WO2021064063A1 - Procede de contrôle d'un dispositif lumineux pour l'emission d'un faisceau lumineux pixelise - Google Patents

Procede de contrôle d'un dispositif lumineux pour l'emission d'un faisceau lumineux pixelise Download PDF

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Abstract

L'invention propose un procédé de contrôle d'un dispositif lumineux (1) d'un véhicule automobile comprenant au moins un module lumineux (3) comprenant une pluralité de sources lumineuses (31ij), chacune des sources lumineuses étant agencée pour émettre un pixel lumineux, et un contrôleur (5) apte à contrôler sélectivement chacune des sources lumineuses en lui appliquant un signal électrique présentant un paramètre de valeur déterminée pour l'émission d'un pixel lumineux d'intensité lumineuse donnée.

Description

Description
Titre : PROCEDE DE CONTRÔLE D’UN DISPOSITIF LUMINEUX POUR L’EMISSION
D’UN FAISCEAU LUMINEUX PÎXELISE
[1] [L’invention concerne le domaine de l’éclairage automobile. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de contrôle d’un dispositif lumineux pour l’émission d’un faisceau lumineux hautement pixélisé.
[2] Dans le domaine de l’éclairage automobile, il est connu des modules lumineux comportant suffisamment de sources lumineuses contrôlables sélectivement, pour permettre la réalisation de fonctions lumineuses pixélisées, par exemple contenant au moins 500 pixels, chaque pixel étant formé par un faisceau lumineux élémentaire émis par l’une des sources lumineuses. Ce type de module permet au véhicule hôte de réaliser par exemple des fonctions d’éclairage de type route anti-éblouissement, dans laquelle certains pixels du faisceau route sont éteints ou atténués pour former une zone sombre au niveau d’un objet cible à ne pas éblouir, comme un véhicule cible suivi ou croisé.
[3] Afin de contrôler l’émission d’une fonction lumineuse pixélisée, il est connu d’utiliser un contrôleur contrôlant sélectivement chacune des sources lumineuses auquel on fournit une image numérique d’un faisceau lumineux pixélisé à émettre pour réaliser cette fonction lumineuse pixélisée. L’image numérique définit, pour chaque source lumineuse du module lumineux, une valeur de consigne correspondant à l’intensité lumineuse du pixel lumineux que cette source lumineuse doit émettre. Par la suite, le contrôleur génère à partir de chaque valeur de consigne un signal électrique paramétrable qu’il applique à cette source pour l’émission d’un pixel lumineux dont l’intensité lumineuse correspond à la valeur de consigne, de sorte à ce que l’ensemble des pixels émis forme le faisceau lumineux pixélisé.
[4] Les modules lumineux connus permettant l’émission d’une fonction lumineuse pixélisée peuvent comprendre plusieurs types de technologies, dont les matrices de diodes électroluminescentes et les sources lumineuses pixélisées monolithiques. Or, ces types de technologie impliquent une grande proximité entre les sources lumineuses, qui génère des interférences (également appelées en anglais « Cross-talk ») dans les faisceaux élémentaires émis par des sources lumineux voisines. Il a été ainsi constaté que l’intensité lumineuse d’un pixel supposément émis par une des sources lumineuses ne correspond pas à la valeur de consigne associée à cette source lumineuse. En effet, une partie seulement du faisceau élémentaire émis par cette source lumineuse est employée pour réaliser le pixel et une partie des faisceaux élémentaires émis par les sources lumineuses voisines vient en outre s’y additionner. L’intensité lumineuse résultante est ainsi différente de la valeur de consigne escomptée, ce qui rend complexe et peu fiable le contrôle du module lumineux pour l’émission d’un faisceau lumineux pixélisé conforme à celui de l’image numérique fournie au contrôleur.
[5] La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à répondre au problème identifié, en proposant un procédé de contrôle d’un dispositif lumineux pour l’émission d’un faisceau pixélisé dans lequel les intensités lumineuses des pixels émis sont conformes aux valeurs de consignes fournies au dispositif lumineux.
