Brevet FR3092177A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : Dispositif d'affichage pour intégration dans une planche de bord de véhicule automobile Domaine technique [0001] L'invention concerne les dispositifs d'affichage embarqués dans un véhicule, notamment de type automobile, et plus particulièrement les dispositifs d'affichage intégrés dans les planches de bord de véhicule. Arrière-plan technologique [0002] Les véhicules contemporains embarquent un ou plusieurs dispositifs d'affichage pour afficher au conducteur du véhicule des informations diverses et variées pour assister le conducteur dans la conduite du véhicule. Ce ou ces dispositifs d'affichages informent par exemple le conducteur sur nombre de paramètres de services associés au véhicule (par exemple la vitesse, la consommation de carburant, le trajet à suivre, les médias audios disponibles ou en cours de lecture). [0003] La tendance est à l'agrandissement des écrans et autres dispositifs d'affichage dans les cockpits de véhicule, ce qui complique l'intégration de tels dispositifs dans les planches de bord. L'agrandissement des dispositifs d'affichage peut également réduire le champ de vision du conducteur. Résumé de l'invention [0004] Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage résolvant un ou plusieurs des inconvénients précités. La présente invention propose notamment un dispositif d'affichage qui permet une intégration facilitée dans les planches de bord de véhicule. [0005] Selon un premier aspect. l'invention concerne un dispositif d'affichage pour planche de bord de véhicule, ce dispositif comprenant : un panneau d'affichage à cristaux liquides transparent ; des moyens de rétro-éclairage du panneau d'affichage disposés derrière le panneau d'affichage, les moyens de rétro-éclairage comprenant au moins une source de lumière arrangée en au moins une zone périphérique derrière le panneau d'affichage et une surface adaptée pour réfléchir la lumière émise par la au moins une source de lumière vers le panneau d'affichage, la surface ayant une forme telle que la surface s'intègre dans la planche de bord dans la continuité de la forme de la planche de bord. [0006] Selon une variante, le panneau d'affichage est tactile. [0007] Selon encore une variante, la texture de la surface est similaire à la texture de la planche de bord. 2 100081 Selon une autre variante, la surface est de forme concave ou plane. [0009] Selon encore une variante, la au moins une source de lumière comprend une pluralité de diodes électroluminescentes arrangées sur une partie inférieure, supérieure et/ou latérale derrière le panneau d'affichage et devant la surface. [0010] Selon une variante supplémentaire, les moyens de rétro-éclairage comprennent en outre des moyens de diffusion de la lumière émise par la pluralité de diodes électroluminescentes. [0011] Selon une autre variante, la mise en fonctionnement du dispositif d'affichage est dé- clenchée par une détection de l'approche du conducteur du véhicule. [0012] Selon une autre variante, les contenus à afficher par le dispositif d'affichage com- prennent un arrière-plan de couleur claire et au moins un objet de premier plan dc couleur sombre. [0013] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une planche de bord pour véhicule intégrant le dispositif d'affichage tel que décrit ci-dessus selon le premier aspect de l' invention. [0014] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un véhicule, par exemple de type au- tomobile, comprenant le dispositif d'affichage tel que décrit ci-dessus selon le premier aspect de l'invention ou la planche de bord selon le deuxième aspect de l'invention. Brève description des figures [0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l'invention ci-après, en référence aux figures 1 à 6 annexées, sur lesquelles : [0016] [fig.1] illustre dc façon schématique un dispositif d'affichage pour véhicule, selon un premier exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0017] [fig.2] illustre dc façon schématique un dispositif d'affichage pour véhicule, selon un deuxième exemple de réalisation particulier dc laprésente invention ; [0018] [fig.3] illustre dc façon schématique un panneau d'affichage à cristaux liquides transparent compris dans le dispositif d'affichage de la figure 1 et/ou de la figure 2, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0019] [fig.4] illustre dc façon schématique une planche de bord de véhicule intégrant le dispositif d'affichage de la figure 1 et/ou de la figure 2, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0020] [fig.5] illustre un contenu adapté pour être affiché par le dispositif d'affichage de la figure 1 et/ou de la figure 2, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0021] [fig.6] illustre l'affichage du contenu de la figure 5 sur le dispositif d'affichage de la figure 1 et/ou de la figure 2, selon un exemple de réalisation particulier de la présente 3 invention. Description des modes de réalisation [0022] Un dispositif d'affichage va maintenant être décrit dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 6. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre. Les modes de réalisation décrits ci-dessous s'attachent plus particulièrement à une mise en oeuvre du dispositif d'affichage selon l'invention au sein d'un véhicule, notamment un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule (par exemple un train ou un avion), est également visée par la présente invention. [0023] Selon un exemple particulier et non limitatif de réalisation de l'invention, un dispositif d'affichage pour véhicule comprend un panneau ou écran d'affichage à cristaux liquides, dit panneau LCD (de l'anglais « Liquid Crystal Display » ou en français « Affichage à cristaux liquides ») transparent. Lc panneau LCD est par exemple de type TFT (de l'anglais « Thin-Film Transistor » ou en français « transisors en film mince »). Le panneau d'affichage LCD est rétro-éclairé par des moyens d'éclairages arrangés derrière le panneau LCD. Ces moyens d'éclairage comprennent une ou plusieurs sources de lumière disposées sur un ou plusieurs côtés d'un cadre formant boîtier du dispositif d'affichage et/ou enserrant le panneau LCD, derrière le panneau LCD. Les moyens d'éclairage comprennent en outre une surface adaptée pour réfléchir la lumière émise par la ou les sources de lumière, notamment vers le panneau LCD. La forme de cette surface est telle qu'une fois le dispositif d'affichage intégré dans unc planche de bord d'un véhicule, la surface de réflexion épouse la forme de ladite planche de bord pour assurer une continuité de la forme de la planche de bord à l'endroit de l'intégration du dispositif d'affichage dans la planche de bord. [0024] Lc panneau LCD étant transparent, il est ainsi possible au(x) passager(s) du véhicule de voir au travers et de voir la surface de réflexion, donnant ainsi l'impression que le dispositif d'affichage s'intègre harmonieusement dans la planche de bord. Par ailleurs, un tel dispositif d'affichage qui s'intègre parfaitement et facilement dans la planche de bord ne masque pas une partie du pare-brise, et par voie de conséquence le champ de vision du conducteur, contrairement à certains écrans d'affichages de l'état de l'art. [0025] [fig.l] illustre de façon schématique un dispositif d'affichage 1 pour véhicule, selon un premier exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0026] Le dispositif 1 est avantageusement embarqué dans un véhicule, par exemple de type automobile, et s'intègre avantageusement dans la planche de bord d'un tel véhicule. Le dispositif 1 est représenté selon une coupe transversale sur la figure 1. Le dispositif 1 comprend un panneau d'affichage à cristaux liquides 10, dit panneau ou écran LCD. Un exemple d'un tel panneau est décrit avec plus de détails en regard de la figure 3. [0027] Une ou plusieurs sources de lumière 12 sont disposées derrière le panneau LCD 10, selon le point de vue 110 d'un utilisateur regardant le dispositif 1 ou tout contenu (par exemple une image ou une séquence d'images) affiché sur le panneau LCD 10 du dispositif 1. La ou les sources de lumière sont disposées sur une ou plusieurs zones en périphérie du panneau, à une distance déterminée derrière le panneau LCD 10 (par exemple à 1 cm, 3 cm, 5 cm ou 10 cm). Selon l'exemple de la figure 1, les sources de lumière 12 sont disposées de manière déportée au niveau des zones inférieure et supérieure du panneau LCD. Les sources de lumière 12 sont par exemple arrangées sur le montant d'un cadre ou boîtier 100 maintenant les éléments 10. 