INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
DISPOSITIF D’ÉCLAIRAGE À GUIDES DE LUMIÈRE VOISINS NON PARASITÉS PAR LEURS PHOTONS Domaine technique de l’invention L’invention concerne les dispositifs d’éclairage qui comprennent une source de photons et deux guides de lumière voisins et devant participer à la réalisation d’au moins une fonction photométrique.
Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des dispositifs d’éclairage comprenant des premier et second guides de lumière placés l’un à côté de l’autre (éventuellement l’un au-dessus de l’autre) et recevant des photons générés par au moins une source de photons. Chacun des premier et second guides de lumière comprend une première partie recevant les photons générés afin de les transférer dans une seconde partie comportant des première et seconde faces de réflexion interne, opposées entre elles et sur lesquelles les photons transférés font l’objet de réflexions internes multiples jusqu’à ce qu’ils parviennent au niveau d’une face d’extrémité par laquelle ils sortent pour participer à une fonction photométrique.
La seconde face de réflexion interne du premier guide de lumière étant placée en regard de la première face de réflexion interne du second guide de lumière, il arrive que des photons sortent du premier guide de lumière par sa seconde face de réflexion interne et pénètrent dans le second guide de lumière par sa première face de réflexion interne, et inversement. Par conséquent, les premier et second guides de lumière se parasitent mutuellement en raison de leurs fuites de lumière (ou photons) respectives, ce qui peut se traduire soit par une plus grande intensité lumineuse sur l’une des deux faces d’extrémité des premier et second guides de lumière lorsqu’ils participent tous les deux à une même fonction photométrique, soit par une intensité lumineuse très faible et indésirable sur la face d’extrémité du premier ou second guide de lumière qui ne doit pas participer à sa fonction photométrique, lorsque les premier et second guides de lumière participent à deux fonctions photométriques différentes.
Afin d’empêcher ce transfert de photons (ou parasitage mutuel) entre les premier et second guides de lumière, il a été proposé d’installer entre ces derniers un séparateur qui est opaque aux photons guidés dans l’une au moins de leurs secondes parties. Généralement, ce séparateur est une pièce additionnelle qui est soit définie par une injection multiple (les matériaux définissant respectivement la zone optique de guidage et le séparateur étant injectés dans un moule lors de deux opérations distinctes), soit une pièce rapportée fixée par clippage ou vissage.
La première alternative (injection multiple ou surmoulage) nécessite l’utilisation d’outillages complexes multi-matériaux, ce qui est onéreux, et produit un séparateur qui occupe un volume dédié entre les premier et second guides de lumière, ce qui réduit le volume technique disponible.
La seconde alternative (pièce rapportée) nécessite la définition de moyens de clippage ou de trous filetés, ce qui complexifie et augmente le coût des moules, nécessite des interventions de techniciens, ce qui s’avère onéreux, et requiert entre les premier et second guides de lumière un volume dédié encore plus grand que dans la première alternative, ce qui réduit encore plus le volume technique disponible.
Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif d’éclairage comprenant une source générant des photons, un premier guide de lumière recevant dans une première partie les photons générés afin de les transférer dans une seconde partie comportant des première et seconde faces de réflexion interne, opposées entre elles, et une face d’extrémité par laquelle sortent les photons transférés, et un second guide de lumière placé en regard de cette seconde face de réflexion interne.
