FR3148638A1 - Ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un ensemble lumineux (1) comprenant :- un guide de lumière surfacique (10) possédant une face avant (10.1), une face arrière (10.2), et comprenant une nappe (102) et une structure (103) de prismes (1030) adjacente à ladite nappe (102), - au moins une source de lumière (11) configurée pour émettre des rayons lumineux (R) qui entrent dans le guide de lumière surfacique (10) par au moins une de ses extrémités (10.3, 10.4), lesdits prismes (1030) étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux (R) de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant (10.1) dudit guide de lumière surfacique (10),ledit guide de lumière surfacique (10) étant configuré pour être traversé depuis ladite face arrière (10.2) vers ladite face avant (10.1) par des ondes radars (R’) émises par un capteur radar (2), caractérisé en ce que :- la structure (103) de prismes (1030) est sub-longueur d’ondes par rapport auxdites ondes radars (R’) et est agencée de sorte que lesdites ondes radars (R’) suivent au travers dudit guide de lumière surfacique (10) des chemins optiques (L) qui sont sensiblement égaux.
Figure pour l’abrégé: figure 1
Description
La présente invention se rapporte à un ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique. Elle concerne également un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule comprenant un tel ensemble lumineux. Elle concerne également un système d’aide à la conduite comprenant un tel ensemble lumineux. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans les véhicules.
Dans le domaine des véhicules, notamment des véhicules automobiles, un ensemble lumineux, connu de l’homme du métier comprend :
- un guide de lumière surfacique possédant une face avant, une face arrière, et comprenant une nappe et une structure de prismes adjacente à ladite nappe,
- au moins une source de lumière configurée pour émettre des rayons lumineux qui entrent dans le guide de lumière par au moins une de ses extrémités, lesdits prismes étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant dudit guide de lumière.
- un guide de lumière surfacique possédant une face avant, une face arrière, et comprenant une nappe et une structure de prismes adjacente à ladite nappe,
- au moins une source de lumière configurée pour émettre des rayons lumineux qui entrent dans le guide de lumière par au moins une de ses extrémités, lesdits prismes étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant dudit guide de lumière.
L’ensemble lumineux permet d’illuminer la face avant du véhicule et est configuré pour être traversé depuis ladite face arrière vers ladite face avant par des ondes radars émises par un capteur radar. Le capteur radar comprend des antennes qui sont configurées pour émettre des ondes radars qui se réfléchissent sur un objet se trouvant devant ou derrière le véhicule, tel qu’un piéton ou un autre véhicule, ce qui génère des ondes de retour qui reviennent sur les antennes. Le déphasage entre deux ondes de retour permet d’estimer la position angulaire de l’objet qui réfléchit les ondes radars. A une différence de phase correspond une position angulaire de l’objet.
Un inconvénient de cet état de la technique est que les prismes du guide de lumière sont des microstructures qui perturbent les ondes radars. En raison du guide de lumière, les ondes radars sont déviées ce qui augmente le chemin optique des ondes radars. On observe alors différents déphasages entre des ondes de retour qui arrivent sur des antennes adjacentes du capteur radar et par conséquent on observe différentes différences de phase. En conséquence, l’estimation de la position angulaire de l’objet se trouvant devant ou derrière le véhicule est erronée ce qui peut conduire à des situations dangereuses pour le conducteur et les passagers du véhicule.
Dans ce contexte, la présente invention vise à proposer un ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique qui permet de résoudre au moins un des inconvénients mentionnés.
A cet effet, l’invention propose un ensemble lumineux comprenant :
- un guide de lumière surfacique possédant une face avant, une face arrière, et comprenant une nappe et une structure de prismes adjacente à ladite nappe,
- au moins une source de lumière configurée pour émettre des rayons lumineux qui entrent dans le guide de lumière surfacique par au moins une de ses extrémités, lesdits prismes étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant dudit guide de lumière surfacique,
ledit guide de lumière surfacique étant configuré pour être traversé depuis ladite face arrière vers ladite face avant par des ondes radars émises par un capteur radar,
caractérisé en ce que :
- la structure de prismes est sub-longueur d’ondes par rapport auxdites ondes radars et est agencée de sorte que lesdites ondes radars suivent au travers dudit guide de lumière surfacique des chemins optiques qui sont sensiblement égaux.
- un guide de lumière surfacique possédant une face avant, une face arrière, et comprenant une nappe et une structure de prismes adjacente à ladite nappe,
- au moins une source de lumière configurée pour émettre des rayons lumineux qui entrent dans le guide de lumière surfacique par au moins une de ses extrémités, lesdits prismes étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant dudit guide de lumière surfacique,
ledit guide de lumière surfacique étant configuré pour être traversé depuis ladite face arrière vers ladite face avant par des ondes radars émises par un capteur radar,
caractérisé en ce que :
- la structure de prismes est sub-longueur d’ondes par rapport auxdites ondes radars et est agencée de sorte que lesdites ondes radars suivent au travers dudit guide de lumière surfacique des chemins optiques qui sont sensiblement égaux.
