EP4643151A1 - Dispositif lumineux pour la détection d'objet - Google Patents

Dispositif lumineux pour la détection d'objet

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Publication number
EP4643151A1
EP4643151A1 EP23836534.0A EP23836534A EP4643151A1 EP 4643151 A1 EP4643151 A1 EP 4643151A1 EP 23836534 A EP23836534 A EP 23836534A EP 4643151 A1 EP4643151 A1 EP 4643151A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
emitting diodes
leds
pulsed
same
Prior art date
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Pending
Application number
EP23836534.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Matheo GOURDON
Mickael MIMOUN
Hafid El-Idrissi
Pierre Renaud
Sidahmed BEDDAR
Geoffrey PIQUARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP4643151A1 publication Critical patent/EP4643151A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, for a motor vehicle, suitable for object detection.
  • the invention also relates to a system for assisting the driving of a motor vehicle comprising this light device.
  • Lidar technology for “Light Detection And Ranging”, in Anglo-Saxon terminology
  • Lidar technology the distance between the light source and the object is measured from the time lag between the emission of a laser pulse and the reception of the reflected pulse.
  • An object detection device using a Lidar is relatively simple to implement because the light source emits a single high-power infrared signal which bounces off the object; the time of flight of the infrared signal is measured upon reception of said signal by a sensor.
  • Such an object detection device requires specific equipment to emit the infrared signal and to receive the bounced signal.
  • the light source of current light devices is generally a set of light-emitting diodes, controlled from of an attack circuit.
  • light-emitting diodes, or LEDs for
  • Light-Emitting Diode in Anglo-Saxon terminology
  • vehicle lighting devices emit visible light continuously, which makes it difficult to detect after reflection on the object, in particular because it is combined with the natural light from the sun, street lights and other exterior light sources.
  • the light beam emitted by the LEDs is then pulsed and modulated by a high frequency code.
  • the modulation of the light beam must be precise; the LEDs forming the light source must therefore all emit their light rays simultaneously so as not to generate interference.
  • pulse spreading degrades the signal-to-noise ratio. Indeed, all things being equal, the intensity of a simultaneous pulse is more easily detected at the sensor than the intensity of a plurality of emissions spread out over time.
  • the applicant proposes a light device adapted to object detection, in which all the LEDs are connected equidistant from the circuit attack which commands them.
  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle comprising:
  • each light module comprising at least one driver circuit supplying electricity via the same driver circuit output to several light-emitting diodes , said driving circuit being configured to modulate, according to the high frequency code, an electrical power received by the light-emitting diodes in order to to emit pulsed visible light, and
  • a device for receiving the light emitted by the at least one first light module, to receive part of the pulsed light, modulated according to the code, after reflection of the pulsed light emitted by the at least one first light module on an object external to the vehicle in which:
  • the modulation frequency is greater than 10MHz
  • each light-emitting diode is connected to the same output of the driver circuit by a conductive track, the conductive tracks connecting each of the light-emitting diodes to the driver circuit each comprising an impedance ensuring the same phase shift at the modulation frequency for all the LEDs , thus ensuring synchronous modulation of the electrical power perceived by the light-emitting diodes powered by the driving circuit.
  • the characteristics of the conductive tracks such as their length, their width, their thickness and the shapes of any turns, influence their impedance and consequently the phase shift and therefore the delay of the signal perceived by an LED connected to the track.
  • light-emitting diodes we mean electroluminescent sources emitting incoherent light, such as are known to be well suited to use for light devices for signaling or lighting motor vehicles, as opposed to to laser sources (including laser diodes).
  • laser sources emit temporally and spatially coherent light, and have the disadvantage of posing risks to eye safety, which must be controlled by complex and expensive means.
  • a device adapted to carrying out a DRL/PL function makes it possible to carry out a detection function using a large part of the LEDs necessary for the signaling function.
  • a large part we mean more than 50% of the LEDs assigned to the function transmit the code, preferably more than 75%, preferably all of the LEDs transmit the code. This is particularly relevant when LEDs are similar in terms of emitting flux and activation current characteristics. In this way, to the extent that the majority of LEDs participate in the signaling function illuminating objects located in front of the motor vehicle, the detection of pulsed light from the LEDs is not disturbed by the detection of non-pulsed light. emitted by the same function. A signal-to-noise ratio of the reception of the light code by the sensor is improved.
  • LEDs representing more than 50% of the luminous flux allocated to the function transmit the code, preferably more than 75% of this flow, preferably all of this flow.
  • the lighting functions such as the low beam and the main beam with light-emitting diodes whose power supply is modulated at high frequency to transmit the code.
  • Several light-emitting diodes are usually used to produce the low beam and the main beam, sometimes within the same light module, for example a dual-function light module.
  • At least one attack circuit capable of modulating at high frequency the power supply of the LEDs of a sector grouping together the first LEDs necessary for the low beam function, according to the code
  • a circuit of attack capable of modulating at high frequency the electrical supply of the second LEDs of a sector grouping together LEDs necessary for the high beam function, according to the same code, in a manner synchronized with the electrical supply of the sector of the first LEDs.
  • the high beam function and/or the low beam function comprise LEDs which can be individually activated and deactivated, for example to emit a partial high beam in which lighting zones are activated or deactivated, or , alternatively or cumulatively, a low beam in which LEDs corresponding to a light cut-off are activated or deactivated so as to move a central zone of a cut-off zone horizontally relative to the vehicle when the light device is mounted on the vehicle, and thus achieve a directive low beam function, known under the name DBL (from the Anglo-Saxon abbreviation Dynamic Bending Light).
  • DBL from the Anglo-Saxon abbreviation Dynamic Bending Light
  • the light module of this light device is capable of sending a synchronous light beam, without risk of interference.
