Brevet FR2607247A1 — publié le 19880527

- 1 - La présente invention concerne des dispositifs d'affi- chage illuminés destinés à être utilisés dans des équipe- ments, tels que des consoles dans des aéronefs, et qui nécessitent d'être visibles aussi bien de jour que de nuit. Les affichages illuminés sont souvent prévus dans la face frontale d'interrupteurs ou de boutons de fonction et soit montrent que l'interrupteur est en position de marche, soit donnent un message concernant la fonction en cours. Les affichages doivent être suffisamment brillants pour être visibles sous une lumière solaire intense mais cela peut entraîner des difficultés au cours de vols de nuit si un pilote porte des lunettes de vision nocturne. Les lunettes de vision nocturne comprennent habituellement un détecteur semblable à une petite caméra de télévision (T.V.) réuni à deux petits moniteurs T.V. La caméra T.V. en position frontale répond photoélectriquement aux longueurs d'ondes infrarouges (I.R.) et à certaines longueurs d'ondes visibles dans la région rouge du spectre lumineux. Les lunettes de vision nocturne détectent la lumière infra-rouge à partir d'une source externe et présentent une image qui est visible à l'oeil humain dans les moniteurs. L'éclat d'interrupteurs fortement illuminés et leur réflexion depuis 1 ' intérieur du plafond vouté peut saturer et aveugler l'équipement de vision nocturne. Si les affichages sont directement dans le champ de vision des lunettes, ils pourront causer une surcharge ou un "délavage" de l'afficha- ge des lunettes à infra-rouge, pendant lequel toutes les images seront gommées. Même si les affichages ne sont pas directement dans le champ de vision des lunettes, leur réflexion peut réduire le contraste et la résolution des objets observés à l'aide des lunettes ou faire que la lumière infra- rouge ambiante atteigne un niveau tel qu'il se produit une dispersion dans les lentilles de l'objectif des lunettes de vision nocturne, réduisant là encore leur efficacité. Même lorsqu ' il utilise des lunettes pour vision nocturne, le pilote a toujours besoin d'être capable de lire -- 2 -- les affichages (il est de pratique courante pour le pilote de soulever ses lunettes et d'observer par en-dessous les affichages). En conséquence, il ne servirait à rien d'éteindre les affichages ou de les mettre en veilleuse. Si les affichages étaient mis en veilleuse à un degré tel qu'ils ne soient plus visibles au moyen des lunettes de vision nocturne, ils ne seraient pas davantage visibles à l'oeil nu à la lumière solaire. Ils ne seraient pas davantage visibles à l'oeil nu, la nuit, sans saturer les lunettes de vision nocturne qui sont beaucoup plus sensibles que l'oeil nu aux radiations infra-rouges. Il est connu d'utiliser des filtres pour réduire l'éclat des affichages. L'interférence avec la vision de nuit peut être réduite ou éliminée en plaçant un filtre infra-rouge devant un affichage pour atténuer les longueurs d'ondes infra-rouges émises par la source. Bien que les filtres I.R. conviennent à l'utilisation avec des lunettes pour vision nocturne, ils réduisent l'intensité de la lumière transmise par un facteur pouvant atteindre 50 % qui met en veilleuse les affichages et rend leur lecture difficile de jour. En général, les affichages non filtrés qui sont disponibles pour l'observation de jour à l'oeil nu ne conviennent pas à l'utilisation dans un habitacle d'aéronef lorsqu'un pilote utilise des lunettes de vision nocturne et les affichages filtrés qui sont compatibles avec les lunettes de vision nocturne ne conviennent pas à l'utilisation ordinaire de jour. La présente invention a pour but d'apporter un système d'éclairage à double mode dans lequel des sources lumineuses filtrées et non filtrées peuvent être sélectionnées selon les besoins pour éclairer un affichage en vue, respective- ment, de l'observation de nuit et à la lumière solaire. Selon un aspect de la présente invention, celle-ci apporte