Brevet FR2977330A1 — publié le 20130104

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément optique, notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile. La présente invention concerne également un élément optique, notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile, et également un dispositif d'affichage, notamment pour véhicules automobiles. Des dispositifs d'affichage conçus selon le principe de la vision à tête haute sont 10 utilisés de manière courante depuis quelques années dans le domaine des véhicules automobiles. Les dispositifs d'affichage à vision tête haute permettent de projeter une information dans le champ de vision de l'espace devant le véhicule automobile afin que le 15 conducteur du véhicule automobile puisse lire cette information sans quitter des yeux l'espace devant le véhicule automobile. En même temps, l'information peut être lue sans modification de l'accommodation des yeux du conducteur du véhicule automobile. Pour obtenir la projection de l'information dans le champ de vision de l'espace 20 devant le véhicule automobile, certains dispositifs d'affichage utilisent le pare-brise. Un tel dispositif semble à priori avantageux, notamment en ce qui concerne le nombre de composantes nécessaires. Toutefois, l'inclinaison due pare-brise ou de toute autre vitre dans un véhicule automobile répond a des critères aérodynamiques ou de stabilité/résistance mécanique du véhicule automobile et ne présente ainsi pas systématiquement un angle 25 d'inclinaison avantageux pour le positionnement de l'affichage dans le champ de vision du conducteur du véhicule automobile. Pour cette raison, certains véhicules automobiles ont été équipés de dispositifs à vision à tête haute comportant une lame réfléchissante indépendante. 30 Pour être utilisé de telle manière, un élément optique, servant de lame escamotable dans un dispositif d'affichage dans un véhicule automobile, doit présenter des caractéristiques optiques telles que l'élément optique soit au moins partiellement réfléchissant et/ou au moins partiellement transparent. De telles caractéristiques optiques peuvent être réalisées par l'intermédiaire de couches fonctionnelles, notamment 35 réfléchissantes ou anti-réfléchissantes (permettant ou augmentant la transmission de la lumière à travers l'élément optique). Un élément optique selon la présente invention peut aussi être appelé un disque ou une lame ou alors combineur (en anglais: "combiner") car il superpose (ou combine) des informations optiques du champ de vision de l'espace devant le véhicule automobile avec les informations du dispositif d'affichage. Un tel élément optique est normalement fabriqué par un processus de formage à trois dimensions, notamment par un processus de thermoformage, par exemple par moulage par injection. De tels procédés de fabrication d'un élément optique en trois dimensions sont généralement connus. 10 Un inconvénient d'un tel procédé consiste dans le fait que, selon l'état de la technique, les procédés de fabrication des éléments optiques prévoient normalement une étape de fraisage au moins d'une surface de bord de l'élément optique. Une telle étape de modification de la surface de l'élément optique, notamment de la surface de bord de 15 l'élément optique, représente une partie considérable des coûts de fabrication de l'élément optique. La présente invention a notamment pour but de pallier aux inconvénients de l'art connu, et notamment ceux cités ci-dessus, et a également pour but de proposer un procédé de fabrication d'un élément optique, notamment un élément optique pour réaliser une lame 20 escamotable à l'usage dans un véhicule automobile, qui permet de réduire non seulement les coûts de fabrication de l'élément optique, mais aussi le temps requis pour la fabrication de l'élément optique. Un autre but de la présente invention concerne un élément optique, notamment 25 un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile. Suivant l'invention, ce but est atteint par un procédé de fabrication d'un élément optique, notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans 30 un véhicule automobile, l'élément optique ayant en état final une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique, l'élément optique étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: - - une première surface principale, - - une deuxième surface principale, et 35 -- une surface de bord de l'élément optique, le procédé de fabrication de l'élément optique comprenant les étapes suivantes: - - pendant une première étape du procédé, le formage de l'élément optique pour donner à5 l'élément optique sa forme finale à trois dimensions