EP4643153A1 - Dispositif lumineux pour la détection d'objet - Google Patents

Dispositif lumineux pour la détection d'objet

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Publication number
EP4643153A1
EP4643153A1 EP23837673.5A EP23837673A EP4643153A1 EP 4643153 A1 EP4643153 A1 EP 4643153A1 EP 23837673 A EP23837673 A EP 23837673A EP 4643153 A1 EP4643153 A1 EP 4643153A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
leds
sector
module
emitting diodes
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.)
Pending
Application number
EP23837673.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Matheo GOURDON
Mickael MIMOUN
Sidahmed BEDDAR
Geoffrey PIQUARD
Hafid El-Idrissi
Pierre Renaud
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 EP4643153A1 publication Critical patent/EP4643153A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
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    • 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

  • TITLE Light device for object detection
  • 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 a driver circuit.
  • light-emitting diodes, or LEDs for Light-Emitting Diode in Anglo-Saxon terminology
  • lighting devices in vehicles emit visible light continuously, which makes it a light that is difficult to detect after reflection on the object, in particular because it is combined with 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.
  • the current trend is to deploy LEDs, in lines, in layers or in grids, for stylistic effects, which has the consequence of moving some of them away from the attack circuit which controls them; the fact that the LEDs are more or less distant from the driving circuit causes a temporal shift in the emission of the light ray of certain LEDs compared to the others.
  • Said offset causes a spreading of signal emissions over time, which has two consequences. Firstly, this emission shift is carried over to the signal which has been reflected on an object, and which is re-emitted to a sensor present on the vehicle. Therefore, it is more difficult to determine the time lag between the emission of a pulse of light and the reception of the reflected pulse. Second, 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 the LEDs are grouped by sectors around a driver circuit which supplies them with electricity, the driver circuits being synchronized by means of a delay-locked loop.
  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle comprising: at least one first light module configured to emit pulsed visible light, modulated to transmit a high-frequency light code, the at least one first light module comprising at least two sectors each grouping together several light-emitting diodes electrically powered by a driver circuit configured to modulate, according to the high-frequency code, an electrical power received by the light-emitting diodes in order to emit the pulsed visible light emitted, and a device for receiving the light emitted by the at least one first light module, to receive the light code after reflection of the pulsed light emitted by the at least one light module on an object, in which the at least one first light module comprises a delay-locked loop connected to the driving circuit of each of the sectors of the respective light module to ensure synchronization of the modulation according to the code by said driving circuits.
  • a light device is a light element configured to be mounted in the vehicle, and preferably comprises a housing configured to be mounted in the vehicle, in which a light module is mounted. Preferably several light modules are mounted in the housing.
  • a light module is preferably a set of components integral with each other.
  • a light module can be mounted in the housing of a light device.
  • the light module is configured to perform or participate in regulatory lighting or signaling functions.
  • the light module participates in the realization of a function of signaling or lighting, it is understood that at least one other light module, for example included in another light device, completes the implementation of the function.
  • 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 a motor vehicle, 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.
  • the attack circuits are connected to the LEDs in their sector so as to supply them with electrical power, while modulating at high frequency, according to the code, the power received by the LEDs, so that the light emitted by the LED is modulated according to the code.
  • a drive circuit can operate as a high frequency switch, capable of alternately blocking or letting through electrical power intended to supply electrical power to the LEDs in the sector of the drive circuit.
  • the attack circuit is provided with means, passive or preferably active, capable of adapting the electrical power to be supplied to the LEDs in the sector of the attack circuit as a function of the code received, so as to guarantee the correct transmission of the code in the form of pulsed light.
  • the light devices according to the invention fulfill or at least contribute to lighting and/or signaling functions known to those skilled in the art.
  • Lighting functions include, for example, high beam, front fog light and low beam functions.
  • the signaling functions include, for example, the functions of position light (known by the abbreviation to those skilled in the art under the Anglo-Saxon name PL, for Position Light), change of direction indicator, and light daytime running light (also known to those skilled in the art under the Anglo-Saxon name DRL, for Daytime Running Light).
  • Said daytime running light and position light are particularly advantageous for an embodiment of the invention because these functions can be performed by the same light-emitting diodes; in this way, the same light-emitting diodes can contribute to a detection function at night and during the day, while performing a regulatory signaling function.