  • the light device according to the invention is thus adapted to object detection.
  • the lighting device according to one aspect of the invention may have one or more complementary characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations:
  • the impedance of the conductive tracks is such that the driving circuit and the light-emitting diode furthest from said driving circuit perceive the mo- dulation of the electrical power with the same delay, the conductive tracks of the light-emitting diodes least distant from the driving circuit forming delay lines.
  • the length of the conductive tracks is equal to the track length between the driver and the light-emitting diode furthest from said driver
  • the substrate is a rigid PCB substrate, for example a rigid FR4 type substrate, a flexible PCB substrate, for example a flexible substrate comprising polyimides, or an SMI (Insulated Metal Substrate, also known to those skilled in the art under the name Anglo-Saxon abbreviation SMI, comprising a metal base on which an insulator is laminated as well as at least one conductive layer capable of forming tracks), for example an SMI whose base is made of aluminum.
  • SMI Insulated Metal Substrate
  • the reception device comprises at least one light sensor and an optical blue light filter, the filter being preferably configured to allow only a wavelength band corresponding to a main band of the emission spectrum of the LEDs, and to exclude wavelengths at which LEDs emit weakly or do not emit, for example where LEDs emit at less than 50% of the intensity emitted at their maximum.
  • the reception device comprises a calculation unit for comparing, in particular by correlation, the modulation of the part of the pulsed light received with the modulation of the pulsed light emitted; and to thus determine a time of flight of modulated pulsed light waves from the light module to the object so as to provide a measurement of distance between the object and the light device.
  • a second aspect of the invention relates to a system for assisting the driving of a motor vehicle, characterized in that it comprises at least a first and a second light device according to the first aspect, combined one with the other for the detection of the same object.
  • a third aspect of the invention relates to a system for assisting the driving of a motor vehicle, characterized in that it comprises at least a first device for detecting an object in the environment of the motor vehicle, the light device according to the first aspect constituting a second object detection device ensuring redundancy to the first object detection device.
  • FIG.l schematically represents an example of a vehicle equipped with lighting devices according to the invention
  • FIG.2 schematically represents an example of modulated light pulses, emitted by a light device according to the invention.
  • FIG.3 schematically represents an example of three LEDs connected to a driver circuit in accordance with the invention.
  • FIG.l An example of a motor vehicle 10 equipped with two light devices 100 according to the invention is shown in [Fig.l]. This example shows a pedestrian 20 crossing in front of the vehicle 10.
  • the vehicle 10 is equipped with two light devices 100, for example daytime running lights, which illuminate the road scene SR at the front of the vehicle.
  • the light devices 100 are integrated into a driving assistance system through which the pedestrian 20 can be detected.
  • the lighting device 100 can be any basic lighting device present on a vehicle.
  • the light device 100 can, for example, be a daytime running light, a position light, a signaling light, a side light strip, a front light grid or any other means of exterior lighting usually integrated on a vehicle to allow its visibility on the road; the light device is then used for pedestrian or object detection on the road scene or in the exterior environment of the vehicle.
  • the light device can also be an internal lighting device in the vehicle; it can then be used for object or person detection inside the vehicle
  • the light device 100 is used to emit pulsed light, modulated by a high frequency light code.
  • This light code is a cyclic binary code composed of a succession of 1s and 0s, the 1s corresponding to a pulse, the 0s to non-emission of light.
  • the light beam emitted by the LEDs contained in the light device is modulated to transmit the light code.
  • the LEDs thus emit a succession of light pulses lasting approximately 10 to 20 ns, which corresponds to a high modulation frequency of the electrical power supply. LEDs from 10 MHz to 400 MHz, preferably 30 MHz to 200 MHz, preferably 50 to 100 MHz.
  • a light device 100 comprises several light modules 110 which each include a drive circuit 120 and several white EEDs 130.
  • the EEDs 130 of the same module are connected to the same attack circuit 120.
  • An attack circuit 120 also called driver, is equipment allowing the direct current supply of the EEDs to which it is connected.
  • a driver circuit 120 controls several LEDs 130, three in the example of [Fig.3].
  • the three LEDs 131, 132, 133 connected to the driving circuit 120 are positioned at different distances from the driving circuit 120. So that the light beam emitted by the light module 110 is modulated precisely, the three LEDs 131, 132, 133 of the light module 110 must emit their light ray simultaneously.
  • each of the three LEDs 131, 132, 133 is connected to the driver circuit 120 by a conductive track, respectively 141, 142, 143; these conductive tracks 141, 142, 143 are all of the same length. The length of the conductive tracks is determined based on the LED furthest from the driver circuit.
  • all the conductive tracks 141, 142, 143 have a length equal to the length of the conductive track 143 making it possible to connect the driving circuit 120 to the LED furthest from said driving circuit, namely the LED 133 in the example of [Fig.3].
  • the conductive track 143 connecting the Led 133 to the driver circuit 120 is therefore a conventional conductive track.
  • the distance between the driver circuit and an LED is a physical distance, that is to say a “point-to-point” length determined between the control output of the driver circuit and the input terminal of the LED.
  • the notion of "farthest away” must therefore be understood in terms of physical distance, the LED furthest from the driver circuit being the Led whose distance from the driver circuit is the greatest compared to the distances of the other LEDs at attack circuit.
  • the notion of “more "close” must be understood in terms of physical distance, the Led closest to the driver circuit being the Led whose distance to the driver circuit is shortest compared to the distances of the other LEDs to the driver circuit.
  • the physical distance between a driving circuit 120 and the LEDs 130 that it controls can vary, while the connection distance between this driving circuit 120 and these LEDs 130 is identical.
