FR3052266A1 - Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux - Google Patents

Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux Download PDF

Info

Publication number
FR3052266A1
FR3052266A1 FR1754988A FR1754988A FR3052266A1 FR 3052266 A1 FR3052266 A1 FR 3052266A1 FR 1754988 A FR1754988 A FR 1754988A FR 1754988 A FR1754988 A FR 1754988A FR 3052266 A1 FR3052266 A1 FR 3052266A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
laser beam
selector
light pattern
diffuser
white
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR1754988A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3052266B1 (fr
Inventor
Gerald Franz
Holger Behrens
Josip Mihaljevic
Martin Streichfuss
Xin Liu
Michael Kutschbach
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR3052266A1 publication Critical patent/FR3052266A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3052266B1 publication Critical patent/FR3052266B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • G02B27/20—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective for imaging minute objects, e.g. light-pointer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/143—Alarm means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12—Brake pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/05—Type of road, e.g. motorways, local streets, paved or unpaved roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/12—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of emitted light
    • F21S41/13—Ultraviolet light; Infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Dispositif (10) pour projeter un motif lumineux comportant un laser supercontinuum (12) qui génère un rayon laser blanc (51), un sélecteur (14) qui conduit le rayon laser blanc (51) ainsi généré pour projeter le motif lumineux de manière sélective dans un ensemble de plages d'angle solide, et un diffuseur (16) installé dans le chemin du rayon laser (51) en amont ou en aval du sélecteur (14).

Description

Domaine de ^invention
La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de projection d’un motif lumineux.
Le dispositif est notamment un projecteur adaptatif ou une partie d’un tel projecteur ou encore d’un feu arrière ou d’un clignotant ou d’une partie d’un feu arrière ou d’un clignotant équipant notamment un véhicule.
Etat de la technique
Dans les systèmes de projecteurs actuels équipant les véhicules, il y a des systèmes de projecteurs adaptatifs permettant d’adapter de manière dynamique la direction d’éclairage ou le profil d’éclairage du système de projecteur(s) à l’état de la circulation. Par exemple, dans le cas des feux de virage, le projecteur du véhicule est commandé pour que son lobe lumineux suive la courbe parcourue à ce moment par le véhicule et n’éclaire pas la courbe dans la direction tan-gentielle.
Les systèmes de projecteurs qui permettent de projeter un motif lumineux adapté à l’état de la circulation sont par exemple commandés pour supprimer de façon ciblée du cône lumineux du système de projecteur le véhicule venant en face.
Le document US 2010/079 836 Al décrit un laser de balayage pour projeter un motif lumineux. Les lasers supercontinuum sont utilisés dans le domaine scientifique et reposent sur le supercontinuum. Le supercontinuum est un procédé consistant à convertir la lumière laser en une lumière ayant une très grande largeur de bande spectrale et la tolérance spatiale reste habituellement très élevée. L’étalement spectral s’obtient habituellement à conduire l’impulsion optique d’origine par un élément optique à forte non-linéarité. De tels éléments sont par exemple des fibres optiques ayant une structure de guide d’onde ou des fibres de cristal photonique. Le rayon laser supercontinuum est appelé rayon laser blanc à cause de son large spectre et de son effet sur l’œil humain.
Exposé et avantages de l’invention
La présente invention a pour objet un dispositif pour projeter un motif lumineux comportant : un laser supercontinuum qui génère un rayon laser blanc, un sélecteur qui conduit le rayon laser blanc ainsi généré pour projeter le motif lumineux de manière sélective dans un ensemble de plages d’angle solide, et un diffuseur installé dans le chemin du rayon laser en amont ou en aval du sélecteur. L’invention a également pour objet un procédé de projection d’un motif lumineux consistant à commander un laser supercontinuum pour générer un rayon laser blanc et conduire sélectivement le rayon laser blanc dans un ensemble de plages d’angle solide pour projeter le motif lumineux pour avoir un diffuseur dans le chemin du rayon laser.