  • a luminous device capable of contribute to a detection function, making it possible to avoid costs linked to a light device dedicated to a detection function while performing a regulatory function.
  • the lighting device according to the invention is particularly suitable for producing a complex DRL/PL function in which several sectors each comprising a plurality of LEDs are used for the purpose of marking a distinctive style of the vehicle.
  • a complex DRL/PL function in which several sectors each comprising a plurality of LEDs are used for the purpose of marking a distinctive style of the vehicle.
  • these LEDs are distributed between several sectors, each powered by a driver circuit powering the LEDs of the respective sector.
  • 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 to transmit the code, preferably more than 75% of this flux, of preferably the entire 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 low beam and 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 synchronously emitting all the light rays forming the light beam of the device bright, without risk of interference.
  • the light device according to the invention is thus adapted to object detection.
  • the lighting device may have one or more complementary characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations: the delay-locked loop is connected to an internal clock of each of the driver circuits so as to set the clock of a leading driver circuit to the clock of a lagging driver circuit. in each sector, the light-emitting diodes are connected to the driving circuit by conductive tracks, all the conductive tracks of the same sector having the same track length so that all the light-emitting diodes of the same sector are controlled in such a way synchronous by the driver circuit.
  • the length of the conductive tracks is equal to the distance between the driving circuit and the light-emitting diode furthest from said driving circuit, the conductive tracks of the light-emitting diodes least distant from the driving circuit forming lines late.
  • the receiving device comprises at least one light sensor and an optical blue light filter.
  • the reception device is connected to a calculation unit ensuring the determination of a time of flight of modulated pulsed light waves and a distance measurement between the object and the light device.
  • the light-emitting diodes of the sectors are grouped on the same substrate, in particular of the FR4 or SMI type.
  • the light-emitting diodes of the same light module are grouped on the same substrate, in particular of the FR4 or SMI type, the device comprises, in addition to at least one first light module, at least one second light module connected to the delay-locked loop of the at least one first light module.
  • 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.
  • Figure 1 schematically represents an example of a vehicle equipped with lighting devices according to the invention
  • Figure 2 schematically represents an example of modulated light pulses, emitted by a light device according to the invention
  • Figure 3 schematically represents an example of a control signal emitted by a drive circuit connected to a delay locking loop according to the invention.
  • Figure 4 schematically represents an example of a light module comprising drive circuits connected to a delay lock loop in accordance with the invention.
  • FIG. 1 An example of a motor vehicle 10 equipped with two light devices 100 according to the invention is shown in Figure 1.
  • 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 by 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 at a rate of approximately 10 to 20 ns, which corresponds to a high frequency of modulation of the electrical power supply of the LEDs from 10 MHz to 400 MHz, preferably 30 MHz to 200 MHz, of preferably 50 to 100 MHz.
  • FIG. 1 An example of a code is shown in part A of Figure 2 and an example of light pulses corresponding to this code is shown in part B of Figure 2. It should be noted that by emitting at high frequency a light beam modulated by this code, the human eye does not perceive this modulation. For the human eye, the light beam is continuous; the light code is invisible. The light code emitted via modulation of the light beam can therefore be used for object detection.
  • a light device 100 comprises several light modules 110 which each comprise at least two attack circuits 120 and several white LEDs 130, organized in sectors 151, 152, 153.
  • An attack circuit 120 also called a driver, is equipment allowing the direct current supply of the LEDs to which it is connected.
  • An attack circuit 120 therefore controls several LEDs 130.
  • the light module 110 comprises several sectors 151, 152, 153, each comprising an attack circuit 120 to which several LEDs 130 are connected.
  • the light module 110 comprises three sectors 151, 152, 153, each comprising an attack circuit 120 and three LEDs 130.
  • a sector 151, 152, 153 is a geographical zone of the light module in which a control circuit attack 120 is connected to LEDs 130, all positioned in the environment of the attack circuit 120, at relatively short distances from said attack circuit.
  • the organization of the driver circuits and the LEDs of the light module 110 into sectors makes it possible to position a driver circuit at a relatively short distance from each of the LEDs.