Ce dispositif d’éclairage se caractérise par le fait que la seconde partie du premier guide de lumière comprend au niveau de sa seconde face de réflexion interne un logement ouvert du côté du second guide de lumière et logeant au moins partiellement une pièce de protection propre à limiter au moins une sortie de photons transférés par la seconde face de réflexion interne afin de protéger au moins le second guide de lumière.
la , un schéma illustrant l’échelle de hauteur selon l’invention,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une partie de l’échelle de hauteur contenant un tronçon à basses hauteurs,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une partie de l’échelle de hauteur contenant un tronçon à hauteurs intermédiaires,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une partie de l’échelle de hauteur contenant un tronçon à grandes hauteurs,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une partie de l’échelle de hauteur contenant un tronçon à grandes hauteurs à proximité de son sommet,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une partie de l’échelle de hauteur contenant un tronçon non gradué,
la , un schéma illustrant l’affichage progressif de la valeur d’une hauteur associée à une graduation,
la , un schéma illustrant l’affichage d’une marque sur l’afficheur concomitamment à l’affichage de symboles de l’échelle de hauteur sur l’afficheur, et
la , un schéma illustrant l’affichage d’une marque sur l’afficheur concomitamment à l’affichage de symboles de l’échelle de hauteur sur l’afficheur.
La présente un indicateur de hauteur 10 selon l’invention. Cet indicateur de hauteur 10 peut être agencé au sein d’un système porteur 1, tel qu’un véhicule et notamment un aéronef. Les éléments qui ne sont pas utiles au fonctionnement de l’indicateur de hauteur 10 ne sont pas représentés pour ne pas alourdir inutilement les figures. L’indicateur de hauteur 10 est configuré pour afficher des informations en fonction d’au moins un signal d’affichage 104 porteur au moins d’une hauteur courante HCUR.
Le système porteur 1 peut par ailleurs comporter au moins un senseur de hauteur 2. Un senseur de hauteur 2 fournit une hauteur à savoir une distance séparant ce senseur de hauteur 2 de l’élément survolé ou une altitude. Autrement dit, un senseur de hauteur 2 peut fournir une donnée relative à la position verticale du senseur par rapport à l’élément survolé.
L’expression « senseur de hauteur » est à interpréter au sens large en désignant un dispositif générant un signal numérique ou analogique image d’une hauteur ou d’une altitude, par exemple un signal électrique présentant une tension électrique variant en fonction de la hauteur. Un senseur de hauteur peut ainsi comprendre au moins un organe de mesure qui génère un signal de mesure, voire au moins un organe de traitement qui génère un signal porteur de la hauteur mesurée à partir du signal de mesure.
Par exemple, un senseur de hauteur 2 peut comprendre une radiosonde 3 émettant un signal de radiosonde 101 porteur d’une hauteur courante HCUR mesurée.
Un autre senseur de hauteur 2 peut comprendre un modèle de terrain 4 et un dispositif de localisation 5. Par exemple, le dispositif de localisation 5 comporte un récepteur d’un système de positionnement par satellites. Un calculateur, du récepteur ou autre, peut alors compiler les données relevées par le dispositif de localisation 5 et le modèle de terrain 4 pour générer un signal de mesure de hauteur 102.
Le terme « calculateur » désigne un dispositif ayant une ou plusieurs unités de traitement, chaque unité de traitement pouvant comprendre par exemple au moins un processeur et au moins une mémoire, au moins un circuit intégré, au moins un système programmable, au moins un circuit logique, ces exemples ne limitant pas la portée donnée à l’expression « unité de traitement ». Le terme processeur peut désigner aussi bien une unité centrale de traitement connue sous l’acronyme CPU, une unité graphique de traitement GPU, une unité digitale connue sous l’acronyme DSP, un microcontrôleur…
Par contre, les graduations du tronçon à hauteurs intermédiaires et du tronçon à grandes hauteurs peuvent être de même forme. Ainsi, seules les graduations du tronçon à basses hauteurs ont éventuellement une forme différente pour signaler facilement au pilote que l’aéronef se trouve à une hauteur courante faible.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, ladite échelle de hauteur peut comprendre un tronçon non gradué au-delà de ladite troisième hauteur.
Dans un domaine de vol où la précision de hauteur requise par le pilote n’est plus aussi importante, ledit afficheur peut ne plus afficher un tronçon gradué.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, ledit contrôleur et ledit afficheur sont configurés pour afficher un nombre porteur d’une hauteur courante en vis-à-vis du pointeur au moins tant que ladite hauteur courante de l’aéronef est inférieure à un seuil prédéterminé.