  • the conductive tracks 141, 142 of the LEDs closest to the driving circuit include loops and/or detours making it possible to generate the delay lines .
  • the control signal emitted by the drive circuit 120 is received simultaneously by all the LEDs connected to the drive circuit.
  • the LEDs therefore emit their light rays at the same time, in a synchronized manner.
  • the light beam emitted by the light module 110 is therefore synchronous, which ensures effective modulation of the light beam with all the light rays of the LEDs of the module simultaneously emitting the same bit of the code.
  • the LEDs, the driver circuit and the conductive tracks are formed on a substrate. Whether they are conventional or form a delay line, the conductive tracks are made on the substrate in the same way as any conductive track, only the length of the track may vary.
  • a single substrate supports all the LEDs and the driving circuit of the same module.
  • all the LEDs and the driver circuit are made on the same substrate, for example a flexible or rigid PCB type substrate (for “Printed Circuit Board” in English terminology) or even an IMS substrate (Substrate Metallic Isolated).
  • the conductive tracks 141-143 are therefore formed in this same substrate.
  • a light module 110 may be formed on at least two substrates connected to each other by connectors, for example pin, blade or jaw. In this case, all or only some of the conductive tracks 141, 142, 143 can extend over the two substrates; the length of the conductive tracks can be determined by taking into account the delay induced by the connection between the two substrates.
  • the light module 110 allows the emission of a synchronously modulated light beam.
  • this light module is associated with a device for receiving the light beam reflected by the object (not visible in the figures).
  • This reception device is integrated into the light device 100 of the invention. It allows light beams to be received after they have been reflected by the object that we are trying to detect.
  • This receiving device comprises a sensor or a set of sensors of light ; this/these sensors can be, for example, photon counters [0034], preferably avalanche diodes.
  • the photon counters are preferably distributed on the same high density substrate, preferably so as to constitute a detection matrix.
  • the sensor is preferably associated with an optical blue light filter, that is to say a band-pass filter adapted to capture only light of blue wavelength and suppress all other wavelengths.
  • white LEDs suitable for signaling comprise an electroluminescent chip emitting blue light and to which a phosphor adapted to transform part of the blue light into yellow light is applied, the mixture of untransformed blue lights emitted by the chip and yellow transformed by the phosphor resulting in white light.
  • amber LEDs suitable for signaling include a chip emitting blue light to which a suitable phosphor is applied.
  • the blue light optical filter makes it possible to separate the blue light corresponding to the majority of the light beam, in particular corresponding to the emission line of the electroluminescent chip, sent by the light module 110 and reflected by the object 20 from the rest of the spectrum of light coming from the sun or any other external light sources emitting, in the environment of the vehicle, light in the visible range. In this way, the signal-to-noise ratio of detection is greatly improved.
  • This reception device is connected to a calculation unit, mounted in the light device or housed in any other location of the vehicle, preferably directly mounted on the sensor, which determines the flight time of the light beam and deduces a value therefrom. measuring the distance between the vehicle and the detected object.
  • the flight time is the propagation time of the waves of the light beam emitted by the light module 110, in the environment, that is to say the time necessary for the light beam to propagate to the object and return to the receiving device.
  • the distance between the object and the vehicle is determined from this flight time.
  • the light device 100 as just described can be used alone for object detection, particularly if the light device is an interior lighting device for the vehicle.
  • the light device 100 can also be used in combination with another similar light device.
  • the two light devices 100 for example the two front lighting devices of the vehicle, can be combined with each other for the detection of the same object.
  • the light device 100 can also be integrated into a driving assistance system of a motor vehicle. Indeed, driving assistance systems generally require the combination of two, or even three, distinct object detection devices, that is to say operating using different technologies. These object detection devices must be complementary.
  • the light device according to the invention can constitute one of these object detection devices. It has the advantage of using a specific technology not yet used since it ensures object detection using a light beam in the visible range. It has the additional advantage of not adding mass and bulk since it uses a lighting device already present on the vehicle. It also has the advantage of being able to be implemented on several lighting devices of the same vehicle (for object detection in the same area of the vehicle or in different areas) without risk of interference, simply by choosing a different light code for each of the light devices used.
  • the lighting device according to the invention comprises various variants, modifications and improvements which will be obvious to those skilled in the art, it being understood that these variations, modifications and improvements are part of the scope of the invention.
  • those skilled in the art will understand that it is easy to apply the principles to other lighting devices on the exterior of the motor vehicle, for example rear signaling lights of the motor vehicle.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un dispositif lumineux (100) pour véhicule automobile comportant : • une pluralité de modules lumineux (110) émettant une lumière visible pulsée, modulée au moyen d'un code lumineux à haute fréquence, chaque module lumineux (110) comportant au moins un circuit d'attaque (120) commandant plusieurs diodes électroluminescentes (130), et • un dispositif de réception de la lumière émise par chacun des modules lumineux, après réflexion sur un objet (20), dans lequel chaque diode électroluminescente (130) est connectée au circuit d'attaque (120) par une piste conductrice (141, 142, 143), les pistes conductrices connectant chacune des diodes électroluminescentes au circuit d'attaque comportant toutes une même longueur de piste conductrice, assurant une commande synchrone des diodes électroluminescentes (130) par le circuit d'attaque (120) Un autre aspect de l'invention concerne un système d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile comportant au moins un tel dispositif lumineux (100).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif lumineux pour la détection d’objet
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] La présente invention concerne un dispositif lumineux, pour véhicule automobile, adapté à la détection d’objet. L’invention concerne également un système d’assistance à la conduite d’un véhicule automobile comportant ce dispositif lumineux.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0002] Avec le développement des véhicules automobiles autonomes, les assistances à la conduite se sont fortement améliorées ces dernières années. L’une des assistances les plus utiles est l’assistance à la détection de piétons ou d’objets dans l’environnement du véhicule.
