Brevet FR2945183A1 — publié le 20101112

LAMPE DE CASQUE A COMMANDE ASSERVIE A LA POSITION DE LA TETE La présente invention concerne le domaine des casques de pilotage 5 comprenant une lampe permettant de visualiser des équipements d'un cockpit notamment dans des situations nocturnes. L'invention concerne les casques disposant d'un système de détection de posture. Les systèmes de détection de posture sont utilisés en 10 aéronautique, notamment pour la détection de posture de tête, pour les casques d'avions d'arme, d'hélicoptères militaires, civils ou para-civils. Dans ce dernier cas d'application para-civiles, il peut s'agir de missions de sauvetage en mer par exemple. Ils sont utilisés également pour la détection de casques de simulation, cette détection peut alors être combinée à un 15 dispositif d'oculométrie, également appelé eyetracker, pour la détection de position du regard. Dans le domaine de la réalité virtuelle et des jeux, il existe également de nombreuses applications de ces systèmes. Plus généralement, dans le domaine de la détection de posture 20 générique, il existe également de nombreuses applications, notamment dans le domaine médical pour les opérations à distance et le contrôle d'instruments, dans le domaine du contrôle de position pour des machines outils asservies ou de la commande à distance et enfin pour le cinéma, afin de reproduire les mouvements en images de synthèse. 25 Actuellement, Les pilotes d'avion et d'hélicoptère utilisent une lampe dite de "bouche" pour lire une carte ou rentrer des informations sur le clavier de leur système de mission. Les dispositifs d'éclairage de cockpit sont généralement discrets de manière à assurer une sécurité pour l'aéronef et le 30 pilote, notamment lors de mission de reconnaissance par exemple. Dans le cas des hélicoptères militaires volant à très basse altitude, la discrétion de nuit est primordiale et tout éclairage qui serait visible de l'extérieur est à proscrire. 35 La lampe de bouche est fixée sur le bras du microphone du casque, elle dispose d'un interrupteur de commande activé par le pilote au moyen d'une légère pression des lèvres et de la langue. Ainsi le pilote peut garder les mains sur les commandes de vol. L'alimentation de cette lampe est réalisée généralement par une batterie installée dans ou sur le casque. II existe des dispositifs plus légers avec un petit accumulateur alimenté par le circuit du microphone. La position de la lampe est ajustée par le pilote au début de la mission de manière à orienter le flux lumineux et placer l'interrupteur à proximité de la lèvre. ~o La lampe comprend souvent une ou plusieurs LED, éventuellement de LED de différentes couleurs, compatibles ou non avec les dispositifs de vision nocturne à intensificateur de lumière. L'intensité de l'éclairage peut être ajustée en sélectionnant le nombre de LED actives ou grâce à un potentiomètre. Les LED blanches donnent une 15 vision plus naturelle de l'environnement et certaines sont compatibles des dispositifs à intensification de lumière. Opérationnellement, le pilote actionne sa lampe de bouche lorsqu'il regarde à l'intérieur du cockpit et doit l'éteindre pour regarder à l'extérieur en toute discrétion. 20 Après plusieurs � manipulations � ou actions sur l'interrupteur de la lampe de bouche, le bras du microphone qui supporte de lampe est amené à se déplacer. Ce dernier peut bouger légèrement à chaque utilisation. Le pilote est donc souvent amené à le réajuster en vol ce qui constitue un désagrément et un risque pour la sécurité du pilotage. 25 Par ailleurs, le pilote est souvent amené à alterner son regard entre l'extérieur du cockpit et l'intérieur, un inconvénient réside dans le grand nombre d'équipements présents dans un cockpit, notamment d'écrans multifonctions et de l'adéquation de l'éclairage aux équipements consultés. Compte tenu du contexte dans lequel le pilote est fortement sollicité, 30 ce dernier n'adapte pas spontanément l'éclairage, par exemple son intensité, à l'équipement qui est consulté. L'invention permet de pallier à aux inconvénients précités. Un but de l'invention est de coupler le dispositif de détection de 35 posture de tête avec la lampe de bouche fixée au casque de telle manière que selon la position de la tête du pilote, la lampe s'active automatiquement ou non. Un mode de réalisation de l'invention permet d'adapter l'éclairage, par exemple l'intensité ou la couleur selon les équipements consultés. Avantageusement, le dispositif d'éclairage pour casque comprend un casque comportant un bras sur lequel sont fixés un microphone et une lampe, la lampe étant appelée "lampe de bouche" et éclairant selon au moins un niveau d'éclairage. Le dispositif comprend un système de détection de posture de tête comprenant un calculateur permettant de mesurer et collecter des données de l'attitude du casque en mouvement et de sa position dans l'espace. Avantageusement, des moyens d'activation de la lampe sont asservis par des informations calculées par le calculateur définissant au moins une orientation du casque de telle manière que la lampe de bouche éclaire, selon un de ses niveaux d'éclairage, lorsqu'elle est orientée selon une direction comprise dans une zone prédéfinie. Avantageusement, les moyens d'activations de la lampe de bouche sont commandés par un interrupteur comportant au moins deux états "ON" et "OFF". Avantageusement, le tableau de bord