En d’autres termes, l’invention a pour objet un dispositif pour projeter un motif lumineux et comportant un laser supercontinuum qui génère un rayon laser blanc ainsi qu’un sélecteur pour conduire le faisceau laser blanc obtenu et projeter le motif lumineux de manière sélective sur un ensemble de zones d’angle solide ainsi qu’un diffuseur installé dans le chemin du faisceau laser en amont ou en aval du sélecteur. Le diffuseur sert notamment à étaler le faisceau laser pour améliorer par exemple la protection des yeux. Le diffuseur comporte notamment du verre ou de la matière plastique avec une structure permettant d’élargir le rayon laser cohérent.
Le dispositif selon l’invention développe un rayon laser ayant un spectre particulièrement large avec des composantes, par exemple de toutes les longueurs d’ondes ou pratiquement de toutes les longueurs d’ondes comprises entre 400 nm et 1 700 nm. La lumière du spectre visible du rayon laser permet d’éclairer par exemple une route. En même temps, les composantes non visibles telles que les composantes infrarouges du rayon laser projeté peuvent servir à l’éclairage et la détection, par exemple pour les applications Lidar. La lumière laser avec des longueurs d’ondes de l’infrarouge proche (NIR) de par exemple 1 064 nm convient tout particulièrement pour les systèmes Lidar.
Le rayon du laser supercontinuum présente une qualité très poussée, ce qui permet de simplifier le chemin optique à travers le dispositif. On peut ainsi réduire les dimensions du sélecteur et d’autres composants optiques installés dans le chemin du rayon, ce qui réduit avantageusement globalement l’encombrement du dispositif.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, on supprime le convertisseur phosphore. Les convertisseurs phosphores convertissent habituellement avec des pertes, la lumière bleue en un mélange d’une lumière bleue et d’une lumière jaune pour obtenir globalement une lumière laser blanche. Par rapport aux solutions utilisant des convertisseurs phosphores, l’invention permet d’adapter la température de couleur du rayon laser utilisé pour projeter le motif lumineux pendant le fonctionnement.
Par comparaison aux solutions utilisant des diodes laser de forte puissance pour générer des rayons laser servant à projeter des motifs lumineux, la solution selon l’invention présente une durée de vie plus longue.
Selon un développement avantageux, le sélecteur est réalisé sous la forme d’une installation de déflection pour dévier le rayon laser blanc. L’installation de déflection comporte par exemple un ou plusieurs micro-miroirs, ce qui permet de balayer une zone d’espace à la manière d’un laser de balayage pour projeter le motif lumineux.
Selon un autre développement avantageux, le sélecteur est formé d’un réseau de pixels commutés sélectivement pour laisser passer ou bloquer le rayon laser. Le dispositif peut ainsi s’utiliser avantageusement comme projecteur DLP, par exemple comme projecteur de faisceau c'est-à-dire comme projecteur d’image. Dans ce cas, le motif lumineux à projeter est par exemple une photo, une vidéo, un film de présentation ou un moyen analogue. Le dispositif peut également servir avantageusement pour éclairer les objets saisis par des dispositifs externes.
Selon un autre développement avantageux, le réseau est constitué par un réseau de micro-optiques. Selon un autre développement avantageux, le réseau est une valve GLV. De tels dispositifs permettent d’avoir un motif lumineux projeté très clair et un bon contraste. Ces dispositifs offrent une résolution poussée et se réalisent avec des moyens techniques relativement réduits.
Selon un autre développement avantageux, le rayon laser blanc est transmis par la fibre optique du laser supercontinuum au sélecteur. Cela permet de séparer l’emplacement où est généré le faisceau laser et celui de la sélection (c'est-à-dire la déviation), offrant une liberté de conception supplémentaire et de meilleures possibilités de refroidissement.
Selon un autre développement avantageux, le chemin du rayon laser blanc comporte un filtre pour modifier la température de couleur et/ou la composition du rayon laser. On peut ainsi adapter le rayon laser à une multiplicité d’applications.