en ce qui concerne la première surface principale, la deuxième surface principale, et la surface de bord de l'élément optique, -- pendant une deuxième étape du procédé, le nettoyage d'au moins une des surfaces de l'élément optique, -- pendant une troisième étape du procédé, la déposition d'une couche fonctionnelle sur la première surface principale et/ou la deuxième surface principale. Avec un tel procédé de fabrication, il est avantageusement possible de réaliser la fabrication de l'élément optique de manière plus simple et moins coûteuse, notamment en évitant une étape de fraisage de la région de bord de l'élément optique (ou de la surface de bord de l'élément optique). Par ailleurs, il est avantageusement possible selon la présente invention de réaliser la fabrication de l'élément optique avec moins de coûts d'investissement car au moins une étape de la fabrication peut être évitée. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu que la troisième étape du procédé comprend la déposition de la couche fonctionnelle à l'aide d'un processus de déposition de la couche fonctionnelle appliqué sous vide. Un perfectionnement préféré de l'invention réside encore dans le fait que le formage de l'élément optique pendant la première étape du procédé est effectuée par thermoformage. 25 Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu que le formage de l'élément optique pendant la première étape du procédé est effectuée par moulage par injection. Un perfectionnement préféré de l'invention réside également dans le fait que le 30 formage de l'élément optique pendant la première étape du procédé est effectuée par un processus d'emboutissage et/ou par un processus d'extrusion. Par de telles réalisations du procédé de fabrication, il est avantageusement possible selon la présente invention de définir la forme tridimensionnelle de l'élément optique 35 de manière la plus libre et la plus adaptée aux besoins fonctionnels de l'application de l'élément optique, notamment dans un véhicule automobile.20 Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu que la surface de bord de l'élément optique n'est plus modifié après la première étape du procédé. Par ailleurs, il est préféré selon la présente invention que la surface de bord de l'élément optique est prévue ayant un grainage prédéterminé ou une rugosité prédéterminée (ou ayant un grain de surface prédéterminé). Le grainage ou la rugosité peut être exprimé à travers des valeurs VDI, ce qui correspond à une échelle de le rugosité VDI (VDI = Verein Deutscher Ingenieure, en français: Association allemande des ingénieurs), qui correspond à des valeurs de rugosité mesurée en micromètres pour différentes classes de surfaces : on parle de "Rugosité moyenne arithmétique" ou valeur "Ra". La correspondance étant donnée comme suit: VDI 10 : 0.32 pm; VDI 12 : 0.4 pm; VDI 15 : 0.56 pm; VDI 18 : 0.8 pm; VDI 21 : 1.12 pm; VDI 22 : 1.26 pm; VDI 24 : 1.6 pm; VDI 27 : 2.24 pm; VDI 30 : 3.15 pm; VDI 33 : 4.5 pm; VDI 36 : 6.3 pm; VDI 39 : 9 pm; VDI 42 : 12.5 pm; VDI 45 : 18 pm. Selon la présente invention, il est préféré d'utiliser des grainages (ou des rugosités) de la surface de bord selon la classe (ou norme) VDI 27 (Ra 2.24um) jusqu'à la norme VDI 36 (Ra 6.3um). Un perfectionnement préféré de l'invention réside également dans le fait que 20 l'élément optique est un élément en matière plastique, de préférence en matière thermoplastique. La présente invention concerne également un élément optique, notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile, 25 l'élément optique ayant en état final une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique, l'élément optique ayant une forme étendue comprenant l'élément optique étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et 30 -- une surface de bord de l'élément optique, l'élément optique étant obtenu selon un procédé selon la présente invention. Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu que la surface de bord de l'élément optique comprend au moins une partie en forme 35 convexe, c'est à dire courbée vers l'extérieur. Ainsi, il est avantageusement possible, selon la présente invention, que les surfaces de bord (c'est à dire les surfaces qui ne sont pas les surfaces principales de l'élément optique qui est généralement étendu le long d'un plan d'extension principale) ne provoquent pas de perturbation du comportement optique de l'élément optique dans son utilisation pratique. La présente invention concerne également un dispositif de fabrication d'un élément optique selon la présente invention, à l'aide duquel l'élément optique est formé à trois dimensions ce qui est le résultat