Brevet FR3031567A1 — publié le 20160715

Dispositif d'éclairage portatif pour plongeur ou spationaute 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de l'éclairage. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'éclairage portatif pour plongeur ou spationaute. 2. Etat de la technique Afin de s'orienter dans l'obscurité des fonds marins, les plongeurs s'équipent classiquement d'une lampe torche ou d'un phare de plongée, qu'ils tiennent à la main ou qu'ils fixent sur le dessus du dos de la main. Un inconvénient de ces dispositifs d'éclairage portatifs connus est que le plongeur peut facilement les égarer s'ils lui échappent des mains. Ces dispositifs d'éclairage connus ont également pour inconvénient de mobiliser en permanence au moins une main du plongeur, ce qui constitue une gêne pour ce dernier. Afin de remédier à cet inconvénient, il est connu de fixer l'éclairage sur la tête du plongeur à l'aide d'un bandeau ou sur un casque. Cette technique connue présente l'inconvénient pour le plongeur de devoir en permanence tourner la tête pour éclairer des zones sur ses côtés. De façon alternative, on a proposé de fixer une lampe torche avec des sangles sur la combinaison du plongeur, au niveau de l'avant-bras. En plongée sous-marine ou en exploration spatiale, on utilise des dispositifs de commande magnétique à actionnement mécanique, tels que des boutons poussoirs, pour commander l'éclairage, afin de garantir l'étanchéité à la pression ou au vide. La manipulation d'un tel dispositif de commande avec des gants épais destinés à protéger du froid, reste cependant malaisée pour un plongeur ou un spationaute. Il est par ailleurs encore plus difficile pour un plongeur ou un spationaute de régler finement l'intensité de l'éclairage en appuyant sur un dispositif de commande, du fait qu'il perd la sensation de toucher au bout des doigts en portant des gants épais. 3031567 2 C'est pourquoi, les dispositifs d'éclairage connus pour plongeur ou spationautes présentent généralement au maximum trois crans correspondant à une position où l'éclairage est éteint, à une position où l'éclairage est à mi- intensité et à une position où l'éclairage est à pleine intensité, ce qui offre un 5 réglage limité de l'intensité lumineuse. 3. Objectifs de l'invention L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus. Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir une technique 10 d'éclairage portatif pour un plongeur ou un spationaute qui permette de régler précisément l'intensité lumineuse émise. L'invention a également pour objectif de fournir une technique d'éclairage portatif qui soit étanche à 30 bars ou au vide. Un autre objectif de l'invention est de fournir une technique d'éclairage 15 portatif qui soit légère. L'invention a pour autre objectif de fournir une technique d'éclairage portatif qui soit simple à mettre en oeuvre. Un autre objectif de l'invention est de proposer une technique d'éclairage portatif qui soit personnalisable. 20 Encore un objectif de l'invention est de fournir une technique d'éclairage portatif qui soit fiable. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou 25 spationaute configuré de sorte à pouvoir être solidarisé à un avant-bras dudit plongeur ou dudit spationaute, comprenant au moins une source de lumière. Il peut notamment s'agir d'un dispositif dont la forme épouse l'avant-bras du plongeur ou du spationaute. Selon l'invention, un tel dispositif d'éclairage comprend des moyens de 30 commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope. 3031567 3 Ainsi, de façon inédite et particulièrement astucieuse, l'invention propose de commander la source lumineuse du dispositif d'éclairage en fonction de mouvements ou de séquences de mouvements spécifiques de l'avant-bras ou du poignet du plongeur ou du spationaute et de détecter ces 5 mouvements spécifiques à l'aide d'un gyroscope. L'invention offre ainsi avantageusement de nombreuses possibilités de commande de la source de lumière et peut permettre de régler l'intensité de la source de lumière, de façon progressive et précise. Il convient de noter que le dispositif d'éclairage selon l'invention peut 10 comprendre plusieurs sources de lumière et/ou plusieurs gyroscopes. Selon un aspect particulier de l'invention, ledit gyroscope est un gyroscope à six axes. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il peut être prévu que le gyroscope soit à deux ou trois degrés de liberté de rotation. 15 Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdits moyens de commande comprennent des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse de ladite source lumineuse. De façon préférentielle, lesdits moyens de commande comprennent un microcontrôleur apte à traiter les signaux émis par ledit gyroscope, contrôlant 20 l'alimentation de ladite source lumineuse. De façon avantageuse, ladite source de lumière est une source de lumière directive, telle qu'une diode électroluminescente. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif d'éclairage tel que décrit ci-dessus comprend au moins deux sources de 25 lumière de puissance et/ou de couleur différentes. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif d'éclairage tel que décrit ci-dessus comprend une caméra vidéo orientée selon la direction d'éclairement de ladite source de lumière. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de 30 l'invention, un dispositif d'éclairage tel que ceux décrits ci-dessus comprend au moins deux éléments sources de champs magnétiques, tels que des 3031567 4, aimants et/ou des spires, destinés à solidariser ledit équipement sur ledit avant-bras dudit plongeur ou dudit spationaute. On peut ainsi verrouiller aisément le dispositif d'éclairage sur l'avant- bras. 5 L'invention concerne également un procédé de commande du flux lumineux délivré par un dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute tel que décrit ci-dessus, solidarisé à un avant-bras dudit plongeur ou dudit spationaute, comprenant au moins une source de lumière et des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un 10 gyroscope. Selon l'invention, un tel procédé de commande du flux lumineux comprend : - une étape de réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'une séquence d'au moins deux mouvements d'au moins une portion du bras 15 auquel est solidarisé ledit dispositif d'éclairage, appartenant au groupe comprenant au moins : pronation du poignet ; supination du poignet ; - flexion de l'avant-bras ; 20 extension de l'avant-bras ; - abduction du bras; - adduction du bras ; - une étape de modification de l'état et/ou de l'intensité de ladite source lumineuse par lesdits moyens de commande en fonction de ladite séquence 25 de mouvement. L'invention concerne encore un procédé d'émission d'un signal lumineux de détresse prédéterminé par un plongeur ou un spationaute sur un avant-bras duquel est solidarisé un dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute tel que décrit ci-dessus, comprenant au moins une 30 source de lumière et des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope, caractérisé en ce qu'il comprend : 3031567 5 - une étape de réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'une séquence d'au moins deux mouvements consécutifs de pronation ou de supination du poignet prolongeant ledit avant-bras ; - une étape d'émission dudit signal lumineux de détresse prédéterminé par 5 ledit dispositif d'éclairage, lorsque ladite séquence est détectée par lesdits moyens de commande. L'invention concerne aussi un procédé de réglage de l'intensité lumineuse émise par un dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute tel que décrit ci-dessus, comprenant au moins une source de 10 lumière et des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope. Selon l'invention, un tel procédé de réglage de l'intensité lumineuse comprend les étapes suivantes : - réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'un mouvement de 15 pronation ou de supination du poignet prolongeant ledit avant-bras d'au moins 45° en moins d'une seconde ; - réduction par lesdits moyens de commande d'au moins 50% de l'intensité lumineuse de ladite source de lumière, lorsque ledit mouvement est détecté par lesdits moyens de commande. 20 Ainsi, d'un simple mouvement du poignet, le plongeur ou le spationaute peut réduire significativement l'intensité lumineuse du dispositif d'éclairage, afin d'éviter d'éblouir un autre plongeur ou spationaute. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus 25 clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation de l'invention, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue de face d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage portatif selon l'invention ; 30 - la figure 2 est une vue de l'arrière du dispositif d'éclairage présenté en référence à la figure 1 ; 3031567 6 - la figure 3 est une vue éclatée du dispositif d'éclairage présenté en référence à la figure 1 ; - la figure 4 représente une vue en perspective d'un autre exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention ; 5 - la figure 5 représente une vue en perspective d'un troisième exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention. 6. Description détaillée de l'invention 6.1. Exemple de mode de réalisation de l'invention 10 On a illustré en référence à la figure 1 un exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage portatif 10 selon l'invention, destiné à être placé sur un avant-bras d'un astronaute effectuant une intervention de maintenance à l'extérieur d'une station orbitale. Ce dispositif d'éclairage 10 portatif comprend un boitier 11 étanche au 15 vide, cintré sur sa longueur de telle sorte à épouser la forme de l'avant-bras de l'astronaute. Sur la face 12 avant du boitier 11, dirigée vers la main de l'astronaute, six lampes à LED 13 et une caméra 14 sont placées derrière une vitre 14, selon un arc de cercle de rayon correspondant à la courbure du boitier 11. 