La valeur de la hauteur courante est affichée en vis-à-vis du pointeur soit tout le temps soit tant que l’aéronef se trouve en dessous d’une hauteur prédéterminée.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le contrôleur et l’afficheur peuvent être configurés pour afficher en vis-à-vis de deux graduations situées de part et d’autre du pointeur, les hauteurs correspondantes à ces deux graduations, éventuellement avec un hystérésis pour les faire apparaître/disparaitre progressivement.
Par exemple, l’indicateur de hauteurs affiche les valeurs de hauteurs correspondant aux deux graduations de grandes dimensions situées de part et d’autre de la hauteur courante, ou aux deux graduations encadrant directement le pointeur.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le contrôleur et l’afficheur peuvent être configurés pour positionner au moins un symbole en vis-à-vis de l’échelle de hauteur, ledit au moins un symbole étant solidaire de l’échelle de hauteur, ledit au moins un symbole comprenant au moins un des symboles suivants : un symbole de hauteur de décision d’atterrissage représentant une hauteur seuil de décision d’atterrissage, un symbole de hauteur de décision de mission représentant un plancher de hauteur de mission, un symbole de pilotage automatique représentant une hauteur de consigne de pilotage automatique.
Une telle hauteur de consigne de pilotage automatique peut être une hauteur paramétrée à atteindre avec l’aéronef durant l’application d’un mode de pilotage automatique de tenue de vol stationnaire ou encore une hauteur paramétrée atteindre avec l’aéronef durant l’application d’un mode de pilotage automatique de vol en palier.
Eventuellement, ledit symbole de hauteur de décision d’atterrissage peut varier en fonction d‘une hauteur courante, ledit symbole de hauteur de décision d’atterrissage ayant une première forme lorsque la hauteur courante est supérieure à la hauteur seuil de décision d’atterrissage, ledit symbole de hauteur de décision d’atterrissage ayant une deuxième forme lorsque la hauteur courante est inférieure ou égale à la hauteur seuil de décision d’atterrissage.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le contrôleur et l’afficheur peuvent être configurés pour positionner dans une deuxième zone d’affichage dudit afficheur distincte d’une première zone d’affichage affichant ladite échelle de hauteur : une première marque lorsque la hauteur courante est inférieure au plancher de mission plus une deuxième marque lorsque la hauteur courante est inférieure à la hauteur seuil de décision d’atterrissage.
La présente divulgation vise aussi un aéronef comprenant au moins un indicateur de hauteur selon l’invention.
L’aéronef peut comprendre au moins un senseur de hauteur relié à l’indicateur de hauteur.
L’aéronef peut comprendre éventuellement plusieurs senseurs de hauteurs différents.
la , un schéma illustrant un indicateur de hauteurs selon l’invention agencé au sein d’un aéronef,
En calculant les racines du polynôme P d’ordre quatre et en ne retenant que la racine située dans l’intervalle de l’entrefer magnétique entre le palier 5 et le rotor 4, on obtient la valeur estimée du déplacement Z1.
Lorsque des courants de bias des bobines 7, 8 sont identiques, on suppose que I01=I02=I0 et que ΔI1= ΔI2= ΔI de sorte que le polynôme P est tronqué à l’ordre un.
On obtient :
Pour de petites variations de l’entrefer entre le rotor 4 et le palier 5, on suppose que le terme ΔI est négligeable par rapport au terme I0 de sorte que
Un deuxième mode de mise en œuvre des moyens de détermination d’un déplacement 12 est à présent détaillé.
Ce deuxième mode repose sur la minimisation d’une fonction coût Fc dérivée de l’équation (3) :
Dans ce mode de mise en œuvre, on cherche à déterminer la valeur du déplacement Z1 minimisant la fonction Fc.