d'une étape de formage de l'élément optique, l'élément optique étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: - - une première surface principale, - - une deuxième surface principale, et - - une surface de bord de l'élément optique, le dispositif de fabrication de l'élément optique étant prévu en sorte que lors du formage de 15 l'élément optique, à celui-ci est conféré sa forme finale à trois dimensions en ce qui concerne la première surface principale, la deuxième surface principale, et la surface de bord de l'élément optique. Un tel dispositif de fabrication d'un élément optique peut - par exemple - être un 20 outil de formage, notamment à l'aide d'un processus de moulage par injection. Par ailleurs, la présente invention concerne également un dispositif d'affichage, notamment pour véhicule automobile, comprenant un module de projection pour générer une image en vue d'une projection dans la direction normale de regard d'un utilisateur du 25 dispositif d'affichage selon un chemin optique, le dispositif d'affichage comprenant un élément optique, l'élément optique ayant une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et -- une surface de bord de l'élément optique, 30 l'élément optique ayant, en état final, une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique, l'élément optique étant obtenu selon un procédé selon la présente invention. Selon un autre mode de réalisation préféré selon la présente invention, il est 35 prévu que l'élément optique est susceptible d'être déplacé entre une première position de repos et une deuxième position d'affichage, l'élément optique dans sa position d'affichage étant prévu dans la direction normale de regard de l'utilisateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec 10 référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique de coupe d'un dispositif de fabrication d'un élément optique selon la présente invention, 15 la figure 2 est une vue schématique de coupe d'un dispositif de nettoyage et/ou de déposition d'une couche sur une surface de l'élément optique, la figure 3 est une vue schématique de coupe d'un dispositif à ultrasons pour nettoyer l'élément optique selon la présente invention, la figure 4 est une vue schématique de coupe d'un dispositif de déposition sous vide d'une couche fonctionnelle sur au moins une surface de l'élément optique selon la présente invention, et 25 la figure 5 est une vue schématique de perspective de données trois-dimensionnelles pour effectuer un test des propriétés de l'élément optique selon la présente invention. 30 DESCRIPTION DES DESSINS Comme le montrent les figures 1 à 5 des dessins annexés, un élément optique 1 35 est susceptible d'être fabriqué de manière simple et efficace grâce à un procédé de fabrication selon la présente invention. 20 L'élément optique 1 est - par exemple - utilisé en tant qu'élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile. De tels éléments optiques sont notamment utilisés dans les véhicules automobiles qui ont un dispositif d'affichage comprenant un module de projection pour générer une image en vue d'une projection dans la direction normale de regard d'un utilisateur du dispositif d'affichage. De manière générale, l'élément optique a une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et -- une surface de bord de l'élément optique. Selon le procédé de fabrication selon la présente invention, l'élément optique 1 a une forme à trois dimensions qui est le résultat d'une étape de formage de l'élément optique 1, l'élément optique étant obtenu selon un procédé comprenant les étapes suivantes: -- pendant une première étape du procédé, le formage de l'élément optique 1 pour donner à l'élément optique 1 sa forme finale à trois dimensions en ce qui concerne la première surface principale, la deuxième surface principale, et la surface de bord de l'élément optique 1, -- pendant une deuxième étape du procédé, le nettoyage d'au moins une des surfaces de l'élément optique 1, -- pendant une troisième étape du procédé, la déposition d'une couche fonctionnelle sur au moins la première surface principale et/ou au moins la deuxième surface principale. La première étape du procédé selon la présente invention est représentée dans la figure 1 qui montre une vue schématique de coupe d'un dispositif de fabrication 2 d'un élément optique 1 selon la présente invention. Le dispositif de fabrication 2 est, par exemple, prévu en tant que dispositif de moulage par injection d'un matériau plastique. Un tel matériau plastique peut être, de préférence, thermoformé. Le dispositif de fabrication 2 comprend un cylindre 2.1, un convoyer à vis 2.2, une trémie de