Selon un autre développement avantageux, le dispositif est un projecteur portatif ou fixe. Selon un autre développement avantageux, le dispositif est un projecteur, notamment de véhicule, ou un projecteur installé dans une construction. Selon un autre développement, le dispositif est un feu arrière ou un clignotant.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de dispositifs et de procédés de projection d’un motif lumineux, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma par blocs d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de projection d’un motif lumineux selon l’invention, la figure 2 montre des graphes représentant une distribution avantageuse du coefficient de transmission optique comme fonction de l’angle de balayage, la figure 3 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif de projection d’un motif lumineux selon l’invention, la figure 4 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif de projection d’un motif lumineux selon l’invention, la figure 5 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif de projection d’un motif lumineux selon l’invention, la figure 6 est un ordinogramme schématique décrivant un procédé de projection d’un motif lumineux selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Dans toutes les figures, les éléments et dispositifs de même fonction ou de fonctions identiques portent les mêmes références sauf indications contraires. La numérotation des étapes du procédé sert à la description mais ne s’impose pas et contient implicitement un autre ordre chronologique. En particulier, plusieurs étapes du procédé peuvent être exécutées simultanément.
Description de modes de réalisation
La figure 1 est un schéma par blocs d’un dispositif 10 pour projeter un motif lumineux 70 correspondant à un premier mode de réalisation de la présente invention.
Le dispositif 10 comporte un laser supercontinuum 12 pour générer un rayon laser blanc 51 par génération dite supercontinuum c'est-à-dire un rayon laser 51 supercontinuum.
Un sélecteur 14 du dispositif 10 guide le rayon laser blanc 51 généré par le laser supercontinuum 12 de manière sélective pour projeter le motif lumineux 70 dans un ensemble de plages (ensemble de plages d’angles solides). Le laser supercontinuum 12 est commandé par exemple en fonction d’une programmation interne ou d’un signal de commande d’origine externe en fonction de chaque plage d’angle solide vers laquelle le rayon laser blanc 51 est conduit à chaque instant par le sélecteur 14 tel que par exemple une installation de commande qui génère ou non le rayon laser blanc 51, actuel.
Le rayon laser 51 forme un pixel blanc dans la plage d’angle solide correspondante. En l’absence de rayon laser 51 dans la plage d’angle solide correspondante, on aura ainsi un pixel sombre ou noir. L’utilisation de filtres couleur permet de transformer un pixel blanc en pixel couleur, par exemple rouge, vert ou bleu.
Le motif lumineux 70 projeté permet ainsi dans sa globalité entre le blanc et le noir, de développer des pixels de couleur et des pixels blancs et représenter par exemple une photo ou le cône lumineux à résolution spatiale d’un projecteur. Le dispositif 10 peut ainsi servir de projecteur d’un véhicule ou être intégré dans un tel projecteur et servir à développer le cône lumineux adaptatif du projecteur, par exemple pour un éclairage en courbe. Les applications au feu de recul et aux clignotants sont également avantageuses.
Entre le laser supercontinuum 12 et le sélecteur 14 d’une partie du laser supercontinuum 12, on peut prévoir en option un obturateur pour couper le rayon laser 51 généré par le laser supercontinuum 12. On peut ainsi obtenir un pixel noir dans le motif lumineux 70 en actionnant l’obturateur pour couper le rayon laser 51.
Dans le cas du dispositif 10 un diffuseur 16 est prévu dans le chemin du rayon laser 51 généré, en aval du sélecteur 14. Le diffuseur 16 est un composant optique utilisé pour diffracter la lumière en utilisant notamment les effets de la réflexion diffuse pour réfraction de la lumière.
Le diffuseur 16 est par exemple réalisé comme cela sera décrit ci-après en référence à la figure 2.
La figure 2 montre une courbe de coefficient de transmission 81, avantageuse, c'est-à-dire une distribution du coefficient de transmission réalisée par exemple par le diffuseur 16 et que l’on a obtenu en réalisant une structure de polymère sur du verre (technique du polymère sur verre) ; en d’autres termes, il s’agit d’une structure de polymère sur du verre ou une structure de polymère appliquée sur du verre. Selon l’application voulue, la structure de polymère aura une rugosité prédéfinie pour avoir les caractéristiques de diffraction appropriées. La courbe du coefficient de transmission 81 du diffuseur permet notamment de régler l’intensité et la dimension du spot du rayon laser combiné 54 sortant du dispositif 10.