[0003] Des dispositifs pour détecter la présence de piétons ou d’objets dans l’environnement du véhicule, appelés simplement dispositif de détection d’objet, sont connus. Ces dispositifs utilisent généralement la technologie dite du Lidar (pour « Light Detection And Ranging », en terminologie anglosaxonne) qui repose sur l'analyse des propriétés d'un faisceau lumineux, en général un faisceau laser, émis par une source lumineuse spécifique et réfléchi par l’objet. Avec la technologie du Lidar, la distance entre la source lumineuse et l’objet est mesurée à partir du décalage temporel entre l'émission d'une impulsion laser et la réception de l'impulsion réfléchie. Un dispositif de détection d’objet utilisant un Lidar est relativement simple à mettre en œuvre car la source lumineuse émet un unique signal infrarouge de forte puissance qui rebondit sur l’objet ; le temps de vol du signal infrarouge est mesuré à réception dudit signal par un capteur. Un tel dispositif de détection d’objet nécessite cependant un équipement spécifique pour émettre le signal infrarouge et pour réceptionner le signal rebondi.
[0004] Pour assurer un taux de détection et/ou de faux-positifs conformes à la norme, une complémentarité de technologies est nécessaire. Pour cela, trois dispositifs d’assistance basés sur des technologies différentes sont généralement combinés les uns avec les autres ; les données générées par ces différents dispositifs d’assistance sont recoupées et des données finales sont générées pour informer le conducteur, ou le véhicule lui- même dans le cas d’un véhicule autonome, de la présence d’un piéton ou d’un objet dans l’environnement du véhicule. Cependant, l’ajout de trois dispositifs distincts dans une même zone du véhicule a pour effet de charger une zone déjà fortement sollicitée en termes d’encombrement.
[0005] Pour répondre aux problèmes d’encombrement, il a été envisagé de réaliser la détection d’objet en utilisant l’éclairage déjà présent sur le véhicule, comme les feux de jour du véhicule. Cependant, la source lumineuse des dispositifs lumineux actuels est généralement un ensemble de diodes électroluminescentes, commandées à partir d’un circuit d'attaque. Or, les diodes électroluminescentes, ou LEDs (pour
« Light-Emitting Diode » en terminologie anglo-saxonne), des dispositifs lumineux des véhicules émettent une lumière visible en continu, ce qui en fait une lumière difficilement détectable après réflexion sur l’objet, en particulier parce qu’elle est combinée avec la lumière naturelle du soleil, des lampadaires et autres sources de lumière extérieures. Pour faciliter la détection de la lumière émise par les LEDs et réfléchie par l’objet, il a été envisagé de moduler la lumière ; le faisceau lumineux émis par les LEDs est alors pulsé et modulé par un code à haute fréquence. Toutefois, pour être efficace, et donc détectable, la modulation du faisceau lumineux doit être précise ; les LEDs formant la source lumineuse doivent donc toutes émettre leur rayon lumineux simultanément pour ne pas générer d’interférence. Or, la tendance actuelle est de déployer les LEDs, en lignes, en nappes ou en grilles, pour des effets de style, ce qui a pour conséquence d’éloigner certaines d’entre elles du circuit d'attaque qui les commande ; le fait que les LEDs soient plus ou moins éloignées du circuit d'attaque entraîne un décalage temporel de l’émission du rayon lumineux de certaines LEDs par rapport aux autres. Ledit décalage provoque un étalement des émissions de signaux dans le temps, qui a deux conséquences. Premièrement, ce décalage à l'émission se reporte sur le signal qui a été réfléchi sur un objet, et qui est réémis vers un capteur présent sur le véhicule. Dès lors, il est plus difficile de déterminer le décalage temporel entre l'émission d'une impulsion de lumière et la réception de l'impulsion réfléchie.
Deuxièmement, l'étalement des impulsions dégrade le rapport signal sur bruit. En effet, toutes choses égales par ailleurs, l'intensité d'une impulsion simultanée est plus aisément détectée au niveau du capteur que l'intensité d'une pluralité d'émissions étalées dans le temps.
Résumé de l’invention
[0006] Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus d’interférences et de décalage temporel d’émission par les LEDs, le demandeur propose un dispositif lumineux adapté à la détection d’objet, dans lequel toutes les LEDs sont connectées à équidistance du circuit d'attaque qui les commande.
[0007] Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif lumineux pour véhicule automobile comportant :
- au moins un module lumineux émettant une lumière visible pulsée, modulée au moyen d’un code lumineux à haute fréquence, chaque module lumineux comportant au moins un circuit d'attaque alimentant en électricité via une même sortie de circuit d'attaque plusieurs diodes électroluminescentes, ledit circuit d'attaque étant configuré pour moduler selon le code à haute fréquence une puissance électrique reçue par les diodes électroluminescentes afin d'émettre la lumière visible pulsée, et
- un dispositif de réception de la lumière émise par l'au moins un premier module lumineux, pour recevoir une partie de la lumière pulsée, modulée selon le code, après réflexion de la lumière pulsée émise par l'au moins un premier module lumineux sur un objet extérieur au véhicule, dans lequel :
- la fréquence de modulation est supérieure à 10MHz, et
- chaque diode électroluminescente est connectée à la même sortie du circuit d'attaque par une piste conductrice, les pistes conductrices connectant chacune des diodes électroluminescentes au circuit d'attaque comportant chacune une impédance assurant un même déphasage à la fréquence de modulation pour toutes les LEDs, assurant ainsi une modulation synchrone de la puissance électrique perçue par les diodes électroluminescentes alimentées par le circuit d'attaque.