11 et 12 formants le dispositif d'affichage 1. La ou les sources de lumière 12 sont par exemple fixées au boîtier 100 de telle manière à ne pas être visibles selon le point de vue 110. Un retour du boîtier 100 maintenant le panneau LCD 100 permet par exemple de masquer, au moins partiellement ou au moins selon une partie du champ de vision associé au point de vue 110, la ou les sources de lumière 12. Selon une variante, une ou plusieurs sources de lumière sont disposées sur les parois latérales du boîtier 100, à gauche et/ou à droite du panneau LCD, en complément ou en remplacement des sources de lumières disposées sur les parois inférieur et supérieure du boîtier 100. Le nombre de source de lumière peut par exemple être égale à 1, 2, 3 ou 4. Chaque source de lumière est par exemple formée d'une série de diodes électroluminescentes, dites LED (de l'anglais « Light-Emitting Diode »). Chaque LED correspondant à une source de lumière ponctuelle, un diffuseur est optionnellement associé à la source de lumière pour homogénéiser l'émission de lumière par la source de lumière. Selon une variante, la source de lumière correspond par exemple à un néon. [0028] Une surface 11 est associée à la ou les sources de lumière 12 pour réfléchir au moins une partie de la lumière émise par la ou les sources de lumière 12 vers (et au travers) le panneau LCD 10. Des rayons lumineux émis par la source de lumière supérieure 12 et réfléchis par la surface 11 sont illustrées à titre d'exemple par des flèches en traits pointillés. Selon l'exemple de la figure 1, la surface 11 est concave et essentiellement cylindrique, de manière à réfléchir la lumière vers le panneau LCD 10. La ou les sources de lumière 12 sont ainsi disposées entre le panneau LCD 10 et la surface réfléchissante 11. La forme de la surface 11 est avantageusement choisie pour correspondre essentiellement (ou de manière identique) à la forme de la planche de bord dans laquelle s'intègre le dispositif d'affichage 1. Une fois le dispositif d'affichage 1 intégrée dans la planche de bord, la surface 11 assure ainsi une continuité de forme de la planche de bord à l'endroit où le dispositif 1 est inséré dans la planche de bord. Le matériau de la surface 11 (par exemple plastique ou aluminium) est choisi pour assurer une réflexion diffuse et/ou spéculaire de la lumière émise par la ou les sources de lumière 12. Selon une variante, la surface 11 est de forme plane/plate ou essentiellement plane/plate et la couleur de cette surface 11 est avantageusement claire pour mieux réfléchir la lumière. Une texture est par exemple associée à la surface 11 pour donner par exemple des impressions de volume ou pour correspondre à la texture dc la planche de bord dans laquelle le dispositif d'affichage 1 s'intègre. Une texture de la surface 11 similaire à la texture dc la planche de bord fournit une impression de continuité de surface renforcée entre la planche de hord et le dispositif d'affichage 1 intégré dans la planche dc bord. [0029] [fig.2] illustre de façon schématique un dispositif d'affichage 2 pour véhicule, selon un deuxième exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0030] Le dispositif 2 est avantageusement embarqué dans un véhicule, par exemple dc type automobile, et s'intègre avantageusement dans la planche de hord d'un tel véhicule. Le dispositif 2 est représenté selon une coupe transversale sur la figure 2. Le dispositif 2 comprend un panneau LCD 10, comme le dispositif d'affichage 1. [0031] Le dispositif 2 comprend une seule source de lumière 12 (par exemple une série de LEDs) disposée à une distance déterminée du panneau LCD 10 et derrière cc dernier, comme dans le dispositif 1. [0032] Une surface tactile 20 est associée au panneau LCD 10. La surface tactile 20 utilise par exemple un système capacitif avec une couche accumulant les charges et disposée sur la surface 20. Selon une variante, la surface tactile 20 est associée à un réseau dc capteurs de rayonnement infrarouge, horizontal et vertical, pour détecter la position du contact d'un doigt ou d'un objet sur la surface 20. [0033] Une surface 21 est associée à la ou les sources de lumière 12 pour réfléchir au moins une partie de la lumière émise par la ou les sources de lumière 12 vers (et au travers) le panneau LCD 10, en lieu et place de la surface 11 de la figure 1. La forme de la surface 21 est différente de la forme de la surface 11, pour s'adapter par exemple à la forme d'une autre planche de bord. La surface 21 est formée de 2 parties concaves jointives, chaque partie ayant par exemple la forme d'un élément formant une planche de bord. Tout comme la surface 11, la surface 21 réfléchit au moins une partie de la lumière émise par la source de lumière 12 vers et au travers du panneau LCD 10. [0034] [fig.3] illustre de façon schématique la structure d'un panneau d'affichage à cristaux liquides 10 transparent compris dans le dispositif d'affichage 1 ou 2, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0035] Ce panneau LCD 10 comprend une couche de cristaux liquides 32 comprise entre un premier substrat 31 et un deuxième substrat 33. Le premier substrat 31 comprend par exemple une matrice de transistors en film mince TFT ainsi que différents types d'électrodes lignes et pixels. Un circuit de commande peut par exemple être disposé sur une des faces du premier substrat 31 pour être connecté électriquement aux lignes. 