FR3072478A1 - MAN-MACHINE INTERFACE FOR MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une interface homme-machine (1), notamment pour la commande d'au moins une fonction d'un organe de véhicule automobile, l'interface homme-machine (1) comportant : - un écran tactile (17 ; 22) à détection capacitive, et - au moins un organe de commande (2) présentant une zone centrale (C) creuse agencé sur l'écran tactile (17 ; 22), caractérisée en ce que l'organe de commande (2) comporte une matrice (12 ; 12') de microlentilles (13 ; 13') optiques placées les unes à cÎté des autres dans un même plan, dans la zone centrale (C) de l'organe de commande (2), entre l'écran tactile (17 ; 22) et un élément diffusant (14) de l'organe de commande (2), pour afficher une image de l'écran tactile (17 ; 22) sur l'élément diffusant (14).The invention relates to a human-machine interface (1), in particular for controlling at least one function of a motor vehicle body, the human-machine interface (1) comprising: - a touch screen Capacitive sensing, and at least one actuator (2) having a hollow central region (C) arranged on the touch screen (17; 22), characterized in that In that the control member (2) comprises a matrix (12; 12 ') of optical microlenses (13; 13') placed next to one another in the same plane, in the central zone (C) the control member (2), between the touch screen (17; 22) and a diffusing element (14) of the control member (2), for displaying an image of the touch screen (17; 22) on the diffusing element (14).
Description
Interface homme-machine pour véhicule automobileHuman-machine interface for motor vehicle
La présente invention concerne une interface homme-machine, notamment pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile.The present invention relates to a man-machine interface, in particular for controlling at least one function of a motor vehicle member.
Dans le domaine automobile, la commande d’organes électriques, comme le système de climatisation ou de navigation, est généralement réalisée au moyen d’un organe de commande mécanique. Celui-ci comporte généralement une molette dont le positionnement angulaire est déterminé par exemple par un capteur optique ou par un commutateur rotatif électrique. La position angulaire de la molette permet à une unité de traitement de sélectionner une commande particulière et de commander par exemple, un actionneur de volet dans le système de climatisation ou permet à l’utilisateur d’accéder au clavier de saisie pour entrer une destination dans le système de navigation.In the automotive field, the control of electrical components, such as the air conditioning or navigation system, is generally carried out by means of a mechanical control member. This generally comprises a thumb wheel whose angular positioning is determined for example by an optical sensor or by an electric rotary switch. The angular position of the dial allows a processing unit to select a particular command and to control, for example, a shutter actuator in the air conditioning system or allows the user to access the input keyboard to enter a destination in the navigation system.
On connaît également un système de commande dans lequel on associe un organe de commande à un écran tactile.There is also known a control system in which a control member is associated with a touch screen.
L’organe de commande est par exemple un bouton rotatif. Un écran tactile détecte la position angulaire d’un index métallique porté par l’organe de commande. L’écran tactile permet ainsi d’une part, la saisie tactile d’informations sur l’écran et permet d’autre part, de détecter la position angulaire de la molette montée rotative sur la dalle.The control unit is for example a rotary button. A touch screen detects the angular position of a metal index carried by the control unit. The touch screen thus allows, on the one hand, the tactile input of information on the screen and, on the other hand, makes it possible to detect the angular position of the rotary wheel mounted on the slab.
Ce système est intéressant car il permet notamment de programmer l’affichage de l’écran tactile supportant l’organe de commande en relation avec différentes fonctions à commander. Par exemple, l’écran peut être programmé pour afficher la position des volets et la température du système de climatisation. Ce même écran avec organe de commande peut également servir à l’affichage du réglage de paramètres du système audio du véhicule.This system is interesting because it allows in particular to program the display of the touch screen supporting the control unit in relation to different functions to be controlled. For example, the screen can be programmed to display the position of the shutters and the temperature of the air conditioning system. This same screen with control unit can also be used to display the setting of parameters for the vehicle audio system.
Certains organes de commande sont en outre creux, ce qui permet également d’afficher des images, symboles ou coloris de l’écran tactile dans la zone centrale évidée de l’organe de commande. On constate toutefois que, lorsque l’utilisateur n’est pas situé face à l’organe de commande mais le regarde en biais depuis le côté, l’image affichée par l’écran peut ne plus être visible car en partie masquée par la mécanique de l’organe de commande.Certain control elements are also hollow, which also makes it possible to display images, symbols or colors of the touch screen in the hollowed-out central zone of the control element. However, it can be seen that, when the user is not located facing the control member but looking at it at an angle from the side, the image displayed by the screen may no longer be visible because it is partly hidden by the mechanics of the control unit.
Un des buts de la présente invention est de proposer une interface hommemachine résolvant au moins partiellement cet inconvénient.One of the aims of the present invention is to propose a man-machine interface which at least partially overcomes this drawback.
-2A cet effet, l'invention a pour objet une interface homme-machine, notamment pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile, l’interface homme-machine comportant :To this end, the subject of the invention is a man-machine interface, in particular for the control of at least one function of a motor vehicle member, the man-machine interface comprising:
un écran tactile à détection capacitive, et au moins un organe de commande présentant une zone centrale creuse agencé sur l’écran tactile, caractérisée en ce que l’organe de commande comporte une matrice de microlentilles optiques placées les unes à côté des autres dans un même plan, dans la zone centrale de l’organe de commande, entre l’écran tactile et un élément diffusant de l’organe de commande, pour afficher une image de l’écran tactile sur l’élément diffusant.a capacitive sensing touch screen, and at least one control member having a hollow central zone arranged on the touch screen, characterized in that the control member comprises a matrix of optical microlenses placed one next to the other in a same plane, in the central area of the control member, between the touch screen and a diffusing element of the control member, to display an image of the touch screen on the diffusing element.