Les courbes de coefficient de transmission 81 avec le maximum le plus plat sont choisies de préférence car elles ont une densité d’énergie faible pour le rayon laser 54 pour un angle de déviation 71 de 0°.
Le diffuseur 16 sera décrit ci-après avec les caractéristiques avantageuses concernant son coefficient de transmission optique normalisé 72 pour des angles de sortie 71 donnés du rayon laser dévié 51 après traversée du diffuseur 16. Le coefficient de transmission optique normalisé est le coefficient de transmission optique normalisé pour que le maximum du coefficient de transmission optique corresponde à la valeur 1,0 et le minimum à la valeur 0,0.
De façon préférentielle, le diffuseur 16 a un angle de sortie 71 du rayon laser combiné 51 dévié, après traversée du diffuseur 16 ayant une valeur comprise entre 0° et une première valeur d’angle de sortie avec un coefficient de transmission optique normalisé de plus de 0,5 et notamment de plus de 0,6 et d’une manière particulièrement préférentielle de plus de 0,7. Le premier angle de sortie est supérieur ou égal à 5° et de préférence supérieur ou égal à 10° et notamment supérieur ou égal à 15°.
Pour des angles de sortie 71 du rayon laser 51 après traversée du diffuseur 16 d’une amplitude supérieure au second angle de sortie correspond à un coefficient de transmission optique normalisé pour le diffuseur 16 de moins de 0,5 et notamment de moins de 0,3 et d’une manière particulièrement préférentielle de moins de 0,2.
Le second angle de sortie est égal au premier angle de sortie ou de façon préférentielle, il est supérieur au premier angle de sortie. Le second angle de sortie est de préférence supérieur ou égal à 5° et en particulier supérieur ou égal à 10° et notamment supérieur ou égal à 15° ou supérieur ou égal à 20°. Le second angle de sortie est en outre de préférence inférieur ou égal à 30° et d’une manière particulièrement préférentielle inférieur ou égal à 25° et notamment inférieur ou égal à 20°.
Le premier et/ou le second angle de sortie se situe(nt) de préférence tous deux entre 10° et 20° et notamment entre 15° et 20°. En variante ou en plus, le premier et/ou le second angle de sortie est(sont) séparé(s) de préférence de moins de 10° et notamment de moins de 5°. En principe, de telles configurations sont particulièrement préférentielles lorsqu’elles ont une chute particulièrement raide du coefficient de transmission optique normalisé.
De façon préférentielle, on a une distribution symétrique en rotation du coefficient de transmission optique normalisé, c'est-à-dire une distribution dont dépend l’amplitude de l’angle de sortie 71 mais non de l’orientation de cet angle 71 autour de la normale à la surface du diffuseur 16. Pour d’autres applications, le diffuseur 16 pourra également être configuré pour avoir une distribution rectangulaire, notamment carrée du coefficient de transmission optique.
Les propriétés décrites du diffuseur 16 par rapport au coefficient de transmission optique normalisé sont avantageuses pour développer un profil avantageux de rayon à travers le diffuseur 16. D’une part, on aura un profil de sortie particulièrement étroit, c'est-à-dire un coefficient de transmission optique normalisé qui chute très rapidement autour de 0° avec une résolution poussée du motif lumineux à projeter. D’autre part, pour de tels profils étroits du rayon, on aura une intensité lumineuse élevée, non souhaitable, notamment à 0°. Ces caractéristiques de sortie du diffuseur permettent d’avoir un équilibre avantageux entre ces deux objectifs intéressants. D’une manière particulièrement avantageuse, le diffuseur 16 a les caractéristiques représentées par la courbe 81 ou par la courbe idéale 85 à la figure 2.
Ainsi, le diffuseur 16 particulièrement préférentiel aura un angle de sortie 71 pour le rayon laser combiné 54, dévié, par rapport à la direction normale à la surface du diffuseur 16 après traversée de celui-ci : pour un angle de sortie 71 d’une valeur comprise entre 0° et une première valeur d’angle de sortie, un coefficient de transmission optique normalisé de plus de 0,5, notamment de plus de 0,6 et d’une manière particulièrement préférentielle de plus de 0,7 et pour l’angle de sortie 71 avec une amplitude supérieure ou égale à une seconde valeur d’angle de sortie avec un coefficient de transmission optique normalisé de moins de 0,5 et notamment de moins de 0,3 et d’une manière particulièrement préférentielle de moins de 0,2.
