Brevet FR3045129A1 — publié le 20170616

SYSTEME D'ECLAIRAGE POUR VEHICULE Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine de l'éclairage automobile. L'invention concerne plus particulièrement un système d'éclairage pour automobile dans lequel l'image projetée sur la route est obtenue par balayage d'un rayonnement lumineux ponctuel. Art antérieur Il est connu, notamment par le document EP2690352, un système d'éclairage pour véhicule automobile comportant: - au moins une source lumineuse émettant un rayonnement lumineux, - un système de balayage recevant le rayonnement lumineux de la source lumineuse et le répartissant spatialement sur la surface d'un dispositif de conversion de longueur d'onde pour former une image dite optique sur ladite surface, le dispositif de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement lumineux de la source et réémettant un rayonnement de lumière blanche, - un système optique d'imagerie recevant la lumière blanche réémise par le dispositif de conversion de longueur d'onde et projetant cette lumière en avant du véhicule pour former un faisceau d'éclairage, - un circuit de pilotage pour piloter la source lumineuse et le système de balayage conformément à une image dite électronique comprenant une pluralité de 30 pixels électroniques organisés en lignes et en 3045129 2 colonnes, une position et une intensité étant associées à chacun des pixels électroniques. Avec le système, le dispositif de conversion de longueur d'onde, qui est classiquement une plaque de 5 phosphore, est balayé par le rayonnement lumineux issu de la source lumineuse. Un spot lumineux balaie la plaque de phosphore. Pendant le balayage, l'image électronique est lue ligne par ligne ou colonne par colonne. Le nombre de 10 lignes et le nombre de colonnes de pixels dans l'image électronique sont habituellement fixés par la taille du spot lumineux issu de la source de lumière et par la taille de la plaque de phosphore balayée. On entend par taille du spot lumineux ses dimensions en hauteur et en 15 largeur sur la plaque de phosphore. Le spot lumineux présent à un instant donné sur la plaque de phosphore constitue un pixel, dit optique, de l'image optique. La taille d'un pixel optique est donc égale à la taille du spot lumineux. La taille d'un pixel électronique 20 correspond à la valeur de déplacement en abscisse (déplacement horizontal) et en ordonnée (déplacement vertical) du spot lumineux entre deux pixels optiques à afficher. Classiquement, l'électronique de balayage est adaptée à la taille du spot lumineux (ou pixel 25 optique). En d'autres termes, la taille d'un pixel électronique est prise égale à la taille d'un pixel optique de sorte que, à chaque déplacement élémentaire du spot lumineux (passage d'un pixel au pixel suivant) par le système de balayage, le rayonnement lumineux éclaire une nouvelle zone de la plaque de phosphore, la nouvelle zone éclairée étant adjacente à la précédente. 3045129 3 Lorsqu'on change de source lumineuse et qu'on la change par une source lumineuse émettant un spot lumineux de taille différente de celui de la source initiale, les résolutions optique et électronique du 5 système ne coïncident plus. Ce problème se pose également si on souhaite utiliser une source lumineuse particulière avec une électronique de commande existante non adaptée à cette source. 10 Résumé de l'invention Un but de l'invention est de proposer un système d'éclairage permettant d'employer une source lumineuse non adaptée à l'électronique de commande du système. L'invention concerne plus particulièrement le cas 15 où la source lumineuse employée émet un spot lumineux ayant une taille supérieure à celle pour laquelle l'électronique de commande a été conçue. Il en résulte l'apparition de zones de la plaque de phosphore qui sont éclairées plusieurs fois par le rayonnement 20 lumineux. Ces zones sont appelées zones de chevauchement dans la suite du présent document. Dans ce cas, il est proposé selon l'invention d'adapter les intensités lumineuses de l'image électronique pour tenir compte de ces zones de chevauchement. 