  • no LED 130 of the light module is far from the attack circuit which controls it; all the LEDs 130 of the same sector 151, 152, 153 are at more or less similar distances from the driver circuit 120 which controls them, which limits or even avoids the risk of time shift during the emission of the rays bright of some of the LEDs.
  • the light module 110 comprises three attack circuits and nine LEDs organized in three sectors.
  • the number of sectors per light module, the number of driver circuits and the number of LEDs per sector are given only as an example and may vary in particular depending on the type of light device, lighting effects sought, the arrangement of the LEDs, etc.
  • the light module according to the invention comprises a delay-locked loop 140, also called DLL (for "Delay-locked”).
  • DLL delay-locked loop
  • loop in Anglo-Saxon terminology.
  • a delay-locked loop 140 is a digital circuit for changing the phase of a clock signal. Using the DLL, propagation delays are compensated, so that only a small offset remains between the output clock signals.
  • the DLL 140 is connected to each of the attack circuits 120 of the module so as to make the commands of all the attack circuits 120 of said module synchronous.
  • the DLL 140 is connected to the internal clock of each of the driving circuits 120 of the light module 110 and monitors these internal clocks to determine whether certain of these clocks internal are behind or ahead of others. If a delay or advance of an internal clock is detected by the DLL 140, then the latter intervenes on the internal clock(s) of the driver circuit(s) 120 in advance to set these internal clocks in advance of the clock internal of the most delayed driver circuit. In other words, the DLL 140 delays the internal clocks of the driver circuits 120 in advance so that all the driver circuits 120 are set to the internal clock of the driver circuit 120 that is the most behind.
  • the DLL 140 monitors the internal clock of a first drive circuit (clock signal line S1) and the internal clock of a second drive circuit (clock signal line S2), represented as a function of time t. This monitoring indicates that the clock signal S1 is in advance of the clock signal S2: for example the pulse il 1 of the signal S1 is transmitted before the pulse i21 of the signal S2.
  • the DLL 140 modifies the transmission phase of the clock signal S1 so that the pulses of the signal S1 are synchronous with those of the signal S2.
  • the pulse il 4 of the signal S1 and the pulse i23 of the signal DS2 are transmitted simultaneously: the clock signals S1 and S2 are then synchronous.
  • the DLL 140 monitors all the attack circuits 120 of the light module 110 in the same way as explained above and sets the clocks of all these attack circuits so as to make them synchronous.
  • all the driving circuits 120 of the light module 110 simultaneously control the LEDs 130 to which they are connected.
  • the LEDs 130 being very close to a driver circuit, the emission of the different light rays by these LEDs is simultaneous.
  • the time shift potentially generated by this difference in distance can be prevented by connecting all the LEDs 130 of sector 151 to the driver circuit 120 of this sector 151 by means of conductive tracks of identical length.
  • the LEDs 130 and the attack circuits 120 are mounted on a PCB type substrate (for “Printed Circuit Board” in English terminology) or IMS (Insulated Metallic Substrate). ) where the LEDs 130 are connected to the driver circuits 120 each by a conductive track. Tracks conductive conductors connecting each of the LEDs 130 of a sector to the driving circuit 120 of this sector have equal lengths.
  • the three LEDs 130 of sector 151 are positioned, relative to the driver circuit 120 of said sector 151, at non-equal physical distances, they can all be connected to the drive circuit 120 by means of conductive tracks (not shown) of equal length. All the conductive tracks connecting the LEDs of the same sector to the sector's driver circuit can have the same length. The length of these conductive tracks is determined based on the LED furthest from the driver circuit. All the conductive tracks thus have a length equal to the length of the conductive track making it possible to connect the driving circuit 120 to the LED furthest from said driving circuit.
  • the conductive track connecting the farthest LED 130 to the driver circuit 120 is a conventional conductive track; the conductive tracks which connect the driver circuit 120 to the LEDs closest to the driver circuit 120 form delay lines. All the LEDs 130 of the same sector 151, 152, 153 of the light module can thus be connected equidistant from the attack circuit which controls them.
  • 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” must therefore be understood in terms of physical distance, the LED furthest from the driver circuit being the LED whose distance to the driver circuit is the greatest compared to the distances of the other LEDs at attack circuit.
