Brevet FR3062093A1 — publié le 20180727

Module d'affichage pour véhicule et habitacle comprenant le module L'invention concerne les véhicules, notamment automobiles, et plus précisément les habitacles de tels véhicules. L'invention concerne également les moyens d'information d'un conducteur d'un véhicule et notamment les modules d'affichage du type à tête haute. Habituellement, un véhicule comprend un tableau de bord qui comporte une portion disposée sous le pare-brise et qui fait face à un siège d'un conducteur du véhicule. Cette portion comprend des indicateurs visuels relatifs à un état de plusieurs systèmes du véhicule. Par exemple, le tableau de bord comprend, entre autres, un indicateur de vitesse instantanée et un indicateur de remplissage du réservoir de carburant. Cependant, lorsqu'un conducteur de véhicule regarde la portion qui comprend les indicateurs visuels, il doit détourner son regard du pare-brise. Ainsi, pour des raisons de sécurité, on peut installer, sur cette portion du tableau de bord, un module d'affichage du type à tête haute. Le module d'affichage comprend un écran qui est disposé en regard du pare-brise et un dispositif de projection. L'écran forme ainsi un support pour un indicateur visuel projeté par le dispositif de projection. Ainsi, le conducteur peut regarder l'écran tout en regardant à travers le pare-brise, ce qui accroît la sécurité d'utilisation du véhicule. Parfois, pour s'assurer que le conducteur a bien noté une information délivrée par l'un des indicateurs, un signal sonore est émis conjointement à l'apparition de l'indication visuelle. Ainsi, un haut-parleur disposé sur le tableau de bord émet une alerte sonore incitant l'utilisateur à consulter l'écran du module d'affichage du type à tête haute. Toutefois, un tel agencement présente l'inconvénient d'être relativement encombrant et de nécessiter la présence d'un élément spécifique, par exemple un haut-parleur, pour émettre le signal sonore. Si l'on utilise un haut-parleur prévu pour une autre fonction, par exemple, la radio du véhicule, lorsqu'il est activé, le regard de l'utilisateur n'est pas dirigé vers l'écran. Ainsi, dans ce cas, le module d'affichage est moins efficace. Un objectif de l'invention est de fournir un module d'affichage, notamment du type à tête haute, efficace et moins encombrant. Pour ce faire, on prévoit selon l'invention un module d'affichage pour un habitacle de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un écran destiné à afficher une image, au moins un organe piézoélectrique porté par l'écran et un dispositif de commande adapté pour commander l'organe piézoélectrique de façon à générer une onde sonore. Ainsi, l'écran participe à l'émission de l'onde sonore. Le module d'affichage est donc peu encombrant et peut alerter le conducteur si une information particulièrement pertinente est affichée par l'écran. De plus, comme l'écran émet l'onde sonore, le regard de l'utilisateur est instinctivement attiré vers celui-ci. 3062093 2 En outre, dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le module d'affichage est du type à tête haute ; on notera cependant que le module 5 d'affichage peut être plus généralement de tout type et notamment être disposé indifféremment dans l'habitacle du véhicule ; - l'organe piézoélectrique est adapté pour faire vibrer l'écran pour générer l'onde sonore ; on génère ainsi une onde sonore de façon simple ; - l'organe piézoélectrique est adapté pour faire vibrer l'écran perpendiculairement à un 10 plan principal de l'écran ; - le dispositif de commande est relié à l'organe piézoélectrique par l'intermédiaire d'un circuit imprimé disposé à une extrémité de l'écran ; on dirige ainsi l'onde sonore vers le siège du conducteur ; - l'organe piézoélectrique est disposé à une extrémité de l'écran ; 15 - le module d'affichage comprend une pluralité d'organes piézoélectriques disposés à l'extrémité de la l'écran et régulièrement répartis ; on fait ainsi vibrer tout l'écran de façon homogène ; - un affichage d'une image est réalisée par projection sur l'écran ; - l'écran est du type diode électroluminescente organique, également connu sous 20 l'acronyme