[6] A ces fins, l’invention a pour objet un procédé de contrôle d’un dispositif lumineux d’un véhicule automobile comprenant au moins un module lumineux comprenant une pluralité de sources lumineuses, chacune des sources lumineuses étant agencée pour émettre un pixel lumineux, et un contrôleur apte à contrôler sélectivement chacune des sources lumineuses en lui appliquant un signal électrique présentant un paramètre de valeur déterminée pour l’émission d’un pixel lumineux d’intensité lumineuse donnée. Selon l’invention, le procédé comporte les étapes suivantes : a. Définition préalable d’une fonction de conversion du module lumineux de la valeur dudit paramètre en une intensité lumineuse émise par les sources lumineuses par au moins une mesure de l’intensité lumineuse émise par les sources lumineuses lorsque le contrôleur leur applique un signal électrique présentant une valeur prédéterminée dudit paramètre; b. Réception d’une pluralité de valeurs de consigne pour l’émission d’un faisceau lumineux pixélisé souhaité, chaque valeur de consigne étant une intensité lumineuse d’un pixel lumineux du faisceau lumineux pixélisé souhaité à émettre par l’une des sources lumineuses dudit module lumineux ; c. Détermination à partir de chaque valeur de consigne d’une valeur dudit paramètre à l’aide de ladite fonction de conversion préalablement définie; d. Contrôle de chacune des sources lumineuses en lui appliquant ledit signal électrique présentant ladite valeur déterminée dudit paramètre pour l’émission du faisceau lumineux pixélisé
[7] Bien qu’il ne soit pas possible de déterminer de façon précise dans quelle mesure une source lumineuse impacte ses voisines, l’intensité résultante de l’ensemble des interférences reste mesurable. Grâce à l’invention, on réalise ainsi une détermination empirique préalable des influences des sources lumineuses voisines exercées sur chaque source lumineuse en mesurant l’intensité lumineuse émise par ces sources lumineuses lorsqu’elles sont contrôlées de façon prédéterminée. On en déduit une fonction de conversion permettant de compenser ces influences, et pour chacune des sources lumineuses, on détermine une valeur du paramètre grâce à cette fonction de conversion de sorte à ce que l’intensité lumineuse d’un pixel réellement émis par cette source lumineuse corresponde sensiblement à sa valeur de consigne.
[8] On entend par contrôle d’une source lumineuse le contrôle de son intensité lumineuse à une valeur nulle pour l’extinction du pixel lumineux correspondant, la diminution de son intensité lumineuse pour l’atténuation du pixel correspondant, le contrôle de son intensité lumineuse à une valeur maximum prédéterminée pour le rallumage du pixel correspondant, ou encore l’augmentation de son intensité lumineuse pour le rehaussement du pixel correspondant.
[9] Avantageusement, ledit signal électrique est un signal électrique modulé en largeur d’impulsion, ledit paramètre étant le rapport cyclique de ce signal électrique.
[10] Dans un mode de réalisation de l’invention, l’étape de définition préalable de la fonction de conversion comprend une sous-étape de mesure unique de l’intensité lumineuse du faisceau lumineux émis par le module lumineux lorsque le contrôleur applique à toutes les sources lumineuses un même signal électrique présentant une même valeur prédéterminée dudit paramètre. Il est ainsi supposé que les phénomènes d’interférence entre les sources lumineuses voisines sont homogènes, de sorte à simplifier les opérations de calcul du contrôleur. Par exemple, la sous-étape de mesure peut consister en la mesure de l’intensité maximum du faisceau lumineux émis. Le cas échéant, la sous-étape de mesure peut être réalisée par application à toutes les sources lumineuses d’un signal électrique modulé en largeur d’impulsion présentant un même rapport cyclique inférieur à
100%, par exemple égal à 20% ou à 30%. On évite ainsi de soumettre les sources lumineuses à de fortes contraintes thermiques lors de l’étape de définition de la fonction de conversion. De préférence, la fonction de conversion préalablement définie est une fonction linéaire dont le coefficient est égal au rapport entre l’intensité lumineuse mesurée et la valeur prédéterminée dudit paramètre.
[11 ] Avantageusement, la fonction de conversion est définie pour l’ensemble du module lumineux, ou en d’autres termes, la fonction de conversion est la même pour toutes les sources lumineuses du module lumineux. Selon une variante de l’invention, la fonction de conversion peut être décomposée en sous-fonctions, chacune étant attribuée à des groupes de sources lumineuses, voire à des sources lumineuses uniques et étant définie selon la position géographique de la source lumineuse ou du groupe de sources lumineuses à laquelle ou auquel elle est attribuée. [12] Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’étape de définition préalable de la fonction de conversion peut comprendre plusieurs sous-étapes de mesure de l’intensité lumineuse du faisceau lumineux émis par le module lumineux lorsque le contrôleur applique à toutes les sources lumineuses un même signal électrique présentant plusieurs valeurs prédéterminées dudit paramètre. Le cas échéant, la fonction de conversion préalablement définie peut être une fonction non linéaire extrapolée à partir des valeurs d’intensité lumineuse mesurées, par exemple une fonction logarithmique ou une fonction polynomiale.