En fonctionnement, l’utilisateur peut voir l’image de l’écran tactile rehaussée dans la zone centrale de l’organe de commande, à hauteur de l’élément diffusant. L’image n’est plus masquée par la mécanique de l’organe de commande. L’utilisateur peut voir l’image indifféremment de la façon dont il regarde l’organe de commande, que ce soit de face ou de biais.In operation, the user can see the image of the enhanced touch screen in the central area of the control unit, at the level of the diffusing element. The image is no longer masked by the mechanics of the control unit. The user can see the image regardless of how they look at the control unit, either front or sideways.
Selon une ou plusieurs caractéristiques de l’interface homme-machine, prise seule ou en combinaison :According to one or more characteristics of the human-machine interface, taken alone or in combination:
les microlentilles présentent une dimension respective inférieure à, ou de l’ordre de, la dimension d’un pixel de l’écran tactile de sorte qu’un pixel soit recouvert par au moins une microlentille, les microlentilles présentent une dimension respective supérieure à un pixel de l’écran tactile et inférieure à neuf pixels, telle qu’au moins inférieure à quatre pixels, les microlentilles présentent respectivement une forme de demi-calotte tronquée présentant des faces adjacentes entre microlentilles qui sont planes et complémentaires, les microlentilles sont pleines et présentent une base inférieure située du côté de l’écran tactile qui est plane et rectangulaire ou carrée, l’écran tactile comporte une dalle tactile capacitive et un écran d’affichage agencé sous la dalle tactile capacitive, la dalle tactile capacitive étant au moins partiellement transparente, la dalle tactile capacitive étant interposée entre l’écran d’affichage et l’organe de commande,the microlenses have a respective dimension less than, or of the order of, the dimension of a pixel of the touch screen so that a pixel is covered by at least one microlens, the microlenses have a respective dimension greater than one pixel of the touch screen and less than nine pixels, such that at least less than four pixels, the microlenses respectively have a shape of a truncated half-cap having adjacent faces between microlenses which are planar and complementary, the microlenses are full and have a lower base situated on the side of the touch screen which is flat and rectangular or square, the touch screen comprises a capacitive touch screen and a display screen arranged under the capacitive touch screen, the capacitive touch screen being at least partially transparent, the capacitive touchscreen being interposed between the display screen and the control unit,
-3l’écran tactile comporte une plaque frontale agencée au-dessus de la dalle tactile capacitive, les microlentilles sont collées sur la dalle tactile capacitive de l’écran tactile ou sur une plaque frontale agencée au-dessus de la dalle tactile capacitive, les microlentilles sont collées sur l’écran d’affichage, dans un orifice de la dalle tactile capacitive et le cas échéant de la plaque frontale, l’organe de commande comporte un élément monobloc transparent dans lequel la matrice de microlentilles creuses est ménagée, l’élément monobloc porte l’élément diffusant sur le côté opposé du côté dans lequel les microlentilles sont ménagées, l’élément monobloc est agencé contre l’écran d’affichage, dans un orifice de la dalle tactile capacitive et le cas échéant de la plaque frontale, l’élément monobloc est collé sur la dalle tactile capacitive de l’écran tactile ou sur une plaque frontale agencée au-dessus de la dalle tactile capacitive, l’écran tactile comporte un écran d’affichage et un capteur capacitif intégré dans l’écran d’affichage, l’interface comporte une plaque transparente de protection agencée audessus de l’écran tactile, la plaque transparente de protection est ajourée pour laisser passer l’organe de commande, les microlentilles sont collées sur l’écran d’affichage, dans un orifice de la plaque transparente de protection, les microlentilles sont collées sur la plaque de protection, l’élément monobloc est agencé contre l’écran d’affichage, dans un orifice de la plaque de protection, l’élément monobloc est collé sur la plaque de protection de l’écran tactile, la focale des microlentilles est comprise entre 2mm et 15mm, les microlentilles présentent un grandissement égal ou inférieur à 1, les microlentilles ou un élément monobloc dans lequel une matrice de microlentilles creuses est ménagée, sont en matériau plastique, tel qu’en PMMA ou polycarbonate, l’élément diffusant comporte un matériau diffusant ou est formé par une peinture diffusante,-3the touch screen has a front plate arranged above the capacitive touch screen, the microlenses are bonded to the capacitive touch screen of the touch screen or on a front plate arranged above the capacitive touch screen, the microlenses are glued to the display screen, in an opening in the capacitive touch screen and, where appropriate, in the front plate, the control member comprises a transparent monobloc element in which the matrix of hollow microlenses is arranged, the element monobloc carries the diffusing element on the opposite side of the side in which the microlenses are arranged, the monobloc element is arranged against the display screen, in an orifice of the capacitive touchscreen and if necessary of the front plate, the monobloc element is glued to the capacitive touch screen of the touch screen or to a front plate arranged above the capacitive touch screen tive, the touch screen includes a display screen and a capacitive sensor integrated in the display screen, the interface comprises a transparent protection plate arranged above the touch screen, the transparent protection plate is perforated for allow the control member to pass, the microlenses are glued to the display screen, in an opening in the transparent protection plate, the microlenses are glued to the protection plate, the monobloc element is arranged against the screen display, in a hole in the protective plate, the monobloc element is glued to the protective plate of the touch screen, the focal length of the microlenses is between 2mm and 15mm, the microlenses have a magnification equal to or less than 1, the microlenses or a monobloc element in which a matrix of hollow microlenses is provided, are made of plastic material, such as PMMA or polycarbo nate, the diffusing element comprises a diffusing material or is formed by a diffusing paint,
-4l’organe de commande est un bouton rotatif comportant :-4 the control unit is a rotary button comprising:
un guide, une molette rotative montée rotative sur le guide, et au moins un index conducteur porté par la molette rotative et mobile en rotation avec celle-ci, l’écran tactile étant configuré pour détecter la position angulaire de l’index conducteur porté par la molette rotative.a guide, a rotary wheel rotatably mounted on the guide, and at least one conductive index carried by the rotary wheel and movable in rotation with the latter, the touch screen being configured to detect the angular position of the conductive index carried by the rotary wheel.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description, given by way of example and without limitation, with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 représente une vue d'une portion de l'habitacle intérieur d'un véhicule automobile comprenant une interface homme-machine qui est installée à titre d’exemple au niveau d’une planche de bord du véhicule.Figure 1 shows a view of a portion of the interior of a motor vehicle comprising a man-machine interface which is installed by way of example at a dashboard of the vehicle.