Ainsi, comme on va le voir en détails par la suite, grâce à l’agencement de la structure de prismes du guide de lumière et à sa structure sub-longueur d’ondes par rapport aux ondes radars millimétriques émises par le capteur radar, on obtient un ensemble lumineux qui a une luminance homogène et qui évite de modifier les chemins optiques des ondes radars générées par le capteur radar.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, ledit ensemble lumineux peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, parmi les suivantes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdits prismes présentent une profondeur qui est inférieure à 0.4 millimètre.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdits prismes sont de taille sensiblement constante tout le long de ladite nappe du guide de lumière surfacique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble lumineux comprend deux sources de lumière agencées respectivement en regard de chaque extrémité dudit guide de lumière surfacique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite nappe a une épaisseur variable et lesdits prismes ont une base variable.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdits prismes possèdent une profondeur variable.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble lumineux comprend une seule source de lumière agencée en regard de l’une des extrémités dudit guide de lumière surfacique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites ondes radars ont une longueur d’onde sensiblement égale à 4 millimètres.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite source de lumière est une source de lumière à semi-conducteur.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite source de lumière à semi-conducteur fait partie d’une diode électroluminescente ou d’une diode laser.
Il est en outre proposé un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule, dans lequel ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation comprenant un ensemble lumineux selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation est une face avant d’un véhicule.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation est un projecteur avant ou un feu arrière de véhicule.
Il est en outre proposé un système d’aide à la conduite lumineux comprenant un ensemble lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
L’ensemble lumineux 1 selon l’invention est décrit en référence aux figures 1 à 6.
L’ensemble lumineux 1 est configuré pour illuminer une pièce d’un véhicule 5 (illustré sur la ). Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule 5 est un véhicule automobile.
Comme on va le voir ci-après, l’ensemble lumineux 1 est configuré pour être traversé par des ondes radars R’ d’un capteur radar 2 (illustré sur les figures 1, 3, 5 et 6) placé en regard dudit ensemble lumineux 1. Le capteur radar 2 est configuré pour localiser un objet 6 (illustré sur les figures 1, 3, 5 et 6) se trouvant devant ou derrière le véhicule 5. Dans des exemples non limitatifs, l’objet 6 est un piéton ou un autre véhicule. Les ondes radars R’ se réfléchissent sur l’objet 6 ce qui génère en retour des ondes de retour R’’ illustrées sur les figures 5 et 6.
L’ensemble lumineux 1 permet de réaliser une signature lumineuse.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, l’ensemble lumineux 1 fait partie d’un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation 3 du véhicule 5. Dans une première variante de réalisation non limitative non illustrée, le dispositif d’éclairage et/ou de signalisation 3 est une face avant du véhicule 5. La face avant du véhicule, autrement appelée calandre, permet de masquer le capteur radar 2. Dans cette première variante de réalisation non limitative, l’ensemble lumineux 1 permet ainsi réaliser une signature lumineuse de jour ou de nuit de la face avant du véhicule 5. Dans une deuxième variante de réalisation non limitative, ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation 3 est un projecteur avant ou un feu arrière de véhicule. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la , c’est un projecteur avant. Dans ce cas, le capteur radar 2 est intégré dans un boîtier 30 du dispositif d’éclairage et/ou de signalisation 3. Dans cette deuxième variante de réalisation non limitative, l’ensemble lumineux 1 permet ainsi réaliser une signature lumineuse de jour ou de nuit du projecteur avant ou du feu arrière.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur la , l’ensemble lumineux 1 fait partie d’un système d’aide à la conduite lumineux 4 comprenant ledit ensemble lumineux 1 et un capteur radar 2. Le système d’aide à la conduite lumineux 4 permet d’effectuer différentes fonctions d’aide à la conduite telles que dans des exemples non limitatifs, une fonction de freinage d’urgence, une fonction d’adaptation de la vitesse du véhicule par rapport à un véhicule qui précède, une fonction d’alerte en cas de collision.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 3, l’ensemble lumineux 1 comprend :
- un guide de lumière surfacique 10,
- au moins une source de lumière 11.
- un guide de lumière surfacique 10,
- au moins une source de lumière 11.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ladite au moins une source de lumière 11 est une source de lumière à semi-conducteur. Dans un mode de réalisation non limitatif, la source de lumière à semi-conducteur fait partie d’une diode électroluminescente ou d’une diode laser. Par diode électroluminescente, on entend tout type de diodes électroluminescentes, que ce soit dans des exemples non limitatifs des LED (« Light Emitting Diode » en anglais), des OLED (« Organic LED » en anglais), des AMOLED (« Active-Matrix-Organic LED » en anglais), ou encore des FOLED (« Flexible OLED » en anglais).