25 A cet effet, l'invention propose un système d'éclairage pour véhicule automobile comportant : au moins une source lumineuse émettant un rayonnement lumineux, - un système de balayage recevant le rayonnement 30 lumineux de la source lumineuse et le répartissant spatialement sur la surface d'un dispositif de 3045129 4 conversion de longueur d'onde pour former, pixel par pixel, une image dite optique sur ladite surface, le dispositif de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement lumineux de la source et réémettant un 5 rayonnement de lumière blanche, - un système optique d'imagerie recevant la lumière blanche réémise par le dispositif de conversion de longueur d'onde et projetant cette lumière en avant du véhicule pour former un faisceau d'éclairage, 10 - un circuit de pilotage pour piloter l'intensité du rayonnement lumineux émis par la source lumineuse et le système de balayage conformément à une image dite électronique comprenant une pluralité de pixels électroniques organisés en lignes et en colonnes, une 15 position et une intensité lumineuse étant associées à chacun des pixels électroniques, ledit système d'éclairage étant remarquable en ce que la taille d'un pixel de l'image optique est supérieure à la taille d'un pixel de l'image 20 électronique de sorte que l'image optique comprend des zones, dites de chevauchement, éclairées plusieurs fois par le rayonnement lumineux et en ce que l'image électronique est déterminée pour compenser ce chevauchement et obtenir une image optique sensiblement 25 identique à une image optique désirée sur la surface du dispositif de conversion de longueur d'onde. Le système d'éclairage de l'invention permet ainsi d'afficher des images optiques avec une source de lumière émettant un rayonnement lumineux dont la taille 30 n'est pas adaptée à l'électronique de commande du système. 3045129 5 L'invention concerne également un véhicule comprenant le système d'éclairage tel que défini précédemment. L'invention concerne également un procédé de 5 détermination d'une image électronique pour le système d'éclairage tel que défini précédemment à partir d'une carte d'intensité des pixels de l'image optique désirée, de la taille du rayonnement lumineux émis par la source de lumière, de la taille de la surface du 10 dispositif de conversion de longueur d'onde et d'une résolution électronique maximale du système, ledit procédé comportant les étapes suivantes: - détermination de la résolution optique accessible sans chevauchement selon un axe horizontal et selon un 15 axe vertical à partir de la taille du rayonnement lumineux et de la taille de la surface du dispositif de conversion de longueur d'onde, - détermination du nombre de chevauchements selon un axe horizontal et du nombre de chevauchements selon 20 un axe vertical par pixel optique à partir de ladite résolution optique accessible sans chevauchement et de la résolution électronique maximale du système, et - détermination d'une résolution optique accessible avec chevauchement selon un axe horizontal et selon un 25 axe vertical à partir dudit nombre de chevauchements selon un axe horizontal, dudit nombre de chevauchements selon un axe vertical et de ladite résolution optique accessible sans chevauchement selon un axe horizontal et selon un axe vertical, et 30 calcul d'une carte d'intensité des pixels de l'image électronique à partir de la carte d'intensité 3045129 6 des pixels de l'image optique désirée, du nombre de chevauchements selon un axe horizontal et du nombre de chevauchements selon un axe vertical. 5 D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. Brève description des figures 10 La figure 1 représente le schéma d'un système d'éclairage conforme à l'invention; La figure 2 est un organigramme illustrant les étapes nécessaires pour déterminer une image électronique conformément à l'invention; et 15 Les figures 3A à 3C illustrent les étapes de l'organigramme de la figure 2. Description détaillée de l'invention En référence à la figure 1, le système d'éclairage 20 conforme à l'invention comprend essentiellement une source lumineuse 1 émettant un rayonnement lumineux L, un système de balayage 2, un dispositif de conversion de longueur d'onde 3, un système optique d'imagerie 4 et un circuit de pilotage 5. 