Figure 2 montre une vue partielle en coupe l-l de l’interface homme-machine de la Figure 1.Figure 2 shows a partial sectional view l-l of the human-machine interface of Figure 1.
Figure 3 montre une vue schématique d’éléments de l’interface hommemachine de la Figure 2.Figure 3 shows a schematic view of elements of the human machine interface of Figure 2.
Figure 4 montre une vue schématique d’une portion d’une matrice de 3x3 microlentilles ainsi que les pixels d’un écran d’affichage de l’interface, surmontés par les microlentilles, les pixels étant représentés en pointillés.Figure 4 shows a schematic view of a portion of a 3x3 microlens array as well as the pixels of an interface display screen, surmounted by the microlenses, the pixels being shown in dotted lines.
Figure 5 montre une vue partielle en coupe l-l d’un autre exemple de réalisation de l’interface homme-machine.Figure 5 shows a partial sectional view l-l of another embodiment of the man-machine interface.
Figure 6 montre un élément monobloc d’un autre exemple de réalisation de l’organe de commande.Figure 6 shows a one-piece element of another embodiment of the control member.
Figure 7 montre une vue partielle en coupe l-l d’une autre variante de réalisation de l’interface homme-machine.Figure 7 shows a partial sectional view l-l of another alternative embodiment of the man-machine interface.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In these figures, identical elements have the same reference numbers.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournirThe following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined to provide
-5d'autres réalisations.-5 other achievements.
La Figure 1 montre des éléments d’une partie avant d'habitacle de véhicule automobile.Figure 1 shows elements of a front part of the passenger compartment of a motor vehicle.
L’habitacle comporte une interface homme-machine 1 notamment propre à être logée dans une planche de bord du véhicule.The passenger compartment includes a man-machine interface 1 which is particularly suitable for being housed in a dashboard of the vehicle.
Une telle interface homme-machine 1 permet notamment la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile telle que la commande des fonctions d’un système de climatisation, d’un système audio, d’un système de téléphonie ou encore d’un système de navigation. Cette interface homme-machine 1 peut également servir pour les commandes de lève-vitres, de positionnement des rétroviseurs extérieurs ou encore pour le déplacement de sièges motorisés ou pour commander des lumières intérieures, un verrouillage central, un toit ouvrant, les feux de détresse ou les lumières d’ambiance.Such a man-machine interface 1 allows in particular the control of at least one function of a motor vehicle member such as the control of the functions of an air conditioning system, an audio system, a telephone system or still a navigation system. This man-machine interface 1 can also be used for window regulator controls, positioning of exterior mirrors or even for the movement of motorized seats or for controlling interior lights, central locking, a sunroof, hazard lights or the ambient lights.
L’interface homme-machine 1 permet par exemple à l’utilisateur le défilement parmi une liste, la sélection ou la validation d’une sélection. Elle permet par exemple à l’utilisateur de sélectionner une adresse postale de destination ou un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation ou la sélection d’une piste musicale dans une liste.The human-machine interface 1 allows the user, for example, to scroll through a list, select or confirm a selection. For example, it allows the user to select a destination mailing address or name from a directory, air conditioning system settings, or select a music track from a list.
L’interface homme-machine 1 comporte un écran tactile 17 et au moins un organe de commande 2 agencé sur l’écran tactile 17.The man-machine interface 1 comprises a touch screen 17 and at least one control member 2 arranged on the touch screen 17.
Selon un exemple de réalisation, l’écran tactile 17 comporte un capteur capacitif 31 agencé sous la forme d’une dalle tactile capacitive 3 et un écran d’affichage 10 (Figure 2).According to an exemplary embodiment, the touch screen 17 comprises a capacitive sensor 31 arranged in the form of a capacitive touch screen 3 and a display screen 10 (Figure 2).
De manière optionnelle, une plaque de frontale 32 de protection et/ou de décoration, transparente, peut être agencée sur la dalle tactile capacitive 3.Optionally, a transparent protective and / or decorative front plate 32 can be arranged on the capacitive touchscreen 3.
Le capteur capacitif 31 permet de détecter une variation de capacité au niveau de la surface de l’écran 17. Le capteur capacitif 31 peut par exemple détecter un contact ou un déplacement d’un doigt d’un utilisateur. Le capteur capacitif 31 permet également de déterminer les coordonnées spatiales du doigt dans le plan de l’écran 17. Le capteur capacitif 31 est par exemple formé d’une matrice d’électrodes s’étendant sur tout ou partie de la surface arrière d’un support en verre du capteur capacitif 31. Les électrodes sont par exemple réalisées en ITO (oxyde indium - étain)The capacitive sensor 31 makes it possible to detect a variation in capacity at the surface of the screen 17. The capacitive sensor 31 can for example detect a contact or a movement of a user's finger. The capacitive sensor 31 also makes it possible to determine the spatial coordinates of the finger in the plane of the screen 17. The capacitive sensor 31 is for example formed by a matrix of electrodes extending over all or part of the rear surface of a glass support for the capacitive sensor 31. The electrodes are for example made of ITO (indium tin oxide)
-6qui permettent au capteur 31 d’être transparent.-6which allow the sensor 31 to be transparent.
