FR3099011A1 - dispositif d’éclairage intelligent et d’un procédé de commutation d’un tel dispositif d’éclairage - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/116—Visible light communication
Abstract
[En synthèse, l’invention concerne un dispositif de rétroéclairage communiquant (1) d’un écran (2) d’un système électronique (10) de type téléphone mobile ou tablette tactile par exemple. Le dispositif de rétroéclairage communiquant (1) comporte des sources lumineuses (11) pilotées par un module de commande (13) afin simultanément (i) d’éclairer l’écran (2) en fonction de ses besoins d’utilisation et d’affichage, et (ii) de proposer une communication par voie lumineuse permettant de transmettre des données numériques au travers de l’écran (2) durant son utilisation standard sans gêne pour l’utilisateur. Afin de pouvoir établir une communication bidirectionnelle, le dispositif de rétroéclairage communiquant (1) comporte aussi un photorécepteur placé à proximité d’une face avant AV de l’écran (2). Figure pour l’abrégé : FIGURE 2
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des systèmes de communication par voie lumineuse afin de transporter des données numériques par l’intermédiaire d’un rayonnement électromagnétique modulé. Plus particulièrement, l’invention a trait à un dispositif de rétroéclairage.
Etat de la technique antérieure
Dans l’état de la technique, on connait des systèmes de communication par voie lumineuse, tels que ceux mettant en œuvre la technologie LiFi (acronyme anglais pour «L ight Fidelity») qui permet de transmettre des données numériques de manière non filaire en modulant la lumière émise par des éclairages à LEDs (acronyme anglais pour «Light Emitting Diode» signifiant Diode électroluminescente). La technologie LiFi est notamment décrite dans la norme internationale IEEE802.11bb.
Il existe de nombreux dispositifs qui utilisent des éclairages à LEDs qui sont alors uniquement utilisés pour leurs fonctionnalités primaires d’éclairage : ces dispositifs ne sont pas prévus ni même configurés pour permettre de transmettre des données par l’intermédiaire des éclairages à LEDs qu’ils intègrent.
En particulier, dans le domaine des systèmes électroniques comportant des écrans rétroéclairés, tels que les téléphones portables, les tablettes, les ordinateurs portables, les consoles de jeu portatives ou encore les liseuses électroniques, les fonctionnalités de communication sont réalisées par des dispositifs de télécommunication traditionnels, tels que par des technologies 4G ou 5G, ou encore selon des protocoles WIFI ou bluetooth. Ces dispositifs de télécommunication ont tous en commun d’émettre un rayonnement radio par le biais d’une antenne. Ainsi, ces dispositifs de télécommunication sont associés à des éclairages à LEDs utilisés pour uniquement éclairer les écrans de ces systèmes électroniques, conduisant à des couts de fabrication et de maintenance plus élevés, ainsi qu’à une consommation énergétique accrue durant leur fonctionnement.
Il existe ainsi un besoin d’intégration de la technologie LIFI dans de tels systèmes électroniques tout en réduisant les coûts de développement et d'intégration.
Il existe aussi un besoin pour améliorer les fonctionnalités des éclairages à LEDs utilisés pour ajouter de nouvelles fonctionnalités communicantes
Un but de l’invention est de proposer un nouveau dispositif de rétroéclairage communiquant afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un dispositif de rétroéclairage communiquant d’un écran, le dispositif de rétroéclairage communiquant comportant (i) une pluralité de sources lumineuses situées au niveau d’une face arrière de l’écran, (ii) un photorécepteur situé au niveau d’une face avant de l’écran, opposée à la face arrière, et (iii) un module de commande configuré pour piloter sélectivement ou collectivement les sources lumineuses. Conformément à l’invention selon son premier aspect, le module de commande est configuré pour (i) piloter les sources lumineuses de manière à transmettre des premières données numériques par modulation de l’intensité lumineuse et selon un protocole de communication et (ii) démoduler un signal lumineux modulé détecté par le photorécepteur afin d’extraire des deuxièmes données numériques.
Les sources lumineuses du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention sont configurées pour émettre un signal lumineux en direction de l’écran, afin de permettre son éclairement durant son utilisation.