  • the notion of "closest” 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 drivers. other LEDs to the driver circuit.
  • the physical distance between a driver circuit 120 and the LEDs 130 that it controls can vary, while the connection distance between this driver circuit 120 and these LEDs 130 is equal.
  • the conductive tracks of the LEDs closest to the driver 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 130 connected to this drive circuit.
  • the LEDs 130 of the same sector 151, 152, 153 therefore emit their light ray at the same time, in a synchronized manner.
  • the driving circuits 120 of the different sectors 151, 152, 153 are also synchronized by means of the DLL 140.
  • the light beam emitted by all the LEDs 130 of the light module 110 is therefore necessarily synchronous, which allows effective modulation of the light beam, with all the light rays of the LEDs of the module which simultaneously emit the same bit of the light code.
  • 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 light sensors; this/these sensors can be, for example, photon counters, 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 optical blue light filter separates the blue light corresponding to the majority of the light beam, into particular corresponding to the emission line of the electroluminescent chip, sent by the light module 110 and reflected by the object 20 of the rest of the spectrum of light coming from the sun or from any other external light sources emitting, in the environment of the vehicle, a light in the visible domain. 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 in 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.
  • 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 by means of a light beam in the visible domain. 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.

Landscapes

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Abstract

Dispositif lumineux pour la détection d'objet 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 deux secteurs (151, 152, 153) regroupant chacun plusieurs diodes électroluminescentes (130) autour d'un circuit d'attaque (120), et - un dispositif de réception de la lumière émise par chacun des modules lumineux (110), après réflexion sur un objet (20), dans lequel le module lumineux (110) comporte une boucle à verrouillage de retard (140) connectée au circuit d'attaque (120) de chacun des secteurs (151, 152, 153) pour assurer une synchronisation desdits circuits d'attaque. 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 : 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. RESUME 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 les LEDs sont regroupées par secteurs autour d’un circuit d'attaque qui les alimente en électricité, les circuits d'attaque étant synchronisés au moyen d’une boucle à verrouillage de retard.
[0007] Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif lumineux pour véhicule automobile comportant : au moins un premier module lumineux configuré pour émettre une lumière visible pulsée, modulée pour transmettre un code lumineux à haute fréquence, l'au moins un premier module lumineux comportant au moins deux secteurs regroupant chacun plusieurs diodes électroluminescentes électriquement alimentées par un circuit d'attaque configuré pour moduler selon le code à haute fréquence une puissance électrique reçue par les diodes électroluminescentes afin d'émettre la lumière visible pulsée émise, et un dispositif de réception de la lumière émise par l'au moins un premier module lumineux, pour recevoir le code lumineux après réflexion de la lumière pulsée émise par l'au moins un module lumineux sur un objet, dans lequel l'au moins un premier module lumineux comporte une boucle à verrouillage de retard connectée au circuit d'attaque de chacun des secteurs du module lumineux respectif pour assurer une synchronisation de la modulation selon le code par lesdits circuits d'attaque.
[0008] Un dispositif lumineux est un élément lumineux configuré pour être monté dans le véhicule, et comprend de préférence un boîtier configuré pour être monté dans le véhicule, dans lequel est monté un module lumineux. De préférence plusieurs modules lumineux sont montés dans le boîtier.
[0009] Un module lumineux est de préférence un ensemble de composants solidaires les uns des autres. De préférence, un module lumineux peut être monté dans le boîtier d'un dispositif lumineux. De préférence, le module lumineux est configurés pour remplir ou participer à des fonction d'éclairage ou signalisation réglementaire. Lorsque le module lumineux participe à la réalisation d'une fonction de signalisation ou d'éclairage, il est entendu qu'au moins un autre module lumineux, par exemple compris dans un autre dispositif lumineux, complète la réalisation de la fonction.
[0010] 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.
[0011] On comprend que les circuits d'attaque sont connectés aux LEDs de leur secteur de sorte à les alimenter en puissance électrique, tout en modulant à haute fréquence, selon le code, la puissance reçue par les LEDs, de sorte que la lumière émise par la LED est modulée selon le code. De préférence, un circuit d'attaque peut fonctionner comme un interrupteur haute fréquence, apte à alternativement bloquer ou laisser passer une puissance électrique destinée à alimenter en puissance électrique les LEDs du secteur du circuit d'attaque. Alternativement, le circuit d'attaque est pourvu de moyens, passifs ou de préférence actifs, aptes à adapter la puissance électrique à fournir aux LEDs du secteur du circuit d'attaque en fonction du code reçu, de sorte à garantir la bonne transmission du code sous forme de lumière pulsée.