La figure 3 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif 110 de projection d’un motif lumineux 70 selon l’invention. Le dispositif 110 est une variante du dispositif 10 et diffère de celui-ci en ce que le dispositif 110 comporte un sélecteur 114 à la place du sélecteur 14 du dispositif 10.
Le sélecteur 114 est réalisé spécialement comme installation de déflection 114 pour dévier le rayon laser blanc 51 selon l’état de réalisation actuel de l’installation de déflection 114. L’installation de déflection 114 comporte par exemple un micro-miroir commandé ou un certain nombre de micro-miroirs installés les uns à la suite des autres dans le chemin du rayon laser 51 ; le ou les micro-miroirs sont commandés par exemple par un actionneur de l’installation de déflection 114 pour que le rayon laser 51 puisse être dévié et balayer un certain angle solide et/ou pour être découplé du dispositif 110. L’installation de déflection 114 permet de dévier le rayon laser 51 dans une dimension et de préférence dans deux dimensions.
Une installation de découplage 118 du dispositif 110, prévue en option, permet de découpler le motif lumineux projeté 70 hors du dispositif 110, par exemple dans le cas d’un projecteur de véhicule pour le guider dans l’environnement du véhicule. L’installation de découplage 118 comporte par exemple une optique secondaire ou est constituée par une optique secondaire, une vitre de couverture ou est réalisée avec de tels moyens.
Entre le laser supercontinuum 12 et l’installation de déflection 114, on a une installation de fibres de verre 120 en option pour conduire le rayon laser 51 généré par le laser supercontinuum 12 par des fibres optiques. Le rayon laser 51 ainsi généré sera conduit sans perte tout en réalisant une séparation de construction et d’espace entre le laser supercontinuum 12 et le sélecteur 114. Cette séparation dans l’espace est notamment avantageuse pour le refroidissement et permet une plus grande liberté de conception.
Le dispositif 110 peut être modifié et développé notamment du point de vue du diffuseur 16 selon les modifications et développements décrits à propos du dispositif 10 et réciproquement.
La figure 4 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif 210 pour projeter un motif lumineux 70 selon une autre forme de réalisation de la présente invention. Le dispositif 210 est une variante du dispositif 10 et s’en distingue en ce que le dispositif 210 comporte le diffuseur 16 dans le chemin du rayon laser 51 compris entre le laser supercontinuum 12 et le sélecteur 14. Pour le reste, les différents éléments du dispositif 210 peuvent également être réalisés comme cela a été décrit en référence aux dispositifs 10, 110, notamment pour ce qui concerne le diffuseur 16. Le dispositif 210 peut comporter une installation de découplage optique 118 comme cela a été décrit ci-dessus en référence au dispositif 110.
Une installation de fibres de verre 220 peut être prévue en option entre le laser supercontinuum 12 et le diffuseur 16 pour conduire le rayon laser 51 généré par le laser supercontinuum 12 avec des fibres de verre. Ainsi, le rayon laser 51 pourra être transmis d’une manière particulièrement faible en pertes tout en ayant une séparation constructive et spatiale entre le laser supercontinuum 12 et le diffuseur 16. Cette coupure dans l’espace est notamment avantageuse pour des raisons de refroidissement et elle permet une plus grande liberté de conception.
La figure 5 est un schéma par blocs d’un autre mode de réalisation d’un dispositif 310 pour projeter un motif lumineux 70 selon l’invention. Le dispositif 310 est une variante du dispositif 210 et peut être adapté à toutes les modifications et développements décrits à propos du dispositif 210 et réciproquement.
Le dispositif 310 se distingue du dispositif 210 par son sélecteur 314 à la place du sélecteur 14 du dispositif 210.
Le sélecteur 314 du dispositif 310 est un réseau de pixels commandés pour transmettre ou non de manière sélective le rayon laser 51. Le laser supercontinuum 12 et le diffuseur 16 du dispositif 310 sont de préférence réalisés et installés pour que le rayon laser 51 éclaire complètement le réseau 314.