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’ensemble lumineux 1 comprend en outre au moins un support électronique 12 (illustré sur les figures 1, 3, 5 et 6) configuré pour recevoir ladite au moins une source de lumière 11. Dans une variante de réalisation non limitative, le support électronique 12 est une carte à circuit imprimé autrement appelée PCBA pour « Printed Circuit Board Assembly » en anglais.
Tel qu’illustré sur le dessin (a) des figures 1 et 3, ladite au moins une source de lumière 11 est configurée pour émettre des rayons lumineux R de sorte à générer de la lumière Lx. Les rayons lumineux R entrent dans le guide de lumière 10 par au moins une de ses extrémités 10.3, 10.4, autrement appelées respectivement première extrémité 10.3 et deuxième extrémité 10.4.
On entend par guide de lumière surfacique (par opposition à un guide de lumière sous forme de tige) un élément de guidage optique dont l’une des dimensions est très inférieure aux deux autres dimensions dans l’espace, par exemple inférieure d’un ou plusieurs ordres de grandeur. Ici, l’épaisseur du guide de lumière 10 est très inférieure à sa longueur et sa largeur. Dans un mode de réalisation non limitatif, le guide de lumière 10 possède une épaisseur comprise entre 20 micromètres et 5 ou 6 millimètres. Dans une variante de réalisation non limitative, l’épaisseur est comprise entre 1 et 4 millimètres. Dans un exemple non limitatif, l’épaisseur est de 4 millimètres. Le guide de lumière 10 est ainsi très fin.
Tel qu’illustré sur les figures 2 et 4, le guide de lumière surfacique 10 possède une face avant 10.1 et une face arrière 10.2. Il s’étend sous forme d’une nappe 102 et comprend une structure 103 de prismes 1030 adjacente à la nappe 102. Dans la suite de la description, le guide de lumière surfacique 10 est autrement appelé guide de lumière 10.
Le guide de lumière 10 est flexible. La nappe 102 est ainsi flexible. Elle peut être plane ou galbée selon la position dans laquelle elle est placée et les contraintes mécaniques qui lui sont appliquées. Notamment, elle s’adapte à la face avant ou au projecteur avant ou au feu arrière du véhicule 5.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le guide de lumière surfacique 10 est réalisé en PC (Polycarbonate) ou PMMA (Polyléthacrylate de méthyle). Ce sont des matériaux légers et peu coûteux. Dans un mode de réalisation non limitatif, le guide de lumière surfacique 10 est moulé par injection. Dans un mode de réalisation non limitatif, les prismes 1030 de la structure 103 de prismes 1030 sont moulés en relief par rapport à la nappe 102 du guide de lumière 10.
Tel qu’illustré sur le dessin (a) des figures 1 et 3, le guide de lumière surfacique 10 est configuré pour être traversé depuis sa face arrière 10.2 vers sa face avant 10.1 par des ondes radars R’ émises par des antennes 20 du capteur radar 2. Dans l’exemple non limitatif des figures 1 et 3, le capteur radar 2 est représenté avec deux de ses antennes 20.
Les prismes 1030 sont configurés pour découpler la lumière Lx générée par les rayons lumineux R de ladite au moins une source de lumière 11 de sorte à ce que la lumière Lx ressorte par la face avant 10.1 du guide de lumière 10.
La structure 103 de prismes 1030 est sub-longueur d’ondes par rapport aux ondes radars R’. Autrement dit, elle est sub-longueur d’ondes dans le domaine de fréquence du capteur radar 2, c’est-à-dire par rapport aux ondes radars R’ millimétriques émises par le capteur radar 2. La structure 103 de prismes 1030 est agencée de sorte que les ondes radars R’ suivent au travers du guide de lumière 10 des chemins optiques L (illustrés sur le dessin (b) des figures 1 et 3) qui sont sensiblement égaux. Ainsi, au travers de la même matière (de la nappe 102 et de la structure 103 de prismes 1030), deux ondes radars R’ vont suivre des chemins optiques qui sont égaux. On notera que le chemin optique est proportionnel au temps de propagation d’une onde radar R’.
Par sub-longueur d’ondes dans le domaine de fréquence du capteur radar 2, on entend que la structure 103 de prismes 1030 comprend une épaisseur e2 (illustrée sur le dessin (b) des figures 1 et 3) qui est dix fois plus petite que la longueur d’onde λ des ondes radars R’. On a ainsi e2<= λ/10. Dans un mode de réalisation non limitatif, la longueur d’onde λ des ondes radars R’ est sensiblement égale à 4 mm (millimètres). Dans un exemple non limitatif, la longueur d’onde λ est de 3.9mm, ce qui correspond à une fréquence de 76 GHz. Dans un autre exemple non limitatif, la longueur d’onde λ est de 3.7mm, ce qui correspond à une fréquence de 81 GHz.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les prismes 1030 forment un motif en forme de triangle avec une base b (illustrée sur les figures 2 et 4). Les prismes 1030 sont adjacents les uns aux autres. Dans un mode de réalisation non limitatif, le motif présente une profondeur h (illustrée sur les figures 2 et 4) qui est inférieure à 0.4 mm (millimètres) ce qui permet d’obtenir une structure 103 de prismes 1030 sub-longueur d’ondes. Ainsi, les prismes 1030 sont des microstructures en forme de triangle. Dans un mode de réalisation non limitatif, la base b est inférieure à 2mm.
