Brevet FR2870359A1 — publié le 20051118

PROCEDE DE FILTRAGE DES SOURCES D'ECLAIRAGE POUR VISION DE NUIT L'invention concerne les systèmes de visualisation compatibles avec des jumelles de vision de nuit et notamment un procédé de filtrage optique des sources d'éclairage du système de visualisation. Pour le pilotage de nuit, notamment d'aéronefs tels que les avions ou les hélicoptères, les pilotes utilisent des jumelles de vision nocturne soit io en langue anglaise Night Vision Googles , en abrégé NVG. Les jumelles de vision nocturne comportent deux corps de jumelles identiques placées devant chaque oeil du pilote. Chaque corps comporte essentiellement un objectif, un dispositif électronique d'amplification et un oculaire. Les jumelles reçoivent principalement des rayons de lumière de la zone visée par le pilote, par exemple, en provenance du terrain survolé. Le cockpit de l'avion comporte des instruments de vol (ou de visualisation) ayant un éclairage émettant de la lumière dans le spectre visible. Des rayons de lumière émis par les instruments sont reçus directement par les yeux du pilote et d'autres rayons de lumière issus des mêmes instruments sont de la même façon reçus par les jumelles de vision nocturne. Les jumelles de vision nocturne amplifient la lumière provenant de la zone visée par le pilote dans une bande spectrale correspondant au rouge et le tout proche infrarouge, soit des longueurs d'ondes optiques situées entre 650 et 930 nanomètres. Le gain des jumelles dans cette bande de fréquences optiques est énorme, de l'ordre de 10.000. Il est donc important que l'éclairage des instruments de vol disposés dans le cockpit émette très peu de lumière dans la bande d'amplification des jumelles pour ne pas perturber leur fonctionnement et dégrader leurs performances. Bien entendu, les instruments de vol doivent rester visibles directement par le pilote et donc émettre suffisamment de lumière dans le reste du spectre visible. L'éclairage des instruments de pilotage émettant dans le visible et pratiquement pas dans le rouge ou le proche infrarouge est dit compatible NVG et fait l'objet de normes, notamment une norme américaine MIL- STD3009 qui définit, entre autre, les couleurs acceptables et surtout le rapport de l'énergie émise dans le spectre d'amplification des jumelles sur l'énergie émise dans le spectre visible par le système de visualisation placé dans le cockpit. Les sources d'éclairage des instruments de vol et visualisation que l'on utilise en aéronautique, lampes, diodes électroluminescentes... , ne sont pas naturellement compatibles avec les normes, émettant un niveau de lumière dans la bande d'amplification des jumelles trop important. Un moyen pour diminuer l'énergie lumineuse perturbatrice émise par les instruments de pilotage dans la bande de fréquences optiques des jumelles consiste à filtrer optiquement la source d'éclairage des instruments pour réduire cette énergie io perturbatrice reçue par les jumelles. La figure 1 montre un dispositif de visualisation pour aéronef (ou panneau de contrôle) 4 de l'état de l'art comportant des LED 12 câblées sur une surface principale 14 d'un circuit électronique 16. Les LED 12 ont la fonction d'éclairer par transparence des informations gravée 18 sur une partie supérieure 20 du panneau de contrôle, la compatibilité de l'éclairage du panneau avec les jumelles de vision de nuit est réalisée en insérant un film (ou filtre) 21 filtrant les rayons lumineux, notamment les proches infrarouges émis par les LED. Un éclairage compatible avec des jumelles de vision de nuit ou NVG résulte donc de l'association d'une source de lumière visible et d'un filtre. En d'autres termes, à une source de lumière déterminée, par exemple lampes, diodes électroluminescentes etc., sera associé un filtre adapté aux caractéristiques de la source de lumière pour obtenir un niveau de lumière perturbatrice, dans la bande optique d'amplification des jumelles, compatible avec les normes utilisées. Les filtres associés aux sources d'éclairage des instruments de vol, notamment ceux des claviers, doivent vérifier un certain nombre de caractéristiques photométriques. Dans l'état de l'art, on utilise des filtres optiques spectraux associés à des sources d'éclairage classiques. Cette solution comporte plusieurs inconvénients, notamment le fait d'être complexe à mettre en oeuvre et nécessite souvent l'emploi de filtres optiques standards à faible transmission de lumière et encombrants. En outre, pour certaines applications, des contraintes mécaniques ou optiques ne permettent pas l'installation d'un tel filtre optique. Pour pallier les inconvénients des procédés de filtrage optique de l'état de l'art, l'invention propose un procédé de filtrage optique des sources d'éclairage de dispositifs de visualisation, pour être rendues compatibles avec des jumelles de vision de nuit, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: - préparation d'une solution à l'état liquide comportant au moins, un matériau organique durcissable, un colorant présentant une absorption optique proche des infrarouges; - dépôt d'au moins une couche de la solution sur la surface de la o source d'éclairage à filtrer; - durcissement de la solution. Dans