6 Le circuit de commande comprend par exemple une commande de grille pour fournir un signal de balayage pour allumer/éteindre le TFT du panneau LCD, et une commande de données pour fournir un signal de données à l'électrode de pixel. Le deuxième substrat 33 comprend par exemple une électrode frontale. Le premier substrat 31 et le deuxième substrat 33 sont avantageusement transparents. Le panneau LCD 10 comprend en outre un filtre couleur 34. La structure du panneau LCD 10 comprend optionnellement une plaque de verre avant et/ou une plaque de verre arrière pour protéger les différentes couches du panneau, ces plaques étant transparentes. Une couche supplémentaire est optionnellement ajoutée à la structure du panneau 10 pour apporter un caractère tactile au panneau LCD 10. La flèche en pointillée illustre la direction principale d'un rayon de lumière émis par la source de lumière 12 ou réfléchie par la surface de réflexion 11 ou 21 et traversant le panneau LCD transparent 10. [0036] Le panneau LCD 10 ne se limite pas à un panneau LCD de type TFT mais s'étend naturellement à d'autres technologies de panneau LCD, par exemple un panneau LCD intégrant la technologie pixel à double transistor DTP (de l'anglais « Double Transistor Pixel ») ou encore un panneau LCD de type DSTN (de l'anglais « Dual Scan Twisted Nematic » ou en français « Ecran à matrice passive à double balayage »). [0037] [fig.4] illustre de façon schématique une planche de bord 4 de véhicule intégrant le dispositif d'affichage 2, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0038] La planche de bord 4 est principalement formée de deux surfaces 40 et 41 de forme légèrement concave et jointives sur une arête commune. La surface 21 du dispositif d'affichage 2 possède elle aussi deux parties concaves qui se rejoignent sur une arête commune. L'intégration du dispositif d'affichage 2 dans la planche de bord 4 est facilitée en ce que la forme de la surface 21 assure la continuité des parties 40 et 41 formants la planche de bord 4. Le panneau LCD 10 étant transparent, même lorsqu'une ou des images sont affichées, la surface 21 reste visible, fournissant visuellement une impression de continuité au niveau de la planche de bord 4. [0039] [fig.5] illustre un contenu 51 adapté pour être affiché par le dispositif d'affichage 1 ou 2, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0040] La figure 5 illustre un contenu 50 classique pour affichage sur des dispositifs d'affichage conventionnel. Ce contenu 50 comprend un arrière-plan dans des teintes sombres avec des informations affichées en blanc. Les informations affichées sur cet exemple sont relatives à une interface homme-machine graphique relative à la lecture de contenus médias audios, par exemple pour l'écoute d'une chaine de radio. [0041] Le contenu 51 adapté pour un affichage sur le dispositif d'affichage 1 ou 2 7 correspond à une « image négative » du contenu 50, c'est-à-dire un contenu 51 où les couleurs/teintes sont inversées par rapport au contenu original 50. Sur l'image 51, la ou les couleurs de l'arrière-plan sont claires et les informations affichées en premier plan utilisent des couleurs/teintes sombres. Lorsque les informations de couleurs associées aux pixels du panneau LCD 10 affichant le contenu 51 sont codées sur 8 bits (codage utilisant 255 valeurs de niveau de gris par couleur RVB (Rouge, Vert, Bleu) par exemple), une couleur dite claire est codée en utilisant par exemple les valeurs allant de 200 à 255 ou de 150 à 255 sur l'échelle des niveaux de gris, alors qu'une couleur dite sombre est codée en utilisant par exemple les valeurs allant de 0 à 50 ou de 0 à 75 ou de 0 à 100 sur l'échelle des niveaux de gris. L'affichage d'un contenu à teintes majoritairement claires pour l'arrière-plan permet de voir la surface 11 ou 21 même lorsqu'un contenu est affiché sur le dispositif d'affichage 1, 2 intégré dans la planche de bord. [0042] [fig.6] illustre l'affichage 60 du contenu 51 de la figure 5 sur le dispositif d'affichage 1 ou 2, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0043] Comme cela est visible sur la figure 6, la transparence de l'écran ou panneau LCD permet de voir la surface de réflexion formant le fond du dispositif d'affichage 1, 2 même lorsqu'un contenu est affiché. Cela permet par exemple de voir la texture de la surface de réflexion, par