L’écran d'affichage 10, tel qu’un écran TFT (« Thin-Film transistor >> en anglais) ou un écran LED ou un écran LCD est configuré pour afficher des informations associées à la manipulation de l’interface homme-machine 1. L’écran 10 est disposé sous la dalle tactile capacitive 3 de manière à former l’écran tactile 17 (appelé « touchscreen >> en anglais). La dalle tactile capacitive 3 est au moins partiellement transparente.The display screen 10, such as a TFT ("Thin-Film transistor") screen or an LED screen or an LCD screen is configured to display information associated with the manipulation of the man-machine interface. 1. The screen 10 is arranged under the capacitive touch screen 3 so as to form the touch screen 17 (called "touchscreen" in English). The capacitive touch screen 3 is at least partially transparent.
L’écran d’affichage 10 est configuré pour afficher une image formée d’un nombre prédéterminé de pixels 15. Un pixel 15 est un élément de surface de base (rectangulaire ou carré) d’une image numérique. Un pixel 15 peut être formé de plusieurs sous-pixels : rouge, vert, bleu par exemple.The display screen 10 is configured to display an image formed by a predetermined number of pixels 15. A pixel 15 is a basic surface element (rectangular or square) of a digital image. A pixel 15 can be formed of several sub-pixels: red, green, blue for example.
L’interface homme-machine 1 peut également comporter au moins un capteur d’appui 11 configuré pour mesurer un paramètre représentatif d’une force d’appui exercée sur l’écran tactile 17. Cette information permet notamment de mieux interpréter les commandes de l’utilisateur ayant touché l’écran 17. Le capteur d’appui 11 est par exemple disposé à l’arrière de l’écran tactile 17 (figure 2).The man-machine interface 1 can also comprise at least one support sensor 11 configured to measure a parameter representative of a support force exerted on the touch screen 17. This information makes it possible in particular to better interpret the commands of the user touching the screen 17. The support sensor 11 is for example arranged at the rear of the touch screen 17 (Figure 2).
L’interface homme-machine 1 comporte par exemple quatre capteurs d’appui 11, un capteur 11 étant agencé dans chaque coin de l’écran 17 (Figure 3). La mesure de la force d’appui est par exemple obtenue à partir d’une mesure capacitive du faible déplacement de l’écran 17 (non perceptible) résultant d’un appui exercé sur l’écran 17. La mesure capacitive du déplacement peut être réalisée par exemple au moyen d’une électrode fixée à l’arrière de l’écran tactile 17, en regard d’une partie fixe métallisée ou inversement, la partie métallisée étant disposée à l’arrière de l’écran tactile 17 face à une électrode de mesure fixe. La mesure de la force d’appui peut aussi être réalisée par mesure inductive ou par mesure ultrason ou par mesure de déformation au moyen de jauges de contrainte ou de capteurs FSR (pour « Force Sensing Resistor >> en anglais).The man-machine interface 1 comprises for example four support sensors 11, a sensor 11 being arranged in each corner of the screen 17 (Figure 3). The measurement of the pressing force is for example obtained from a capacitive measurement of the small displacement of the screen 17 (not perceptible) resulting from a pressing exerted on the screen 17. The capacitive measurement of the displacement can be produced for example by means of an electrode fixed to the rear of the touch screen 17, facing a fixed metallized part or vice versa, the metallized part being disposed at the rear of the touch screen 17 facing a fixed measuring electrode. The measurement of the support force can also be carried out by inductive measurement or by ultrasonic measurement or by measurement of deformation by means of strain gauges or FSR sensors (for “Force Sensing Resistor” in English).
Une unité de traitement 18 peut être reliée aux capteurs d’appui 11 et au capteur capacitif 31 (Figure 3). L’unité de traitement 18 comporte un ou plusieurs microcontrôleurs ou ordinateurs, ayant des mémoires et programmes adaptés pour par exemple modifier l’affichage de l’écran 10, pour recevoir les informations de position détectées par la dalle tactile capacitive 3 et pour recevoir les signaux de mesure des capteurs 11. C’est par exemple l’ordinateur de bord du véhicule automobile. L’unité deA processing unit 18 can be connected to the support sensors 11 and to the capacitive sensor 31 (Figure 3). The processing unit 18 comprises one or more microcontrollers or computers, having memories and programs suitable for, for example, modifying the display of the screen 10, for receiving the position information detected by the capacitive touchscreen 3 and for receiving the measurement signals from the sensors 11. This is for example the on-board computer of the motor vehicle. The unit
-7traitement 18 peut être configurée pour évaluer une force d’appui à partir des capteurs d’appui 11 notamment en additionnant les forces mesurées par chaque capteur 11.Processing 7 can be configured to evaluate a pressing force from the supporting sensors 11, in particular by adding the forces measured by each sensor 11.
L’interface homme-machine 1 peut comporter un ou plusieurs organes de commande 2, deux par exemple, un à destination du conducteur et l’autre à destination du passager.The man-machine interface 1 may include one or more control members 2, two for example, one for the driver and the other for the passenger.
L’organe de commande 2 présente une zone centrale C creuse (Figure 2). La hauteur de l’organe de commande 2 est par exemple de l’ordre de 9mm.The control member 2 has a hollow central zone C (Figure 2). The height of the control member 2 is for example of the order of 9mm.