chargement 2.3, un injecteur 2.4, et un outil de moulage 2.5 en deux parties, comprenant une première partie 2.5.1 et une deuxième partie 2.5.2. Des granulés 3 en matière plastique sont fournies au dispositif de fabrication 2 par l'intermédiaire de la trémie de chargement 2.3 et transportés par l'intermédiaire du convoyer à vis 2.2 dans le cylindre 2.1 du dispositif de fabrication 2. À travers l'action du convoyer à vis 2.2 et également par l'intermédiaire du cylindre 2.1 qui est chauffé, les granulés 3 sont chauffés également pour constituer une fonte du matériau plastique à la pointe du convoyer à vis 2.2 dans le cylindre 2.1. Dans une phase d'injection, le convoyer à vis 2.2 est mis sous pression (soit de manière mécanique, soit de manière hydraulique, soit par une combinaison des deux) de telle sorte à ce que la fonte de la matière plastique (c'est à dire les granulés 3 sous leur forme de fonte) soit poussée, par l'application d'une pression comparativement haute et à travers de l'injecteur 2.4, dans une cavité 2.6 entre les deux parties 2.5.1, 2.5.2 de l'outil de moulage 2.5 du dispositif de fabrication 2. La cavité 2.6 entre les deux parties 2.5.1, 2.5.2 de l'outil de moulage 2.5 (dans sont état fermé) du dispositif de fabrication 2 est prévu de manière à conférer à l'élément optique 1 sa forme finale avec notamment des surfaces de bord de l'élément optique 1 de telle manière que celles-ci ont leur forme finale, notamment ayant des bords en forme convexe. De par une telle étape de formage de l'élément optique 1, il est possible d'éviter l'étape de fraisage des bords de l'élément optique 1. En dépendance de la forme souhaitée de l'élément optique 1, l'outil de moulage 2.5 (et ses deux parties 2.5.1, 2.5.2) est prévu pour définir une cavité 2.6 telle qu'à conférer à l'élément optique 1, issue de l'étape de formage, des surfaces de bord comprenant des courbures ayant un radius, par exemple, entre 1 mm et 10 mm, c'est à dire par exemple de 1 mm ou de 2 mm ou de 3 mm ou de 4 mm ou de 5 mm ou de 6 mm ou de 8 mm ou de 10 mm. Les parties 2.51, 2.5.2 de l'outil de moulage 2.5 sont notamment formées telles qu'elle définissent la cavité 2.6 dans leur état fermé de telle manière que le risque de formation de bavures soit réduit, par exemple par l'intermédiaire de prévoir les formes des première et deuxième partie 2.5.1, 2.5.2 de l'outil de moulage 2.5 de manière étroitement jointive. La surface de bord de l'élément optique selon la présente invention comporte de préférence un grainage prédéterminé ou une rugosité prédéterminée (ou un grain de surface prédéterminé). Par exemple, il est préféré d'utiliser des grainages sur la surface de bord de l'élément optique: -- selon la classe (ou norme) VDI 27 (Ra 2.24um) jusqu'à la norme VDI 36 (Ra 6.3um). Par ailleurs, l'étape de formage de l'élément optique 1 peut aussi être réalisée par l'intermédiaire d'un autre processus de formage, notamment par un processus de thermoformage, par emboutissage et/ou par extrusion. La figure 2 montre une deuxième étape du procédé de fabrication selon la présente invention. Dans cette étape, l'élément optique 1 (sortant du dispositif de fabrication 2) est nettoyé sur au moins une des surfaces de l'élément optique 1. La deuxième étape peut également comprendre une étape de déposition (notamment par immersion dans un dispositif d'immersion 4) d'une couche fonctionnelle. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, l'élément optique 1 peut également être traité, pendant la deuxième étape de fabrication, par l'intermédiaire d'un autre processus de nettoyage et/ou de déposition. La figure 3 montre une autre étape de fabrication de l'élément optique 1 qui prévoit un nettoyage de l'élément optique 1 dans un bain dans un dispositif à ultrasons 5. Le dispositif à ultrasons 5 comprend un réservoir 5.1 qui contient, par exemple, de l'eau 6 qui est, par exemple, distillée ou ionisée. Dans le réservoir 5.1, un générateur à 20 ultrasons 5.2 génère des ondes ultrason à l'aide desquelles, l'élément optique 1 est nettoyé. La figure 4 montre une troisième étape de fabrication de l'élément optique 1 à l'aide d'un dispositif de déposition 7 sous vide d'une couche fonctionnelle sur au moins une surface de l'élément optique 1 selon la présente invention. Les couches fonctionnelles sont 25 notamment des couches optiques qui confèrent des propriétés réfléchissantes ou anti- réfléchissantes aux surfaces traitées. La figure 5 montre une autre étape de vérification pour contrôler les caractéristiques notamment la qualité du formage trois-dimensionnel de l'élément optique 30 Des propriétés optiques de l'élément optique 1 sont contrôlées à l'aide de données trois- dimensionnelles. 