20 Sur la face 16 supérieure du boitier 11, un écran TFT couleur 15, ou de technologie OLED (acronyme de "Organic Light-Emitting Diode" en anglais), permet entre autres de visionner les images ou les films réalisés à l'aide de la caméra 14. L'écran 15 est placé derrière une glace 18 résistant au vide, scellée par 25 collage. La forme bombée de la glace 15 procure un effet loupe qui améliore le confort de lecture de l'écran. La figure 2 est une vue de l'arrière du dispositif d'éclairage 10. La face arrière 21 du boitier 11 se prolonge par un connecteur 22, de norme militaire, permettant de brancher une batterie extérieure, par exemple de 13 A.h, 30 alimentant les lampes à LEDs 13, fixée préférentiellement sur un système de propulsion autonome utilisé par l'astronaute lors de sa sortie. 3031567 7 La figure 3 représente une vue éclatée du dispositif d'éclairage 10 se solidarisant sur l'avant-bras gauche 31 de l'astronaute 35. Comme on peut le voir sur la figure 3, le dispositif 10 comprend un socle 32 amovible se vissant sous le boitier 11, sur lequel sont montés deux 5 aimants 33 Samarium-Cobalt (SmCo). Ces aimants 33 permettent de maintenir le dispositif d'éclairage 10 plaqué sur l'avant-bras 31 de l'astronaute, grâce aux aimants 34 de polarité inverse cousus ou collés dans la combinaison de l'astronaute et écartés de la même distance que les aimants 33. 10 Le boitier 11, conforme aux normes spatiales, est avantageusement en aluminium et comprend une protection extérieure contre le rayonnement. Avantageusement, l'astronaute peut régler l'intensité lumineuse fournie par les lampes à LEDs en effectuant des mouvements avec son avant-bras gauche et/ou avec poignet gauche tels que : 15 une flexion ou une extension de l'avant-bras gauche ; une abduction ou une adduction du bras gauche ; une pronation ou une supination du poignet gauche en orientant sa paume respectivement vers le bas ou vers le haut Un gyroscope 17 logé au sein du boitier 11, permet de mesurer la 20 position angulaire du dispositif 10 par rapport à une direction de référence correspondant à la position du gyroscope dans laquelle le bras est tendu à l'horizontale et la paume de sa main dirigée vers le bas. Les signaux délivrés par le gyroscope 17 sont traités par un microcontrôleur (non représenté sur la figure 1), logé dans le boitier 11. En 25 fonction des mouvements détectés par le microcontrôleur, à partir des signaux délivrés par le gyroscope 17, le microcontrôleur va transmettre le cas échéant un signal numérique de commande interprétable par le pilote de contrôle d'un variateur de tension contrôlant les lampes à LEDs 13. Une batterie rechargeable, de faible capacité, permettant de maintenir 30 l'horloge interne du microcontrôleur opérationnelle en permanence et 3031567 8 d'alimenter le microcontrôleur, est logée à l'intérieur du boitier 11. Cette batterie se recharge par l'intermédiaire du connecteur 22. De manière facultative, l'astronaute a préalablement calibré le gyroscope avant d'effectuer sa première sortie, grâce à une fonction 5 d'apprentissage, en effectuant un point zéro, bras tendu et la paume de la main dirigée vers le bas, et/ou en simulant des séquences de commande, telles que le signal codifié "help" ou "rescue". Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, il suffit à l'astronaute d'effectuer une flexion de son avant-bras suivie rapidement d'une 10 supination pour augmenter l'intensité lumineuse délivrée par les lampes à LEDs ou suivi d'une pronation, pour réduire l'intensité lumineuse. En basculant sa paume, par un mouvement de pronation ou de supination, vers l'intérieur ou l'extérieur d'un angle choisi, l'astronaute peut ainsi ajuster l'intensité lumineuse entre 0 et 100 % de la puissance totale, en suivant une 15 progression linéaire. L'astronaute a par ailleurs la possibilité de déclencher un signal de détresse lumineux en effectuant trois fois successivement un mouvement de supination ou de pronation. Suite à cette séquence de trois supinations ou pronations successives, les LEDs 13 vont émettre une série de flash lumineux 20 régulièrement espacés dans le temps créant un effet stroboscopique. En outre, suite à cette séquence de mouvements, un message radio de détresse est transmis à destination de la station orbitale, via une antenne connectée à la carte du microcontrôleur, émettant selon le standard wifi(marque déposée), en VLF ou en VHF. 25 Dans une variante de ce mode de réalisation particulier de l'invention, il peut être envisagé que le signal de détresse lumineux émis par les lampes 13 soit une séquence successivement de trois flashs lumineux de courte durée, de trois flashs lumineux de plus longue durée et de trois flashs lumineux de courte durée, correspondant en langage morse au message 30 « SOS ». 