[0008] Pour la transmission de signaux à haute fréquence, les caractéristiques des pistes conductrices, telles que leur longueur, leur largeur, leur épaisseur et les formes d'éventuels virages, influent sur leur impédance et par conséquent sur le déphasage et donc le retard du signal perçu par une LED connectée à la piste.
[0009] Par des diodes électroluminescentes (ou LEDs), on entend des sources électroluminescentes émettant de la lumière incohérente, telle que connues comme étant bien adaptées à l'emploi pour des dispositifs lumineux de signalisation ou d'éclairage de véhicule automobile, par opposition aux sources laser (y compris de type diodes laser). En effet, les sources laser émettent une lumière temporellement et spatialement cohérente, et ont pour inconvénient de poser des risques pour la sécurité oculaire, devant être maîtrisés par des moyens complexes et coûteux.
[0010] Un dispositif adapté à la réalisation d'une fonction de DRL/PL permet en effet de réaliser une fonction de détection à l'aide d'une grande partie des LEDs nécessaires à la fonction de signalisation. On entend par une grande partie plus de 50% des LEDs attribuées à la fonction transmettent le code, de préférence plus de 75%, de préférence l'ensemble des LEDs transmettent le code. Cela est particulièrement pertinent lorsque les LEDs sont semblables en termes de caractéristiques d'émission de flux et de courant d'activation. De la sorte, dans la mesure où la grande partie des LEDs participe à la fonction de signalisation éclairant des objets situés devant le véhicule automobile, la détection de la lumière pulsée des LEDs n'est pas perturbée par la détection d'une lumière non pulsée émise par la même fonction. Un rapport signal sur bruit de la réception du code lumineux par le capteur s'en trouve amélioré.
[0011] Alternativement, si la fonction lumineuse est réalisée par des LEDs dissemblables, il est avantageux que des LEDs représentant plus de de 50% du flux lumineux attribuées à la fonction transmettent le code, de préférence plus de 75% de ce flux, de préférence la totalité de ce flux.
[0012] De la même manière, il est avantageux de réaliser les fonctions d'éclairage telles que le feu de croisement et le feu de route avec des diodes électroluminescentes dont l'alimentation électrique est modulée à haute fréquence pour transmettre le code. Plusieurs diodes électroluminescentes sont usuellement employées pour la réalisation du feu de croisement et du feu de route, parfois au sein d'un même module lumineux, par exemple un module lumineux bifonction. Il est alors préféré d'employer au moins un circuit d'attaque apte à moduler à haute fréquence l'alimentation des LEDs d'un secteur regroupant des premières LEDs nécessaires à la fonction de feu de croisement, selon le code, et un circuit d'attaque apte à moduler à haute fréquence l'alimentation électrique des deuxièmes LEDs d'un secteur regroupant des LEDs nécessaires à la fonction de feu de route, selon le même code, de façon synchronisée avec l'alimentation électrique du secteur des première LEDs. Dans un autre exemple, la fonction de feu de route et/ou la fonction de feu de croisement comportent des LEDs individuellement activables et désactivables, par exemple pour émettre un feu de route partiel dans lequel des zones d'éclairage sont activées ou désactivées, ou, alternativement ou cumulativement, un feu de croisement dans lequel des LEDs correspondant à une coupure lumineuse sont activées ou désactivées de sorte à déplacer une zone centrale d'une zone de coupure horizontalement par rapport au véhicule lorsque le dispositif lumineux est monté sur le véhicule, et à réaliser ainsi une fonction de feu de croisement directif, connue sous l'appellation DBL (de l'abréviation anglo- saxonne Dynamic Bending Light). De la sorte, dans la mesure où la grande partie des LEDs émet de la lumière pulsée modulée selon le code, la détection de la lumière pulsée des LEDs n'est pas perturbée par la détection d'une lumière non pulsée émise par la même fonction. Un rapport signal sur bruit de la réception du code lumineux par le capteur s'en trouve amélioré.
[0013] Avec une connexion de même impédance entre le circuit d'attaque et toutes les diodes électroluminescentes qu’il commande, le module lumineux de ce dispositif lumineux est capable d’envoyer un faisceau lumineux synchrone, sans risque d’interférences. Le dispositif lumineux selon l’invention est ainsi adapté à la détection d’objet.
[0014] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif lumineux selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
• l'impédance des pistes conductrices est telle que le circuit d'attaque et la diode électroluminescente la plus éloignée dudit circuit d'attaque perçoivent la mo- dulation de la puissance électrique avec le même retard, les pistes conductrices des diodes électroluminescentes les moins éloignées du circuit d'attaque formant des lignes à retard..
• la longueur des pistes conductrices est égale à la longueur de piste entre le driver et la diode électroluminescente la plus éloignée dudit driver,
• les pistes conductrices, les diodes électroluminescentes et le circuit d'attaque sont montées sur un même substrat.
• le substrat est un substrat PCB rigide, par exemple un substrat rigide de type FR4, un substrat PCB flexible, par exemple un substrat flexible comportant des polyimides, ou un SMI (Substrat Métallique Isolé, aussi connu de l'homme du métier sous l'abréviation anglo-saxonne SMI, comportant une base métallique sur laquelle est laminée un isolant ainsi qu'au moins une couche conductrice pouvant former des pistes), par exemple un SMI dont la base est en aluminium.
• le dispositif de réception comporte au moins un capteur de lumière et un filtre optique à lumière bleue, le filtre étant de préférence configuré pour ne laisser passer qu'une bande de longueur d'onde correspondant à une bande principale du spectre d'émission des LEDs, et pour exclure des longueurs d'onde sur lesquelles les LEDs émettent faiblement ou n'émettent pas, par exemple où les LEDs émettent à moins de 50% de l'intensité émise à leur maximum.