exemple une texture avec des pavés en relief selon l'exemple de la figure 6, tout en affichant un contenu d'une interface homme-machine. La transparence du panneau LCD associé à la forme et/ou la texture de la surface de réflexion similaire à la forme et/ou la texture de la planche de bord fournit aux passagers du véhicule une continuité visuelle de l'ensemble planche de bord intégrant un dispositif d'affichage et permet l'intégration de dispositifs d'affichage avec une taille d'écran importante dans le cockpit du véhicule sans gêner la vision du conducteur et/ou de ses passagers. [0044] La mise en fonctionnement du dispositif d'affichage est par exemple déclenchée par la détection de l'approche du conducteur du véhicule. Cette détection comprend par exemple la détection du téléphone intelligent (de l'anglais « smartphone ») du conducteur s'approchant du véhicule ou à la détection d'un kit ADML (Accès et Démarrage Main Libre) du véhicule. Une telle mise en fonctionnement automatique permet que l'écran du dispositif d'affichage soit toujours perçu comme transparent par le conducteur du véhicule. La mise en veille ou l'extinction du dispositif d'affichage est elle aussi obtenue par détection automatique d'une action du conducteur, par exemple lorsque ce dernier verrouille le véhicule avec son kit ADML ou lorsque le conducteur s'éloigne du véhicule par la détection de son téléphone intelligent s'éloignant du véhicule. 8 [0045] Selon une variante, la mise en fonctionnement du dispositif d'affichage est obtenue par une action volontaire du conducteur ou d'un passager, par exemple en appuyant sur un bouton ou sur une zone du panneau LCD, en prononçant une commande vocale. La mise en veille ou l'extinction du dispositif d'affichage est elle aussi obtenue par exemple par une action volontaire du conducteur ou d'un passager du véhicule. [0046] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant niais s'étend à une planche de bord intégrant un tel dispositif d'affichage. [0047] L'invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus géné- ralement un véhicule à moteur terrestre, comprenant le dispositif 1 de la figure 1 ou le dispositif 2 de la figure 2. 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Dispositif d'affichage (1, 2) pour planche de bord (4) de véhicule, ledit dispositif comprenant : - un panneau d'affichage (10) à cristaux liquides transparent ; - des moyens de rétro-éclairage dudit panneau d'affichage (10) disposés derrière ledit panneau d'affichage (10), lesdits moyens de rétro-éclairage comprenant au moins une source de lumière (12) arrangée en au moins une zone périphérique derrière ledit panneau d'affichage (10) et une surface (11, 21) adaptée pour réfléchir la lumière émise par ladite au moins une source de lumière (12) vers ledit panneau d'affichage (10), ladite surface (11, 21) ayant une forme telle que ladite surface s'intègre dans ladite planche de bord (4) dans la continuité de la forme de ladite planche de bord. [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit panneau d'affichage est tactile (20). [Revendication 3] Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la texture de ladite surface (11, 21) est similaire à la texture de ladite planche de bord (4). [Revendication 4] Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite surface (11, 21) est de forme concave ou plane. [Revendication 5] Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ladite au moins une source de lumière (12) comprend une pluralité de diodes électroluminescentes arrangées sur une partie inférieure, supérieure et/ ou latérale derrière ledit panneau d'affichage (10) et devant ladite surface (11, 21). [Revendication 6] Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de rétro- éclairage comprennent en outre des moyens de diffusion de la lumière émise par ladite pluralité de diodes électroluminescentes. [Revendication 7] Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, pour lequel la mise en fonctionnement dudit dispositif d'affichage (1, 2) est déclenchée par une détection de l'approche du conducteur dudit véhicule. [Revendication 8] Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, pour lequel les contenus (51) à afficher par ledit dispositif (l'affichage comprennent un arrière-plan de couleur claire et au moins un objet de premier plan de couleur sombre. [Revendication 9] Planche de bord pour véhicule intégrant le dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 8. 10 [Revendication 10] Véhicule automobile comprenant le dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 8.