25 La source lumineuse 1 est constituée d'une source laser, par exemple une diode laser, émettant par exemple un rayonnement laser L dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nanomètres et 500 nanomètres, et de préférence voisine de 450 ou 460 nanomètres. Ces 3045129 7 longueurs d'onde correspondent à des couleurs allant du bleu au proche ultraviolet. En variante, la source lumineuse 1 est constituée d'un dispositif optique combinant en un seul faisceau 5 plusieurs rayonnements lasers, par exemple à l'aide de fibres optiques ou de dispositifs tirant profit des polarisations différentes de différentes sources laser. Le système de balayage 2 reçoit le rayonnement lumineux L issu de la source lumineuse 1 et le répartit 10 spatialement sur la surface du dispositif de conversion de longueur d'onde 3 pour former une image dite optique sur la surface de celui-ci. A chaque déplacement élémentaire du rayonnement, un spot lumineux correspondant à un pixel optique apparait sur la 15 surface du dispositif de conversion de longueur d'onde 3. Dans l'exemple de la figure 1, le système de balayage 2 comprend un miroir ou micro-miroir mobile autour de deux axes orthogonaux pour balayer la surface 20 du dispositif de conversion de longueur d'onde 3 selon deux directions orthogonales. Il est à noter qu'une optique de focalisation (non représentée sur la figure) peut être montée entre la source lumineuse 1 et le miroir 2 pour focaliser le 25 rayonnement lumineux sur le miroir. Le dispositif de conversion de longueur d'onde 3 est apte à recevoir le rayonnement lumineux L et à le convertir en un rayonnement de lumière blanche B. Le dispositif 3 est par exemple une plaque de phosphore ou 30 une plaque sur laquelle a été déposée une couche continue et homogène de phosphore. Chaque point de la 3045129 8 plaque du dispositif de conversion de longueur d'onde 3 recevant le rayon laser L, par essence monochromatique et cohérent, ré-émet une lumière B de longueur d'onde différente, et notamment une lumière qui peut être 5 considérée comme « blanche », c'est-à-dire qui comporte une pluralité de longueurs d'onde entre environ 400 nanomètres et 800 nanomètres, c'est-à-dire comprises dans le spectre de la lumière visible. La plaque du dispositif de conversion de longueur 10 d'onde 3 est située au voisinage immédiat du plan focal du système optique d'imagerie 4, qui forme alors à l'infini une image de la plaque de phosphore 3. Plus précisément, des points de la plaque 3 émettent de la lumière blanche en réponse à l'excitation laser qu'ils 15 reçoivent. Le système optique d'imagerie 4 reçoit la lumière B émise par les différents points de la plaque de phosphore et forme, avec cette lumière, un faisceau lumineux F. Ce faisceau lumineux F est fonction des rayons lumineux B émis par la plaque de phosphore 3, 20 eux-mêmes étant fonction du rayonnement laser L. Ce faisceau lumineux F est destiné à être projeté à l'avant du véhicule. L'unité de commande 5 pilote la source lumineuse 1 et le système de balayage 2 en fonction de la 25 photométrie désirée du faisceau lumineux F. Plus précisément, l'unité de commande 5 pilote de manière simultanée le système de balayage 2 pour que le rayon laser L balaie successivement tous les points désirés de la plaque de phosphore 3 et la source 30 lumineuse 1 pour moduler l'intensité du rayon laser L. 3045129 9 Il est ainsi possible d'éclairer la plaque de phosphore 3 avec le rayonnement laser L de manière à former sur cette plaque 3 une image, cette image étant formée d'une succession de lignes formées chacune d'une 5 succession de points ou pixels plus ou moins lumineux, de la même manière qu'une image sur un écran de télévision à tube cathodique. La modulation d'intensité peut être effectuée de façon continue ou discrète, l'intensité croissant ou décroissant entre une valeur 10 minimale et une valeur maximale. On pourra par exemple considérer que l'intensité entre 0 et 255 dans le cas d'une résolution de 8 bits. Chaque point de la plaque de phosphore 3 ainsi éclairé par le faisceau laser L émet de la lumière 15 blanche B, avec une intensité qui est directement fonction de l'intensité du rayon laser qui éclaire ce point. Le circuit de pilotage 5 pilote l'intensité du rayonnement lumineux L et le système de balayage 2 20 conformément à une image électronique comprenant une pluralité de pixels électroniques organisés en lignes et en colonnes. Une position et une intensité lumineuse sont associées à chacun des pixels de l'image électronique. 