L’ensemble lumineux 1 est décrit ci-après selon un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 1 et 2.
Dans ce premier mode de réalisation non limitatif, tel qu’illustré sur la , les prismes 1030 de la structure 103 de prismes 1030 sont de même motif de taille sensiblement constante tout le long de la nappe 103 du guide de lumière surfacique 10 et donc tout le long du guide de lumière 10. Par taille sensiblement constante, on entend une même profondeur h et une même largeur de base b (en prenant en compte les tolérances de fabrication). Ainsi, les prismes 1030 ont des profondeurs h égales et des bases b égales. Dans un exemple non limitatif, la base b est d’environ 1mm.
Tel qu’illustré sur le dessin (b) de la , l’agencement de la structure 103 de prismes 1030 permet de considérer que la structure 103 équivaut à une seule couche équivalente d’épaisseur totale e2 avec un indice de réfraction effectif ne ffdans le domaine de fréquence du capteur radar 2 sensiblement constant sur toute la surface du guide de lumière 10, à savoir tout le long du guide de lumière 10. On a e2=h dans ce cas.
En conséquence, les ondes radars R’ sont déphasées de la même manière lorsqu’elles traversent le guide de lumière 10 à n’importe quel endroit du guide de lumière 10. Elles suivent ainsi le même chemin optique L. Par ailleurs, les ondes radars R’ ne sont pas déviées lorsqu’elles passent de l’air à la structure 103 de prismes 103 grâce au phénomène de sub-longueur d’ondes qui s’applique.
Ainsi, tel qu’illustré sur le dessin (b) de la , pour deux ondes radars R’1, R’2 qui sont émises ou reçues par deux antennes 20 adjacentes du capteur radar 2, on a lorsque les deux ondes radars R1’ et R2’ traversent le guide de lumière 10, respectivement deux phases φ1 et φ2 telles que φ1 = φ2 = 2*π*( n*e3 + ne ff*e1)/λ avec une incidence normale, à savoir lorsque l’objet 6 se situe à une position angulaire de 0° par rapport à l’émission des ondes radars R’.
avec :
- n l’indice de réfraction dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la nappe 102 du guide de lumière 10,
- ne ffl’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030,
- e3, l’épaisseur de la nappe 102,
- e2 l’épaisseur de la couche équivalente correspondante à la structure 103 de prismes 1030.
- n l’indice de réfraction dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la nappe 102 du guide de lumière 10,
- ne ffl’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030,
- e3, l’épaisseur de la nappe 102,
- e2 l’épaisseur de la couche équivalente correspondante à la structure 103 de prismes 1030.
On notera que lorsque les ondes radars R1’ et R2’ passent de la couche équivalente à la nappe 102, la structure 103 de prismes 1030 ne rajoute pas d’angle de réfraction supplémentaire. Cela ne modifie ainsi pas l’angle d’incidence des ondes radars R’ qui arrivent sur les prismes 1030.
Dans l’exemple non limitatif illustré sur le dessin (b) de la avec les deux ondes radars R’1 et R’2, les deux ondes radars R’1 et R’2 suivent des chemins optiques L1, L2au travers du guide de lumière surfacique 10, qui sont sensiblement égaux, à savoir de même longueur. On a L1= L2= n*e3 + ne ff*e2. Les ondes radars R’1 et R’2 ressortent du guide de lumière vers la face avant 10.1 avec la même phase φ1 = φ2 avec une incidence normale.
On notera que la lumière se réfracte de manière classique dans le guide de lumière 10 sans mettre en jeu des phénomènes sub-longueur d'ondes dans le domaine du visible, les prismes 1030 n’étant pas 10 fois plus petits que la longueur d’onde de la lumière qui est comprise entre 380 nanomètres et 780 nanomètres.
On notera que les ondes radars R’1 et R’2 suivent un chemin optique total entre le capteur radar 2 et l’objet 6 qui est égal à : e1+n*e3 + ne ff*e1 + e4, avec :
- e1, la distance entre le capteur radar 2 et la structure 103 de prismes 1030,
- e4, la distance entre la face avant 10.1 du guide de lumière et l’objet 6 dont la position angulaire est estimée par le capteur radar 2.
- e1, la distance entre le capteur radar 2 et la structure 103 de prismes 1030,
- e4, la distance entre la face avant 10.1 du guide de lumière et l’objet 6 dont la position angulaire est estimée par le capteur radar 2.
