INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La montre un autre mode de réalisation d’une source lumineuse matricielle 300 en accord avec un mode de réalisation préféré de l’invention. Le circuit intégré 320 est de préférence soudé sur la face inférieure du substrat commun qui abrite les sources lumineuses élémentaires, de manière à établir un contact mécanique et électrique avec le substrat et les sources lumineuses élémentaires. Le circuit intégré comprend en outre pour au moins une mais de préférence pour toutes les sources lumineuses élémentaires 310, une unité de retard 330 configurée pour retarder d’une durée prédéterminée l’allumage de la source lumineuse élémentaire suite à la réception d’une commande d’allumage 12, typiquement générée par une unité de commande externe à la source lumineuse matricielle 300. L’unité de retard 330 associée à chacune des sources lumineuses élémentaires 310 est illustrée de manière purement schématisée sur la . Elle peut notamment être réalisée selon un des modes décrits en rapport avec les figures 2 et 3. De préférence, le retard réalisé pour chacune des sources élémentaires 310 est différent, de manière à ce qu’un signal de commande 12 destiné au même moment à toutes les sources élémentaires 310 de la source matricielle 300, soit retardé différemment pour chacune, ou du moins pour des ensembles disjoints de sources lumineuses élémentaires. Comme l’allumage des sources lumineuses élémentaires est retardé potentiellement de manière individuelle pour chaque source lumineuse élémentaire, ceci permet d’éviter un pic unique maximal de la consommation électrique de la source lumineuse matricielle 300 au moment où le signal de commande 12 intervient.
L’utilisation d’un circuit intégré 320 en contact mécanique et électrique avec le substrat sur lequel résident les sources lumineuses élémentaires, permet de s’affranchir de connexions filaires, dont le nombre serait au moins égal au nombre de pixels de la source lumineuse matricielle.
Les sources lumineuses élémentaires 310 sont regroupées en un nombre G de groupes de lignes disjoints entrelacés de manière à ce que chaque ensemble de G lignes qui se suivent dans la matrice comprend une ligne appartenant à chacun des G groupes de lignes respectivement. G est un nombre entier. Dans l’exemple non-limitatif de la , G=2, les deux groupes de lignes 312 et 314 étant respectivement indiquée par des sources lumineuses non-hachurées et hachurées. Le circuit intégré 320 comprend en outre des moyens d’ordonnancement 340, et notamment unité d’ordonnancement 342 de préférence programmable par un code logiciel approprié, et configurée pour allumer séquentiellement les sources lumineuses élémentaires qui constituent un groupe de lignes donné suite à la réception d’une commande d’allumage, et pour ensuite allumer séquentiellement les groupes de lignes. Suite à la réception d’une commande d’allumage 12, dans un premier temps, à l’instant t1, l’unité d’ordonnancement 342 est programmée pour allumer la première source lumineuse élémentaire 312P du premier groupe de lignes 312. Ensuite, suivant des délais idéalement identiques, chacune des sources lumineuses élémentaires de la première ligne de la matrice est allumée, tour à tour. En utilisant de manière non-limitative et purement exemplaire le chaînage entre les sources lumineuses élémentaires du premier groupe de lignes 312 tel qu’indiqué dans le mode de réalisation de la , l’unité d’ordonnancement n’a pas besoin d’intervenir et attend jusqu’à ce que la dernière source élémentaire 312D s’est allumée, après écoulement d’une durée prédéterminé, qui détermine l’instant t2. Ensuite, dans un deuxième temps, à l’instant t2, l’unité d’ordonnancement 342 est programmée pour allumer la première source lumineuse élémentaire 314P du deuxième groupe de lignes 314. Suivant des délais idéalement identiques, chacune des sources lumineuses élémentaires de la deuxième ligne de la matrice est allumée, tour à tour. En utilisant de manière non-limitative et purement exemplaire le chaînage entre les sources lumineuses élémentaires du deuxième groupe de lignes 314 tel qu’indiqué dans le mode de réalisation de la , l’unité d’ordonnancement n’a pas besoin d’intervenir et attend jusqu’à ce que la dernière source élémentaire 314D s’est allumée, après écoulement d’une durée prédéterminé. Il va de soi que ce principe s’étend à des configurations ayant 3, 4 ou plus de groupes de lignes entrelacés. L’unité d’ordonnancement programmable 342 permet une flexibilité accrue lors de la composition de groupes de lignes : suivant le programme et l’architecture de chaînage utilisée, l’unité peut changer de nombre de groupes de lignes G entrelacées, ou bien commander chacune des sources lumineuses élémentaires de la matrice de manière individuelle, sans chaînage des unités de retard respectives.