[0012] Les dispositifs lumineux selon l'invention remplissent ou au moins contribuent à des fonction d'éclairage et/ou de signalisation connues de l'homme du métier. Les fonction d'éclairage comprennent par exemple les fonctions de feu de route, de feu de brouillard avant et de feu de croisement. Les fonctions de signalisation comprennent par exemple les fonctions de feu de position (connu sous l'abbréviation de l'homme du métier sous l'appellation anglo-saxonne PL, pour Position Light), d'indicateur de changement de direction, et de feu diurne (aussi connu de l'homme du métier sous l'appellation anglo-saxonne DRL, pour Daytime Running Light). Lesdits feu diurnes et de position sont particulièrement avantageux pour une réalisation de l'invention car ces fonctions peuvent être réalisées par les même diodes électroluminescentes ; de la sorte, les mêmes diodes électroluminescentes peuvent contribuer à une fonction de détection la nuit et le jour, tout en accomplissant une fonction de signalisation réglementaire. On obtient ainsi un dispositif lumineux apte à contribuer à une fonction de détection, permettant d'éviter des coûts liés à un dispositif lumineux dédié à une fonction de détection tout en réalisant une fonction réglementaire.
[0013] Par ailleurs, le dispositif lumineux selon l'invention est particulièrement adapté à la réalisation d'une fonction DRL/PL complexe dans laquelle plusieurs secteurs comportant chacun une pluralité de LEDs sont employés à des fins de marquer un style distinctif du véhicule. Dans de tels dispositifs lumineux, il est courant de trouver de nombreuses LEDs réparties au sein du même module, par exemple au moins 12 LEDs, de préférence 30 LEDs, par exemple en lignes, en nappes, ou en grilles. Dans un dispositif selon l'invention, ces LEDs sont réparties entre plusieurs secteurs, chacun alimentés par un circuit d'attaque alimentant les LEDs du secteur respectif.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] Avec des LEDs sectorisées et une boucle à verrouillage de retard connectée entre les circuits d'attaque des différents secteurs, le module lumineux de ce dispositif lumineux est capable d’émettre de façon synchrone tous les rayons lumineux formant le faisceau lumineux du dispositif lumineux, sans risque d’interférences. Le dispositif lumineux selon l’invention est ainsi adapté à la détection d’objet.
[0018] 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 : la boucle à verrouillage de retard est connectée à une horloge interne de chacun des circuits d'attaque de sorte à caler l’horloge d’un circuit d'attaque en avance sur l’horloge d’un circuit d'attaque en retard. dans chaque secteur, les diodes électroluminescentes sont connectées au circuit d'attaque par des pistes conductrices, toutes les pistes conductrices d’un même secteur comportant une même longueur de piste de sorte que toutes les diodes électroluminescentes d’un même secteur sont commandées de façon synchrone par le circuit d'attaque. dans chaque secteur, la longueur des pistes conductrices est égale à la distance entre le circuit d'attaque et la diode électroluminescente la plus éloignée dudit circuit d'attaque, les pistes conductrices des diodes électroluminescentes les moins éloignées du circuit d'attaque formant des lignes à retard. le dispositif de réception comporte au moins un capteur de lumière et un filtre optique à lumière bleue. le dispositif de réception est relié à une unité de calcul assurant la détermination d’un temps de vol d’ondes de lumière pulsée modulée et d’une mesure de distance entre l’objet et le dispositif lumineux. pour chaque secteur de l'au moins un premier module lumineux, les diodes électroluminescentes des secteurs sont regroupées sur un même substrat, notamment de type FR4 ou SMI. pour chaque module lumineux, les diodes électroluminescentes d'un même module lumineux sont regroupées sur un même substrat, notamment de type FR4 ou SMI, le dispositif comprend, outre l'au moins un premier module lumineux, au moins un deuxième module lumineux relié à la boucle à verrouillage de retard de l'au moins un premier module lumineux.