25 L'invention concerne le cas où la source de lumière n'est pas adaptée à l'électronique de commande du système, c'est-à-dire que la taille du spot lumineux émis par la source lumineuse 1 n'est pas égale à la taille d'un pixel électronique. L'invention concerne 30 plus particulièrement le cas où la taille du spot lumineux (ou du pixel optique) est supérieure à la 3045129 10 taille d'un pixel électronique. Il en résulte alors un chevauchement des spots lumineux sur la plaque de phosphore. Certaines zones de la plaque de phosphore 3 sont alors éclairées plusieurs fois par le rayonnement 5 lumineux L. Pour remédier à ce problème de chevauchement, il est proposé d'adapter l'image électronique pour qu'elle tienne compte de ce chevauchement et que le système génère l'image optique désirée sur la plaque de 10 phosphore. La détermination d'une telle image électronique est décrite ci-après en référence aux figures 2 et 3A-3C. Pour illustrer ce procédé, on va considérer un système d'éclairage ayant une source laser émettant un spot de 15 dimension Wh selon un axe horizontal et de dimension Wv selon un axe vertical et une plaque de phosphore ayant une dimension Ph selon l'axe horizontal et une dimension Pv selon l'axe vertical. A titre d'exemple purement illustratif, nous prendrons les valeurs 20 suivantes: Wh = 5 mm Wv = 3 mm Ph = 20 mm Pv = 10 mm 25 On va également considérer une résolution électronique maximale Nh elec selon l'axe horizontal et Nv elec selon l'axe vertical. A titre d'exemple purement illustratif, nous prendrons Nh elec = 30 et Nv elec = 15. 30 En référence à la figure 2, le procédé de détermination comporte une première étape, référencée 3045129 11 El, de détermination de la résolution optique accessible sans chevauchement selon un axe horizontal et un axe vertical. Nh et Nv désignent respectivement cette résolution respectivement selon l'axe horizontal 5 et l'axe vertical. Ces valeurs sont calculées par les relations suivantes: Nh - Ph et Nv= Pv Wh W v_ où Lx] désigne la partie entière de x. Avec les valeurs précédentes données à titre 10 d'exemple, on a alors: =4 et Nv= Selon une deuxième étape, référencée E2, on détermine, pour un pixel optique, le nombre Oh de chevauchements selon l'axe horizontal et le nombre Ov 15 de chevauchements selon l'axe vertical: Oh= Ph et Ov= Pv Wh W v_ Avec les valeurs précédentes données à titre d'exemple, on obtient: =7 et Ov= 20 Selon une troisième étape, référencée E3, on détermine une nouvelle résolution accessible avec des chevauchements selon un axe horizontal et un axe vertical. N'h et N'y désignent respectivement cette résolution respectivement selon l'axe horizontal et 25 l'axe vertical. Ces valeurs sont calculées par les relations suivantes: N'h = Oh X Nh et N'y = Oy x Ny Nh - 20 5 10 =3 3 Oh= 30 4 15 =5 3 3045129 12 Avec les valeurs précédentes données à titre d'exemple, on obtient: N'h =7x4 =28 et Niv=5x3=15 Selon une quatrième étape, référencée E4, on 5 calcule l'intensité des pixels de l'image électronique en 2 opérations. Selon une première opération, on transforme chacun des pixels de l'image optique souhaitée en Nh pixels dans le sens horizontal. Selon une deuxième opération, on transforme chacun des pixels 10 de l'image issue de la première opération en Nv pixels dans le sens vertical. On obtient ainsi une image électronique ayant une résolution Nh * Nv. Les intensités des pixels de l'image électronique sont calculées par les formules suivantes: 1 15 linter(0 -1)* Oh+ nh , j) =-o rp h x10, j)+ (Oh - nh ) x IO -1, D] (1) h puis 1 110, -1)*OV nv) = 1 r .11v X linier°, (Ov nv ) x -1)1 (2) Ov Où: - i varie de 1 à Nh; 20 - j varie de 1 à Nv; - nh varie de 1 à Oh; et - nv varie de 1 à Ov. Pour les valeurs d'indices i-1=0 ou j-1=0, on considère, dans les formules ci-dessus, que les valeurs 25 d'intensité I ou 'inter sont nulles. Cela concerne les pixels du bord supérieur ou bord gauche de l'image. Cette étape est illustrée par les figures 3A à 3C. La figure 3A représente la carte d'intensités d'une image optique de départ ayant une résolution Oh * Ov. 3045129 13 L'intensité du pixel I(1,1) est égale à 132,6 et l'intensité du pixel I(2,1) est égale à 254,4. Selon une première opération illustrée par la figure 3B, on transforme chacun des pixels de l'image 5 de la figure 3A en Nh=7 pixels dans le sens horizontal. Ensuite, selon une deuxième opération illustrée par la figure 3C, on transforme chacun des pixels de l'image de la figure 3B en Nv=5 pixels dans le sens vertical. 