Dans cet exemple, la dalle tactile capacitive 3 est interposée entre l’écran d’affichage 10 et l’organe de commande 2. L’organe de commande 2 est par exemple fixé sur la dalle tactile capacitive 3 ou sur la plaque frontale 32.In this example, the capacitive touch screen 3 is interposed between the display screen 10 and the control member 2. The control member 2 is for example fixed on the capacitive touch screen 3 or on the front plate 32.
L’organe de commande 2 peut être un bouton fixe, par exemple collé sur la dalle tactile capacitive 3. Un appui sur l’organe de commande 2 est par exemple détecté par les capteurs d’appui 11 et permet de modifier une commande et/ou l’affichage de l’interface homme-machine 1.The control member 2 can be a fixed button, for example glued to the capacitive touch screen 3. A press on the control member 2 is for example detected by the support sensors 11 and makes it possible to modify a command and / or the display of the human-machine interface 1.
L’organe de commande 2 peut être un bouton rotatif. Dans ce cas comme représenté sur la Figure 2, l’organe de commande 2 comporte par exemple un guide 5, une molette rotative 4, au moins un index conducteur 6 d’électricité, tel qu’un index métallique, porté par la molette rotative 4 et mobile en rotation avec celle-ci, la molette rotative 4 étant montée rotative sur le guide 5.The controller 2 can be a rotary button. In this case as shown in Figure 2, the control member 2 comprises for example a guide 5, a rotary wheel 4, at least one index conductor 6 of electricity, such as a metal index, carried by the rotary wheel 4 and movable in rotation therewith, the rotary wheel 4 being rotatably mounted on the guide 5.
Le guide 5 est fixé ici sur la plaque frontale 32, par exemple par collage.The guide 5 is fixed here on the front plate 32, for example by gluing.
La molette rotative 4 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation A perpendiculaire à la surface de l’écran 17. La molette rotative 4 et le guide 5 présentent par exemple des formes générales cylindriques coaxiales, par exemple opaques, avec un orifice central 7 traversant définissant la zone centrale C creuse de l’organe de commande 2.The rotary wheel 4 is movable in rotation about an axis of rotation A perpendicular to the surface of the screen 17. The rotary wheel 4 and the guide 5 have for example general cylindrical coaxial shapes, for example opaque, with an orifice central crossing 7 defining the central hollow zone C of the control member 2.
L’index conducteur 6 est porté par l’extrémité de la molette rotative 4 en regard de l’écran tactile 17. L’index conducteur 6 est ainsi agencé ici en vis-à-vis de la dalle tactile capacitive 3. Il s’agit par exemple d’une languette métallique, par exemple en Cuivre.The conductive index 6 is carried by the end of the rotary wheel 4 opposite the touch screen 17. The conductive index 6 is thus arranged here opposite the capacitive touch screen 3. It acts for example with a metal tab, for example made of copper.
L’index conducteur 6 est électriquement connecté à des surfaces métalliques externes 9 de la molette rotative 4 destinées à être manipulées par l’utilisateur. Pour cela, la molette rotative 4 est par exemple entièrement réalisée en matériau métallique. Selon un autre exemple, la molette rotative 4 comporte un revêtement agencé auThe conductive index 6 is electrically connected to external metal surfaces 9 of the rotary wheel 4 intended to be manipulated by the user. For this, the rotary wheel 4 is for example entirely made of metallic material. According to another example, the rotary wheel 4 has a coating arranged at the
-8niveau des surfaces externes de préhension, tel qu’une enveloppe chromée connectée à l’index conducteur 6.-8 level of external gripping surfaces, such as a chrome envelope connected to the conductor index 6.
L’écran tactile 17 est configuré pour détecter la position angulaire de l’index conducteur 6 porté par la molette rotative 4. En effet, en touchant les surfaces métalliques externes 9 électriquement connectées à l’index conducteur 6, l’utilisateur amène des charges électriques en regard de l’écran tactile 17 qui sont alors détectées par le capteur capacitif 31. La détection de ces charges dans la zone de l’organe de commande 2 permet d’en déduire le contact de l’organe de commande 2 par l’utilisateur. La détermination des coordonnées de l’index conducteur 6 par la dalle tactile capacitive 3 permet de déterminer la position angulaire de l’index conducteur 6 mobile au-dessus de la dalle tactile capacitive 3.The touch screen 17 is configured to detect the angular position of the conductive index 6 carried by the rotary wheel 4. Indeed, by touching the external metal surfaces 9 electrically connected to the conductive index 6, the user brings loads electric next to the touch screen 17 which are then detected by the capacitive sensor 31. The detection of these charges in the area of the control member 2 makes it possible to deduce therefrom the contact of the control member 2 by the 'user. The determination of the coordinates of the conductive index 6 by the capacitive touchscreen 3 makes it possible to determine the angular position of the conductive index 6 movable above the capacitive touchscreen 3.