Pour cela, on prévoit par exemple le diffuseur 16 pour étaler le rayon laser 51 qui, à l’origine, est étroit. La transmission ou non transmission sélective des pixels du réseau 314, ainsi commandés, donne le motif lumineux à projeter 70 dans le chemin du rayon en aval du réseau 314. Le dispositif 310 peut également comporter une installation de découplage 118 en option pour découpler le motif lumineux projeté 70 du dispositif 310, pour continuer d’être projeté dans l’environnement du dispositif 310 comme cela est décrit par rapport au dispositif 110 comme indiqué ci-dessus.
Le réseau 314 est par exemple un réseau de microoptiques c'est-à-dire notamment une disposition régulière, notamment en deux dimensions, de micro-miroirs distincts, dont la position de chacun peut être modifiée séparément. Pour chacun des micro-miroirs du réseau 314, il y a une première position du micro-miroir respectif qui transmet le rayon laser 51 à travers les pixels formant le micro-miroir. Pour chacun des micro-miroirs, il existe en outre une seconde représentation du micro-miroir qui correspond à la non-traversée des pixels du micro-miroir.
Le dispositif 310 peut par exemple comporter un piège optique et un récepteur optique et les micro-miroirs du réseau 314 sont disposés de façon que dans la seconde position respective du micromiroir ils guident la composante de lumière incidente du rayon laser 51 chaque fois dans le piège à lumière. Le piège à lumière permet d’absorber aussi complètement que possible le rayon lumineux incident 51 ce qui peut également être appelé « arrêt de faisceau ».
Il est en outre prévu que les micro-miroirs du réseau 314 dans la première position respective des micro-miroirs conduisent la composante du rayon laser 41 pour projeter le motif lumineux 70 sur l’installation de découplage 118 en option du dispositif 310.
La globalité des pixels de transmission qui n’ont pas encore été commutés dans le sens bloquant se traduit par un ensemble correspondant de pixels blancs et noirs représentant le motif lumineux 70 à projeter.
En variante, à la réalisation d’un réseau de microoptiques, le sélecteur 314 du dispositif 310 peut être réalisé sous la forme d’une valve GLV. Dans le cas d’une telle valve GLV, chaque pixel du sélecteur 314 est formé d’un certain nombre de bandes métalliques commandées séparément. La commande des bandes métalliques se fait de façon que les différentes bandes métalliques puissent traverser sélectivement, des champs électrostatiques et dévier différemment vers chaque pixel respectif.
Il est par exemple prévu que si aucune des bandes métalliques d’un pixel n’est pas déviée, la partie du rayon laser 51 arrivant sur le pixel est réfléchie vers le puits de lumière comme cela a été décrit ci-dessus de sorte que ce pixel a l’effet d’un pixel noir dans le motif lumineux 70 projeté. La flexion, par exemple de chaque seconde bande métallique, fait que la partie du rayon laser 51 arrivant sur le pixel est diffractée pour qu’une nouvelle onde lumineuse se développe dans une autre direction que celle du puits de lumière, ce qui correspond à un pixel blanc du motif lumineux 70 projeté. L’onde lumineuse peut par exemple se déployer en direction de l’installation de découplage 118 en option du dispositif 310.
La figure 6 est un ordinogramme schématique servant à décrire un procédé de projection du motif lumineux 70 selon un autre mode de réalisation de l’invention. Le procédé de la figure 6 peut être appliqué par tous les dispositifs 10, 110, 210, 310 de l’invention et s’adapte aux modifications et développements des dispositifs et réciproquement.
Dans l’étape SOI, on commande le laser supercontinuum 12 pour générer un rayon laser blanc 51. Dans l’étape S02, on guide le rayon laser blanc 51 sélectivement vers un ensemble de plages d’angle solide pour projeter le motif lumineux 70 avec un diffuseur 16 dans le chemin du rayon laser 51.