du cockpit est divisé en une pluralité de zones, chacune des zones étant comprises entre une orientation latérale maximum et minimum prédéfinies à partir d'un point et d'une droite du cockpit prédéfinis et une orientation longitudinale maximum et minimum prédéfinies à partir du point et de la droite du cockpit prédéfini, chacune des zones correspondant à un état de l'interrupteur, "ON" ou "OFF", le point prédéfini correspondant à une position du casque connue et la droite correspondant à une orientation du casque connue. Avantageusement, la lampe de bouche comprend au moins une diode d'intensité variable, définissant une pluralité de niveaux d'éclairage, 30 commandé par un premier potentiomètre. Avantageusement, la lampe de bouche comprend une pluralité de diodes, dont le nombre de diodes allumées est commandé par un second potentiomètre. Avantageusement, les niveaux d'éclairage de chaque diode comprennent une intensité prédéfinie, correspondant à un nombre de diodes allumées, le nombre de diodes éclairant, définissant une pluralité de niveaux d'éclairage, à un instant donné étant commandé par le second potentiomètre. Avantageusement, chacune des zones du cockpit correspondent à un niveau d'éclairage prédéfini, le premier ou le second potentiomètre étant asservis selon l'orientation du casque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : un dispositif d'éclairage d'un casque de pilote, le casque comprenant un dispositif de détection de mouvement ; • la figure 2 : différents modes d'éclairages selon la posture de la tête , • la figure 3 : un schéma des différentes fonctions du dispositif d'éclairage selon l'invention. L'invention permet d'asservir l'allumage de la lampe de bouche à la direction du regard grâce au dispositif de détection de posture. Dans certains avions ou hélicoptères, le dispositif de détection de posture est présent dans le viseur de casque. Un calculateur relève les positions et les attitudes de la tête/ casque du pilote à intervalles de temps réguliers. Un avantage d'un tel asservissement de la lampe sur la détection de posture est notamment d'éteindre automatiquement la lampe lorsque le pilote regarde à l'extérieur. Lorsque le pilote regarde à l'extérieur du cockpit, l'extinction des lumières permet d'assurer une discrétion maximale et alléger sa charge de travail. Dans un mode de réalisation, la lampe de bouche peut être activée automatiquement lorsque l'éclairage de cockpit est en mode nuit et que le pilote regarde à l'intérieur du cockpit, hors de la ou des vitre(s) du cockpit. Dans ce mode de réalisation, la surface interne du cockpit correspondant au tableau de bord définit une première zone et l'espace formée d'au moins d'une vitre de vue à l'extérieur du cockpit définit une seconde zone. La consigne est définie par l'orientation angulaire du casque et les angles correspondant aux contours du cockpit. La figure 1 représente un pilote portant un casque 8 représenté dans un cockpit comportant un tableau de bord 2 et une vitre 10. Un dispositif de détection de posture 1, 3 comprend un émetteur/récepteur 1 de détection de posture positionné dans le cockpit et un émetteur/ capteur 3 de position solidaire du casque 8. Selon les modes de réalisations, le dispositif de détection de posture comprend une partie fixe installée dans le cockpit qui soit projette des images ou soit rayonne un champ, soit détecte des variations lumineuses ou de champ. Selon le dispositif fixé au cockpit, le casque comporte soit des capteurs soit des émetteurs tels que des diodes. L'invention est compatible de toutes les variantes de dispositifs de détection de posture dès lors qu'un calculateur permet de mesurer et collecter les positions et les attitudes du casque dans le cockpit. La figure 1 représente également un viseur de casque comportant une source d'image et une optique relais 4 qui est asservie par le calculateur du dispositif de détection de posture. Un câble d'alimentation 7 permet d'alimenter notamment le viseur de casque. La projection d'images superposées à la visière du casque permet au pilote d'obtenir une aide à la navigation lorsqu'il regarde la vue au travers de la vitre 10. Dans un mode privilégié de réalisation, le casque selon l'invention est muni d'un microphone 5 positionné au bout d'un bras 9 fixé sur un coté du casque et permettant de positionner le micro 5 devant la bouche du pilote. Avantageusement, une lampe de bouche 6 est placée au bout du bras sous le microphone est éclaire selon un cône d'un rayon déterminé et selon une intensité déterminée. Dans un mode de réalisation, la lampe de bouche peut éclairer différemment selon la direction du tableau de bord qui est pointé par la lampe. La figure 2 représente un exemple de réalisation, le casque et la tête sont alternativement dans des postures 30, 30' et 30". La posture est déterminée par rapport à une position initiale prédéterminée. De cette position initiale, le pilote effectue un mouvement de la tête selon tous les degrés de libertés qui s'offrent à lui. Le casque est alors en mouvement 33, 34, 31, 32 et à un instant donné le pilote se fige dans une posture donnée. Les mouvements du solide dans le cockpit, le solide étant défini par le casque, définissent à chaque instant une direction 35, 37, 36, ladite direction permettant de connaître l'orientation du regard du pilote regarde dans le 1 o cockpit. La direction du casque est étalonnée à un instant dans une direction qui définit une posture de tête de référence. Chaque mouvement de la tête et donc du casque par rapport à cette posture de référence définit un écart d'orientation qui permet de connaître dans quelle direction le pilote porte son 15 regard. Il est possible de définir des zones du cockpit en fonction de l'écart entre l'orientation de la posture de référence et une orientation de la tête latérale et longitudinale maximum. 