une première mise en oeuvre du procédé de filtrage, selon l'invention, le matériau organique est un monomère, le durcissement de la solution déposée sur la surface de la source d'éclairage, sous forme de vernis, est effectué par réticulation photochimique. Dans une réalisation préférentielle du procédé de filtrage, selon l'invention, les matériaux organiques sont des résines hybrides polymérisables, le durcissement de la solution déposée sur la surface de la source d'éclairage, sous forme de vernis, est effectué par voie thermique et/ou photochimique. Un principal objectif du procédé de filtrage selon l'invention est de rendre compatibles avec la vision de nuit des sources d'éclairage destinées aux dispositifs de visualisation, qui du fait de contraintes mécaniques ou optiques ne permettent pas l'installation de filtres optiques de l'état de l'art. Un autre objectif du procédé selon l'invention est de simplifier la fabrication et diminuer le coût des sources d'éclairage compatibles avec la vision de nuit. L'invention concerne aussi des systèmes de visualisation rendus compatibles avec la vision de nuit par l'application du procédé de filtrage 30 selon l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'exemples de réalisations de filtrage de sources d'éclairage compatibles avec les binoculaires de vision de nuit (NVG) en référence aux figures ci-annexées dans lesquelles: - la figure 1, déjà décrite, montre un dispositif de visualisation de l'état de l'art; - les figure 2 et 3 représentent un exemple de mise en oeuvre du procédé de filtrage optique, selon l'invention; - la figure 4 montre un autre exemple de mise en oeuvre du procédé de filtrage optique selon l'invention. En pratique, les sources d'éclairage peuvent être d'origine et de formes diverses, soit des diodes électroluminescentes, des lampes etc, éclairant par transparence des indications, par exemple, d'un panneau de io contrôle, un clavier etc., soit d'une façon directe, soit à travers un diffuseur de lumière. Dans la réalisation préférentielle du procédé de filtrage, selon l'invention, la solution comporte des résines hybrides polymérisables, ledit procédé comporte au moins les étapes suivantes: - préparation d'une solution comportant un mélange d'un polyol de type Acrylate et des Isocyanates non-protégés, un colorant vert de la société de dénomination commerciale BASF pour une concentration représentant 10,14% de la solution, un colorant de référence Epolight 2057 de la société de dénomination commerciale EPOLIN, NC pour une concentration de 3,18% de la solution; - dépôt d'au moins une couche de solution sur la surface d'éclairage du dispositif de visualisation; - durcissement de la solution appliquée. Dans une réalisation pour rendre compatible une source d'éclairage du dispositif de visualisation, le dépôt de la solution est effectué sous la forme de deux couches de solution de 36 pm d'épaisseur chacune déposées sur la surface de la source d'éclairage. Les figures 2 et 3 représentent un exemple de mise en oeuvre du procédé de filtrage optique, selon l'invention appliquée à un panneau de contrôle 10 (dispositif de visualisation) d'un aéronef comportant une source d'éclairage par diodes électroluminescentes LED. La source d'éclairage, destinée à éclairer le dispositif de visualisation, comporte des LED 12 câblées sur une surface principale 14 d'un circuit électronique 16. Les LED 12, dans cet exemple, ont la fonction d'éclairer par transparence des informations gravées 18 sur une partie supérieure 20 du panneau de contrôle 10. Comme cela a déjà été précisé la lumière émise par les LED n'est pas compatible avec une utilisation des jumelles sensibles aux infrarouges. La source d'éclairage du panneau de contrôle de la figure 3 est rendue compatible avec des jumelles pour la vision de nuit par l'application du procédé selon l'invention comportant au moins les étapes suivantes: dépôt de deux couches 22 de la solution de 36pm d'épaisseur chacune sur la surface principale 14 du circuit électronique 16 (voir figure 2) et notamment sur la surface des LED; - durcissement de la solution, appliquée sur le circuit 16 et les LED, par voie thermique. Le panneau de contrôle (de la figure 3), après montage de la source d'éclairage filtrée, fournit un éclairage (rayons de lumière Ic) compatible avec des jumelles de vision de nuit. La figure 4 montre un autre exemple de mise en oeuvre du procédé de filtrage optique, selon l'invention, pour la réalisation d'un autre panneau de contrôle 30 compatible avec la vision de nuit. Le panneau de contrôle 30 comporte un circuit électronique 32 ayant sur sa surface principale 33 les LED 12 pour le rétroéclairage par transparence des indications 34 réalisés sur la surface visible 36 du panneau de contrôle 30. Dans cette réalisation de la figure 4, la source d'éclairage comporte les LED 12 câblées sur la surface principale 33 du circuit électronique 32 et un film transparent 38 disposé à proximité des LED, dans le trajet des rayons lumineux le éclairant les indications du dispositif de visualisation (panneau de contrôle 30). La source d'éclairage du panneau de contrôle de la figure 4 est rendue compatible avec des jumelles pour la vision de nuit par le