un dispositif pour éclairer des affichages d'infor- mation comprenant au moins deux canaux lumineux, dont chacun est associé avec au moins une source lumineuse pour fournir de la lumière dans ledit canal, des moyens pour diriger la 3 2607247 sortie de lumière depuis chacun desdits canaux lumineux sur une zone porteuse d'information commune, des moyens pour garantir que la sortie de lumière provenant de l'un desdits canaux appartient à une large gamme de fréquences tombant principalement à l'extérieur de la zone infra-rouge et à l'intérieur de la zone photopique du spectre de fréquence électromagnétique et que la sortie de lumière provenant de 1 ' autre desdits canaux a une large gamme de fréquences couvrant au moins la zone photopique du spectre de fréquence électromagnétique, et des moyens pour alimenter sélective- ment lesdites sources lumineuses. Les sources lumineuses peuvent être des lampes à filament incandescent, auquel cas une lumière est associée à un filtre infra-rouge. Les sorties de lumière provenant des deux canaux peuvent être sélectivement dirigées au travers des faces séparées d'un prisme et dispersées par un milieu de dispersion au niveau d'une face de sortie du prisme sur une surface porteuse d'information. L' une au moins des sources lumineuses peut être constituée par au moins une lampe à filament incandescent et 1 ' autre peut être constituée par au moins une diode émettrice de lumière bleue ou verte qui évite le besoin d'avoir recours à un quelconque filtre I.R. dans l'un des canaux. Les moyens d'alimentation sélectifs peuvent mettre en service, le jour, les deux sources et, la nuit, seulement la source fournissant, au canal, la lumière dont sont exclus les I.R. Une forme spécifique de l'invention sera maintenant décrite uniquement à titre d'exemple et par référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une courbe montrant la réponse photopique de 1 ' oeil humain et de lunettes de vision nocturne en fonction de la longueur d'onde en nanomètre, - les figures 2 et 3 montrent la distribution spectrale d ' une source de lumière incandescente filtrée et d ' une source de lumière L.E.D. (diode électro-luminescente), en - 4 - terme de transmission/réponse en fonction de la longueur d'onde, - la figure 4 est une vue en coupe transversale schématique d'une des formes d'affichage compatible vision nocturne/lumière solaire, - la figure 5 est une vue en coupe transversale schématique d'une autre forme d'affichage compatible vision nocturne/lumière solaire, et - la figure 6 est une vue en perspective d'une autre forme encore d'affichage compatible vision nocturne/lumière solaire. Si l'on se réfère à la figure 1, on voit deux courbes 1 et 2, tracées côte à côte, la courbe 1 représentant la réponse de l'oeil humain et la courbe 2 représentant la réponse électrique et la transmission des lunettes de vision nocturne. Plus particulièrement, la courbe 1 représente la réponse photopique des cônes de l'oeil humain à la lumière du jour; cette courbe est légèrement décalée vers la droite pendant la nuit lorsque les bâtonnets de l'oeil humain jouent un rôle prédominant et l'oeil devient légèrement plus sensible aux plus longues longueurs d'ondes. Les lunettes de visionI nocturne agissent sur la région infra-rouge du spectre selon la courbe 2 aussi bien que sur une partie du spectre visible à l'oeil indiquée par la zone de recouvre- ment 3 des deux courbes. La figure 2 illustre la distribution spectrale d'une source lumineuse incandescente qui a été modifiée par filtration, de telle sorte qu'elle soit compatible avec les lunettes de vision nocturne. La courbe 4 représente une source incandescente modifiée. La courbe a grossièrement la même forme que celle de la réponse de l'oeil humain représentée à la figure 1, mais les plus longues longueurs d'ondes infra-rouges ont été éliminées par filtrage de telle sorte qu'elles ne gênent pas la performances des lunettes de vision nocturne. La courbe 