L’interface homme-machine 1 peut aussi comporter au moins un actionneur vibratoire 8 permettant de faire vibrer l’écran tactile 17 en réponse à la détection d’un contact ou d’un déplacement d’un doigt sur l’écran 17 (Figure 3). L’actionneur vibratoire 8 est par exemple de type ERM (pour « Eccentric Rotating-Mass >> en anglais) également appelé « moteur vibrant >> ou moteur à masselotte ou de type électromagnétique. Il repose par exemple sur une technologie similaire à celle du HautParleur (en anglais : « Voice-Coil >>). L’actionneur vibratoire 8 est par exemple un LRA (pour « Linear Résonant Actuator >> en anglais), également appelé « moteur linéaire >>. Selon un autre exemple, l’actionneur vibratoire 8 est de type piézoélectrique. La possibilité de faire vibrer l’écran 17 peut permettre aussi de faire vibrer l’organe de commande 2 fixé sur l’écran 17.The man-machine interface 1 can also comprise at least one vibratory actuator 8 making it possible to vibrate the touch screen 17 in response to the detection of a contact or of a movement of a finger on the screen 17 (Figure 3). The vibratory actuator 8 is for example of the ERM type (for "Eccentric Rotating-Mass" in English) also called "vibrating motor" or flyweight motor or of electromagnetic type. It is based for example on a technology similar to that of the Loudspeaker (in English: "Voice-Coil >>). The vibratory actuator 8 is for example an LRA (for "Linear Resonant Actuator" in English), also called "linear motor". According to another example, the vibratory actuator 8 is of the piezoelectric type. The possibility of vibrating the screen 17 can also make it possible to vibrate the control member 2 fixed on the screen 17.
L’organe de commande 2 comporte en outre une matrice 12 de microlentilles 13 optiques placées les unes à côté des autres dans un même plan, dans la zone centrale C de l’organe de commande 2, entre l’écran tactile 17 et un élément diffusant 14 de l’organe de commande 2, pour afficher une image de l’écran tactile 17 sur l’élément diffusant 14 (Figure 2).The control member 2 further comprises a matrix 12 of optical microlenses 13 placed one next to the other in the same plane, in the central zone C of the control member 2, between the touch screen 17 and an element diffusing 14 of the control member 2, to display an image of the touch screen 17 on the diffusing element 14 (Figure 2).
Les microlentilles 13 renvoient l’image affichée par l’écran tactile 17 plus haut dans l’organe de commande 2 sur l’élément diffusant 14 (voir le trajet des rayons lumineux en sortie des microlentilles 13 représentés en pointillés sur la Figure 2).The microlenses 13 return the image displayed by the touch screen 17 above in the control member 2 on the diffusing element 14 (see the path of the light rays at the exit of the microlenses 13 shown in dotted lines in FIG. 2).
L’image affichée transférée sur l’élément diffusant 14 peut être une couleur, un pictogramme, un symbole ou encore une image plus complexe.The displayed image transferred to the diffusing element 14 can be a color, a pictogram, a symbol or even a more complex image.
L’élément diffusant 14 comporte un matériau diffusant, tel qu’un matériauThe diffusing element 14 comprises a diffusing material, such as a material
-9plastique, ou peut être formé par une peinture diffusante.-9plastic, or can be formed by a diffusing paint.
L’élément diffusant 14 peut être blanc, éventuellement plus ou moins transparent. Il est par exemple réalisé par un matériau plastique blanc diffusant ou par une peinture diffusante, déposée sur un support en matériau plastique transparent.The diffusing element 14 may be white, possibly more or less transparent. It is for example produced by a white diffusing plastic material or by a diffusing paint, deposited on a support made of transparent plastic material.
L’élément diffusant 14 ou le support de l’élément diffusant est par exemple fixé au guide 5 ou à l’écran tactile 17. Il est agencé dans la zone centrale C de l’organe de commande 2 au-dessus de la matrice 12 de microlentilles 13, tel qu’au sommet de l’organe de commande 2. L’élément diffusant 14 forme ainsi la surface supérieure extérieure de l’organe de commande 2.The diffusing element 14 or the support of the diffusing element is for example fixed to the guide 5 or to the touch screen 17. It is arranged in the central zone C of the control member 2 above the matrix 12 of microlenses 13, such as at the top of the control member 2. The diffusing element 14 thus forms the upper external surface of the control member 2.
L’élément diffusant 14 agit comme un écran d’affichage en permettant de visualiser l’image transférée par la matrice 12 de microlentilles 13. Chaque rayon lumineux transmis par l’élément diffusant 14 est réparti selon l’angle de diffusion du matériau, ce qui homogénéise également la luminance.The diffusing element 14 acts as a display screen by making it possible to visualize the image transferred by the matrix 12 of microlenses 13. Each light ray transmitted by the diffusing element 14 is distributed according to the angle of diffusion of the material, this which also homogenizes the luminance.
Les microlentilles 13 sont convergentes. La focale des microlentilles 13 est par exemple comprise entre 2mm et 15mm.The microlenses 13 are convergent. The focal length of the microlenses 13 is for example between 2mm and 15mm.
Selon un exemple de réalisation, les microlentilles 13 présentent respectivement une forme de demi-calottes tronquées présentant des faces adjacentes 19 entre microlentilles 13 qui sont planes et complémentaires (Figure 4). Les microlentilles 13 sont pleines et présentent une base inférieure située côté de l’écran tactile 17 qui est plane et rectangulaire ou carrée. Le diamètre de la demi-calotte est par exemple égal ou inférieur à 180μητ La hauteur h des microlentilles 13 n’est pas plus haute qu’une demi-sphère, elle est donc par exemple inférieure à 90μΠΊ (Figure 2).According to an exemplary embodiment, the microlenses 13 respectively have the form of truncated half-caps having adjacent faces 19 between microlenses 13 which are planar and complementary (Figure 4). The microlenses 13 are full and have a lower base located on the side of the touch screen 17 which is flat and rectangular or square. The diameter of the half-cap is for example equal to or less than 180μητ The height h of the microlenses 13 is not higher than a hemisphere, it is therefore for example less than 90μΠΊ (Figure 2).