La illustre un exemple de mise en œuvre du dispositif d’estimation 3 selon le deuxième mode de mise en œuvre des moyens de détermination d’un déplacement 12.
Durant une étape 30, pour chaque demi-axe du palier 5, une matrice , de forces magnétiques , reliant la position du rotor 4 dans le palier magnétique 5 et le courant de commande de la bobine du demi-axe à la force magnétique générée par ledit demi-axe.
Les matrices , de forces magnétiques sont déterminées par exemple par une méthode de modélisation du palier 5 et du rotor 4 tel que la méthode des éléments finis.
En variante, les matrice , de forces magnétiques prennent en compte les couplages magnétiques des bobines 7, 8 entre elles.
Durant une étape 31, l’équation (16) est mise en forme.
Puis durant une étape 32, un algorithme d’optimisation est mis en œuvre par les moyens de détermination d’un déplacement 12 pour déterminer la valeur du déplacement Z1.
Les moyens de détermination d’un déplacement 12 mettent en œuvre par exemple un algorithme simplex de Nelder-Mead.
La détermination de la sensibilité du capteur 6 ne nécessite pas l’implémentation d’un dispositif supplémentaire de mesure de la position du rotor dans le stator.
La hauteur de référence peut être une hauteur nulle, notamment en présence d’une hauteur en tant que telle et non pas d’une altitude.
Cette caractéristique permet d’avoir l’information de hauteur la plus précise lorsque l’aéronef est proche de la surface survolée.
Le tronçon à basses hauteurs présente une sensibilité élevée et tend à défiler par rapport au pointeur plus vite que les autres tronçons gradués pour une même vitesse verticale de l’aéronef, ce qui incite naturellement le pilote à ralentir la descente de l’aéronef proche du sol.
En outre, l’échelle de hauteur est ainsi la plus dilatée au niveau du tronçon à basses hauteurs, à savoir dans une plage de hauteurs pour laquelle un senseur de hauteur peut être très précis. Par suite, l’indicateur de hauteur peut être plus précis dans un tronçon pour lequel le senseur de hauteur est aussi plus précis.
Au-delà du tronçon à basses hauteurs, l’échelle de hauteur peut être moins précise car d’une part le senseur de hauteur est moins précis et, d’autre part, la précision requise par le pilote pour assurer la sécurité du vol est de fait plus faible.
Eventuellement, un intervalle bas entre deux graduations successives du tronçon à basses hauteurs peut représenter une hauteur réelle basse, et un intervalle intermédiaire entre deux graduations successives du tronçon à hauteurs intermédiaires représente une hauteur réelle intermédiaire qui est supérieure à la hauteur réelle basse.
Chaque tronçon gradué peut se distinguer par un jeu de graduations qui lui est propre notamment au regard de l’intervalle séparant deux graduations successives de ce tronçon.
Ainsi, un pilote peut facilement identifier le tronçon gradué affiché et dès lors dans quel intervalle de hauteurs se trouve l’aéronef.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, un voire chaque tronçon gradué peut comporter des graduations de deux types à savoir des jalons munis chacun d’un segment de petite longueur et des jalons ayant chacun un segment de grande longueur.
Par exemple, le tronçon à basses hauteurs peut comporter des jalons majeurs et mineurs, le tronçon à hauteurs intermédiaires présentant des jalons courts et longs, les jalons courts ayant une forme différente des jalons mineurs.
Les jalons mineurs peuvent avoir une longueur plus courte que les jalons courts pour bien différencier les tronçons gradués visuellement.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, lesdits plusieurs tronçons gradués peuvent comprendre un tronçon à grandes hauteurs présentant un troisième facteur d’échelle, le tronçon à grandes hauteurs allant de la deuxième hauteur à une troisième hauteur, le troisième facteur d’échelle étant inférieur au deuxième facteur d’échelle, la deuxième hauteur étant inférieure à la troisième hauteur.