La compare des mesures d’intensité de courant d’appel d’une source lumineuse matricielle qui projette une même image, ou photométrie, dans trois scénarios différents. Il s’agit notamment d’une photométrie réglementée de type feux de route (« high beam ») d’un véhicule automobile. Des résultats quantitativement équivalents ont été observés pour d’autres photométries, comme par exemple les feux de croisement (« low beam ») ou une coupure horizontale (« kink »). Dans le premier scénario, A, aucun délai d’allumage n’est utilisé : le courant d’appel représente un pic d’intensité important au moment de la commande d’allumage de la source lumineuse matricielle. Dans le deuxième scénario, B, un délai uniforme est séquentiellement appliqué par colonnes, puis par lignes qui se suivent dans la matrice : ceci permet d’éviter le pic de courant du scénario A. Dans le troisième scénario, C, le dispositif et le procédé suivant l’invention est utilisé. Un délai uniforme est séquentiellement appliqué par colonnes, les lignes de la matrice sont regroupées en quatre groupes entrelacés. D’abord les lignes du premier groupe sont allumées, suivies des lignes du deuxième, puis du troisième et finalement du quatrième groupe. On s’aperçoit que les mesures de l’invention permettent de lisser davantage l’évolution de l’intensité du courant électrique dans le temps, et de réduire davantage l’intensité du courant maximal engendré par la source lumineuse, par rapport aux scénarios A et B.
De préférence, l’unité de retard d’une dernière source lumineuse élémentaire d’un groupe de lignes peut être fonctionnellement reliée à l’unité de retard d’une première source lumineuse élémentaire d’un autre groupe de lignes, qui suit le premier groupe de lignes dans la séquence d’allumage.
La première source lumineuse élémentaire peut de préférence comprendre la source lumineuse élémentaire située à la première colonne de la première ligne d’un groupe donné, selon l’ordre d’allumage des lignes du groupe.
La dernière source lumineuse élémentaire peut de préférence comprendre la source lumineuse élémentaire située à la dernière colonne de la dernière ligne d’un groupe donné, selon l’ordre d’allumage des lignes du groupe.
Les moyens d’ordonnancement peuvent préférentiellement comprendre une unité d’ordonnancement qui est fonctionnellement reliée à au moins chaque première source lumineuse élémentaire de chacun des groupes de lignes. L’unité d’ordonnancement peut de préférence être configurée pour déclencher sélectivement les unités de retard respectives des premières sources lumineuses élémentaires.
De préférence, la matrice peut comprendre quatre groupes de lignes entrelacés de manière à ce que chaque ensemble de quatre lignes qui se suivent dans la matrice comprend une ligne appartenant à chacun des quatre groupes de lignes.
Le retard pour chaque source lumineuse élémentaire peut de préférence être identique et être compris entre 5ns et 1µs.
L’unité de retard peut préférentiellement comprendre un élément de mémoire pour l’enregistrement d’une valeur de retard.
Selon un autre aspect de l’invention, un module lumineux pour un véhicule automobile est proposé. Le module lumineux comprend au moins une source lumineuse matricielle et un circuit de pilotage de l’alimentation électrique de ladite source, caractérisé en ce que la au moins une source lumineuse matricielle est conforme à un aspect de l’invention. De préférence, le module lumineux comprend au moins deux sources lumineuses matricielles conformes à un aspect de l’invention.
La matrice de sources lumineuse élémentaire peut de préférence comprendre un substrat commun supportant les sources lumineuses élémentaires. Le substrat commun de la matrice peut de préférence comprendre du SiC.
Le circuit intégré peut de préférence comprendre un substrat en Si. De préférence, le circuit intégré est soudé ou collé à la matrice de sources lumineuses élémentaires, par exemple à un substrat commun supportant les sources lumineuses élémentaires. Le circuit intégré est de préférence soudé ou collé à la face inférieure du substrat commun, opposée à la face qui comprend les sources lumineuses élémentaires. De préférence, le circuit intégré est en contact mécanique, par exemple par le biais de moyens de fixation, et électrique avec le substrat commun, qui présente des zones de connexion électriques sur sa face inférieure.