anglais OLED (Organic Light-Emitting Diode) ; - l'écran est du type matrice active à diodes électroluminescentes organiques, également connu sous l'acronyme anglais AMOLED (Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode) ; - notamment lorsque l'écran est du type OLED ou AMOLED, il peut être pris en 25 sandwich entre deux plaques, au moins l'une d'entre elle étant transparente, au moins l'une des deux plaques comprend du plastique ou du verre ; - l'écran peut aussi être formé par une plaque transparente ; on notera que dans la présente demande, on entend par « transparent » un matériau qui présente un taux de transmission de la lumière supérieur ou égal à 60% ; la plaque peut aussi être translucide et 30 présenter également un taux de transmission de la lumière supérieur ou égal à 60%; - la plaque transparente comprend du verre et/ou du plastique ; la plaque transparente peut notamment être formée intégralement en verre ou en plastique ; - le matériau plastique de la plaque peut comprendre en partie ou essentiellement du polycarbonate, également connu sous l'acronyme PC, du poly(méthacrylate de méthyle), 35 connu aussi sous l'acronyme PMMA, ou du polyéthylène téréphtalate, aussi connu sous l'acronyme PET ; - la plaque a une épaisseur comprise entre 0,8 millimètre et 5 millimètres. On prévoit également selon l'invention un habitacle de véhicule comprenant un module d'affichage tel que précédemment décrit. 3062093 3 De plus, dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'écran est disposé dans un plan comprenant sensiblement une direction verticale et 5 une direction horizontale perpendiculaire à une direction d'avancement du véhicule ; - le module d'affichage comprend un pare-brise situé à une distance de l'écran sensiblement égale à NÀ/4, ou À est la longueur d'onde de l'onde sonore dans l'air et N un nombre entier impair ; les ondes sonores réfléchies sur le pare-brise, qui sont déphasées de 1800 par rapport à celles qui vont directement vers le sièges du conducteur, viennent donc 10 se superposer à ces ondes sonores de sorte qu'il n'y a pas de déperdition d'énergie ou pire, de formation d'ondes résultantes d'amplitude nulle. - l'organe piézoélectrique est disposé de façon à être masqué de la vue d'un utilisateur ; la vue de l'utilisateur n'est donc pas perturbée par les organes piézoélectriques et la qualité perçue est accrue. 15 On va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention, à l'aide des figures suivantes : la figure 1 est une vue de face d'un pare-brise et d'un tableau de commande d'un habitacle de véhicule vu depuis un siège conducteur du véhicule, la figure 2 est une vue schématique d'un module d'affichage selon l'invention, 20 la figure 3 est un schéma-bloc illustrant le fonctionnement du module d'affichage, et la figure 4 est une vue schématique en coupe du module d'affichage et d'une portion de l'habitacle. On a représenté à la figure 1 un habitacle 10 de véhicule automobile. Par ailleurs, on notera que l'invention peut être mise en oeuvre dans tout type de véhicule. La vue de la 25 figure 1 illustre l'habitacle 10 vu depuis un siège du conducteur du véhicule. Ainsi, l'habitacle 10 comprend notamment un pare-brise 12, un tableau de bord 14 et un volant 16. En outre, le tableau de bord 14 porte un module d'affichage 18, qui est ici du type à tête haute. Toutefois, le module d'affichage 18 peut être de tout type et être disposé dans d'autre partie de l'habitacle 10, par exemple un accoudoir. Le module d'affichage 18 comprend un 30 dispositif de projection et une plaque transparente 20 qui comprend une portion principale 21 qui s'étend sensiblement dans un plan qui comprend une direction verticale (Z) et une direction horizontale (Y) perpendiculaire à une direction d'avancement (X) du véhicule. De plus, comme on le voit sur la figure 1, la plaque transparente 20 est disposée sur une surface supérieure 22, en référence à la direction verticale (Z), du tableau de bord 14. Ainsi, 35 la plaque transparente 20 est disposée en regard du pare-brise 12. C'est pourquoi, lorsque le conducteur regarde la plaque transparente 20, il voit aussi l'extérieur du véhicule à