Le module de commande est configuré pour piloter sélectivement ou collectivement les sources lumineuses afin d’en contrôler une intensité lumineuse. Selon une première version, toutes les sources lumineuses sont pilotées en parallèle par le module de commande, ledit module de commande générant un unique signal de commande adressant simultanément toutes les sources lumineuses. Selon une deuxième version, le module de commande génère une pluralité de signaux de commande, chaque signal de commande pilotant l’une des sources lumineuses afin de pouvoir contrôler individuellement une intensité lumineuse du signal lumineux généré par chaque source lumineuse.
Conformément à l’invention selon son premier aspect, le module de commande permet (i) de moduler l’intensité lumineuse des sources lumineuses selon une première modulation afin de contrôler un niveau d’éclairage de l’écran auquel le dispositif de rétroéclairage communiquant est associé, et/ou (ii) de moduler l’intensité lumineuse des sources lumineuses selon une deuxième modulation afin de permettre une communication par voie lumineuse des premières données numériques transmises au module de commande et encodées selon le protocole de communication prédéterminé, et/ou (iii) de démoduler les deuxièmes données numériques portées par le signal lumineux modulé détecté par le photorécepteur.
La deuxième modulation des sources lumineuses – celle qui permet d’établir une communication lumineuse pour transmettre les premières données numériques – se superpose ainsi à la première modulation des sources lumineuses. Ainsi, du fait de la première modulation, le dispositif de rétroéclairage communiquant est configuré pour faire varier une intensité lumineuse en fonction des besoins d’éclairage de l’écran avec lequel il est destiné à collaborer.
Consécutivement, le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention comprend un seul jeu de sources lumineuses permettant de simultanément d’éclairer l’écran avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant est destiné à collaborer et de transmettre des données numériques. En d’autres termes, le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention joue aussi le rôle d’un système de communication par voie lumineuse, complémentairement à sa fonction de rétroéclairage déjà connue.
Eventuellement, le module de commande est configuré pour uniquement piloter les sources lumineuses – selon la deuxième modulation – afin de moduler leur intensité lumineuse pour permettre la transmission des premières données numériques.
La modulation des sources lumineuses est obtenue en contrôlant un signal de commande des sources lumineuses. Ainsi, la modulation d’une intensité du courant électrique pilotant les sources lumineuses permet de moduler un flux lumineux généré par les sources lumineuses.
Conformément à l’invention selon son premier aspect, la première modulation est décorrélée des premières données numériques à transmettre : elle est réalisée en fonction des besoins d’éclairage de l’écran, en fonction de son utilisation ou d’une luminosité ambiante par exemple. En revanche, la deuxième modulation est liée aux premières données numériques à transmettre : les premières données numériques sont encodées de manière à générer le signal de commande en fonction desdites premières données numériques. A titre d’exemple non limitatif, un état « haut » du signal de commande correspond à une valeur binaire « 1 » des premières données numériques à transmettre, et un état « bas » du signal de commande correspond à une valeur binaire « 0 » des premières données numériques à transmettre.
Ainsi, le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention permet d’établir une communication bidirectionnelle par voie lumineuse, dans laquelle les sources lumineuses utilisées pour contrôler l’éclairage de l’écran sont aussi utilisées pour transmettre les premières données numériques selon le protocole de communication et par l’intermédiaire de la première modulation d’intensité lumineuse du signal lumineux généré par lesdites sources lumineuses. Cette utilisation particulièrement originale des sources lumineuses d’un dispositif de rétroéclairage permet ainsi d’établir une communication dite descendante entre le dispositif de rétroéclairage communiquant et un récepteur distant. Complémentairement, le dispositif de rétroéclairage communiquant comporte aussi un photorécepteur afin de pouvoir détecter un signal lumineux modulé porteur des deuxièmes données numériques, un tel signal lumineux modulé formant une communication dite ascendante.
La voie de communication descendante et la voie de communication ascendante forment ensemble une communication bidirectionnelle par voie lumineuse.