Le coefficient multiplicateur entre le troisième facteur d’échelle et le deuxième facteur d’échelle peut être supérieur au coefficient multiplicateur entre le deuxième facteur d’échelle et le premier facteur d’échelle. Par exemple, le rapport entre le troisième facteur d’échelle et le deuxième facteur d’échelle peut être de l’ordre de 4 pour alerter le pilote d’un changement de mode opérationnel (passage d’une phase de croisière à une phase de descente ou d’une phase de montée à une phase de croisière). Par contre, le coefficient multiplicateur entre le deuxième facteur d’échelle et le premier facteur d’échelle peut être plus faible et par exemple égal à 2, éventuellement pour alerter le pilote du besoin de ralentir dans une même phase opérationnel de descente.
Le tronçon à grandes hauteurs représente un tronçon de plus faible précision. La vitesse de défilement de ce tronçon à grandes hauteurs peut être plus lente que pour le tronçon à basses hauteurs et le tronçon à hauteurs intermédiaires, pour une même vitesse verticale de l’aéronef, afin d’épurer l’échelle de hauteur et l’adapter également à une éventuelle perte de précision d’un senseur de hauteur.
Selon une possibilité compatible avec les précédentes, un intervalle intermédiaire entre deux graduations successives du tronçon à hauteurs intermédiaires représentant une hauteur réelle intermédiaire, un intervalle haut entre deux graduations successives du tronçon à grandes hauteurs peut représenter une hauteur réelle haute qui est supérieure à la hauteur réelle intermédiaire.
Plus l’intervalle séparant deux graduations successives représente une hauteur importante, plus l’aéronef se trouve à une hauteur courante élevée.
Le système porteur 1 peut par ailleurs comporter un pilote automatique 6 générant une ou des consignes de pilotage automatique 103. Par exemple, le pilote automatique 6 peut générer une hauteur de consigne à respecter via une interface pilote-machine. En particulier, le piloter automatique 6 peut piloter un véhicule pour le maintenir en vol stationnaire à une hauteur de vol stationnaire lors de l’application d’un mode de pilotage automatique de tenue de vol stationnaire, ou encore à une hauteur de vol en palier lors d’une phase de vol en palier durant l’application d’un mode de pilotage automatique de vol en palier.
Le système porteur 1 peut par ailleurs comporter une ou plusieurs interfaces homme-machine 105, 106.
Eventuellement, le système porteur 1 peut comprendre un calculateur de transformation 7 assurant la transformation de données physiques en un signal d’affichage 104, par exemple numérique, adapté pour l’affichage de symboles sur l’indicateur de hauteur 10. Le calculateur de transformation 7 peut être relié à un ou des senseurs de hauteurs 2, à un pilote automatique 6 voire à un senseur de vitesse verticale 8, voire à la ou les interfaces homme-machine 105, 106. Le calculateur de transformation 7 peut être configuré pour déterminer une hauteur courante HCUR du système porteur 1 voire de l’indicateur de hauteur 10 en fonction des données reçues du ou des senseurs de hauteur 2. Par exemple, le calculateur de transformation 7 fusionne les données de hauteur provenant de plusieurs senseurs de hauteur 2. Selon un autre exemple, le calculateur de transformation 7 exploite les données transmises par la radiosonde 3 en dessous d’une hauteur particulière mémorisée, et les données du senseur de hauteur 2 à modèle de terrain 4 et dispositif de localisation 5 à partir et au dessus de cette hauteur particulière.
Indépendamment de la manière de générer un signal d’affichage 104 analogique ou numérique, un indicateur de hauteur 10 est muni d’un contrôleur 20 pilotant un afficheur 15.