35 5 10 15 25 30 35 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un élément optique (1), notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile, l'élément optique (1) ayant en état final une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique (1), l'élément optique (1) étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: - - une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et - - une surface de bord de l'élément optique (1), le procédé de fabrication de l'élément optique (1) comprenant les étapes suivantes: - - pendant une première étape du procédé, le formage de l'élément optique (1) pour donner à l'élément optique (1) sa forme finale à trois dimensions en ce qui concerne la première surface principale, la deuxième surface principale, et la surface de bord de l'élément optique (1), - - pendant une deuxième étape du procédé, le nettoyage d'au moins une des surfaces de l'élément optique (1), - - pendant une troisième étape du procédé, la déposition d'une couche fonctionnelle sur la première surface principale et/ou la deuxième surface principale. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième étape du procédé comprend la déposition de la couche fonctionnelle à l'aide d'un processus de déposition de la couche fonctionnelle appliqué sous vide. 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le formage de l'élément optique (1) pendant la première étape du procédé est effectuée par thermoformage. 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le formage de l'élément optique (1) pendant la première étape du procédé est effectuée par moulage par injection. 105. 6. 7. 8. _15 20 25 9. 10. 30 35Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le formage de l'élément optique (1) pendant la première étape du procédé est effectuée par un processus d'emboutissage. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de bord de l'élément optique (1) n'est plus modifié après la première étape du procédé. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément optique (1) est un élément en matière plastique, de préférence en matière thermoplastique. Élément optique (1), notamment un élément optique pour réaliser une lame escamotable à l'usage dans un véhicule automobile, l'élément optique (1) ayant en état final une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique (1), l'élément optique (1) ayant une forme étendue comprenant l'élément optique (1) étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et -- une surface de bord de l'élément optique (1), l'élément optique (1) étant obtenu selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. Élément optique (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface de bord de l'élément optique (1) comprend au moins une partie en forme convexe. Dispositif de fabrication (2) d'un élément optique (1) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'à l'aide du dispositif de fabrication, l'élément optique (1) est formé à trois dimensions ce qui est le résultat d'une étape de formage de l'élément optique (1), l'élément optique (1) étant prévu pour avoir une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et -- une surface de bord de l'élément optique (1), le dispositif de fabrication de l'élément optique (1) étant prévu en sorte que lors 11. 15 12. 20 12 2977330 du formage de l'élément optique (1), à celui-ci est conféré sa forme finale à trois dimensions en ce qui concerne la première surface principale, la deuxième surface principale, et la surface de bord de l'élément optique (1). Dispositif d'affichage, notamment pour véhicule automobile, comprenant un module de projection pour générer une image en vue d'une projection dans la direction normale de regard d'un utilisateur du dispositif d'affichage selon un chemin optique, le dispositif d'affichage comprenant un élément optique (1), l'élément optique (1) ayant une forme étendue comprenant: -- une première surface principale, -- une deuxième surface principale, et -- une surface de bord de l'élément optique (1), caractérisé en ce que l'élément optique (1) a, en état final, une forme à trois dimensions étant le résultat d'une étape de formage de l'élément optique (1), l'élément optique (1) étant obtenu selon un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. Dispositif d'affichage selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément optique (1) est susceptible d'être déplacé entre une première position de repos et une deuxième position d'affichage, l'élément optique (1) dans sa position d'affichage étant prévu dans la direction normale de regard de l'utilisateur.