Brevet FR2714564A1 — publié le 19950630

L'invention se rapporte à un procédé de commande d'une source lumineuse qui, logé dans un dispositif de signalisation notamment visible sur 3600, émet une série d'éclats de durée prédéterminée et diversement groupés tels des éclats courts et au moins un éclat long. Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé et au dispositif équipé des dits moyens. Elle trouve application plus particulièrement mais non exclusivement dans le domaine maritime où il est nécessaire d'indiquer par un signal lumineux codifié certaines positions référencées sur des cartes maritimes. Pour cela, on utilise un dispositif lumineux encore appelé balise lumineuse qui émet un signal lumineux. Ce signal qui pourrait être continu est plus généralement un signal lumineux composé d'éclats lumineux qui peuvent être de durées différentes, à la manière d'un code, composant un signal de base qui se répète périodiquement. Un signal de base pourra, par exemple, se composer de séries d'éclats courts qui, dans chaque série, sont espacés les uns des autres d'une durée prédéterminée et les séries sont elles-mêmes séparées les unes des autres par un deuxième espace et d'une autre durée prédéterminée. Dans les procédés connus à ce jour, la durée de chaque éclat court est inférieure au temps de non fonctionnement entre deux éclats c'est à dire que le rapport entre la durée de l'éclat court et sa période est inférieure à un demi. Ce signal de base peut être obtenu en occultant une source lumineuse à l'aide, par exemple, d'un volet mais plus généralement c'est par la commande de la source lumineuse que sont créés les différents éclats lumineux. Si, dans les zones urbanisées, l'alimentation électrique et l'entretien d'un dispositif de signalisation sont relativement simples à réaliser, il n'en est pas de même lorsque ces balises lumineuses sont situées dans des zones difficile d'accés et, par exemple, lorsque ces balises sont placées en mer sur des bouées. Outre qu'il faut prévoir des moyens d'alimentation électrique autonomes, tels des générateurs solaires, il faut faire en sorte que soient limitées les interventions sur le dispositif de signalisation. Ces moyens d'alimentation ont une capacité de production électrique relativement réduite, sauf à multiplier les générateurs solaires ce qui n'est pas toujours possible, notamment lorsqu'il s'agit de balises maritimes. Egalement, l'énergie électrique disponible est limitée car il faut faire appel à des batteries de stockage. Dans les réalisations connues à ce jour, la source lumineuse est une lampe à incandescence. En remplacement des lampes à incandescence, il est connu d'utiliser des diodes électroluminescentes qui ont une durée de vie bien supérieure aux lampes à incandescence connues à ce jour. Malheureusement, ce nouveau type de lampes a un inconvénient trés important, à savoir que la fabrication de ces diodes est mal contrôlée et pour un type donné de diodes électroluminescentes, l'éclairement délivré pour une tension et/ou un courant donné n'est pas reproductible d'une diode à une autre. Par exemple, pour une diode commercialisée pour fournir un éclairement de quinze Candelas à une tension et à un courant d'alimentation donnés, il n'est pas rare de trouver des diodes qui, pour la même tension et le même courant électrique, délivrent vingt Candélas. Dans le cas d'une diode unique constituant la source lumineuse, cela n'est pas gênant. Par contre, lorsqu'on souhaite produire une source uniforme de lumière sur une grande surface, qu'elle soit plane ou plus particulièrement courbe, on doit faire appel à une pluralité de diodes disposées selon une géométrie particulière. On comprend bien que du fait du défaut de reproductibilité de la caractéristique lumineuse des diodes, certaines zones de cette source, composée de zones élémentaires comprenant chacune au moins une diode électroluminescente, seront plus visibles que d'autres. Ceci n'est pas acceptable notamment dans le cas d'une balise maritime car ce défaut, notamment dans le cas des balises clignotantes, induit des erreurs de compréhension du code d'autant plus que l'observateur est mobile par rapport au dispositif de signalisation et qu'il ne voit pas toujours la balise selon le même angle. L'utilisation d'un signal lumineux composé d'éclats courts et d'éclats longs, pose également un problème de perception visuelle. En effet, la perception visuelle d'un éclat isolé n'est pas du tout équivalent à la perception d'un éclat de même durée et intensité si, à cet éclat, succède, avec un retard prédéterminé, un second éclat identique. Ce phénomène est dfl à la perception rétinienne et a donné lieu à une loi mathématique dite loi de Talbot qui explique que, si des impulsions lumineuses sont émises à une fréquence de l'ordre de 8 Hertz et avec un rapport entre la durée de l'éclair et sa période égale à un demi, l'observateur perçoit une intensité lumineuse sensiblement égale au double de l'éclairement réellement émis. Egalement, la perception visuelle d'un éclat court et d'un éclat long ayant la même valeur d'éclairement sera perçue avec une différence d'intensité qui résulte toujours du mécanisme de perception rétinienne. De ce fait, ces phénomènes affectent la compréhension du signal lumineux codifiant un message destiné, par exemple, aux navigateurs. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé de commande et un dispositif de signalisation qui remédient aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un tel procédé de commande d'un dispositif de signalisation qui émet un signal lumineux composé d'une série d'éclats divers de durée prédéterminée et diversement groupés, tels une série d'éclats courts, suivie d'au moins un éclat long, comprenant - une source lumineuse composée d'une pluralité de sources élémentaires comprenant elles-mêmes chacune au moins une diode électroluminescente, - un générateur électrique qui délivre à chaque source élémentaire pendant son temps de fonctionnement un signal d'alimentation de référence constitué d'un nombre prédéterminé d'impulsions d'amplitudes constantes, ce procédé étant notamment caractérisé en ce que - préalablement à l'exploitation de la source lumineuse, on alimente chaque source élémentaire avec un signal d'alimentation dit de référence et on détermine les hétérogénéités d'éclairement produites par la source lumineuse et, - pour chaque source élémentaire, on quantifie sa variation d'éclairement par rapport à la valeur de référence et on établit une table de coefficients de correction dits coefficients d'hétérogénéités, puis - lors de l'exploitation de la balise à'une part, pour chaque source lumineuse élémentaire, on corrige le signal d'alimentation électrique en fonction de la table de correction préétablie et, à cet effet, on modifie le signal d'alimentation de référence de manière que l'intégrale des impulsions élémentaires du signal corrigé soit égale au produit de l'intégrale des impulsions du signal de référence multiplié par le coefficient de correction d'hétérogénéité affecté à la source élémentaire considérée et d'autre part, on applique une seconde correction au dit signal d'alimentation pour compenser la différence de perception entre un éclat court et un éclat long afin qu'à la durée près, le niveau d'intensité lumineuse perçue par l'oeil soit identique qu'il s'agisse d'un éclat court ou d'un éclat long. Elle a également pour objet les moyens pour la mise en oeuvre du procédé et le dispositif de signalisation dont la commande est pourvue des dits moyens. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : dispositif de commande d'une source lumineuse, - figure 2 : représentation partielle d'un signal électrique de référence, - figure 3 : représentation graphique d'un signal électrique de référence corrigé, - figure 4 : représentation graphique d'un signal non corrigé perçu par un observateur, - figure 5 : représentation graphique d'un signal corrigé perçu par un observateur. En se reportant au dessin, on voit que, pour constituer une balise de signalisation visible notamment sur 3600, on fait appel à une source 1 lumineuse composée d'une pluralité de sources 2 élémentaires comprenant elles-mêmes chacune au moins une diode électroluminescente. Ces sources 2 élémentaires sont disposées selon une organisation permettant de couvrir une surface qui, dans le cas particulier d'une signalisation sur 360 , est une surface cylindrique de révolution. Pour produire les éclats lumineux, la balise comprend un générateur 3 électrique qui, pendant une durée prédéterminée qui est celle de la durée souhaitée de l'éclat, délivre à chaque source élémentaire un signal d'alimentation constitué d'un nombre prédéterminé d'impulsions 4 d'amplitudes constantes. Le rapport cyclique des impulsions est variable en fonction de la tension disponible. Ce dispositif de signalisation émet généralement un signal lumineux composé d'une série d'éclats courts 5 et d'au moins un éclat long 6. Selon l'invention - préalablement à l'exploitation de la source lumineuse, on alimente chaque source 2 élémentaire avec un signal d'alimentation 7 dit de référence et on détermine les hétérogénéités d'éclairement produites par la source lumineuse et, - pour chaque source 2 élémentaire, on quantifie sa variation d'éclairement par rapport à la valeur de référence et on établit une table de coefficients de correction dits coefficients