On notera qu’à chaque angle d’arrivée α différent de 0 entre l’objet 6 et le capteur radar 2, on peut observer une différence de phases Δφ (autrement appelée déphasage) entre deux ondes radars R’ (Δφ = φ2 - φ1). Ainsi à chaque angle d’arrivée α correspond un déphasage connu par le capteur radar 2. Dans ce cas, on a de manière connue : α = sin-1(λ*Δφ/2πd).
Avec d la distance entre deux antennes 20 adjacentes du capteur radar 2 et Δφ la différence de phases observée due à l’angle d’arrivée α différent de zéro.
Dans ce premier mode de réalisation non limitatif, tel qu’illustré sur la , l’ensemble lumineux 1 comprend deux sources de lumière 11 agencées respectivement en regard de chaque extrémité 10.3, 10.4 du guide de lumière 10. Le fait d’avoir un éclairage sur les deux extrémités 10.3 et 10.4 du guide de lumière 10 permet de conserver une homogénéité dans l’éclairage. Si une seule source de lumière 11 est utilisée, il y aurait une atténuation de la lumière et une inhomogénéité de l’éclairage. On notera que du fait de l’utilisation de deux sources de lumière 11 en regard de chaque extrémité 10.3 et 10.4 du guide de lumière 10, l’ensemble lumineux 1 comprend de ce fait deux supports électroniques 12.
Ainsi, les ondes radars R’ émises et reçues par le capteur radar 2 ne subissent pas une déviation supplémentaire et sont déphasées de la même manière, à savoir elles ont une même phase lorsqu’elles traversent la matière (nappe 102 et structure 103 de prismes 1030) pour une position angulaire de 0° de l’objet 6. Le guide de lumière 10 ne perturbe ainsi pas l’émission des ondes radars R’. Pour les mêmes raisons, les ondes de retour R’’ ne subiront pas non plus de déviation supplémentaire due aux prismes 1030. Le guide de lumière 10 ne perturbe ainsi pas la réception par le capteur radar 2 des ondes de retour R’’. Ainsi, pour une position angulaire différente de 0° de l’objet 6, on a toujours la même différence de phases entre des ondes de retour arrivant sur deux antennes 20 adjacentes, et d’autres ondes de retour arrivant sur deux autres antennes 20 adjacentes du capteur radar 2. A une position angulaire de l’objet 6 correspond une différence de phases connue.
On notera que la illustre l’ensemble lumineux 1 selon ce premier mode de réalisation avec deux sources de lumière 11 lorsqu’il est intégré dans un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation 3.
L’ensemble lumineux 1 est maintenant décrit ci-après selon un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 3 et 4.
Tel qu’illustré sur la , dans ce deuxième mode de réalisation non limitatif :
- la nappe 102 du guide de lumière 10 a une épaisseur e3 variable, et
- La structure 103 de prismes 1030 est variable, en particulier les prismes 1030 ont une base b variable.
- la nappe 102 du guide de lumière 10 a une épaisseur e3 variable, et
- La structure 103 de prismes 1030 est variable, en particulier les prismes 1030 ont une base b variable.
Tel qu’illustré sur la , la nappe 102 et la structure 103 de prismes 1030 forment une enveloppe 104 d’épaisseur E. L’enveloppe 104 est délimitée par la face avant 10.1 du guide de lumière 10 et par les extrémités des prismes 1030.
Dans un mode de réalisation non limitatif, Les prismes 1030 de la structure 103 de prismes 1030 sont de même motif mais de profondeur h variable. Ils ont ainsi une profondeur h différente tout le long de la nappe 102 et donc tout le long du guide de lumière 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, la distance c (illustrée sur la ) qui sépare le centre de deux prismes 1030 est au maximum de 2 mm. Cela permet de conserver le phénomène de sub-longueur d’ondes dans le domaine de fréquence du capteur radar 2. On notera que la base b des prismes 1030 peut être variable ou est constante.
La profondeur h des prismes 1030 varie pour obtenir une luminance homogène du guide de lumière 10. Ainsi, les prismes 1030 de petite taille sont positionnés proches de la source de lumière 11 qui se trouve en regard de la première extrémité 10.3 dans l’exemple non limitatif illustré de la , et les prismes 1030 de grande taille sont positionnées plus loin de la source de lumière 11. Cela permet de diffuser moins de lumière lorsqu’on est proche de la source de lumière 11 et plus de lumière lorsqu’on est loin de la source de lumière 11. En sortie de la nappe 102 du guide de lumière 10, à savoir côté de la face avant 10.1 du guide de lumière 10, un observateur extérieur au véhicule permet d’observer un éclairage homogène.
Dans un exemple non limitatif, les prismes 1030 proches de la première extrémité 10.3 présentent une profondeur h proche de 0.1mm, tandis que les prismes 1030 proches de la deuxième extrémité 10.4 présentent une profondeur h sensiblement proche de 0.4mm.