L’afficheur 15 peut prendre la forme d’un écran, d’une visière de casque, d’une lunette, d’un collimateur tête haute…
Le contrôleur 20 peut comprendre un calculateur générateur de symboles 21 permettant de matérialiser sur l’afficheur 15, à partir des informations fournies par le ou les signaux d’affichage 104, des symboles porteurs de données physiques réelles.
Le calculateur générateur de symboles 21 peut être un calculateur dédié ou partagé avec d’autres systèmes. Eventuellement, le calculateur générateur de symboles 21 et le calculateur de transformation 7 forment un seul et même calculateur.
La calculateur générateur de symboles 21 peut être intégré ou distant de l’afficheur 15.
Par exemple, le calculateur générateur de symboles 21 peut être un calculateur intégré à l’afficheur 15 pour former un afficheur éventuellement multifonctions. Selon un autre exemple, le calculateur générateur de symboles 21 peut être un calculateur pilotant l’affichage d’informations sur une visière de casque ou un autre type d’afficheur.
Les divers exemples donnés précédemment sont donnés à titre illustratif.
Indépendamment de la manière de générer un signal d’affichage 104 analogique ou numérique ainsi que de la nature et la forme du contrôleur 20 et de l’afficheur 15, ce contrôleur 20 et cet afficheur 15 sont configurés pour au moins afficher une échelle de hauteur 30 et un pointeur 35. L’échelle de hauteur 30 peut être graduée en mètre, en pieds, voir l’unité de l’échelle de hauteur 30 peut être paramétrable avec une interface usuelle de l’aéronef.
Par exemple, l’afficheur 15 est configuré pour afficher l’échelle de hauteur 30 et le pointeur 35 dans une première zone d’affichage 151 de cet afficheur 15. L’afficheur 15 peut être configuré pour afficher d’autres informations au moins dans une deuxième zone d’affichage 152 de cet afficheur 15, telles qu’un ou plusieurs traits 96 représentant le terrain, un symbole d’attitude 97 de l’aéronef, un variomètre 95…
La illustre une telle échelle de hauteur 30 et un tel pointeur 35.
L’échelle de hauteur 30 est rendue mobile par rapport au pointeur 35 selon un axe AX par l’afficheur 15 et le contrôleur 20, à savoir l’échelle de hauteur 30 et/ou le pointeur 35 peuvent être mobiles sur l’afficheur 15. Par exemple, le pointeur 35 est immobile sur l’afficheur 15 alors que le contrôleur 20 et l’afficheur 15 sont configurés pour déplacer l’échelle de hauteur 30 selon cet axe AX afin que le pointeur 35 pointe la hauteur courante HUCR sur l’échelle de hauteur 30. Dans tous les cas, le contrôleur 20 et l’afficheur 15 sont configurés pour que le pointeur 35 pointe alors un point de l’échelle de hauteur 30 porteur de la hauteur courante HCUR. Cet axe AX peut être un axe vertical aux yeux d’un pilote selon l’exemple illustré, ou encore un axe horizontal par exemple.
Selon l’exemple illustré, le pointeur 35 peut avoir une forme en Y. Cette forme en Y peut comprendre une branche commune 36 prolongée par deux branches inclinées 37, 38. La branche commune 36 est alors dirigée vers l’échelle de hauteur 30. Eventuellement, le contrôleur 20 et l’afficheur 15 sont configurés pour afficher un nombre 39 porteur de la hauteur courante HCUR en vis-à-vis du pointeur 35, soit en permanence soit uniquement lorsque la hauteur courante HCUR est inférieure à un seuil prédéterminé mémorisé. Par exemple, le nombre 39 est affiché entre les branches inclinées 37, 38.
Eventuellement, la première zone d’affichage 151 est configurée pour ne pouvoir afficher qu’une partie 32 de l’échelle de hauteur 30. Dès lors, à chaque instant, l’afficheur 15 est configuré pour n’afficher qu’une partie 32 de l’échelle de hauteur contenant la hauteur courante HCUR pointée par le pointeur 35.