Les unités de retard des sources lumineuses élémentaires peuvent préférentiellement être reliées fonctionnellement de manière séquentielle pour former une chaîne. Les unités de retard des sources lumineuses élémentaires de chaque groupe de lignes peuvent préférentiellement être reliées fonctionnellement de manière séquentielle pour former une chaîne par groupe de lignes.
L’unité de retard peut de manière préférée comprendre une ligne de retard.
De préférence, les lignes de retard associées à toutes les sources lumineuses élémentaires peuvent être cadencées moyennant le même signal d’horloge.
De préférence, le nombre G de lignes est un paramètre peut être enregistré et modifiable dans un élément de mémoire lisible par les moyens d’ordonnancement. G est un nombre entier.
La source lumineuse pixélisée, ou de manière équivalente, la source lumineuse matricielle, peut de préférence comprendre au moins une matrice d’éléments électroluminescents – les sources lumineuse élémentaires - (appelée en anglais monolithic array) agencés selon au moins deux colonnes par au moins deux lignes. De préférence, la source électroluminescente comprend au moins une matrice d’éléments électroluminescents monolithique, aussi appelée matrice monolithique.
Dans une matrice monolithique, les éléments électroluminescents sont crûs depuis un substrat commun et sont connectés électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble d’éléments électroluminescents. Ainsi chaque élément électroluminescent ou groupe d’éléments électroluminescents peut former l’un des émetteurs élémentaires de ladite source lumineuse pixélisée qui peut émettre de la lumière lorsque son ou leur matériau est alimenté en électricité. La fabrication de matrices monolithiques a été décrite dans l’état de l’art et ne fait pas l’objet de la présente invention.
Selon un autre aspect de l’invention, un procédé d’allumage des sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur d’une source lumineuse matricielle est proposé. Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes suite à la réception d’un signal d’allumage de la source lumineuse matricielle :
- moyennant des moyens d’ordonnancement et des unités de retard associées aux sources lumineuses élémentaires, allumer séquentiellement les sources lumineuses élémentaires qui constituent un groupe de lignes donné ;
- allumer séquentiellement les groupes de lignes ;
les sources lumineuses élémentaires de la matrice étant regroupées en un nombre G de groupes de lignes disjoints entrelacés de manière à ce que chaque ensemble de G lignes qui se suivent dans la matrice comprend une ligne appartenant à chacun des G groupes de lignes respectivement.
En utilisant les mesures proposées par la présente invention, il devient possible de proposer une source lumineuse matricielle ou pixélisée dont la consommation de courant électrique au moment de l’allumage de ses pixels est réduite. En retardant l’allumage potentiellement de manière individuelle pour chaque pixel, l’invention est capable de lisser dans le temps le pic d’intensité de courant qui apparaît dans des solutions connues au moment de l’allumage de source lumineuse matricielle. En affichant de manière séquentielle des sous-ensembles entrelacés de lignes de la matrice, cet effet est plus prononcé et l’intensité maximale du courant électrique d’appel est réduite. Ce lissage de la consommation de courant électrique a pour conséquence une réduction de la radiation électromagnétique, ce qui engendre un risque amoindri d’interférences électromagnétiques au niveau d’autres composants électroniques qui se trouvent à proximité physique de la source lumineuse matricielle. Comme les retards pour chaque pixel sont néanmoins courts, l’effet du retard n’est en général pas ou peu visible. Lorsque plusieurs sources lumineuses matricielles non-synchronisées sont adjacentes, le risque de l’apparition de scintillements (anglais « flickering ») est réduit par l’utilisation des sources lumineuses proposées en accord avec l’intention, l’évolution temporelle des courants électriques dans les deux sources ayant une composante continue plus prononcée que dans des solutions connues.
- montre de manière schématique une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;
- montre de manière schématique des détails d’une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;
- montre l’évolution temporelle de l’intensité du courant électrique dans une source lumineuse matricielle dans trois scénarios d’allumage.
Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre d’exemples et de manière non limitative. Des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts semblables à travers différents modes de réalisation de l’invention. Par exemple, les références 100, 200 et 300 désignent trois modes de réalisation d’une source lumineuse matricielle selon l’invention.