Le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- les sources lumineuses sont de type de diodes électroluminescentes. Eventuellement, les sources lumineuses du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention sont du type de diodes super-luminescentes ou de micro-LEDs ;
– une gamme spectrale des sources lumineuses est au moins en partie comprise dans le domaine visible, c’est-à-dire selon une longueur d’onde comprise entre 350 nm et 750 nm ;
- les sources lumineuses sont situées (i) le long d’un contour périphérique de l’écran, ou (ii) en regard de la face arrière de l’écran. Dans le mode de réalisation où les sources lumineuses sont situées le long d’un contour périphérique de l’écran, alors les sources lumineuses sont situées autour de tout ou partie dudit écran, du côté de la face arrière de l’écran. Dans ce cas, les sources lumineuses sont aussi situées radialement au-delà de l’écran. Eventuellement, tout ou partie des sources lumineuses sont situées à cheval entre une zone périphérique de la face arrière de l’écran et une zone située radialement au-delà de la face arrière de l’écran. Dans le cas où les sources lumineuses sont situées en regard de la face arrière de l’écran du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention, alors les sources lumineuses sont situées directement à l’aplomb de la face arrière dudit écran ;
– selon une première variante de réalisation, les sources lumineuses sont situées dans un même plan que la face arrière de l’écran. Selon une deuxième variante de réalisation, les sources lumineuses sont situées en arrière de la face arrière de l’écran, relativement à une face avant de l’écran ;
– les sources lumineuses sont avantageusement toutes situées dans un unique plan. Le plan dans lequel toutes les sources lumineuses sont situées est avantageusement parallèle à une face de l’écran avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant est destiné à collaborer. Cette configuration avantageuse permet de réduire l’encombrement du dispositif de rétroéclairage communiquant, notamment lors de son intégration avec un écran dans un système électronique ;
- de manière avantageuse, toutes les sources lumineuses sont situées sur une seule carte électronique afin de faciliter leur intégration et leur connexion électrique avec le module de commande ;
- le dispositif de rétroéclairage communiquant comprend des guides de lumière situés dans une position intermédiaire entre les sources lumineuses et l’écran afin de guider la lumière générée par lesdites sources lumineuses en direction de la face avant dudit écran ;
- afin de faciliter le couplage optique des sources lumineuses avec les guides de lumière, le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement des collimateurs situés dans une position intermédiaire entre tout ou partie des sources lumineuses et tout ou partie des guides de lumière ;
– dans le cas où le dispositif de rétroéclairage communiquant comprend des guides de lumières, les sources lumineuses sont situées par rapport à l’écran de manière à ce qu’elles soient avantageusement invisibles pour un utilisateur de l’écran. En d’autres termes, les sources lumineuses sont dans ce cas camouflées au moins partiellement – et préférentiellement totalement – par la position et/ou la forme de l’écran avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention est destiné à collaborer ;
- le photorécepteur du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention est du type d’une photodiode ou d’une caméra. A titre d’exemple non limitatif, la caméra peut être formée d’un capteur bidimensionnel de type MOSFET – acronyme anglais pour «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor» qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur – ou CCD – acronyme anglais pour « Charge Coupled Device » se traduisant par Dispositif à Transfert de Charges ;
- le photorécepteur du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention possède une plage spectrale de détection pour des longueurs d’ondes visibles, c’est-à-dire comprises entre 350 nm et 750 nm et/ou pour des longueurs d’ondes du domaine infra-rouge, c’est-à-dire comprises entre 750 nm et 100 µm ;
- le module de commande est configuré pour générer une modulation de type LIFI des sources lumineuses. D’une manière plus générale, el module de commande est configuré pour générer une communication par voie lumineuse à l’aide des sources lumineuses du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention. En d’autres termes, le signal lumineux émis par les sources lumineuses est modulé en intensité et/ou en fréquence d’une manière telle que les variations d’intensité sont représentatives des données numériques encodées, tout en permettant de produire un éclairement suffisant de l’écran ;
- le module de commande est configuré pour encoder les premières données numériques et/ou pour décoder les deuxièmes données numériques selon un protocole de communication du type Manchester, ou du type d’une modulation en position d’impulsion, ou du type tout ou rien, ou encore du type d’un multiplexage par division orthogonale de fréquence.
- le module de commande comporte un microcontrôleur ou un processeur ou un FPGA ou un ASIC ou un DSP.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un système électronique comportant un écran rétroéclairé par un dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.