[0019] Par caler l'horloge d'un circuit d'attaque en avance sur l’horloge d’un circuit d'attaque en retard, il est entendu que l'horloge des deux circuits sont ramenés à une même valeur d'horloge, de sorte que la modulation du code par les deux circuits d'attaque est simultanée, à un résidu près. [0020] 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 dispositif lumineux selon le premier aspect, combinés l’un avec l’autre pour la détection d’un même objet.
[0021] 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
[0022] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :
[0023] La figure 1 représente, schématiquement un exemple de véhicule équipé de dispositifs lumineux selon l’invention ;
[0024] La figure 2 représente schématiquement un exemple d’impulsions lumineuses modulées, émises par un dispositif lumineux selon l’invention ;
[0025] La figure 3 représente schématiquement un exemple de signal de commande émis par un circuit d'attaque connecté à une boucle de verrouillage de retard selon l’invention ; et
[0026] La figure 4 représente schématiquement un exemple d’un module lumineux comportant des circuits d'attaque connectés à une boucle de verrouillage de retard conformément à l’invention.
[0027] 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
[0028] 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.
[0029] Un exemple d’un véhicule automobile 10 équipé de deux dispositifs lumineux 100 selon l’invention est représenté sur la figure 1. 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.
[0030] 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
[0031] 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 à un rythme 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 est représenté sur la partie A de la figure 2 et un exemple d’impulsions lumineuses correspondant à ce code est représenté sur la partie B de la figure 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 ; le code lumineux est invisible. Le code lumineux émis via la modulation du faisceau lumineux peut donc être exploité pour de la détection d’objet.
[0032] Comme représenté schématiquement sur la figure 4, un dispositif lumineux 100 selon l’invention comporte plusieurs modules lumineux 110 qui comportent chacun au moins deux circuits d'attaque 120 et plusieurs LEDs 130 blanches, organisés en secteurs 151 , 152, 153. Un circuit d'attaque 120, appelé aussi pilote, est un équipement permettant l'alimentation en courant continu des LEDs auquel il est connecté. Un circuit d'attaque 120 commande donc plusieurs LEDs 130. Selon l’invention, le module lumineux 110 comporte plusieurs secteurs 151 , 152, 153, comportant chacun un circuit d'attaque 120 auquel sont connectées plusieurs LEDs 130. Dans l’exemple de la figure 4, le module lumineux 110 comporte trois secteurs 151 , 152, 153, comportant chacun un circuit d'attaque 120 et trois LEDs 130. Un secteur 151 , 152, 153 est une zone géographique du module lumineux dans laquelle un circuit d'attaque 120 est connecté à des LEDs 130, toutes positionnées dans l’environnement du circuit d'attaque 120, à des distances relativement peu éloignées dudit circuit d'attaque. L’organisation en secteurs des circuits d'attaque et des LEDs du module lumineux 110 permet de positionner un circuit d'attaque à une distance relativement réduite de chacune des LEDs. Ainsi, aucune LED 130 du module lumineux n’est éloignée du circuit d'attaque qui la commande ; toutes les LEDs 130 d’un même secteur 151 , 152, 153 sont à des distances plus ou moins semblables du circuit d'attaque 120 qui les commande, ce qui limite ou même évite le risque de décalage temporel lors de l’émission des rayons lumineux de certaines des LEDs.
[0033] Dans l’exemple de la figure 4, le module lumineux 110 comporte trois circuits d'attaque et neuf LEDs organisés en trois secteurs. Bien entendu, le nombre de secteurs par module lumineux, le nombre de circuits d'attaque et le nombre de LEDs par secteur sont donnés uniquement à titre d’exemple et peuvent varier notamment en fonction du type de dispositif lumineux, des effets d’éclairage recherchés, de la disposition des LEDs, etc.
[0034] Quel que soit le nombre de secteurs 151 , 152, 153 et/ou de circuits d'attaque 120, le module lumineux selon l’invention comporte une boucle à verrouillage de retard 140, appelée aussi DLL (pour « Delay-locked loop » en terminologie anglosaxonne). Une boucle à verrouillage de retard 140 est un circuit numérique permettant de changer la phase d'un signal d'horloge. Grâce à la DLL, les délais de propagation sont compensés, de sorte qu'il ne demeure qu'un faible décalage entre les signaux d'horloge de sortie.