procédé de filtrage selon l'invention comportant au moins les étapes suivantes: - dépôt, sur une des deux faces du film transparent 38, d'au moins une couche 40 de solution, sous forme de vernis, - polymérisation de la solution déposée sur le film; - montage du panneau de contrôle en disposant le film recouvert du vernis dans le trajet lumineux entre les LED 12 et la surface visible 36 du 35 panneau 30 comportant les indications à éclairer. Les exemples de réalisation ne sont pas limitatifs et le procédé de filtrage selon l'invention, peut être appliqué à d'autres dispositifs nécessitant un éclairage compatible avec la vision de nuit, par exemple, l'éclairage des touches des claviers de calculateurs ou organes de commande des aéronefs ou des chars, l'éclairage des indications lumineuses sous forme analogique comme les cadrans d'altitude, vitesse ou autres. Dans du durcissement de la solution appliquée sur la surface de la source d'éclairage par voie photochimique, la solution comportant le polymère et le ou les colorants est photoréticulée par un rayonnement ultra 1 o violet (UV). Cette solution est nécessaire car les fortes concentrations des colorants empêchent les UV de pénétrer sur une forte épaisseur (1 mm.) Le procédé de filtrage selon l'invention comporte l'avantage d'être facilement réalisable, économique et présentant une réduction de poids par rapport aux filtrages de l'état de l'art nécessitant des filtres usinés pour s'adapter aux diverses formes des dispositifs à filtrer. La réduction du poids est d'un intérêt notable lorsqu'il s'agit de filtrer des commandes sur des appareillages ou dispositif portés par des fantassins comme des armes individuelles, ou des appareils portables de communication. Le procédé de filtrage est applicable aussi pour des sources 20 d'éclairage de couleur blanche. REVENDICATIONS 5 1. Procédé de filtrage optique de sources d'éclairage, pour être rendues compatibles avec des jumelles de vision de nuit, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: o - préparation d'une solution à l'état liquide comportant au moins, un matériau organique durcissable, un colorant présentant une absorption optique proche des infrarouges; - dépôt d'au moins une couche (22, 40) de la solution sur la surface de la source d'éclairage à filtrer; - durcissement de la solution. 2. Procédé de filtrage optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau organique est un monomère, le durcissement de la solution déposée sur la surface de la source d'éclairage, sous forme de vernis, est effectué par réticulation photochimique. 3. Procédé de filtrage optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux organiques sont des résines hybrides polymérisables, le durcissement de la solution déposée sur la surface de la source d'éclairage, sous forme de vernis, est effectué par voie thermique et/ou photochimique. 4. Procédé de filtrage optique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: - préparation d'une solution comportant un mélange d'un polyol de type Acrylate et des Isocyanates non-protégés, un colorant vert de la société de dénomination commerciale BASF pour une concentration représentant 10,14% de la solution, un colorant de référence Epolight 2057 de la société de dénomination commerciale EPOLIN, NC pour une concentration de 3,18% de la solution. dépôt d'au moins une couche de solution sur la surface d'éclairage; durcissement de la solution appliquée. 5. Procédé de filtrage optique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dépôt de la solution est effectué sous la forme de deux couches de solution de 36 pm d'épaisseur chacune déposées sur la surface de la source d'éclairage. 6. Source d'éclairage, destinée à éclairer un dispositif de visualisation, comportant des LED (12) câblées sur une surface principale (14) d'un circuit électronique (16), caractérisé en ce qu'elle est rendue compatible avec des jumelles pour la vision de nuit par le procédé de filtrage selon l'une des revendications 1 à 4, comportant au moins les étapes suivantes: - dépôt de deux couches (22) de la solution de 36pm d'épaisseur chacune sur la surface principale (14) du circuit électronique (16) et notamment sur la surface des LED (12) ; -durcissement de la solution, appliquée sur le circuit (16) et les 20 LED, par voie thermique. 7. Source d'éclairage, destinée à éclairer un dispositif de visualisation (30) comportant des LED (12) câblées sur une surface principale (31) d'un circuit électronique (32), un film transparent (38) disposé à proximité des LED dans le trajet des rayons lumineux (Ic) éclairant des indications du dispositif de visualisation, caractérisé en ce qu'elle est rendue compatible avec des jumelles pour la vision de nuit par le procédé de filtrage selon l'une des revendications 1 à 4, comportant au moins les étapes suivantes: - dépôt, sur une des deux faces du film transparent (38), d'au moins une couche (40) de solution, sous forme de vernis, polymérisation de la solution déposée sur le film (38) ; - montage du panneau de contrôle (30) en disposant le film (38) recouvert du vernis dans le trajet lumineux entre les LED (12) et la surface 35 visible (36) du panneau (30) comportant les indications à éclairer.