Ainsi, le système électronique conforme au deuxième aspect de l’invention permet, pour l’écran rétroéclairé, de disposer simultanément et au travers d’un unique dispositif de rétroéclairage communiquant – c’est-à-dire au travers d’un seul groupe de sources lumineuses pilotées par un même module de commande – à la fois les fonctionnalités recherchées d’éclairage de l’écran par une face arrière et, simultanément, une fonction de communication par voie lumineuse.
La communication par voie lumineuse ainsi établie est réalisée au travers de l’écran rétroéclairé du système électronique. Par conséquent, l’écran rétroéclairé est avantageusement transparent au moins vis-à-vis des rayonnements lumineux générés par les sources lumineuses du dispositif de rétroéclairage communiquant conforme au premier aspect de l’invention tel que décrit précédemment et collaborant avec ledit écran rétroéclairé. En particulier, l’écran rétroéclairé est transparent pour des longueurs d’ondes visibles, c’est-à-dire au moins comprises entre 350 nm et 750 nm, et éventuellement aussi pour celles comprises dans le spectre ultra-violet et/ou infra-rouge.
Le système électronique conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- l’écran du système électronique est du type d’un écran à cristaux liquides ;
– l’écran du système électronique est du type d’un écran OLED, acronyme anglais pour « Organic Light Emetting Diode » signifiant Diode Electroluminscente Organique. Plus particulièrement, l’écran du système électronique est du type d’un écran flexible ;
– selon une première variante de réalisation, le photorécepteur du dispositif de rétroéclairage communiquant est situé à l’aplomb de l’écran rétroéclairé, de sorte que la lumière détectée par ledit photorécepteur traverse l’écran rétroéclairé avant de parvenir sur le photorécepteur. Selon une deuxième variante de réalisation, le photorécepteur du dispositif de rétroéclairage communiquant est situé à côté de l’écran rétroéclairé, et notamment au niveau d’un bord périphérique du système électronique conforme au deuxième aspect de l’invention, de sorte que la lumière détectée par le photorécepteur ne traverse pas d’abord l’écran rétroéclairé avant de parvenir audit photorécepteur ;
– le photorécepteur du dispositif de rétroéclairage communiquant est avantageusement formé par la caméra du système électronique ;
- le système électronique conforme au deuxième aspect de l’invention est du type d’un téléphone mobile, d’une tablette tactile, d’une liseuse électronique, d’une console de jeu portative ou d’un ordinateur portable.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Description détaillée de l’invention
En référence à la FIGURE 1, il est illustré un dispositif de rétroéclairage communiquant 1 d’un écran 2 d’un système électronique 10, le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 comportant :
- une pluralité de sources lumineuses 11 situées au niveau d’une face arrière AR de l’écran 2, chaque source lumineuse 11 étant configurée pour émettre un signal lumineux en direction de l’écran 2 avec lequel el dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est destiné à collaborer, afin de permettre son éclairement durant son utilisation ;
- un photorécepteur 12 situé au niveau d’une face avant AV de l’écran 2, opposée à la face arrière AR ; et
- un module de commande 13 configuré pour piloter sélectivement ou collectivement les sources lumineuses 11 afin d’en contrôler une intensité du signal lumineux généré par chaque source lumineuse 11. Conformément à l’invention, le module de commande 13 est configuré pour (i) piloter les sources lumineuses 11 de manière à transmettre des premières données numériques par modulation de l’intensité lumineuse et selon un protocole de communication, et (ii) démoduler un signal lumineux modulé détecté par le photorécepteur 12 afin d’extraire des deuxièmes données numériques.
En d’autres termes, le module de commande 13 est configuré pour permettre :
- de moduler l’intensité du signal lumineux généré par les sources lumineuses 11 selon une première modulation afin de contrôler un niveau d’éclairage de l’écran 2 auquel le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est associé ; et/ou
- de moduler l’intensité du signal lumineux généré par les sources lumineuses 11 selon une deuxième modulation afin de permettre une communication par voie lumineuse des premières données numériques transmises au module de commande 13 et encodées selon le protocole de communication prédéterminé ; et/ou
- de démoduler les deuxièmes données numériques portées par le signal lumineux modulé détecté par le photorécepteur 12.