Les microlentilles 13 de la matrice 12 peuvent ainsi être placées les unes à côté des autres sur un même plan, selon un maillage carré ou rectangulaire sans laisser de pixels 15 non recouvert par au moins une microlentille 13. Le recouvrement de l’image affichée par l’écran 17 peut ainsi être optimisé.The microlenses 13 of the matrix 12 can thus be placed one beside the other on the same plane, according to a square or rectangular mesh without leaving pixels 15 not covered by at least one microlens 13. The covering of the image displayed by screen 17 can thus be optimized.
Les microlentilles 13 sont par exemple collées sur l’écran tactile 17, c’est-à-dire ici sur la plaque frontale 32.The microlenses 13 are for example glued to the touch screen 17, that is to say here on the front plate 32.
Les microlentilles 13 présentent par exemple une dimension respective inférieure à, ou de l’ordre de, la dimension d’un pixel 15 de l’écran d’affichage 10 de sorte qu’un pixel 15 soit recouvert par au moins une microlentille 13 (Figure 4). Chaque pixel 15 de l’image de l’écran d’affichage 10 peut ainsi être échantillonné par une ou plusieurs microlentilles 13.The microlenses 13 have for example a respective dimension less than, or of the order of, the dimension of a pixel 15 of the display screen 10 so that a pixel 15 is covered by at least one microlens 13 ( Figure 4). Each pixel 15 of the image of the display screen 10 can thus be sampled by one or more microlenses 13.
-10La matrice 12 de microlentilles 13 peut être alignée avec les pixels de l’écran tactile 17, notamment lorsque la dimension des microlentilles 13 est de l’ordre de la dimension d’un pixel 15.The matrix 12 of microlenses 13 can be aligned with the pixels of the touch screen 17, in particular when the dimension of the microlenses 13 is of the order of the dimension of a pixel 15.
Pour cela par exemple, on dépose la matrice de microlentilles 13 sur l’écran tactile 17 avec la colle non figée. On déplace ensuite la matrice de microlentilles 13 pour l’aligner avec les pixels 15 au moyen d’une caméra. Le positionnement de la matrice de microlentilles 13 est réglé pour obtenir une image nette au niveau de la caméra. Lorsque l’image est nette, on sèche la colle, par exemple au moyen de flashs Ultraviolets dans le cas d’une colle UV.For this, for example, the micro-lens matrix 13 is deposited on the touch screen 17 with the non-fixed glue. We then move the microlens array 13 to align it with the pixels 15 by means of a camera. The positioning of the microlens array 13 is adjusted to obtain a clear image at the level of the camera. When the image is clear, the glue is dried, for example by means of Ultraviolet flashes in the case of UV glue.
Les dimensions d’une microlentille 13 de base inférieure carrée sont par exemple 180μΠΊχ180μΠΊ ou inférieures à ces dimensions.The dimensions of a microlens 13 with a square lower base are for example 180 μΠΊχ180 μΠΊ or less than these dimensions.
Les microlentilles 13 peuvent présenter de plus grandes dimensions, respectivement supérieures à la dimension d’un pixel 15. Une microlentille 13 recouvre alors plus d’un pixel 15. Les microlentilles 13 de dimension respective supérieure à la dimension d’un pixel 15 présente toutefois une dimension respective inférieure à neuf pixels 15, et pour plus de qualité d’image, au moins inférieure à quatre pixels 15. En effet, plus il y a de microlentilles 13 par pixel 15 et plus l’image rehaussée sera nette, bien définie et peut être complexe.The microlenses 13 may have larger dimensions, respectively greater than the dimension of a pixel 15. A microlens 13 then covers more than one pixel 15. The microlenses 13 of respective dimension greater than the dimension of a pixel 15 present however a respective dimension less than nine pixels 15, and for more image quality, at least less than four pixels 15. Indeed, the more there are microlenses 13 per pixel 15 and the sharper the sharpened image will be, well defined and can be complex.
Les microlentilles 13 présentent par exemple un grandissement de 1. L’image déportée sur l’élément diffusant 14 est alors de taille identique à l’image affichée par l’écran tactile 17.The microlenses 13 for example have a magnification of 1. The image offset on the diffusing element 14 is then of size identical to the image displayed by the touch screen 17.
Les microlentilles 13 peuvent aussi agrandir ou réduire la taille de l’image. On peut par exemple utiliser des microlentilles 13 présentant un grandissement inférieur à 1 notamment lorsqu’une microlentille 13 recouvre plus d’un pixel de façon à masquer les imperfections éventuelles d’un sous-échantillonnage de l’image.The microlenses 13 can also enlarge or reduce the size of the image. One can for example use microlenses 13 having a magnification less than 1 in particular when a microlens 13 covers more than one pixel so as to mask the possible imperfections of an undersampling of the image.
Les microlentilles 13 sont par exemple en matériau plastique, tel qu’en PMMA ou PC (polycarbonate).The microlenses 13 are for example made of plastic material, such as PMMA or PC (polycarbonate).
Le matériau des microlentilles 13 est par exemple d’indice supérieur à 1 et inférieur à 2, tel que par exemple de l’ordre de 1,5 ou 1,6.The material of the microlenses 13 is for example of index greater than 1 and less than 2, such as for example of the order of 1.5 or 1.6.
En fonctionnement, l’utilisateur peut voir l’image de l’écran tactile 17 rehaussée dans la zone centrale C de l’organe de commande 2, à hauteur de l’élément diffusant 14. L’image n’est plus masquée par la mécanique de l’organe de commande 2. L’utilisateur peut voir l’image indifféremment de la façon dont il regarde l’organe deIn operation, the user can see the image of the touch screen 17 enhanced in the central zone C of the control member 2, up to the diffusing element 14. The image is no longer masked by the mechanics of the control member 2. The user can see the image regardless of how he looks at the control member
-11commande 2, que ce soit de face ou de biais.-11 command 2, either front or sideways.