3031567 9 Il convient de noter que l'astronaute peut personnaliser à sa convenance les séquences de mouvements associées aux commandes des lampes en les sélectionnant dans un menu proposé sur l'écran 15. Pour se déplacer au sein des menus s'affichant à l'écran 15, il suffit à 5 l'astronaute de tapoter les bords de l'écran 15 dans une des quatre directions du plan de l'écran 15 (gauche/droite et devant/dessus). L'astronaute peut confirmer sa sélection en tapotant sur le devant de l'écran 15 de manière sensiblement perpendiculaire. Le dispositif d'éclairage comprend à cet effet deux accéléromètres triaxiaux orienté l'un par rapport à l'autre selon un angle 10 sensiblement égal à 90°, permettant de mesurer la direction et le sens de l'accélération résultant d'un tapotement exercé sur l'écran 15. 6.2. Autre exemple de mode de réalisation de l'invention On a illustré en figure 4 un autre exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage portatif selon l'invention, destiné à être fixé à un avant- 15 bras d'un plongeur. Ce dispositif d'éclairage 41 est formé de deux demi-coquilles 421 et 422 métalliques qui s'articulent autour d'une charnière 43. Le plongeur peut verrouiller le dispositif 41 à un de ses avant-bras grâce à une roue à rochet montée dans l'axe de la charnière 43. 20 Le dispositif d'éclairage 41 s'ajuste à l'avant-bras du plongeur, grâce à des semelles 44 thermoplastiques en polycarbonate fixés sur l'intérieur des demi-coquilles. Pour déverrouiller le dispositif d'éclairage 41, il suffit au plongeur d'appuyer sur un bouton (non représenté sur la figure 4), qui décale la roue à 25 rochet sur son axe et libère le cliquet de la roue. Lorsque le plongeur relâche le bouton, la roue à rochet est repoussée dans sa position de verrouillage sous la pression d'un ressort. Chaque demi-coquille 421 et 422 comprend, sur sa face 45 plane orientée vers la main du plongeur, un logement 46 accueillant quatre diodes 30 électroluminescentes 47 de couleur blanche, ayant une puissance nominale de 3031567 10 1000 lumens. Le plongeur dispose ainsi d'un éclairage d'une puissance nominale de 8000 lumens, dirigé selon l'axe de son avant-bras. La demi-coquille supérieure 421 comprend également deux lampes à LED 48 dont la bande d'émission se situe majoritairement dans les ultra- 5 violets, destinées à activer la fluorescence des poissons et des coraux. La demi-coquille inférieure 422 comprend quant à elle une lampe 49 à LED émettant dans les ultra-violets et une caméra 410 embarquée, comportant un capteur photographique numérique et une mémoire enregistreur stockant les images et/ou les films produits par la caméra. 10 Sur chaque demi-coquille, le logement 46 des lampes est fermé par une vitre résistant à une pression de 30 bars, dont l'étanchéité est assurée par un joint torique en élastomère. Le dispositif d'éclairage 41 est également équipé d'un gyroscope 415 mesurant la position angulaire du dispositif 41 selon six axes. Les données 15 mesurées par le gyroscope 415 sont traitées par un microcontrôleur (non représenté sur la figure 4) qui pilote l'état des lampes 47, 48 et 49. Pour sélectionner un ou plusieurs des groupes de lampe 47, 48 et/ou 49 devant être allumés ou éteints, il suffit donc au plongeur de réaliser une séquence de mouvements prédéterminée avec son avant-bras portant le 20 dispositif 41 et/ou avec son poignet. Le réglage de l'intensité lumineuse du groupe de lampe sélection se règle en réalisant une abduction avec le bras puis une pronation ou une supination progressive du poignet, jusqu'à atteindre l'intensité lumineuse souhaitée. La demi-coquille 421 supérieure du bracelet 41 se prolonge vers 25 l'arrière par un boitier 411 présentant la même courbure que la demi-coquille 421, comprenant dans son épaisseur un écran couleur 412 à haute luminosité TFT de 2,4 pouces, placé derrière une glace 413, similaire à l'écran 15. La navigation dans les menus s'affichant à l'écran 412 s'effectue en tapotant les bords ou la surface de l'écran 412, de façon similaire à l'écran 15. 30 Un connecteur étanche 414, conforme aux normes militaires, est fixé à l'extrémité arrière du boitier 411. Ce connecteur 414 permet de recharger une 3031567 11 batterie interne logée dans le boitier, qui alimente notamment le microcontrôleur, le gyroscope et les autres capteurs du dispositif 41, et de brancher une batterie externe alimentant les lampes 47, 48 et 49. 