2 représente la réponse spectrale d'une paire de lunettes de vision nocturne. Le spectre de la source 4 s' étend à partir des longueurs d'ondes au point C _- - 2607247 et se termine brusquement aux longueurs d'ondes du point D: le filtre infra-rouge absorbe toutes les longueurs d'ondes au-delà de D et empêche une interférence avec les lunettes de vision nocturne 2 par la source 4. Le tracé en pointillés qui s' étend à partir de la courbe 4 représente la distribution spectrale de la source incandescente avant la filtration. On peut voir que la courbe se prolongerait habituellement depuis le point C jusqu'au point E et chevaucherait la courbe 2, c ' est-à-dire que la source incandescente interférerait avec les lunettes de vision nocturne, mais, en procédant ainsi, la luminosité de l'affichage est diminuée de moitié. La présente invention cherche à surmonter les limita- tions du filtrage en combinant deux sources dans un mode d'affichage double. Une source incandescente non filtrée à large bande est utilisée pour illuminer l'affichage pendant les heures de lumière du jour et une source filtrée à bande étroite est utilisée pour illuminer l'affichage pendant la nuit. En variante à la filtration d'une source de lumière incandescente, on peut utiliser des diodes électro-lumines- centes (L.E.D.) qui ont une bande de longueur d'ondes très étroite. En utilisant des L.E.D. vertes ou jaunes, on peut illuminer un affichage la nuit sans interférer avec les lunettes de vision nocturne. La figure 3 illustre la distribution spectrale d'une source L.E.D. 6 comparée avec une source incandescente 4 (représentée en pointillés). Les émissions de la L.E.D. à bande étroite ne chevauchent pas la gamme des lunettes de vision nocturne 2, tandis que la source incandescente 4 le fait. En elles-mêmes, les L.E.D. ne seraient pas suffisam- ment brillantes pour illuminer convenablement un affichage pour l'observation à la lumière du jour brillante. Mais selon l'invention, les L.E.D. sont complétées par une source incandescente pendant l'observation à la lumière du jour. La construction d'un affichage à double mode est illustrée à la figure 4. L'affichage comprend un panneau - 6 - Nfrontal 7 transparent ou translucide sur lequel est marqué une information ou un symbole, et deux sources de lumière incandescente 8 et 9 derrière le panneau et incluses dans des enceintes séparées 10 et 11 étanches à la lumière. L'une des enceintes 11 contient un filtre 12 qui absorbe les longueurs d'ondes infra-rouges de la lumière. Les deux enceintes 10 et 11 sont disposées derrière les faces adjacentes 13 et 14 d'un prisme 15, de telle sorte que la lumière provenant de chaque enceinte émerge au travers de la même face 16 du prisme pour éclairer le panneau frontal 7. L'alimentation en énergie des deux sources peut être faite, via des interrupteurs électriques, de telle sorte qu'en mode de vision nocturne seule la source 9 est alimentée derrière l'affichage, tandis qu'en observation diurne les deux sources 8 et 9 sont alimentées. La source 9 n'est pas réellement nécessaire pour l'observation diurne, mais elle est utilisée pour augmenter la brillance de l'affichage. Dans une variante d'exécution, l'alimentation en énergie pourrait être commutée, de telle sorte que lorsque le mode diurne est sélectionné, seule la source 8 est alimentée derrière l'affichage. Dans le mode de vision nocturne, la lumière provenant de la source 9 passe au travers du filtre 12 et ses longueurs d'ondes I.R. en sont filtrées, comme on le voit à la figure 2, dans la région DE de la courbe 4. Le faisceau filtré passé dans le prisme o il est réfléchi, réfracté et finalement diffusé sur la surface arrière du panneau frontal 7. La lumière transmise depuis l'affichage ne contient aucune longueur d'onde infra-rouge qui pourrait interférer avec les lunettes de vision nocturne. Dans le mode diurne, la source 8 peut être alimentée. La lumière non filtrée provenant de la source passe