[0035] Dans le module lumineux selon l’invention, la DLL 140 est connectée à chacun des circuits d'attaque 120 du module de sorte à rendre synchrone les commandes de tous les circuits d'attaque 120 dudit module. En effet, la DLL 140 est connectée à l’horloge interne de chacun des circuits d'attaque 120 du module lumineux 110 et surveille ces horloges internes pour déterminer si certaines de ces horloges internes sont en retard ou en avance sur les autres. Si un retard ou une avance d’une horloge interne est détecté par la DLL 140, alors celle-ci intervient sur la ou les horloges internes du/des circuits d'attaque 120 en avance pour caler ces horloges internes en avance sur l’horloge interne du circuit d'attaque le plus en retard. Autrement dit, la DLL 140 retarde les horloges internes des circuits d'attaque 120 en avance afin que tous les circuits d'attaque 120 soient calés sur l’horloge interne du circuit d'attaque 120 la plus en retard.
[0036] Dans l’exemple de la figure 3, la DLL 140 surveille l’horloge interne d’un premier circuit d'attaque (ligne de signal d’horloge S1 ) et l’horloge interne d’un second circuit d'attaque (ligne de signal d’horloge S2), représentée en fonction du temps t. Cette surveillance indique que le signal d’horloge S1 est en avance sur le signal d’horloge S2 : par exemple l’impulsion il 1 du signal S1 est émise avant l’impulsion i21 du signal S2. La DLL 140 modifie alors la phase d’émission du signal d’horloge S1 pour que les impulsions du signal S1 soient synchrones avec celles du signal S2. Dans l’exemple de la figure 3, après calage des signaux d’horloges S1 et S2, l’impulsion il 4 du signal S1 et l’impulsion i23 du signal DS2 sont émises simultanément : les signaux d’horloges S1 et S2 sont alors synchrones.
[0037] La DLL 140 surveille tous les circuits d'attaque 120 du module lumineux 110 de la même façon qu’expliqué ci-dessus et cale les horloges de tous ces circuits d'attaque de sorte à les rendre synchrones. Ainsi, tous les circuits d'attaque 120 du module lumineux 110 commandent simultanément les LEDs 130 auxquelles ils sont connectés. Les LEDs 130 étant toutes proches d’un circuit d'attaque, l’émission des différents rayons lumineux par ces LEDs est simultanée.
[0038] Toutefois, si l’organisation par secteurs nécessite que certaines LEDs 130 soient à une distance du circuit d'attaque 120 sensiblement différente des autres LEDs du même secteur, par exemple le secteur 151 , le décalage temporel potentiellement engendré par cette différence de distance peut être empêché en connectant toutes les LEDs 130 du secteur 151 au circuit d'attaque 120 de ce secteur 151 au moyen de pistes conductrices de longueur identique. En effet, comme connu dans le domaine de dispositif lumineux pour véhicule automobile, les LEDs 130 et les circuits d'attaque 120 sont montés sur un substrat de type PCB (pour « Printed Circuit Board » en terminologie anglosaxonne) ou IMS (Substrat Métallisé Isolé) où les LEDs 130 sont connectées aux circuits d'attaque 120 chacune par une piste conductrice. Les pistes conductrices reliant chacune des LEDs 130 d’un secteur au circuit d'attaque 120 de ce secteur ont des longueurs égales.
[0039] Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 4, si les trois LEDs 130 du secteur 151 sont positionnées, par rapport au circuit d'attaque 120 dudit secteur 151 , à des distances physiques non égales, elles peuvent toutes être connectées au circuit d'attaque 120 au moyen de pistes conductrices (non représentées) de longueurs égales. Toutes les pistes conductrices reliant les LEDs d’un même secteur au circuit d'attaque du secteur peuvent présenter une même longueur. La longueur de ces pistes conductrices est déterminée en fonction de la LED la plus éloignée du circuit d'attaque. Toutes les pistes conductrices ont ainsi une longueur égale à la longueur de la piste conductrice permettant de connecter le circuit d'attaque 120 à la LED la plus éloignée dudit circuit d'attaque. La piste conductrice reliant la LED 130 la plus éloignée au circuit d'attaque 120 est une piste conductrice classique ; les pistes conductrices qui relient le circuit d'attaque 120 aux LEDs les plus proches du circuit d'attaque 120, forment des lignes à retard. Toutes les LEDs 130 d’un même secteur 151 , 152, 153 du module lumineux peuvent ainsi être connectées à équidistance du circuit d'attaque qui les commande.