A titre d’exemples non limitatifs, le module de commande 13 est du type d’au moins un microcontrôleur et/ou au moins un processeur et/ou au moins un FPGA (acronyme anglais pour «Field-Programmable Gate Array» signifiant circuit logique programmable) et/ou au moins un ASIC (acronyme anglais pour «Application Specific Int e grated Circuit» signifiant circuit intégré spécialisé) et/ou au moins un DSP (acronyme anglais pour « Digital Signal Processor » signifiant processeur de signal numérique).
La modulation des sources lumineuses 11 par le module de commande 13 est obtenue en contrôlant une intensité et/ou une fréquence d’un signal de commande desdites sources lumineuses 11 et généré par le module de commande 13.
Le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 conforme au premier aspect de l’invention comprend ainsi un seul jeu de sources lumineuses 11 permettant de simultanément d’éclairer l’écran 2 avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est destiné à collaborer et de transmettre des données numériques via une communication par voie lumineuse, complémentairement à sa fonction de rétroéclairage déjà connue.
Conformément à l’invention selon son premier aspect, la première modulation est indépendante des premières données numériques à transmettre : elle est réalisée en fonction des seuls besoins d’éclairage de l’écran 2 avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est destiné à collaborer, en fonction de son utilisation ou d’une luminosité ambiante par exemple. En revanche, la deuxième modulation est liée aux premières données numériques à transmettre : les premières données numériques sont encodées par le module de commande 13 afin de générer le signal de commande en fonction desdites premières données numériques.
La deuxième modulation générée par le module de commande 13 est avantageusement du type d’une modulation compatible avec la norme LIFI (acronyme anglais pour «LIght FIdelity») et décrite dans la norme internationale IEEE802.15. En d’autres termes, le signal lumineux émis par les sources lumineuses 11 est modulé en intensité et/ou en fréquence d’une manière telle que les variations d’intensité sont représentatives des premières données numériques encodées, tout en permettant de produire un éclairement suffisant de l’écran. De manière plus particulière, et à titre d’exemples non limitatifs, le module de commande 13 la deuxième modulation du signal lumineux généré par les sources lumineuses 11 est produite par un encodage des premières données numériques correspondantes selon un protocole de communication du type Manchester, ou du type d’une modulation en position d’impulsion, ou du type tout ou rien, ou encore du type d’un multiplexage par division orthogonale de fréquence.
Bien évidemment, le module de commande 13 est aussi configuré pour mettre en œuvre un tel protocole de communication afin de décoder les deuxièmes données numériques détectées par le photorécepteur 12.
Consécutivement, le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 permet d’établir une communication bidirectionnelle par voie lumineuse. Cette utilisation particulièrement originale des sources lumineuses 11 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 permet ainsi d’établir une communication dite descendante entre le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 et un récepteur distant. Complémentairement, le photorécepteur 12 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 permet de pouvoir détecter un signal lumineux modulé porteur des deuxièmes données numériques, un tel signal lumineux modulé formant une communication dite ascendante. A cet effet, le photorécepteur est avantageusement situé au niveau d’une face avant AV de l’écran 2 avec lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est destiné à collaborer.
Les sources lumineuses 11 sont préférentiellement formées par des diodes électroluminescentes dont les signaux lumineux générés ont une longueur d’onde comprise entre 350 nm et 750 nm.
Le photorécepteur 12 est préférentiellement du type d’une photodiode ou d’une caméra. A titre d’exemple non limitatif, la caméra peut être formée d’un capteur bidimensionnel de type MOSFET – acronyme anglais pour «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor» qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur – ou CCD – acronyme anglais pour « Charge Coupled Device » se traduisant par Dispositif à Transfert de Charges.
Le photorécepteur 12 possède une plage spectrale de détection pour des longueurs d’ondes visibles, c’est-à-dire comprises entre 350 nm et 750 nm et/ou pour des longueurs d’ondes du domaine infra-rouge, c’est-à-dire comprises entre 750 nm et 100 µm.
Afin de faciliter le couplage optique des sources lumineuses 11 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 avec l’écran 2 avec lequel il est destiné à collaborer, le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 comprend des guides de lumière 14 situés dans une position intermédiaire entre les sources lumineuses 11 et l’écran 2 afin de guider le signal lumineux généré par les sources lumineuses 11 en direction de la face avant AV de l’écran 2.