directement dans le prisme au travers de la face 13 et est réfléchie et réfractée finalement pour émerger au travers de la face 16 du prisme et illuminer la surface arrière du panneau frontal 7. La lumière non filtrée provenant de la source 8 reste -7suffisamment brillante pour être visible à la lumière du jour. La source 9 est alimentée en même temps que la source 8 pour en augmenter la sortie. La figure 5 montre une seconde forme d'exécution de l'invention. Deux sources lumineuses 8 et 9 sont respective- ment contenues dans des enceintes 10 et 11. Les enceintes ont chacune une plaque frontale, respectivement 17 et 18, à une extrémité. L'une des enceintes 10 comporte, à l'inté- rieur, un filtre 12, disposé entre la source 8 et la plaque frontale 17. Pendant la nuit, seule la source 8 peut être alimentée, la lumière provenant de la source 8 passant au travers du filtre 12, de sorte que les longueurs d'ondes infra-rouges sont éliminées. Le faisceau lumineux résultant éclaire l'intégralité de la plaque frontale 17. Pendant le jour, la source 9 est mise en service et de la lumière non filtrée passe le long de l'enceinte 11 pour illuminer la plaque frontale 18. Du fait que la lumière n'est pas filtrée, elle émerge avec suffisamment de brillance pour une observation diurne. La figure 6 montre une autre forme d'exécution de l'affichage dans lequel une source incandescente 8 est montée à l'intérieur d'une enceinte 10 étanche à la lumière pour l'illumination diurne et des diodes électro-luminescen- tes 19 sonit placées autour de la périphérie'de l'affichage pour la vision nocturne. Dans le mode vision nocturne, seule la L.E.D. 19 peut être alimentée derrière l'affichage correspondant à la figure 3, courbe 6. Dans le mode diurne, la source incandescente 8 est alimentée, ce qui correspond à la courbe 4 de la figure 3. Bien qu'il n'ait été décrit que trois formes d'exécu- tion spécifiques d'affichage compatibles lunettes de vision nocturne/lumière solaire, d'autres dispositions de mode double pourraient être conçues sans sortir du cadre de 1' invention. -8- 2607247 - 8 - REVENDICATIONS 1- Dispositif pour illuminer des affichages d'informa- tion, comprenlant un canal lumineux, une source lumineuse pour fournir de la lumière dans ledit canal, des moyens pour diriger la sortie de lumière depuis ledit canal lumineux sur une zone porteuse d'une information à afficher, caractérisé en ce qu'il est prévu un canal lumineux supplémentaire (10, 11), en ce que chaque canal (10, 11) est associé avec au moins l'une des sources lumineuses (8, 9) et en ce que des moyens (12) sont prévus pour garantir que la sortie de lumière provenant de l'un desdits canaux (9) a une gamme de fréquence tombant principalement à l'extérieur de la zone infra-rouge et dans la zone photopique du spectre de fréquence électromagnétique et que la sortie de lumière de l'autre desdits canaux (8) a une gamme de fréquence large couvrant au moins la zone photopique du spectre de fréquence électro-magnétique, et des moyens pour alimenter sélective- ment lesdites sources lumineuses (8, 9). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sources lumineuses sont toutes des ampoules à filament incandescent (8, 9), dont l'une est associée à un filtre infra-rouge (12). 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sorties lumineuses des deux canaux sont dirigées sélectivement au travers des faces séparées (13, 14) d'un prisme,(15) et dispersées par un milieu de dispersion à la face de sortie du prisme (15) au niveau d'une surface portant une information. 4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une source lumineuse d'un canal est au moins une diode électro-luminescente bleue ou verte (19) (figure 6). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens pour alimenter sélectivement lesdites sources lumineuses sont efficaces pour n'alimenter que la source fournissant de la lumière au canal dépourvu d'infra-rouge, la nuit (figure 5).