6.3. Autre exemple de mode de réalisation de l'invention 5 On a illustré en figure 5 un autre exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage portatif selon l'invention. Ce dispositif d'éclairage 50 comprend un manche 51 pouvant être saisi par une main d'un utilisateur, au bout duquel est montée une tête 52 ayant une forme cylindrique. 10 Une dragonne 56 permet de retenir la lampe-torche 50 au poignet et à l'avant-bras de l'utilisateur. La tête 52 accueille sept lampes 55 à LED à éclairage naturel placées derrière une vitre 54 commandées grâce au mouvement de l'avant-bras ou du poignet du plongeur. 15 A cet effet, le dispositif d'éclairage 50 comprend un gyroscope 53 et un microcontrôleur intégrés, contrôlant l'étant ou l'intensité lumineuse délivré par les LEDs 55. Une batterie Li-ion pouvant se recharger par induction est logée dans le manche 51. Elle alimenter le microcontrôleur, les LEDs et les différents 20 capteurs en courant. 6.4. Autres caractéristiques optionnelles et avantages de l'invention Dans des variantes du mode de réalisation de l'invention détaillé ci-dessus, il peut être prévu que le dispositif d'éclairage comprenne une centrale inertielle comprenant un accéléromètre triaxial et un gyromètre, destinés à 25 mesurer l'accélération et la vitesse de rotation selon trois axes perpendiculaires. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute configuré de sorte à pouvoir être solidarisé à un avant-bras dudit plongeur ou dudit spationaute, comprenant au moins une source de lumière, caractérisé 5 en ce qu'il comprend des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gyroscope est un gyroscope à six axes. 3. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 10 caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse de ladite source lumineuse. 4. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent un microcontrôleur apte à traiter les signaux émis par ledit gyroscope, contrôlant 15 l'alimentation de ladite source lumineuse. 5. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite source de lumière est une source de lumière directive, telle qu'une diode électroluminescente. 6. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 20 caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux sources de lumière de puissance et/ou de couleur différentes. 7. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une caméra vidéo orientée selon la direction d'éclairement de ladite source de lumière. 25 8. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments sources de champs magnétiques destinés à solidariser ledit équipement sur ledit avant-bras dudit plongeur ou dudit spationaute. 9. Procédé de commande du flux lumineux délivré par un dispositif 30 d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute selon la revendication 1 solidarisé à un avant-bras dudit plongeur ou dudit 3031567 13 . spationaute, comprenant au moins une source de lumière et des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'une 5 séquence d'au moins deux mouvements d'au moins une portion du bras auquel est solidarisé ledit dispositif d'éclairage, appartenant au groupe comprenant au moins : pronation du poignet ; supination du poignet ; 10 flexion de l'avant-bras ; extension de l'avant-bras ; abduction du bras; adduction du bras ; - une étape de modification de l'état et/ou de l'intensité de ladite source 15 lumineuse par lesdits moyens de commande en fonction de ladite séquence de mouvement. 10. Procédé d'émission d'un signal lumineux de détresse prédéterminé par un plongeur ou un spationaute sur un avant-bras duquel est solidarisé un dispositif d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute selon la 20 revendication 1, comprenant au moins une source de lumière et des moyens de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'une séquence d'au moins deux mouvements consécutifs de pronation ou de 25 supination du poignet prolongeant ledit avant-bras ; - une étape d'émission dudit signal lumineux de détresse prédéterminé par ledit dispositif d'éclairage, lorsque ladite séquence est détectée par lesdits moyens de commande. 11. Procédé de réglage de l'intensité lumineuse émise par un dispositif 30 d'éclairage portatif étanche pour plongeur ou spationaute selon la revendication 1, comprenant au moins une source de lumière et des moyens 3031567 14 de commande de ladite source de lumière comprenant un gyroscope, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de réalisation par ledit plongeur ou ledit spationaute d'un mouvement de pronation ou de supination du poignet prolongeant ledit avant- bras d'au moins 45° en moins d'une seconde ; - une étape de réduction par lesdits moyens de commande d'au moins 50% de l'intensité lumineuse de ladite source de lumière, lorsque ledit mouvement est détecté par lesdits moyens de commande.10