Dans les paragraphes qui suivent, des exemples de réalisation d’un système électronique 10 conforme au deuxième aspect de l’invention vont maintenant être décrits en références aux FIGURES 2 et 3 d’une part, et aux FIGURES 4 et 5 d’autre part.
La FIGURE 2 illustre l’intégration d’un premier exemple de réalisation d’un dispositif de rétroéclairage communiquant 1 tel que décrit précédemment dans un système électronique 10 du type d’un téléphone mobile 10A, tel que visible sur la FIGURE 3.
La FIGURE 4 illustre l’intégration d’un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de rétroéclairage communiquant 1 tel que décrit précédemment dans un système électronique 10 du type d’une tablette tactile 10B, telle que visible sur la FIGURE 5.
Un tel système électronique 10 comporte un écran 2 rétroéclairé par un dispositif de rétroéclairage communiquant 1 tel que décrit précédemment.
Dans les exemples de réalisation décrits ci-après, il est pris pour exemple un écran 2 de type à cristaux liquides et rétroéclairé par des diodes électroluminescentes. Bien entendu, la présente invention n’est pas limitative de la technologie de l’écran 2 et peut s’adapter à tout type d’écran 2 rétroéclairé.
En particulier, et comme visible sur les FIGURES 2 et 4, l’écran 2 comporte, depuis sa face avant AV et en allant vers sa face arrière AR :
- une glace 26 de fermeture et de protection comportant éventuellement un traitement de surface afin d’améliorer un contraste des images générées par l’écran 2 ;
- un premier filtre polarisant 25 dont une direction de polarisation est orientée selon une première direction, présentée ici comme étant horizontale ;
- un dispositif de filtrage des couleurs 24 ;
- une matrice à cristaux liquides 23 pilotée par le module de commande 13 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 ou par une unité de contrôle du système électronique 10 conforme au deuxième aspect de l’invention ;
- une matrice de composants électroniques 22 – composées typiquement de transistors – et permettant de piloter localement la génération et/ou la transmission d’un signal lumineux au travers de l’écran 2 ;
- un deuxième filtre polarisant 21 dont une direction de polarisation est orientée selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction du premier filtre polarisant 25, la deuxième direction de polarisation du deuxième filtre polarisant étant présentée ici comme étant verticale.
Comme évoqué précédemment, un guide de lumière 14 est interposé entre le deuxième filtre polarisant et une carte électronique 110 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 comportant toutes les sources lumineuses 11 afin de faciliter le couplage optique desdites sources lumineuses 11 avec l’écran 2.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur les FIGURES 2 et 3, les sources lumineuses 11 sont situées en regard de la face arrière AR de l’écran 2, de manière à réaliser un rétroéclairage direct de l’écran 2, c’est-à-dire dans le prolongement direct des différentes couches superposées formant l’écran 2 et décrites précédemment. En d’autres termes, les sources lumineuses 11 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 sont situées directement à l’aplomb de la face arrière AR de l’écran 2.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur les FIGURES 4 et 5, les sources lumineuses 11 sont situées le long d’un contour périphérique de l’écran 2. Dans ce cas, les sources lumineuses 11 sont situées autour de tout ou partie de l’écran 2, du côté de sa face arrière AR, au-delà du deuxième filtre polarisant par rapport à la glace 26 de fermeture et de protection dudit écran 2. Dans ce cas, les sources lumineuses 11 sont situées au moins en partie radialement au-delà de l’écran 2, c’est-à-dire selon des directions prises dans un plan perpendiculaire à une direction longitudinale d’empilement des différentes couches de l’écran 2 et représentées par un axe liant la face avant AV à la face arrière AR dudit écran 2.
Comme visible sur la FIGURE 2, les sources lumineuses 11 sont toutes situées dans un même plan situé en arrière de la face arrière AR de l’écran 2, toutes les sources lumineuses étant portées par une même carte électronique 110 plane afin de limiter un encombrement du système électronique 10.
Comme visible sur la FIGURE 3, les sources lumineuses 11 sont toutes portées par une même carte électronique 110 mais sont situées dans des plans non forcément confondus, tous situés en arrière de la face arrière AR de l’écran 2, en fonction des encombrements disponibles à proximité dudit écran 2 au niveau de son contour périphérique.