Comme décrit ci-dessus, la commande SOI du laser supercontinuum 12 peut être notamment une commande pour générer le rayon laser blanc 51 en fonction du temps et décider si le rayon laser blanc 51 doit ou non être généré à l’instant selon par exemple de l’état du sélecteur 14, 114, 314. En variante ou en plus, la commande SOI peut également consister à commander un obturateur qui coupe le rayon laser 51 généré par le laser supercontinuum 12. Selon l’état du sélecteur 14, 114, 314, comme décrit ci-dessus, il s’agit par exemple de la position actuelle d’un micro-miroir de déflection ou de plusieurs micro-miroirs sur lesquels arriverait le rayon laser 51 s’il était généré à ce moment. La coupure de la génération du rayon laser 51 ou sa coupure par un obturateur aboutit notamment au développement de pixels noirs si le sélecteur est l’installation de déflection 114. Si le sélecteur 314 est un réseau, on détermine l’intensité de chaque pixel, de préférence par la modulation des différents éléments du réseau.
Au moins un élément de filtre est prévu entre le laser supercontinuum 12 et le sélecteur 14, 114, 314 en amont ou en aval du diffuseur 16 pour modifier la température de couleur ou la composition du spectre du rayon laser 51. L’élément de filtre est par exemple un modulateur acousto-optique AOM ou un filtre acousto-optique accordé AOTF. Un tel modulateur acousto-optique se compose d’un cristal optique anisotrope en dioxyde de Télurium, en Niobate de lithium ou en quartz auquel est couplé un cristal piézoélectrique encore appelé transducteur acoustique.
En appliquant une radio fréquence, par exemple comprise entre 150 et 350 MHz au cristal piézoélectrique, celui-ci génère une onde d’ultrasons se déployant dans le cristal optique anisotrope. L’onde d’ultrasons génère dans le cristal un réseau d’indices de réfraction de sorte que le rayon laser 51 sera diffracté en fonction de ce réseau d’indices de réfraction. La longueur d’onde de la lumière diffractée varie en fonction de la fréquence de l’onde sonore. L’intensité du rayon laser diffracté est par exemple réglée par l’intensité des ondes sonores.
NOMENCLATURE DBS ELEMENTS PRINCIPAUX
Pour les ensembles d’éléments de références analogues, seule la première référence sera reprise 10 Dispositif de projection d’un motif lumineux 12 Laser supercontinuum 14 Sélecteur 16 Diffuseur 51 Rayon laser blanc 54 Rayon laser combiné 70 Motif lumineux projeté 71 Angle de sortie 72 Coefficient de transmission optique normalisé 81 Courbe du coefficient de transmission 118 Installation de découplage 120 Installation de fibres de verre 314 Sélecteur en forme de réseau

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS 1°) Dispositif (10, 110, 210, 310) pour projeter un motif lumineux (70) comportant : un laser supercontinuum (12) qui génère un rayon laser blanc (51), un sélecteur (14, 114, 314) qui conduit le rayon laser blanc (51) ainsi généré pour projeter le motif lumineux (70) de manière sélective dans un ensemble de plages d’angle solide, et un diffuseur (16) installé dans le chemin du rayon laser (51) en amont ou en aval du sélecteur (14, 114, 314).
  2. 2°) Dispositif (110) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sélecteur est réalisé sous la forme d’une installation de déflection (114) pour dévier le rayon laser blanc (51).
  3. 3°) Dispositif (310) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sélecteur est un réseau (314) de pixels commutés qui transmettent ou non le rayon laser (51).
  4. 4°) Dispositif (310) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réseau (314) est un réseau de micro-optiques.
  5. 5°) Dispositif (310) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réseau (314) est une valve GLV.
  6. 6°) Dispositif (10, 110) selon Tune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayon laser blanc (51) est conduit à partir du laser supercontinuum (12) dans le sélecteur (14, 114) par une fibre optique.
  7. 7°) Dispositif (10, 110, 210, 310) selon Tune des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’ un filtre est placé dans le chemin du rayon laser blanc (51) pour modifier la température de couleur et/ou pour modifier la composition spectrale du rayon laser (51).
  8. 8°) Dispositif (10, 110, 210, 310) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’ il est réalisé sous la forme d’un projecteur.
  9. 9°) Dispositif (10, 110, 210, 310) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif est un projecteur comme feu arrière ou comme clignotant.