La Figure 5 montre un deuxième exemple de réalisation.Figure 5 shows a second embodiment.
Dans cet exemple, les microlentilles 13 sont collées sur l’écran d’affichage 10, dans un orifice de la dalle tactile capacitive 3 et ici de la plaque frontale 32. Cela permet d’améliorer la lisibilité des images. En effet, avec une dalle tactile capacitive 3 ajourée, la matrice 12 de microlentilles 13 peut être agencée au plus près de l’écran 10, ce qui permet de réduire la distance entre les pixels 15 et les microlentilles 13 et ainsi la capacité des lentilles à collecter un flux lumineux aux angles élevées (ou « angular acceptance >> en anglais). On évite ainsi que les microlentilles 13 récupèrent le flux lumineux parasite de pixels 15 adjacents, ce qui peut flouter l’image (problèmes de « crosstalk >> en anglais).In this example, the microlenses 13 are glued to the display screen 10, in an orifice of the capacitive touchscreen 3 and here of the front plate 32. This makes it possible to improve the readability of the images. Indeed, with a perforated capacitive touchscreen 3, the array 12 of microlenses 13 can be arranged as close as possible to the screen 10, which makes it possible to reduce the distance between the pixels 15 and the microlenses 13 and thus the capacity of the lenses. to collect a luminous flux at high angles (or "angular acceptance" in English). This prevents microlenses 13 from recovering the stray light flux from adjacent pixels 15, which can blur the image ("crosstalk" problems).
La Figure 6 montre un troisième exemple de réalisation.Figure 6 shows a third exemplary embodiment.
Dans cet exemple, l’organe de commande 2 comporte un élément monobloc 21 transparent dans lequel la matrice 12’ de microlentilles 13’ creuses est ménagée.In this example, the control member 2 comprises a transparent one-piece element 21 in which the matrix 12 ′ of hollow microlenses 13 ’is provided.
L’élément monobloc 21 est par exemple en matériau plastique, tel qu’en PMMA ou PC (polycarbonate) et d’indice supérieur à 1 et inférieur à 2, tel que par exemple de l’ordre de 1,5 ou 1,6.The one-piece element 21 is for example made of plastic material, such as PMMA or PC (polycarbonate) and of index greater than 1 and less than 2, such as for example of the order of 1.5 or 1.6 .
L’élément monobloc 21 est agencé dans la zone centrale C de l’organe de commande 2, par exemple contre la dalle tactile capacitive 3 ou la plaque frontale 32 ou contre l’écran d’affichage 10, dans un orifice de la dalle tactile capacitive 3 et le cas échéant de la plaque frontale 32, pour être au plus près de l’écran 10.The one-piece element 21 is arranged in the central zone C of the control member 2, for example against the capacitive touch screen 3 or the front plate 32 or against the display screen 10, in an orifice of the touch screen capacitive 3 and where appropriate of the front plate 32, to be as close as possible to the screen 10.
Les microlentilles 13’ présentent par exemple comme précédemment, la forme de demi-calottes respectives tronquées présentant des faces adjacentes 19 entre microlentilles 13’ qui sont planes.The microlenses 13 'have for example as before, the shape of respective truncated half-caps having adjacent faces 19 between microlenses 13' which are planar.
La matrice 12’ de microlentilles 13’ est ménagée sur un côté de l’élément monobloc 21 opposé au côté de l’élément monobloc 21 pouvant porter l’élément diffusant 14 formé par exemple par une couche de peinture diffusante.The matrix 12 ′ of microlenses 13 ′ is formed on one side of the monoblock element 21 opposite to the side of the monoblock element 21 which can carry the diffusing element 14 formed for example by a layer of diffusing paint.
La Figure 7 montre un quatrième exemple de réalisation.Figure 7 shows a fourth exemplary embodiment.
Dans cet exemple de réalisation, l’écran tactile 22 comporte un écran d’affichage, tel qu’un écran TFT, et un capteur capacitif intégré dans l’écran d’affichage, au niveau de son électronique. Ce type d’écran tactile 22 est généralement appelé « On-Cell >> ou « In-Cell >> en anglais. Comme précédemment, l’écran tactile 22 est configuré pour détecter la position angulaire d’un index conducteur 6 porté par laIn this exemplary embodiment, the touch screen 22 comprises a display screen, such as a TFT screen, and a capacitive sensor integrated in the display screen, at the level of its electronics. This type of touch screen 22 is generally called "On-Cell" or "In-Cell" in English. As before, the touch screen 22 is configured to detect the angular position of a conductive index 6 carried by the
-12molette rotative 4.-12 rotary wheel 4.
Dans ce cas, l’interface 1 peut en outre comporter une plaque transparente de protection 16, agencée au-dessus de l’écran tactile 22. La plaque de protection 16 peut être ajourée pour laisser passer l’organe de commande 2. La plaque transparente de 5 protection 16 peut être en verre (ou « coverglass » en anglais) ou en plastique. Elle peut être collée sur l’écran tactile 22 par une colle optique ou peut être fixée à un boitier de l’interface 1 en laissant un interstice d’air entre l’écran tactile 22 et la plaque transparente de protection 16. Cette plaque 16 permet notamment de satisfaire aux critères automobiles de sécurité.In this case, the interface 1 can also comprise a transparent protection plate 16, arranged above the touch screen 22. The protection plate 16 can be perforated to allow the control member to pass 2. The plate transparent protection 5 can be made of glass (or "coverglass" in English) or plastic. It can be glued to the touch screen 22 with an optical glue or can be fixed to an interface box 1, leaving an air gap between the touch screen 22 and the transparent protective plate 16. This plate 16 allows in particular to meet automotive safety criteria.
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