) = n2 sin(i2 ) ni l'indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon incident ; il l'angle d'incidence du rayon incident par rapport à la normale du point d'incidence n2 l'indice de réfraction du milieu extérieur au milieu dans lequel se propage le rayon incident : i2 l'angle de réfraction du rayon réfracté par rapport à la normale du point d'incidence. 3. Plaque transparente (34) selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits moyens (40) sont aptes à modifier au moins localement un des paramètres de la réflexion totale des rayons lumineux se propageant à l'intérieur de ladite plaque transparente (34), ladite réflexion totale étant définie par la relation : n2 = aresm(? ) ;m n, n, l'indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon incident ; n2 l'indice de réfraction du milieu extérieur au milieu dans lequel se propage le rayon incident: Ç, l'angle limite du rayon incident pour lequel il y a réflexion totale. 4. Plaque transparente (34) selon l'une des revendications 1 à 3 15 caractérisée en ce que les moyens (40) sont aptes à modifier le ratio des indices de réfraction à au moins l'une des interfaces de ladite plaque transparente (34). 5. Plaque transparente (34) selon la revendication 4 caractérisée en ce 20 que lesdits moyens (40) sont un traitement de la surface de ladite plaque transparente (34). 6. Plaque transparente (34) selon la revendication 5 caractérisée en ce que ledit traitement de surface est un dépôt de couche mince. 7. Plaque transparente (34) selon la revendication 5 caractérisée en ce que ledit traitement de surface est une peinture opaque. 8. Plaque transparente (34) selon l'une des revendications 1 à 3 30 caractérisée en ce que lesdits moyens (40) sont aptes à modifier au moins localement la normale à la surface du milieu dans lequel se propage le rayon incident. 25 9. Plaque transparente (34) selon la revendication 8 caractérisée en ce que ledit traitement de surface est un traitement de surface mécanique apte à modifier la rugosité de ladite dalle tactile (30). 10. Plaque transparente (34) selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que ladite plaque transparente (34) est en verre et/ou en matière plastique. 10 11. Dalle tactile (30) caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une plaque transparente (34) selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Dalle tactile (30) selon la revendication 11 caractérisée en ce que ladite dalle est une dalle tactile capacitive ou résistive. 13. Dispositif d'affichage caractérisé en ce qu'il comporte un écran d'affichage (22) recouvert par une plaque transparente (34) selon l'une des revendication 1 à 10 ou par une dalle tactile (30) selon l'une des revendications 11 à 12. 20 14. Module de commande et d'affichage (20) destiné à être logé dans une planche de bord d'un véhicule automobile, ledit module étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaque transparente (34) selon l'une des revendications 1 à 10. 15. Module de commande et d'affichage (20) selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il comporte : une source lumineuse (22, 27) : un moyen de masquage (28) rendant opaque au moins une partie de ladite plaque transparente (34) et comportant au moins une zone transparente (33) apte à être éclairée par ladite source lumineuse (22, 27), ledit moyen de masquage (28) étant placé au dessus de ladite plaque transparente (34). 15 25 30 16. Module de commande et d'affichage (20) selon la revendication 15 caractérisé en ce que ledit moyen de masquage (28) est positionné sur ladite face supérieure (34b) de ladite plaque transparente (34). 17. Module de commande et d'affichage (20) selon l'une des revendications 14 à 16 caractérisé en ce que ladite plaque transparente (34) constitue un élément d'une dalle tactile (30).