• le dispositif de réception comporte une unité de calcul pour comparer, notamment par corrélation, la modulation de la partie de la lumière pulsée reçue avec la modulation de la lumière pulsée émise; et pour ainsi déterminer un temps de vol d’ondes de lumière pulsée modulée depuis le module lumineux jusqu'à l'objet de sorte à fournir une mesure de distance entre l’objet et le dispositif lumineux..
[0015] Un deuxième aspect de l’invention concerne un système d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un premier et un second dispositifs lumineux selon le premier aspect, combinés l’un avec l’autre pour la détection d’un même objet.
[0016] Un troisième aspect de l’invention concerne un système d’assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un premier dispositif de détection d’objet dans l’environnement du véhicule automobile, le dispositif lumineux selon le premier aspect constituant un deuxième dispositif de détection d’objet assurant une redondance au premier dispositif de détection d’objet. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0017] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :
[0018] La [Fig.l] représente schématiquement un exemple de véhicule équipé de dispositifs lumineux selon l’invention ;
[0019] La [Fig.2] représente schématiquement un exemple d’impulsions lumineuses modulées, émises par un dispositif lumineux selon l’invention ; et
[0020] La [Fig.3] représente schématiquement un exemple de trois LEDs connectées à un circuit d'attaque conformément à l’invention.
[0021] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0022] Un exemple de réalisation d’un dispositif lumineux selon l’invention est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
[0023] Un exemple d’un véhicule automobile 10 équipé de deux dispositifs lumineux 100 selon l’invention est représenté sur la [Fig.l]. Cet exemple montre un piéton 20 traversant devant le véhicule 10. Le véhicule 10 est équipé de deux dispositifs lumineux 100, par exemple des feux de jour, qui éclairent la scène de route SR à l’avant du véhicule. Les dispositifs lumineux 100 sont intégrés dans un système d’assistance à la conduite grâce auquel le piéton 20 peut être détecté.
[0024] Le dispositif lumineux 100 selon l’invention peut être n’importe quel dispositif d’éclairage de base présent sur un véhicule. Le dispositif lumineux 100 peut, par exemple, être un feu de jour, un feu de position, un feu de signalisation, une bande lumineuse latérale, une grille lumineuse avant ou n’importe quel autre moyen d’éclairage extérieur habituellement intégré sur un véhicule pour permettre sa visibilité sur la route ; le dispositif lumineux est alors utilisé pour la détection de piéton ou d’objet sur la scène de route ou dans l’environnement extérieur du véhicule. Le dispositif lumineux peut également être un dispositif d’éclairage interne au véhicule ; il peut alors être utilisé pour la détection d’objet ou de personne à l’intérieur du véhicule
[0025] Le dispositif lumineux 100 est utilisé pour émettre une lumière pulsée, modulée par un code lumineux à haute fréquence. Ce code lumineux est un code cyclique binaire composé d’une succession de 1 et de 0, les 1 correspondant à une impulsion, les 0 à une non-émission de lumière. Le faisceau lumineux émis par les LEDs contenues dans le dispositif lumineux est modulé pour transmettre le code lumineux. Les LEDs émettent ainsi une succession d’impulsion lumineuses d'une durée d’environ 10 à 20 ns, ce qui correspond à une haute fréquence de modulation de l'alimentation électrique des LEDs de 10 Mhz à 400MHz, de préférence 30MHz à 200MHz, de préférence 50 à 100 MHz. Un exemple d’un code 2001 est représenté sur la partie A de la [Fig.2] et un exemple d’impulsions lumineuses 2002 selon une période To correspondant à ce code est représenté sur la partie B de la [Fig.2]. Il est à noter qu’en émettant à haute fréquence un faisceau lumineux modulé par ce code, l’œil humain ne perçoit pas cette modulation. Pour l’œil humain, le faisceau lumineux est continu et le code lumineux est invisible. Ee code lumineux émis via la modulation du faisceau lumineux peut donc être exploité pour de la détection d’objet
[0026] Comme expliqué précédemment, et comme représenté schématiquement sur la [Fig.3], un dispositif lumineux 100 comporte plusieurs modules lumineux 110 qui comportent chacun un circuit d'attaque 120 et plusieurs EEDs 130 blanches. Ees EEDs 130 d’un même module sont connectées au même circuit d'attaque 120. Un circuit d'attaque 120, appelé aussi pilote, est un équipement permettant l'alimentation en courant continu des EEDs auquel il est connecté. Ainsi un circuit d'attaque 120 commande plusieurs LEDs 130, trois dans l’exemple de la [Fig.3].
[0027] Dans l’exemple de la [Fig.3], les trois LEDs 131, 132, 133 connectées au circuit d'attaque 120 sont positionnées à des distances différentes du circuit d'attaque 120. Pour que le faisceau lumineux émis par le module lumineux 110 soit modulé de façon précise, les trois LEDs 131, 132, 133 du module lumineux 110 doivent émettre leur rayon lumineux simultanément. Pour cela, chacune des trois LEDs 131, 132, 133 est connectée avec le circuit d'attaque 120 par une piste conductrice, respectivement 141, 142, 143 ; ces pistes conductrices 141, 142, 143 sont toutes de même longueur. La longueur des pistes conductrices est déterminée en fonction de la Led la plus éloignée du circuit d'attaque. En effet, toutes les pistes conductrices 141, 142, 143 ont une longueur égale à la longueur de la piste conductrice 143 permettant de connecter le circuit d'attaque 120 à la Led la plus éloignée dudit circuit d'attaque, à savoir la Led 133 dans l’exemple de la [Fig.3]. La piste conductrice 143 reliant la Led 133 au circuit d'attaque 120 est donc une piste conductrice classique. Les pistes conductrices 141 et 142 qui relient le circuit d'attaque 120 aux LEDs 131 et 132, qui sont les LEDs les plus proches du circuit d'attaque, forment des lignes à retard. Toutes les LEDs d’un même module lumineux sont ainsi connectées à équidistance du circuit d'attaque qui les alimente.