L’invention repose sur l’observation que pour une image donnée qui est projetée par une source lumineuse matricielle, l’intensité du courant électrique d’appel total de la source lumineuse matricielle est réduite et lissée non seulement en retardant l’instant d’allumage respectif de chaque source lumineuse élémentaire de la source lumineuse matricielle, mais également en allumant les lignes d’une telle matrice de manière entrelacée. La source lumineuse matricielle proposée permet la mise en œuvre d’un tel procédé d’allumage entrelacé et séquentiel. Dans le cas d’une source lumineuse matricielle utilisée pour la réalisation d’un projecteur de véhicule automobile, les images projetées sont très spécifiques, et comprennent généralement des coupures d’intensité nettes, généralement au niveau horizontal. En affichant dans un premier temps les lignes impaires, puis les lignes paires des pics d’intensité lumineuse et de courant électrique peuvent être lissées dans le temps. Des sauts de lignes de trois ou quatre lignes par groupe peuvent également être envisagés. A titre d’exemple, une intensité lumineuse importante, et donc l’amplitude d’un courant électrique plus important qui concernerait les lignes 1 à 5 d’une source lumineuse matricielle, mais qui n’affecterait pas les lignes 6 à 9, est lissée dans le temps en suivant une séquence d’allumage par trois groupes entrelacés 1(fort)-4(fort)-7(faible)-2(fort)-5(fort)-8(faible)-3(fort)-6(faible)-9(faible), par rapport à un allumage évoluant linéairement des lignes 1 à 10.
L’illustration de la montre une source lumineuse pixelisée ou matricielle 100 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La source lumineuse matricielle 100 comprend une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent 110 et un substrat commun, en contact mécanique et électrique avec, et fonctionnellement relié à un circuit intégré 120. Les sources lumineuses élémentaires sont typiquement des diodes électroluminescentes, LED.
La source lumineuse matricielle 100 comprend de préférence un composant matriciel monolithique, dans lequel les couches semi-conductrices des sources lumineuses élémentaires 110 sont, par exemple, disposées sur le substrat commun. La matrice de sources lumineuses élémentaires 110 comprend de préférence un montage en parallèle d’une pluralité de branches, chaque branche comprenant des sources lumineuses semi-conductrices électroluminescentes 110.
La matrice de sources lumineuses élémentaires comprend à titre d’exemple et non-limitatif, selon l’épaisseur du substrat et commençant par l’extrémité opposée à l’emplacement des sources élémentaires 110, une première couche électriquement conductrice déposée sur un substrat électriquement isolant. Il suit une couche semi-conductrice dopée n, dont l’épaisseur se situe entre 0.1 et 2 μm. Cette épaisseur est nettement inférieure à celles de diodes électroluminescentes connues, pour lesquelles la couche correspondante présente une épaisseur de l’ordre de 1 à 2 μm. La couche suivante est la couche active de puits quantiques d’une épaisseur d’environ 30 nm, suivie d’une couche bloquant des électrons, et finalement une couche semi-conductrice dopée p, cette dernière ayant une épaisseur d’environ 300nm. De préférence, la première couche est une couche de (Al)GaN:Si, la deuxième couche une couche de n-GaN:Si, la couche active comprend des puits quantiques en InGaN alternant avec des barrières en GaN. La couche bloquante est de préférence en AlGaN:Mg et la couche dopée p est de préférence en p-GaN:Mg. Le nitrure de Galium dopé n présente une résistivité de 0.0005 Ohm/cm tandis que le nitrure de Galium dopé p présente une résistivité de 1 Ohm/cm. Les épaisseurs des couches proposées permettent notamment d’augmenter la résistance série interne de la source élémentaire, tout en réduisant de manière significative son temps de fabrication, comme la couche dopée n est moins épaisse comparée à des LEDs connues et nécessite un temps de dépôt moins important. A titre d’exemple, typiquement 5 heures de temps de dépôts en MOCVD est nécessaire pour une LED de configuration standard avec 2µ de couche n, et ce temps peut être réduit de 50% si l’épaisseur de la couche n est réduite à 0.2µ.
Dans une troisième étape 43, le déclenchement d’une projection d’un contenu graphique au sol par au moins un dispositif de projection arrangé à l’extérieur du véhicule est déclenché lorsque l’état de connexion sans fil correspond à un état connecté
Dans une quatrième étape 44, l’arrêt de la projection est contrôlé à réception de données représentatives d’une confirmation de visualisation du contenu graphique.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits ci-avant mais s’étend à un procédé de contrôle des connexions sans fil en cours dans un véhicule qui inclurait des étapes secondaires sans pour cela sortir de la portée de la présente invention. Il en serait de même d’un dispositif configuré pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Selon une variante, le véhicule embarque en outre un ou plusieurs projecteurs vidéo arrangé à l’extérieur du véhicule de manière à projeter au sol une ou plusieurs images.