On notera cependant que la structure évolutive des prismes 1030 peut induire un déphasage supplémentaire sur les ondes radars R’ lorsqu’elles traversent le guide de lumière 10 et en particulier la structure 103 de prismes 1030. En effet, le chemin optique L de chaque onde radar R’ peut être modifié ce qui peut entraîner une erreur d’estimation de la position angulaire de l’objet 6.
Pour éviter toute erreur d’estimation de position angulaire, il faut que l’épaisseur e3 de la nappe 102 soit ajustée de manière évolutive par rapport à l’indice de réfraction effectif neffdans le domaine de fréquence du capteur radar 2 des prismes 1030 de sorte que le déphasage d’une onde radar R’ soit constant au passage de l’onde radar R’ dans le guide de lumière et ce quel que soit la position du passage des ondes radar R’ dans le guide. On compense ainsi le déphasage supplémentaire induit par la structure évolutive des prismes 1030 au moyen de l’épaisseur e3 de la nappe 102 qui varie également. Cela permet d’avoir un même chemin optique L quel que soit l’endroit par où une onde radar R’ passe dans le guide de lumière 10.
Tel qu’illustré sur le dessin (b) de la , l’agencement de la structure 103 de prismes 1030 permet de considérer que la structure 103 équivaut à une seule couche équivalente avec une épaisseur e2 différente du fait de la profondeur h qui varie et qui est inférieure à 0.4mm.
Cette couche équivalente possède un indice de réfraction effectif ne ffdes ondes radars R’ qui varie en fonction de la base b des prismes 1030, selon l’endroit où l’on se trouve sur la surface du guide de lumière 10. On notera que plus la base b des prismes 1030 est petite, plus l’indice de réfraction effectif ne ffdans les prismes 1030 est faible, et plus la base b des prismes 1030 est grande, plus l’indice de réfraction effectif neffdans les prismes 1030 est élevé.
On ajuste l’épaisseur e3 de la nappe 102 en fonction de la taille des prismes 1030 et de l’indice de réfraction effectif ne ffdans la structure 103 de prismes 1030 des ondes radars R’ en fonction de la variation de la structure 103 de prismes 1030.
Ainsi, l’épaisseur e3 de la nappe 102 varie plus particulièrement de manière inverse à l’indice de réfraction effectif neffinduit par les prismes 1030. Ainsi, dans l’exemple non limitatif illustré sur le dessin (a) de la , de la première extrémité 10.3 à la deuxième extrémité 10.4 du guide de lumière 10, l’épaisseur e3 de la nappe 102 diminue tandis que les prismes 1030 présentent une base b croissante. Autrement dit, de la deuxième extrémité 10.4 à la première extrémité 10.3, l’épaisseur e3 de la nappe 102 augmente tandis les prismes 1030 présentent une base b décroissante.
Sur le dessin (b) de la sont illustrées deux ondes radars R’1 et R’2. La première onde radar R’1 traverse le guide de lumière 10 à un endroit qui se situe proche de la première extrémité 10.3 du guide de lumière 10. La deuxième onde radar R’2 traverse le guide de lumière 10 à un endroit qui se situe proche de la deuxième extrémité 10.4 du guide de lumière 10.
Ainsi, pour deux ondes radars R’1, R’2 qui sont émises par deux antennes 20 adjacentes du capteur radar 2, on a lorsque les deux ondes radars R1’ et R2’ traversent le guide de lumière 10, respectivement deux phases φ1 et φ2 telles que:
φ1 = 2*π*( ne ff 1*e21+n*e31)/λ, et φ2 = 2*π*(ne ff 2*e22+n*e32)/λ, avec :
avec :
- n l’indice de réfraction dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la nappe 102 du guide de lumière 10,
- ne ff 1l’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030 (proche de la première extrémité 10.3),
- e21l’épaisseur de la structure 103 de prismes 1030 (proche de la première extrémité 10.3),
- ne ff 2l’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030 (proche de la deuxième extrémité 10.4),
- e22l’épaisseur de la structure 103 de prismes 1030 (proche de la deuxième extrémité 10.4),
- e31l’épaisseur de la nappe 102 (proche de la première extrémité 10.3),
- e32l’épaisseur de la nappe 102 (proche de la deuxième extrémité 10.4).
avec :
- n l’indice de réfraction dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la nappe 102 du guide de lumière 10,
- ne ff 1l’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030 (proche de la première extrémité 10.3),
- e21l’épaisseur de la structure 103 de prismes 1030 (proche de la première extrémité 10.3),
- ne ff 2l’indice de réfraction effectif dans le domaine de fréquence du capteur radar 2 dans la structure 103 de prismes 1030 (proche de la deuxième extrémité 10.4),
- e22l’épaisseur de la structure 103 de prismes 1030 (proche de la deuxième extrémité 10.4),
- e31l’épaisseur de la nappe 102 (proche de la première extrémité 10.3),
- e32l’épaisseur de la nappe 102 (proche de la deuxième extrémité 10.4).