d'hétérogénéités, puis - lors de l'exploitation de la balise d'une part, pour chaque source 2 lumineuse élémentaire, on corrige le signal d'alimentation électrique 7 en fonction de la table de correction préétablie et, à cet effet, on modifie le signal d'alimentation de référence de manière que l'intégrale des impulsions 4 élémentaires du signal corrigé soit égale au produit de l'intégrale des impulsions du signal de référence multiplié par le coefficient de correction d'hétérogénéité affecté à la source élémentaire considérée et d'autre part, on applique une seconde correction au dit signal d'alimentation pour compenser la différence de perception entre un éclat court 5 et un éclat long 6 afin qu'à la durée près, le niveau d'intensité lumineuse perçue par l'oeil soit identique qu'il s'agisse d'un éclat court ou d'un éclat long. Selon l'invention - d'une part, on émet les éclats courts avec une fréquence inférieure à 40 Hz et, de préférence, inférieure à 10 Hz avec un rapport entre la durée de l'éclat et sa période égale à un demi de manière à ce que la perception visuelle soit supérieure à l'intensité lumineuse effectivement émise par la source et, - d'autre part, on applique une troisième correction aux signaux d'alimentation de manière que la sensation visuelle relative au mécanisme de perception précitée soit identique quelle que soit la durée de l'éclat. Pour effectuer ces corrections de perception lumineuse, on pourra s'aider de la loi de Talbot qui établit une relation entre l'intensité lumineuse émise et la perception visuelle reçue par un observateur dans une plage de fréquence donnée. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, au lieu d'alimenter l'ensemble des sources lumineuses au même instant, on les alimente les unes à la suite des autres avec une fréquence suffisante pour être au delà de la fréquence de fusion de l'oeil. Selon une autre caractéristique de l'invention, on surveille la tension de la source d'alimentation des diodes et, en fonction de sa variation, on corrige les signaux d'alimentation de manière à obtenir un niveau d'intensité visuelle perçu constant. De cette manière, on peut soit augmenter l'éclat apparent du dispositif de signalisation, soit diminuer la consommation électrique tout en ayant une perception visuelle par un observateur identique quelle que soit la composition d'un signal de base. Pour la mise en oeuvre du procédé, les moyens précités comprennent en outre - des moyens pour, d'une part, déterminer les hétérogénéités de la source lumineuse et, d'autre part, établir les coefficients 10 de correction dits d'hétérogénéités pour chacune des sources élémentaires, et - des moyens 50 de correction pour modifier le signal d'alimentation de manière à ce que l'intégrale des impulsions de ce signal soit égale à l'intégrale des impulsions du signal dit de référence multiplié par le coefficient de correction préétabli. Les moyens 50 de correction comprennent des moyens 20 pour modifier le signal d'alimentation à l'aide d'une deuxième table de correction établie en fonction des différences de perception visuelle liées à la différence de durée entre un éclat court et un éclat long. Ils comprennent également des moyens 30 pour appliquer au signal d'alimentation un troisième facteur de correction établi lorsque la fréquence des éclats courts est inférieure à 40 Hz et, de préférence, inférieure à 10 Hz. Selon l'invention, les moyens 50 de correction comprennent des moyens 40 pour modifier le nombre et/ou la largeur des impulsions constituant le signal d'alimentation. Ceci permet de contrôler la puissance électrique alimentant chaque source élémentaire de manière à parvenir à une source relativement homogène et dont la compréhension du code ne soit pas affectée par les phénomènes de perception rétinienne. Cette méthode de correction permet également de répondre aux fluctuations de la source d'alimentation électrique surtout lorsque celles-ci proviennent d'une batterie chargée par des panneaux solaires le jour. En figures 4 et 5, on a superposé les impulsions électriques constituant le signal électrique envoyé sur chaque source élémentaire et en trait plein le signal perçu par 1' observateur. Le dispositif de signalisation comprend en outre des moyens de multiplexage des sources à une fréquence suffisante pour que les sources élémentaires soient toutes perçues allumées lors d'un éclat. REVENDICATION8 1. Procédé de commande d'une source lumineuse qui, logé dans un dispositif de signalisation, émet des éclats de durée prédéterminée et diversement groupés comprenant - une pluralité de sources (2) élémentaires comprenant elles-mêmes chacune au moins une diode électroluminescente, - un générateur (3) électrique