travers le pare-brise 12. La plaque transparente 20 est en outre apte à afficher une image ou plusieurs images émises par le dispositif de projection afin qu'elles soient visibles par le conducteur. Ainsi, la 3062093 4 plaque transparente 20 forme un écran. Par exemple, la plaque transparente 20 affiche une image 24 relative à une limite de vitesse autorisée ou une image 26 relative à une interdiction de dépasser ou encore une image 28 relative à une route sur laquelle roule le 5 véhicule. Les images 24, 26, 28 occupent une portion de la plaque transparente 20 de sorte que le conducteur distingue également l'extérieur du véhicule derrière la plaque transparente 20 et le pare-brise 12. On va maintenant décrire plus en détail, à l'aide de la figure 2, le module d'affichage 18 du type à tête haute. 10 La portion principale 21 de la plaque transparente 20 est visible par le conducteur. En outre, la plaque transparente 20 comprend une portion d'extrémité inférieure 23, en référence à la direction verticale (Z), qui est disposée sous la surface supérieure 22 du tableau de bord 14 de sorte qu'elle est masquée de la vue du conducteur. Cette portion d'extrémité inférieure 23 s'étend également dans un plan comprenant sensiblement les 15 directions verticale (Z) et horizontale (Y) perpendiculaires à la direction d'avancement (X) du véhicule. En outre, la portion d'extrémité inférieure 23 de la plaque transparente 20 porte une pluralité d'organes piézoélectriques 30 régulièrement répartis le long de la direction horizontale (Y) perpendiculaire à la direction d'avancement (X) du véhicule. Ainsi, cette 20 pluralité d'organes piézoélectriques 30 est aussi masquée de la vue du conducteur. De plus, la portion d'extrémité inférieure 23 de la plaque transparente 20 est fixée, en son extrémité inférieure selon la direction verticale (Z), à un circuit imprimé 32 auquel chaque organe piézoélectrique 30 est électriquement relié. On va maintenant décrire, à l'aide de la figure 3, le fonctionnement du module d'affichage 25 18. Les organes piézoélectriques 30 sont électriquement reliés au circuit imprimé 32. Celui-ci est électriquement relié à un module de commande 34 avec lequel il communique. Le module de commande 34 est électriquement relié avec un système 36 du véhicule. Le système 36 peut être un système de climatisation ou de chauffage, un compteur de vitesse 30 ou un module GPS. Plus généralement, le module de commande 34 peut être relié électriquement à plusieurs systèmes du véhicule et notamment à tous les systèmes du véhicule. En outre, le module de commande 34 peut être électroniquement relié à une unité de commande électronique (UCE), également désignée sous l'acronyme ECU pour Electronic control unit, qui est lui-même électroniquement relié aux systèmes du véhicule et 35 qui est apte à les commander. Ainsi, lorsque l'UCE ou le système 36 détermine qu'il est nécessaire de délivrer au conducteur une alerte pour que celui-ci regarde la plaque transparente 20 afin d'y lire une information, elle ou il transmet l'information au module de commande 34. Ce dernier interagit avec le circuit imprimé 32 qui actionne les organes piézoélectriques 30 en leur imposant une 3062093 5 tension électrique. En conséquence, les organes piézoélectriques 30 font vibrer la plaque transparente 30, dans une direction d'avancement (X) du véhicule, donc perpendiculaire au plan principal (YZ) de la plaque transparente 20. La fréquence de vibration est comprise 5 entre 20Hz et 18kHz de sorte que la plaque transparente 20 génère une onde sonore que le conducteur peut entendre. Ainsi, le dispositif de commande 34 est relié aux organes piézoélectriques 30 par l'intermédiaire du circuit imprimé 32 et est apte à commander ces organes piézoélectriques 30 pour générer une onde sonore. On va maintenant préciser, à l'aide la figure 4, une fonction du pare-brise 12 par rapport 10 au module d'affichage 18. Lorsque la plaque transparente 20 vibre, dans la direction d'avancement (X) du véhicule, une pluralité d'ondes sonores est émise. Parmi elles, une première onde sonore 38 va de l'avant vers l'arrière du véhicule, en direction du siège conducteur. Une deuxième onde sonore 40 va de l'arrière vers l'avant du véhicule vers le pare-brise 12. Cette deuxième onde 15 sonore 40 est déphasée de 180°, ou de Pi radians, par rapport à la première onde sonore 38. Cette deuxième onde sonore 40 est réfléchie par une surface interne du pare-brise 12 et ainsi, une onde sonore réfléchie 42 se propage de l'avant vers l'arrière du véhicule. Cette onde sonore réfléchie 42 vient se superposer avec la première onde sonore 38. La superposition des ondes sonores 38 et 42 forme une onde résultante. 