[0028] La distance entre le circuit d'attaque et une Led est une distance physique, c'est-à-dire une longueur « point à point » déterminée entre la sortie de commande du circuit d'attaque et la borne d’entrée de la Led. La notion de « plus éloignée » doit donc être comprise en termes de distance physique, la Led la plus éloignée du circuit d'attaque étant la Led dont la distance au circuit d'attaque est la plus grande par rapport aux distances des autres LEDs au circuit d'attaque. De façon similaire, la notion de « plus proche » doit être comprise en termes de distance physique, la Led la plus proche du circuit d'attaque étant la Led dont la distance au circuit d'attaque est la plus courte par rapport aux distances des autres LEDs au circuit d'attaque.
[0029] Ainsi, dans un dispositif lumineux selon l’invention, la distance physique entre un circuit d'attaque 120 et les LEDs 130 qu’il commande peut varier, tandis que la distance de connexion entre ce circuit d'attaque 120 et ces LEDs 130 est identique.
[0030] En d’autres termes, puisque toutes les pistes conductrices sont de même longueur, les pistes conductrices 141, 142 des LEDs les plus proches du circuit d'attaque comportent des boucles et/ou des détours permettant de générer les lignes à retard. Ainsi, lorsque le circuit d'attaque 120 émet une commande d’émission de rayon lumineux, le signal de commande émis par le circuit d'attaque 120 est reçu simultanément par toutes les LEDs connectées au circuit d'attaque. Les LEDs émettent donc leur rayon lumineux en même temps, de façon synchronisée. Le faisceau lumineux émis par le module lumineux 110 est donc synchrone, ce qui assure une modulation efficace du faisceau lumineux avec tous les rayons lumineux des LEDs du module émettant simultanément le même bit du code.
[0031] Les LEDs, le circuit d'attaque et les pistes conductrices sont formées sur un substrat. Qu’elles soient classiques ou qu’elles forment une ligne à retard, les pistes conductrices sont réalisées sur le substrat de la même façon que n’importe quelle piste conductrice, seule la longueur de la piste pouvant varier.
[0032] Dans certains dispositif lumineux 100, un seul substrat supporte toutes les LEDs et le circuit d'attaque d’un même module. Autrement dit, toutes les LEDs et le circuit d'attaque sont réalisés sur le même substrat, par exemple un substrat de type PCB (pour « Printed Circuit Board » en terminologie anglo-saxonne) flexible ou rigide ou ou encore un substrat IMS (Substrat Métallisé Isolé). Les pistes conductrices 141-143 sont donc formées dans ce même substrat. Dans d’autres dispositifs lumineux 100, un module lumineux 110 peut être formé sur au moins deux substrats connectés l’un à l’autre par des connecteurs, par exemple à broche, à lame ou à mâchoire. Dans ce cas, toutes ou seulement certaines des pistes conductrices 141, 142, 143 peuvent s’étendre sur les deux substrats ; la longueur des pistes conductrices peut être déterminée en prenant en compte le retard induit par la connexion entre les deux substrats.
[0033] Le module lumineux 110 tel qu’il vient d’être décrit permet l’émission d’un faisceau lumineux modulé de façon synchrone. Pour permettre la détection d’objet, ce module lumineux est associé à un dispositif de réception du faisceau lumineux réfléchi par l’objet (non visible sur les figures). Ce dispositif de réception est intégré dans le dispositif lumineux 100 de l’invention. Il permet de réceptionner les faisceaux lumineux après que ceux-ci aient été réfléchis par l’objet que l’on cherche à détecter. Ce dispositif de réception comporte un capteur ou un ensemble de capteurs de lumière ; ce/ces capteurs peuvent être, par exemple, des compteurs de photons [0034] , de préférence des diodes à avalanche. Les compteurs de photons sont de préférence répartis sur un même substrat à haute densité, de préférence de sorte à constituer une matrice de détection. Le capteur est de préférence associé à un filtre optique à lumière bleue, c'est-à-dire un filtre passe-bande adapté pour ne capter que la lumière de longueur d’onde bleue et supprimer toutes les autres longueurs d’ondes. En effet, les LEDs blanches adaptées à la signalisation comportent une puce électroluminescente émettant de la lumière bleue et sur laquelle est appliqué un phosphore adapté pour transformer une partie de la lumière bleue en une lumière jaune, le mélange des lumières bleue non transformée émise par la puce et jaune transformée par le phosphore résultant en une lumière blanche. De la même manière, les LEDs ambre adaptées à la signalisation comportent une puce émettant de la lumière bleue sur laquelle est appliqué un phosphore adapté. Le filtre optique à lumière bleue permet de séparer la lumière bleue correspondant à la majeure partie du faisceau lumineux, en particulier correspondant à la raie d'émission de la puce électroluminescente, envoyé par le module lumineux 110 et réfléchi par l’objet 20 du reste du spectre de la lumière provenant du soleil ou de toutes autres sources lumineuses extérieures émettant, dans l’environnement du véhicule, une lumière dans le domaine du visible. De la sorte, le rapport signal sur bruit de la détection est grandement amélioré.