  10. 10°) Procédé de projection d’un motif lumineux (70) consistant à : commander (SOI) un laser supercontinuum (12) pour générer un rayon laser blanc (51), et conduire sélectivement (S02) le rayon laser blanc (51) dans un ensemble de plages d’angle solide pour projeter le motif lumineux (70) pour avoir un diffuseur (16) dans le chemin du rayon laser (51).
FR1754988A 2016-06-07 2017-06-06 Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux Active FR3052266B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209946.9A DE102016209946A1 (de) 2016-06-07 2016-06-07 Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren eines Lichtmusters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3052266A1 true FR3052266A1 (fr) 2017-12-08
FR3052266B1 FR3052266B1 (fr) 2020-12-04

Family

ID=60327703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1754988A Active FR3052266B1 (fr) 2016-06-07 2017-06-06 Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT518713B1 (fr)
DE (1) DE102016209946A1 (fr)
FR (1) FR3052266B1 (fr)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948668B2 (en) 2008-09-26 2011-05-24 Microvision, Inc. Scanning mirror control having least mean square tone adder
JP2013125693A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
DE102013008075A1 (de) * 2013-05-10 2014-11-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Leuchtvorrichtung mit nichtlinearem Lichtleiter für ein Kraftfahrzeug
DE102013221067A1 (de) * 2013-10-17 2015-05-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Laserlichtquellen

Also Published As

Publication number Publication date
AT518713B1 (de) 2018-12-15
DE102016209946A1 (de) 2017-12-07
AT518713A2 (de) 2017-12-15
AT518713A3 (de) 2018-09-15
FR3052266B1 (fr) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2883645A1 (fr) Systeme d'imagerie pour projecteur et projecteur correspondant
EP3396241A1 (fr) Module lumineux avec optique d'imagerie optimisée pour un modulateur spatial pixellisé, destiné à un véhicule automobile
FR3043754A1 (fr) Systeme de projection pour un projecteur et/ou un feu de vehicule
KR100619043B1 (ko) 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치
FR2903199A1 (fr) Systeme optique pour projecteur et projecteur correspondant
WO1998020390A1 (fr) Dispositif de visualisation et ecran plat de television utilisant ce dispositif
EP3350506B1 (fr) Dispositif de projection de faisceau lumineux de vehicule automobile et projecteur de vehicule comprenant ledit dispositif
EP3342638A1 (fr) Dispositif d'éclairage pour un véhicule, combinant deux sources lumineuses
KR101109584B1 (ko) 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치
KR100636089B1 (ko) 반사형 칼라 프로젝터
EP3376613A1 (fr) Dispositif lumineux avec moyen mobile de balayage et fibre optique
WO2015101725A1 (fr) Système et procédé de projection vidéo par balayage de faisceau lumineux, afficheur tête haute et dispositif d'eclairage adaptatif pour vehicule automobile utilisant un tel système
FR3052266A1 (fr) Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux
FR2796129A1 (fr) Ensemble de feu d'eclairage pour vehicules, equipe d'un systeme a guide de lumiere
EP0937273B1 (fr) Dispositif compact d'illumination
EP3203139A1 (fr) Dispositif lumineux à balayage, notamment pour véhicule automobile, muni d'un élément de repliement de rayons lumineux, et projecteur comprenant un tel dispositif lumineux
FR3051923A1 (fr) Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux
EP2106667B1 (fr) Procede d'affichage d'images par projection, a deux etages de modulation, dont l'un par modulation d'ouverture
EP0104114B1 (fr) Dispositif viseur à miroir holographique, et procédé de fabrication du miroir
US11662562B2 (en) Broadband illumination tuning
FR3049687A1 (fr) Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux
FR3046831A1 (fr) Dispositif et procede de projection d'un motif lumineux
US7336907B2 (en) Optical assembly having cylindrical lenses and related method of modulating optical signals
JP2004139017A (ja) 色分割ライトガイド、周期的回転色調整機、周期的回転色調整ユニット、および画像ディスプレイデバイス
EP1918926A3 (fr) Appareil de lecture optique

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20191227

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8