On obtient φ1 = φ2 car la variabilité de l’épaisseur e3 de la nappe 102 compense la variabilité de l’indice de réfraction effectif neffdes prismes 1030. Les ondes radars R’1 et R’2 ressortent du guide de lumière 10 vers la face avant 10.1 avec la même phase φ1 = φ2. On notera que ne ff 1*e21= ne ff 2 *e22.
Dans l’exemple non limitatif illustré sur le dessin (b) de la , les ondes radars R’1 et R’2 suivent ainsi respectivement des chemins optiques L1et L2au travers du guide de lumière surfacique 10 qui sont de même distance. On a dans la matière L1= L2, avec L1= ne ff 1*e21+n*e31et L2= ne ff 2*e22+n*e32.
On notera que la lumière se réfracte de manière classique dans le guide de lumière 10 sans mettre en jeu des phénomènes sub-longueur d'ondes dans le domaine du visible, , les prismes 1030 n’étant pas 10 fois plus petits que la longueur d’onde de la lumière qui est comprise entre 380 nanomètres et 780 nanomètres.
On notera que les ondes radars R’1 et R’2 suivent un chemin optique total entre le capteur radar 2 et l’objet 6 qui est égal à :
e1+ne ff 1*e21+n*e31+e4 pour l’onde radar R’1, et
e1+ne ff 2*e22+n*e32+e4 pour l’onde radar R’2, avec :
- e1, la distance entre le capteur radar 2 et la structure 103 de prismes 1030,
- e4, la distance entre la face avant 10.1 du guide de lumière 10 et l’objet 6 dont la position angulaire est estimée par le capteur radar 2.
e1+ne ff 1*e21+n*e31+e4 pour l’onde radar R’1, et
e1+ne ff 2*e22+n*e32+e4 pour l’onde radar R’2, avec :
- e1, la distance entre le capteur radar 2 et la structure 103 de prismes 1030,
- e4, la distance entre la face avant 10.1 du guide de lumière 10 et l’objet 6 dont la position angulaire est estimée par le capteur radar 2.
Comme dans le cas du premier mode de réalisation non limitatif, on notera qu’on peut observer un déphasage Δφ supplémentaire connu entre deux ondes radars R’ lorsque l’angle d’arrivée α de l’objet 6 sur le capteur radar 2 est différent de 0.
Dans ce deuxième mode de réalisation non limitatif, tel qu’illustré sur la , l’ensemble lumineux 1 comprend une seule source de lumière 11 agencée en regard d’une extrémité du guide de lumière 10, ici la première extrémité 10.3 dans l’exemple non limitatif illustré. Comme les prismes 1030 sont de profondeur h plus grande côté deuxième extrémité 10.4, ils font ressortir plus de lumière que les prismes 1030 de profondeur h plus petite. Aussi, pour avoir une homogénéité d’éclairage, on place la source de lumière 11 plus loin des prismes 1030 de grande taille et plus proche des prismes 1030 de plus petite taille comme expliqué précédemment. On notera que la profondeur h des prismes 1030 est ajustée par rapport à leur distance par rapport à la source de lumière 11 de sorte à avoir un éclairage homogène du point de vue d’un observateur extérieur au véhicule. A cet effet, on peut mesurer la luminance de l’ensemble lumineux 1 vue de l’extérieur pour obtenir une cartographie lumineuse sensiblement homogène. Pour avoir une cartographie lumineuse sensiblement homogène, le niveau de luminance du guide de lumière 1 doit avoir une variation inférieure à 10% tout le long du guide de lumière 1. On notera que du fait de l’utilisation d’une seule source de lumière 11, l’ensemble lumineux 1 comprend de ce fait un seul support électronique 12. Du fait de l’utilisation d’une seule source lumineuse 11 et d’un seul support électronique 12, ce deuxième mode de réalisation non limitatif permet de réduire le coût de l’ensemble lumineux 1.
Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation non limitatif, l’épaisseur évolutive de la nappe 102 du guide de lumière 10 permet de compenser la structure 103 évolutive des prismes 1030, ce qui permet de compenser la différence de phases supplémentaire engendrée par les prismes 1030 et ainsi être compatible avec le capteur radar 2. On évite ainsi un recalibrage numérique du capteur radar 2 pour la compensation.
Ainsi, les ondes radars R’ émises par le capteur radar 2 sont déphasées de la même manière, à savoir elles ont une même phase lorsqu’elles traversent la matière (nappe 102 et structure 103 de prismes 1030) pour une position angulaire de 0° de l’objet 6. Le guide de lumière 10 ne perturbe ainsi pas l’émission des ondes radars R’. Pour les mêmes raisons, les ondes de retour R’’ ne subiront pas non plus de déviation supplémentaire due aux prismes 1030. Le guide de lumière 10 ne perturbe ainsi pas la réception par le capteur radar 2 des ondes de retour R’’. Ainsi, pour une position angulaire différente de 0° de l’objet 6, on a toujours la même différence de phases entre des ondes de retour arrivant sur deux antennes 20 adjacentes, et d’autres ondes de retour arrivant sur deux autres antennes 20 adjacentes du capteur radar 2.