20 Pour s'assurer qu'il n'y a pas de déperdition d'énergie, voire de formation d'une onde résultante d'amplitude nulle constante, la portion du pare-brise 12 qui reçoit la plus grande quantité d'ondes sonores, ici la portion 12A, est située à une distance de la plaque transparente 20 égale à NÀ/4, ou À est la longueur d'onde de l'onde sonore dans l'air et N un nombre entier impair. Dans ce mode de réalisation, l'onde sonore est émise à une fréquence 25 de 170Hz et N est égal à 1. Ainsi, la portion 12A du pare-brise 12 est située à une distance sensiblement égale à 50 centimètres de la plaque transparente 20. On conserve donc un maximum d'énergie et le son est émis vers le conducteur du véhicule de façon audible. Ainsi, le pare-brise 12 a pour fonction de former un organe de réflexion des ondes sonores émises de l'arrière vers l'avant du véhicule. La plaque transparente 20 est positionnée par rapport au 30 pare-brise 12 de sorte que les ondes sonores réfléchies par le pare-brise 12 viennent se superposer avec les ondes émises directement de l'avant vers l'arrière du véhicule en conservant un maximum d'énergie. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses variantes sans sortir ni de son cadre ni de son esprit. 35 On pourra notamment faire varier le nombre d'organes piézoélectriques 30 et notamment en utiliser un seul. On pourra également utiliser un organe spécifique, disposé entre la plaque transparente 20 et le pare-brise 12, afin de réfléchir les ondes sonores émises de l'arrière vers l'avant du véhicule. 40 REVENDICATIONS1. Module d'affichage (18) pour un habitacle (10) de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un écran (20) destiné à afficher une image (24, 26, 28), au moins un organe piézoélectrique (30) porté par l'écran (20) et un dispositif de commande (34) adapté pour commander l'organe piézoélectrique (30) de façon à générer une onde sonore (38, 40, 42). 2. Module d'affichage (18) selon la revendication précédente, dans lequel l'organe piézoélectrique (30) est adapté pour faire vibrer l'écran (20) pour générer l'onde sonore (38, 40, 42). 3. Module d'affichage (18) selon la revendication précédente, dans lequel l'organe piézoélectrique (30) est adapté pour faire vibrer l'écran (20) perpendiculairement à un plan principal (YZ) de l'écran (20). 4. Module d'affichage (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande (34) est relié à l'organe piézoélectrique (30) par l'intermédiaire d'un circuit imprimé (32) disposé à une extrémité (23) de l'écran (20). 5. Module d'affichage (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe piézoélectrique (30) est disposé à une extrémité (23) de l'écran (20). 6. Module d'affichage (18) selon la revendication précédente, comprenant une pluralité d'organes piézoélectriques (30) disposés à l'extrémité (23) de l'écran et régulièrement répartis. 7. Habitacle (10) de véhicule comprenant un module d'affichage (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Habitacle (10) selon la revendication précédente, dans lequel l'écran (20) est disposé dans un plan (YZ) comprenant sensiblement une direction verticale (Z) et une direction horizontale (Y) perpendiculaire à une direction d'avancement (X) du véhicule. 3062093 7 9. Habitacle (10) selon la revendication précédente, comprenant un pare-brise (12) situé à une distance de l'écran (20) sensiblement égal à NÀ/4, ou À est la longueur d'onde de l'onde sonore dans l'air et N un nombre entier impair. 10. Habitacle (10) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l'organe piézoélectrique (30) est disposé de façon à être masqué de la vue d'un utilisateur.