Procédé de configuration d’un dispositif émetteur, dispositif émetteur pour la mise en œuvre dudit procédé de configuration La présente invention appartient au domaine général des télécommunications, et notamment au domaine des communications sans fil mises en œuvre sur des réseaux de type radio tels que des réseaux mobiles (e.g., 5G).
Elle concerne plus particulièrement un procédé de configuration d’un dispositif émetteur. Elle concerne également un dispositif émetteur d’un système de communication ; et un système de communication comprenant un dispositif émetteur selon l’invention et un dispositif récepteur.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d’un système de communication comprenant un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’éléments d’antenne et un dispositif récepteur chacun équipé d’un seul élément d’antenne, aussi appelé système de communication MISO (Multiple Input Single Output).
Pour un dispositif émetteur appartenant à un système de communication sans fil et comportant une pluralité d’éléments d’antenne d’émission, il est connu d’utiliser un précodeur permettant de transmettre simultanément, à destination d’un dispositif récepteur appartenant au même système, un ou plusieurs signaux via les différents éléments d’antenne d’émission du dispositif émetteur. Un tel précodeur est basé sur la connaissance par le dispositif émetteur du canal de propagation (ou du canal de transmission) qui le sépare du dispositif récepteur. Il permet au dispositif émetteur de délivrer des données au dispositif récepteur avec une haute efficacité spectrale grâce à la formation de faisceaux (encore appelée « beamforming » dans la littérature anglo-saxonne) transportant les signaux.
Un tel précodeur est conçu de sorte que l’émission de signaux sous forme de faisceaux est optimisée au regard d’un critère d’exploitation déterminé, comme par exemple un critère de qualité de service de la transmission de données (maximisation du débit ou de la puissance reçue au niveau du dispositif récepteur, absence d’interférence entre symboles temporels au niveau du dispositif récepteur, etc.), ou un critère d’efficacité spectrale du réseau prenant en compte des interférences générées sur d’autres utilisateurs, ou bien encore un critère d’efficacité énergétique du réseau, etc. Des exemples connus de précodeurs sont par exemple ceux de type forçage à zéro (ou ZF pour « Zero Forcing » en anglais), ceux de type transmission à ratio maximal (ou MRT pour « Maximum Ratio Transmission » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux propres (ou « eigenbeamforming » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux par décomposition en valeurs propres (ou « SVD » pour « Singular Value Decomposition » en anglais), etc.
Par ailleurs, la conception actuelle d’un émetteur, bien que visant à optimiser un critère déterminé, est réalisée indépendamment de toute réglementation ayant trait à la limitation de l’exposition de personnes (public ou bien travailleurs) aux champs électromagnétiques, et susceptible d’être appliquée là où le dispositif émetteur se destine à fonctionner.
Une telle réglementation fixe des niveaux de champs (électrique, magnétique) ne devant pas être dépassés en fonction de la fréquence d’émission du dispositif émetteur. Ces niveaux de champs constituent des limites d’exposition qui peuvent être formulées de manière équivalente en termes de puissance rayonnée dans une certaine direction par le dispositif émetteur et reçue par une personne. Cette puissance rayonnée est appelée puissance isotrope rayonnée équivalente (PIRE).
Par exemple en France, et en ce qui concerne les travailleurs, une telle réglementation est inscrite dans le Code du travail aux articles R. 4453-1 à R. 4453-34. Pour ce qui est du public, la réglementation concernée est fournie par le décret n° 2002-775 faisant suite à la transposition de la recommandation européenne 1999/519/CE.
La réglementation fixe également une limite d’exposition associée à une distance réglementaire par rapport au dispositif émetteur, typiquement imposée par des contraintes d’implémentation géographique du dispositif émetteur et définie par une entité en charge de la gestion du système de communication (par exemple un opérateur téléphonique). De cette manière, il est possible de définir une zone réglementaire autour du dispositif émetteur au-delà de laquelle une limite d’exposition ne doit pas être dépassée.
Il convient également de noter que l’entité en charge de la gestion du système de communication peut définir des règles plus strictes, et ainsi définir une zone réglementaire restreinte comprise à l’intérieure de la zone réglementaire.