[0040] 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.
[0041] Ainsi, 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 égale.
[0042] En d’autres termes, puisque toutes les pistes conductrices sont de même longueur, les pistes conductrices 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 130 connectées à ce circuit d'attaque. Les LEDs 130 d’un même secteur 151 , 152, 153 émettent donc leur rayon lumineux en même temps, de façon synchronisée. En parallèle, les circuits d'attaque 120 des différents secteurs 151 , 152, 153 sont également synchronisés au moyen de la DLL 140. Il existe ainsi un premier niveau de synchronisation au niveau de chaque secteur 151 , 152, 153 et un deuxième niveau de synchronisation au niveau du module lumineux. Le faisceau lumineux émis par l’ensemble des LEDs 130 du module lumineux 110 est donc nécessairement synchrone, ce qui permet une modulation efficace du faisceau lumineux, avec tous les rayons lumineux des LEDs du module qui émettent simultanément le même bit du code lumineux.
[0043] 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 ont 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, 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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) configuré pour émettre une lumière visible pulsée, modulée pour transmettre un code lumineux à haute fréquence, l'au moins un premier module lumineux (110) comportant au moins deux secteurs (151 , 152, 153) regroupant chacun plusieurs diodes électroluminescentes (130) et un circuit d'attaque (120), chacune des diodes électroluminescentes étant électriquement alimentée par le circuit d'attaque (120) du secteur respectif, pour moduler selon le code à haute fréquence une puissance électrique reçue par les diodes électroluminescentes du secteur respectif 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 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 dans lequel l'au moins un premier module lumineux (110) comporte une boucle à verrouillage de retard (140) connectée au circuit d'attaque (120) de chacun des secteurs (151 , 152, 153) du module lumineux respectif pour assurer une synchronisation de la modulation selon le code par lesdits circuits d'attaque.
[Revendication 2] Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la boucle à verrouillage de retard (140) est connectée à une horloge interne de chacun des circuits d'attaque (120) de sorte à caler l’horloge d’un circuit d'attaque en avance sur l’horloge d’un circuit d'attaque en retard.
[Revendication 3] Dispositif lumineux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans chaque secteur (151 , 152, 153), les diodes électroluminescentes (130) sont connectées au circuit d'attaque par des pistes conductrices, toutes les pistes conductrices d’un même secteur comportant une même longueur de piste de sorte que toutes les diodes électroluminescentes (130) d’un même secteur (151 , 152, 153) sont commandées de façon synchrone par le circuit d'attaque.
[Revendication 4] Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans chaque secteur (151 , 152, 153), la longueur des pistes conductrices est égale à la distance entre le circuit d'attaque (120) et la diode électroluminescente la plus éloignée dudit circuit d'attaque, les pistes conductrices des diodes électroluminescentes les moins éloignées du circuit d'attaque formant des lignes à retard.
[Revendication 5] Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque secteur de l'au moins un premier module lumineux, les diodes électroluminescentes (130) des secteurs sont regroupées sur un même substrat, notamment de type FR4 ou SMI.
[Revendication 6] Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comprend, outre l'au moins un premier module lumineux, au moins un deuxième module lumineux relié à la boucle à verrouillage de retard de l'au moins un premier module 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.
[Revendication 8] Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réception est relié à une unité de calcul assurant la détermination d’un temps de vol d’ondes de lumière pulsée modulée et d’une mesure de distance entre l’objet (20) et le dispositif lumineux (100).
[Revendication 9] Système d’assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un premier dispositif de détection d’un objet situé dans l’environnement du véhicule automobile, notamment un radar, un , le dispositif lumineux (100) selon l’une des revendications 1 à 6 constituant un deuxième dispositif de détection d’objet assurant une redondance au premier dispositif de détection d’objet.
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