qui, pendant une durée prédéterminée qui est celle de la durée souhaitée de l'éclat, délivre à chaque source élémentaire un signal d'alimentation constitué d'un nombre prédéterminé d'impulsions (4) d'amplitudes constantes, - lequel signal lumineux est composé d'une série d'éclats courts (5) et d'au moins un éclat long (6), ce procédé étant CARACTERIBE en ce que - préalablement à l'exploitation de la source lumineuse, on alimente chaque source élémentaire avec un signal d'alimentation (7) dit de référence et on détermine les hétérogénéités d'éclairement produites par la source lumineuse et, - pour chaque source élémentaire, on quantifie sa variation d'éclairement par rapport à la valeur de référence et on établit une table de coefficients de correction dits coefficients d'hétérogénéités, puis - lors de l'exploitation de la balise d'une part, pour chaque source (2) lumineuse élémentaire, on corrige le signal d'alimentation électrique (7) en fonction de la table de correction préétablie et, à cet effet, on modifie le signal d'alimentation de référence de manière que l'intégrale des impulsions (4) élémentaires du signal corrigé soit égale au produit de l'intégrale des impulsions du signal de référence multiplié par le coefficient de correction d'hétérogénéité affecté à la source élémentaire considérée et d'autre part, on applique une seconde correction au dit signal d'alimentation pour compenser la différence de perception entre un éclat court (5) et un éclat long (6) afin qu'à la durée près, l'intensité lumineuse perçue par l'oeil soit identique qu'il s'agisse d'un éclat court ou d'un éclat long. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que: - d'une part, on émet les éclats courts avec une fréquence inférieure à 40 Hz avec un rapport entre la durée de l'éclat et sa période égale à un demi de manière à ce que la perception visuelle soit supérieure à l'intensité lumineuse effectivement émise par la source et, - d'autre part, on applique une troisième correction aux signaux d'alimentation de manière que la sensation visuelle relative au mécanisme de perception précitée soit identique quelle que soit la durée de l'éclat. 3. Procédé selon la revendication 2 caracterisé en ce qu'on émet les éclats courts avec une fréquence inférieure à 10 Hz. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'au lieu d'alimenter l'ensemble des sources lumineuses au même instant, on les alimente les unes à la suite des autres avec une fréquence suffisante pour être au delà de la fréquence de fusion de l'oeil. 5. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé de commande d'une source lumineuse comprenant - une pluralité de sources (2) élémentaires comprenant elles-mêmes chacune au moins une diode électroluminescente et - un générateur (3) électrique qui, pendant une durée prédéterminée qui est celle de la durée souhaitée de l'éclat, délivre à chaque source élémentaire un signal d'alimentation constitué d'un nombre prédéterminé d'impulsions (4) d'amplitudes constantes selon la revendication 1 caractérisés en ce qu'ils comprennent: - des moyens pour, d'une part, déterminer les hétérogénéités de la source lumineuse et, d'autre part, établir les coefficients (10) de correction dits d'hétérogénéités pour chacune des sources élémentaires, et - des moyens (50) de correction pour modifier le signal d'alimentation de manière à ce que l'intégrale des impulsions de ce signal soit égale à l'intégrale des impulsions du signal dit de référence multiplié par le coefficient de correction préétabli. 6. Moyens seon la revendication 5 caractérisée en ce que les moyens (50) de correction comprennent des moyens (20) pour modifier le signal d'alimentation à l'aide d'une deuxième table de correction établie en fonction des différences de perception visuelle liées à la différence de durée entre un éclat court et un éclat long. 7. Moyens selon la revendication 5 ou 6 caractérisés en ce qu'ils comprennent des moyens (30) pour appliquer au signal d'alimentation un troisième facteur de correction établi lorsque la fréquence des éclats courts est inférieure à 40 Hz. 8. Moyens selon la revendication 5 ou 6 caractérisés en ce qu'ils comprennent des moyens (30) pour appliquer au signal d'alimentation un troisième facteur de correction établi lorsque la fréquence des éclats courts est inférieure à 10 Hz. 9. Moyens selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisés en ce que les moyens (50) de correction comprennent des moyens (40) pour modifier au moins l'une des deux caractéristiques que sont le nombre et la largeur des impulsions constituant le signal d'alimentation. 10. Dispositif de signalisation pourvu des moyens selon l'une quelconque des revendications 5 à 9.