20 L'invention permet d'ajuster la taille du cône 38, 39, 40 d'éclairement et l'intensité lumineuse en fonction de la zone pointée. L'invention permet de définir des zones du cockpit dans lesquelles il est possible d'adapter l'éclairage de la lampe de bouche 6. Ainsi avantageusement l'invention permet d'adapter l'intensité de 25 l'éclairage et la zone éclairée selon l'équipement ou l'écran consulté par le pilote. L'alimentation de la lampe de bouche est dans un mode préféré de réalisation avantageusement dérivée de celle du viseur de casque afin de 30 supprimer la batterie et alléger la masse portée par la tête. Un autre avantage de la commande de la lampe par la détection de posture est que le bras du microphone ne risque plus de bouger en vol. La figure 3 représente le couplage entre le potentiomètre P de la lampe et la détection de posture, notée DDP, du casque. Par ailleurs, selon si le cockpit est en mode "nuit" ou mode "jour", l'éclairage E du cockpit est activé ou pas. L'interrupteur général I permet de désactiver les équipements servant à assister le pilote en mode "nuit", notamment l'alimentation PSU, désignant "Power Supply Unit" dans la terminologie anglo-saxonne, dédiée à la lampe de bouche peut être activée ou non selon le mode dans lequel le cockpit est. Dans une variante de réalisation, la lampe de bouche comprend une pluralité de diodes qui permettent de varier l'intensité lumineuse de la lampe de bouche. Dans un premier mode, les diodes ont une intensité identique, le niveau d'intensité lumineuse étant déterminé par le nombre de diodes allumées. Le nombre de diodes s'éclairant étant asservi selon l'orientation du casque et de la zone que la direction pointe. Dans un autre mode, les diodes ont une intensité variable non nécessairement identique. Dans ce cas, par exemple, toutes les diodes sont allumées mais le niveau d'intensité lumineux de chacune d'elle est réglable, par exemple, au moyen d'un second potentiomètre comportant plusieurs sorties. Le second potentiomètre étant asservit selon l'orientation du casque. Avantageusement, le nombre de diodes allumées dépend de l'orientation du casque et de la zone qu'elle pointe.25 REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage pour casque comprenant un casque (8) comportant un bras (9) sur lequel sont fixés un microphone (5) et une lampe (6), la lampe étant appelée "lampe de bouche" et éclairant selon au moins un niveau d'éclairage, le dispositif comprenant un système de détection de posture de tête (4, 3, 1) comprenant un calculateur permettant de mesurer et collecter des données de l'attitude du casque en mouvement et de sa position dans l'espace, caractérisé en ce que des moyens d'activation de la lampe sont asservis par des informations calculées par le calculateur définissant au moins une orientation du casque de telle manière que la lampe de bouche (6) éclaire, selon un de ses niveaux d'éclairage, lorsqu'elle est orientée selon une direction comprise dans une zone prédéfinie. 2. Dispositif d'éclairage pour casque selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'activations de la lampe de bouche sont commandés par un interrupteur comportant au moins deux états "ON" et "OFF". 3. Dispositif d'éclairage pour casque selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un tableau de bord (2) du cockpit est divisé en une pluralité de zones, chacune des zones étant comprises entre une orientation latérale maximum et minimum prédéfinies à partir d'un point et d'une droite du cockpit prédéfinis et une orientation longitudinale maximum et minimum prédéfinies à partir du point et de la droite du cockpit prédéfini, chacune des zones correspondant à un état de l'interrupteur, "ON" ou "OFF", le point prédéfini correspondant à une position du casque connue et la droite correspondant à une orientation du casque connue. 4. Dispositif d'éclairage pour casque selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la lampe de bouche comprend au moins une diode d'intensité variable, définissant une 20pluralité de niveaux d'éclairage, commandé par un premier potentiomètre. 5. Dispositif d'éclairage pour casque selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la lampe de bouche comprend une pluralité de diodes, dont le nombre de diodes allumées est commandé par un second potentiomètre. 6. Dispositif d'éclairage pour casque selon la revendication 5, caractérisé en ce que les niveaux d'éclairage de chaque diode comprennent une intensité prédéfinie, correspondant à un nombre de diodes allumées, le nombre de diodes éclairant, définissant une pluralité de niveaux d'éclairage, à un instant donné étant commandé par le second potentiomètre. 7. Dispositif d'éclairage pour casque selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chacune des zones du cockpit correspondent à un niveau d'éclairage prédéfini, le premier ou le second potentiomètre étant asservis selon l'orientation du casque. 25