Dans tous les cas illustrés sur les FIGURES 2 à 5, le photorécepteur 12 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est situé au niveau de la face avant AV de l’écran 2, afin de faciliter la détection de rayons lumineux. Dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de l’écran 2 matérialisée par sa face avant AV et sa face arrière AR, le photorécepteur 12 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est situé à distance d’un bord périphérique de l’écran 2.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 3, le système électronique 10 conforme au deuxième aspect de l’invention est du type d’un téléphone mobile 10A. Dans ce cas, le photorécepteur 12 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est avantageusement formé par une caméra dudit téléphone mobile 10A, logée dans le cadre périphérique dudit téléphone mobile 10A.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 5, le système électronique 10 conforme au deuxième aspect de l’invention est du type d’une tablette tactile 10B. Dans ce cas, le photorécepteur 12 du dispositif de rétroéclairage communiquant 1 est avantageusement formé par une caméra de ladite tablette tactile 10B, logée dans le cadre périphérique de ladite tablette tactile 10B.
En synthèse, l’invention concerne un dispositif de rétroéclairage communiquant 1 d’un écran 2 d’un système électronique 10 de type téléphone mobile 10A ou tablette tactile 10B par exemple. Le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 comporte des sources lumineuses 11 pilotées par un module de commande 13 afin simultanément (i) d’éclairer l’écran 2 en fonction de ses besoins d’utilisation et d’affichage, et (ii) de proposer une communication par voie lumineuse permettant de transmettre des données numériques au travers de l’écran 2 durant son utilisation standard sans gêne pour l’utilisateur. Afin de pouvoir établir une communication bidirectionnelle, le dispositif de rétroéclairage communiquant 1 comporte aussi un photorécepteur placé à proximité d’une face avant AV de l’écran 2.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (9)
- Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) d’un écran, le dispositif de rétroéclairage communiquant (1) comportant :
- une pluralité de sources lumineuses (11) situées au niveau d’une face arrière (AR) de l’écran (2) ;
- un photorécepteur (12) situé au niveau d’une face avant (AV) de l’écran (2), opposée à la face arrière (AR) ;
- un module de commande (13) configuré pour piloter sélectivement ou collectivement les sources lumineuses (11) ;
caractérisé en ce que le module de commande (13) est configuré pour (i) piloter les sources lumineuses (11) de manière à transmettre des premières données numériques par modulation de l’intensité lumineuse et selon un protocole de communication et (ii) démoduler un signal lumineux modulé détecté par le photorécepteur (12) afin d’extraire des deuxièmes données numériques. - Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon la revendication précédente, dans lequel les sources lumineuses (11) sont de type de diodes électroluminescentes.
- Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (11) sont situées :
- le long d’un contour périphérique de l’écran (2) ; ou
- en regard de la face arrière (AR) de l’écran (2). - Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de rétroéclairage communiquant (1) comprend des guides de lumière (14) situés dans une position intermédiaire entre les sources lumineuses (11) et l’écran (2) afin de guider la lumière générée par lesdites sources lumineuses (11) en direction de la face avant (AV) dudit écran (2).
- Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de commande (13) est configuré pour générer une modulation de type LIFI des sources lumineuses (11).
- Dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de commande (13) est configuré pour encoder les premières données numériques et/ou pour décoder les deuxièmes données numériques selon un protocole de communication du type Manchester, ou du type d’une modulation en position d’impulsion, ou du type tout ou rien, ou du type d’un multiplexage par division orthogonale de fréquence.
- Système électronique (1) comportant un écran (2) rétroéclairé par un dispositif de rétroéclairage communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Système électronique (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’écran (2) est du type d’un écran à cristaux liquides.
- Système électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel le système électronique (1) est du type d’un téléphone mobile (10A), d’une tablette tactile (10B), d’une liseuse électronique ou d’un ordinateur portable.
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| US20170134090A1 (en) * | 2015-03-26 | 2017-05-11 | Jrd Communication Inc. | Handheld terminals, computers, and visible light communication systems |
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2019
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-
2020
- 2020-07-20 WO PCT/FR2020/000208 patent/WO2021014055A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
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