[0035] Ce dispositif de réception est relié à une unité de calcul, montée dans le dispositif lumineux ou logée dans tout autre endroit du véhicule, de préférence directement montée sur le capteur, qui détermine le temps de vol du faisceau lumineux et en déduit une mesure de la distance entre le véhicule et l’objet détecté. Le temps de vol est le temps de propagation des ondes du faisceau lumineux émis par le module lumineux 110, dans l’environnement, c'est-à-dire le temps nécessaire au faisceau lumineux pour se propager jusqu’à l’objet et revenir jusqu’au dispositif de réception. La distance entre l’objet et le véhicule est déterminée à partir de ce temps de vol. On comprend alors que le fait que le faisceau lumineux soit émis par le module lumineux 110 de façon synchrone permet d’améliorer la détermination du temps de vol. On comprend aussi que la fonction « détection d’objet » peut être mise en œuvre par le dispositif lumineux 100 en parallèle de sa fonction standard d’éclairage.
[0036] Le dispositif lumineux 100 tel qu’il vient d’être décrit peut être utilisé seul pour de la détection d’objet, notamment si le dispositif lumineux est un dispositif d’éclairage intérieur au véhicule.
[0037] Le dispositif lumineux 100 peut également être utilisé en combinaison avec un autre dispositif lumineux semblable. Les deux dispositif lumineux 100, par exemple les deux dispositifs d’éclairage avant du véhicule, peuvent être combinés l’un avec l’autre pour la détection d’un même objet. [0038] Le dispositif lumineux 100 peut aussi être intégré au sein d’un système d’assistance à la conduite d’un véhicule automobile. En effet, les systèmes d’assistance à la conduite nécessitent généralement la combinaison de deux, voire trois, dispositifs de détection d’objet distincts, c'est-à-dire fonctionnant suivant des technologies différentes. Ces dispositifs de détection d’objet doivent être complémentaires. Le dispositif lumineux selon l’invention peut constituer l’un de ces dispositifs de détection d’objet. Il présente l’avantage d’utiliser une technologie spécifique non encore utilisée puisqu’il assure la détection d’objet au moyen d’un faisceau lumineux du domaine du visible. Il présente l’avantage supplémentaire de ne pas ajouter de masse et d’encombrement puisqu’il utilise un dispositif d’éclairage déjà présent sur le véhicule. Il présente, de plus, l’avantage de pouvoir être mis en œuvre sur plusieurs dispositifs d’éclairage du même véhicule (pour la détection d’objet dans une même zone du véhicule ou dans des zones différentes) sans risque d’interférences, simplement en choisissant un code lumineux différent pour chacun des dispositifs lumineux utilisés.
[0039] Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le dispositif lumineux selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention. Par exemple, à la lecture de la présente demande, l'homme du métier comprendra qu'il est aisé d'en appliquer les principes à d'autres dispositifs lumineux de l'extérieur du véhicule automobile, par exemple des feux de signalisation arrière du véhicule automobile.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif lumineux (100) pour véhicule automobile comportant :
- au moins un module lumineux (110) émettant une lumière visible pulsée, modulée au moyen d’un code lumineux à haute fréquence, chaque module lumineux (110) comportant au moins un circuit d'attaque (120) alimentant en électricité via une même sortie de circuit d'attaque plusieurs diodes électroluminescentes (130), ledit circuit d'attaque étant configuré pour moduler selon le code à haute fréquence une puissance électrique reçue par les diodes électroluminescentes afin d'émettre la lumière visible pulsée, et
- un dispositif de réception de la lumière émise par l'au moins un premier module lumineux (110), pour recevoir une partie de la lumière pulsée, modulée selon le code, après réflexion de la lumière pulsée émise par l'au moins un premier module lumineux sur un objet extérieur au véhicule (20), dans lequel :
- la fréquence de modulation est supérieure à 10MHz, et
- chaque diode électroluminescente (130) est connectée à la même sortie du circuit d'attaque (120) par une piste conductrice (141, 142, 143), les pistes conductrices connectant chacune des diodes électroluminescentes au circuit d'attaque comportant chacune une impédance assurant un même déphasage à la fréquence de modulation pour toutes les LEDs, assurant ainsi une modulation synchrone de la puissance électrique perçue par les diodes électroluminescentes (130) alimentées par le circuit d'attaque (120).
[Revendication 2] Dispositif lumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'impédance des pistes conductrices (141, 142, 143) est telle que le circuit d'attaque (120) et la diode électroluminescente (133) la plus éloignée dudit circuit d'attaque perçoivent la modulation de la puissance électrique avec le même retard, les pistes conductrices (141, 142) des diodes électroluminescentes les moins éloignées (131, 132) du circuit d'attaque (120) formant des lignes à retard.
[Revendication 3] Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la longueur des pistes conductrices (141, 142, 143) est égale à la longueur de piste entre le driver (120) et la diode électroluminescente (133) la plus éloignée dudit driver.
[Revendication 4] Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les pistes conductrices (141, 142, 143), les diodes électroluminescentes (130) et le circuit d'attaque (120) sont montées sur un même substrat.
[Revendication 5] Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat est un substrat PCB rigide, un substrat PCB flexible ou un substrat IMS.
[Revendication 6] Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réception comporte une unité de calcul pour comparer, notamment par corrélation, la modulation de la partie de la lumière pulsée reçue avec la modulation de la lumière pulsée émise; et pour ainsi déterminer un temps de vol d’ondes de lumière pulsée modulée depuis le module lumineux jusqu'à l'objet de sorte à fournir une mesure de distance entre l’objet et le dispositif lumineux.
[Revendication 7] Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réception comporte au moins un capteur de lumière et un filtre optique à lumière bleue. Système d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un premier et un second dispositifs lumineux (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, combinés l’un avec l’autre pour la détection d’un même objet (20).
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