10 Par exemple, le pixel I(2,1) de l'image de la figure 3A ayant une intensité égale à 254,4 est transformé dans le sens horizontal en 7 pixels ayant les intensités suivantes: 'inter (8,1)= (1/7)*[1*254,4 + 6*132.6]= 150 15 Iinter(9,1)= (1/7)*[2*254,4 + 5*132.6]= 167,4 Iinter(10,1)= (1/7)*[3*254,4 + 4*132.6]= 184,8 Iinter(11,1)= (1/7)*[4*254,4 + 3*132.6]= 202,2 Iinter(12,1)= (1/7)*[5*254,4 + 2*132.6]= 219,6 Iinter(13,1)= (1/7)*[6*254,4 + 132.6]= 237 20 Iinter(14,1)= (1/7)*[7*254,4]= 254.4 Chacun des pixels de l'image issue de la première opération est transformé dans le sens vertical en 5 pixels avec la formule (2). 25 On obtient alors la carte d'intensités de la figure 3C. Celle-ci est fournie au circuit de pilotage 5 pour piloter la source lumineuse 1. Bien entendu, la présente invention n'est pas 30 limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits, mais l'homme du métier pourra au contraire lui apporter REVENDICATIONS1) Système d'éclairage pour véhicule automobile comportant : - au moins une source lumineuse (1) émettant un rayonnement lumineux (L), - un système de balayage (2) recevant le rayonnement lumineux (L) de la source lumineuse (1) et le répartissant spatialement sur la surface d'un dispositif de conversion de longueur d'onde (3) pour former, point par point, une image dite optique sur ladite surface, le dispositif de conversion de longueur d'onde (3) recevant le rayonnement lumineux (L) de la source (1) et réémettant un rayonnement de lumière blanche (B), - un système optique d'imagerie (4) recevant la lumière blanche (B) réémise par le dispositif de conversion de longueur d'onde (3) et projetant cette lumière (B) en avant du véhicule pour former un faisceau d'éclairage (F), - un circuit de pilotage (5) pour piloter la source lumineuse (1) et le système de balayage (2) conformément à une image dite électronique comprenant une pluralité de pixels électroniques organisés en lignes et en colonnes, une position et une intensité lumineuse étant associées à chacun des pixels électroniques, caractérisé en ce que la taille d'un pixel de l'image optique est supérieure à la taille d'un pixel de l'image électronique de sorte que l'image optique comprend des zones, dites de chevauchement, éclairées plusieurs fois par le rayonnement lumineux et en ce que 3045129 16 l'image électronique est déterminée pour compenser ce chevauchement et obtenir une image optique désirée sur la surface du dispositif de conversion de longueur d'onde. 5 2. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un système d'éclairage selon la revendication 1. 3. Procédé de détermination d'une image 10 électronique pour le système d'éclairage selon la revendication 1 à partir d'une carte d'intensité des pixels de l'image optique désirée, de la taille du rayonnement lumineux émis par la source de lumière, de la taille de la surface du dispositif de conversion de 15 longueur d'onde et d'une résolution électronique maximale du système, ledit procédé comportant les étapes suivantes: - détermination (El) de la résolution optique accessible sans chevauchement selon un axe horizontal 20 et selon un axe vertical à partir de la taille du rayonnement lumineux et de la taille de la surface du dispositif de conversion de longueur d'onde, - détermination (E2) du nombre de chevauchements selon un axe horizontal et du nombre de chevauchements 25 selon un axe vertical par pixel optique à partir de ladite résolution optique accessible sans chevauchement et de la résolution électronique maximale du système, et - détermination (E3) d'une résolution optique 30 accessible avec chevauchement selon un axe horizontal et selon un axe vertical à partir dudit nombre de 3045129 17 chevauchements selon un axe horizontal, dudit nombre de chevauchements selon un axe vertical et de ladite résolution optique accessible sans chevauchement selon un axe horizontal et selon un axe vertical, et 5 - calcul (E4) d'une carte d'intensité des pixels de l'image électronique à partir de la carte d'intensité des pixels de l'image optique désirée, du nombre de chevauchements selon un axe horizontal et du nombre de chevauchements selon un axe vertical. 10