On notera que la illustre l’ensemble lumineux 1 selon ce deuxième mode de réalisation avec une seule source de lumière 11 lorsqu’il est intégré dans un système d’aide à la conduite 4.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et au domaine décrit ci-dessus.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- elle permet d’obtenir une pièce (face avant, projecteur avant ou feu arrière) qui est compatible avec le capteur radar 2, à savoir qui n’ajoute pas de déphasage supplémentaire aux ondes radars R’ ; ainsi le guide de lumière 10 ne modifie pas l’estimation de la position angulaire d’un objet 6 se trouvant devant ou derrière le véhicule 5 ;
- elle permet d’obtenir une pièce illuminée de façon homogène vue d’un observateur extérieur au véhicule.
- elle permet d’obtenir une pièce (face avant, projecteur avant ou feu arrière) qui est compatible avec le capteur radar 2, à savoir qui n’ajoute pas de déphasage supplémentaire aux ondes radars R’ ; ainsi le guide de lumière 10 ne modifie pas l’estimation de la position angulaire d’un objet 6 se trouvant devant ou derrière le véhicule 5 ;
- elle permet d’obtenir une pièce illuminée de façon homogène vue d’un observateur extérieur au véhicule.
Claims (12)
- Ensemble lumineux (1) comprenant :
- un guide de lumière surfacique (10) possédant une face avant (10.1), une face arrière (10.2), et comprenant une nappe (102) et une structure (103) de prismes (1030) adjacente à ladite nappe (102),
- au moins une source de lumière (11) configurée pour émettre des rayons lumineux (R) qui entrent dans le guide de lumière surfacique (10) par au moins une de ses extrémités (10.3, 10.4), lesdits prismes (1030) étant configurés pour découpler la lumière générée à partir desdites rayons lumineux (R) de sorte à ce qu’elle ressorte par la face avant (10.1) dudit guide de lumière surfacique (10),
ledit guide de lumière surfacique (10) étant configuré pour être traversé depuis ladite face arrière (10.2) vers ladite face avant (10.1) par des ondes radars (R’) émises par un capteur radar (2),
caractérisé en ce que :
- la structure (103) de prismes (1030) est sub-longueur d’ondes par rapport auxdites ondes radars (R’) et est agencée de sorte que lesdites ondes radars (R’) suivent au travers dudit guide de lumière surfacique (10) des chemins optiques (L) qui sont sensiblement égaux. - Ensemble lumineux (1) selon la revendication 1, dans lequel lesdits prismes (1030) présentent une profondeur (h) qui est inférieure à 0.4 millimètre.
- Ensemble lumineux (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel lesdits prismes (1030) sont de taille sensiblement constante tout le long de ladite nappe (102) du guide de lumière surfacique (10).
- Ensemble lumineux (1) selon la revendication 3, dans lequel ledit ensemble lumineux (1) comprend deux sources de lumière (11) agencées respectivement en regard de chaque extrémité (10.3, 10.4) dudit guide de lumière surfacique (10).
- Ensemble lumineux (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel ladite nappe (102) a une épaisseur (e3) variable et lesdits prismes (1030) ont une base (b) variable.
- Ensemble lumineux (1) selon la revendication 5, dans lequel lesdits prismes (1030) possèdent une profondeur (h) variable.
- Ensemble lumineux (1) selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel ledit ensemble lumineux (1) comprend une seule source de lumière (11) agencée en regard de l’une des extrémités (10.3, 10.4) dudit guide de lumière surfacique (10).
- Ensemble lumineux (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites ondes radars (R’) ont une longueur d’onde (λ) sensiblement égale à 4 millimètres.
- Dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) d’un véhicule, dans lequel ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) comprenant un ensemble lumineux (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) selon la revendication 9, dans lequel ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) est une face avant d’un véhicule.
- Dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) selon la revendication 9, dans lequel ledit dispositif d’éclairage et/ou de signalisation (3) est un projecteur avant ou un feu arrière de véhicule.
- Système d’aide à la conduite lumineux (4) comprenant un ensemble lumineux (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 8 et un capteur radar (2).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2311649A FR3148638A1 (fr) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | Ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2311649 | 2023-10-26 | ||
| FR2311649A FR3148638A1 (fr) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | Ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3148638A1 true FR3148638A1 (fr) | 2024-11-15 |
Family
ID=89474408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2311649A Ceased FR3148638A1 (fr) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | Ensemble lumineux comprenant un guide de lumière surfacique |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3148638A1 (fr) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20160102834A1 (en) * | 2013-05-28 | 2016-04-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle lamp |
| FR3116908A1 (fr) * | 2020-12-01 | 2022-06-03 | Valeo Vision | Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un module lumineux de signalisation |
| WO2023198458A1 (fr) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Valeo Vision | Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches |
-
2023
- 2023-10-26 FR FR2311649A patent/FR3148638A1/fr not_active Ceased
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