[13] Avantageusement, l’étape de définition préalable de la fonction de conversion comprend le stockage de ladite fonction dans une mémoire du contrôleur.
[14] Avantageusement, l’étape de réception d’une pluralité de valeurs de consigne pour rémission d’un faisceau lumineux pixélisé souhaité peut comprendre une sous-étape de réception d’une image numérique du faisceau lumineux pixélisé souhaité, une sous-étape de fractionnement de ladite image numérique en une pluralité de régions, chaque région étant associé à l’une des sources lumineuses du module lumineux et une sous-étape de calcul d’une valeur de consigne pour chacune des sources lumineuses du module lumineux à partir de la région associée à cette source lumineuse. En d’autres termes, l’image numérique est fractionnée en autant de régions que le module lumineux comprend de sources lumineuses, chaque région correspondant au pixel pouvant être émis par l’une de ces sources lumineuses. Par exemple, la valeur de consigne attribuée à chacune des sources lumineuses peut correspondre à l’intensité lumineuse moyenne dans la région associée à cette source lumineuse.
[15] Avantageusement, l’étape de détermination des valeurs dudit paramètre comprend le calcul de l’image de chaque valeur de consigne par la fonction réciproque de la fonction de conversion préalablement définie.
[16] Selon un exemple de réalisation de l’invention, le faisceau lumineux pixélisé est un faisceau lumineux comprenant une pluralité de pixels, par exemple 500 pixels de dimensions comprises entre 0,05° et 0,30°, par exemple 0,28°, répartis selon une pluralité de lignes et de colonnes, par exemple 20 lignes et 25 colonnes.
[17] On entend par source lumineuse toute source de lumière éventuellement associée à un élément électro-optique, capable d’être activée et contrôlée sélectivement pour émettre un faisceau lumineux élémentaire dont l’intensité lumineuse est contrôlable. Il pourra notamment s’agir d’une puce à semi-conducteur émettrice de lumière, d’un élément émetteur de lumière d’une diode électroluminescente pixélisée monolithique, d’une portion d’un élément convertisseur de lumière excitable par une source de lumière ou encore d’une source de lumière associée à un cristal liquide ou à un micro-miroir.
[18] L’invention a également pour objet un programme d'ordinateur comprenant un code de programme qui est conçu pour mettre en oeuvre le procédé selon l’invention.
[19] L’invention a également pour objet un support de données sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon l’invention.
[20] La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :
[21] [Fig 1] représente schématiquement et partiellement un dispositif lumineux d’un véhicule automobile ;
[22] [Fig 2] représente un procédé de contrôle du dispositif lumineux de la [Fig 1] selon un mode de réalisation de l’invention ;
[23] [Fig 3] représente un exemple de faisceau lumineux pixélisé émis par le dispositif lumineux de la [Fig 1] lors d’une étape du procédé de la [Fig 2] ;
[24] [Fig 4] représente un exemple d’image numérique reçue par le dispositif lumineux de la [Fig 1] lors d’une étape du procédé de la [Fig 2] ; et
[25] [Fig 5] représente un exemple de fractionnement de l’image numérique de la [Fig 4] lors d’une étape du procédé de la [Fig 2]
[26] Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
[27] On a représenté en [Fig 1] un dispositif d’éclairage droit 1 d’un véhicule automobile, comportant deux modules lumineux 2 et 3. Le module lumineux 2 comporte une source de lumière 21 associée à une lentille 22 pour émettre un faisceau lumineux de type croisement. Le module lumineux 3 comporte une source de lumière pixélisée 31 associée à une lentille 32 pour émettre un faisceau lumineux pixélisé HD à haute résolution. Dans l’exemple décrit, la source lumineuse pixélisée 31 est une diode électroluminescente pixélisée monolithique dont chacun des éléments émetteurs de lumière forme une source lumineuse 31 i pouvant être activée et contrôlée sélectivement par un contrôleur intégré pour émettre un faisceau lumineux élémentaire dont l’intensité lumineuse est contrôlable et formant ainsi l’un des pixels du faisceau lumineux pixélisé. Dans l’exemple décrit, le faisceau lumineux pixélisé HD comprend environ 5000 pixels de dimensions 0,2°, répartis sur 135 colonnes et 37 lignes. [28] Le dispositif lumineux 1 comporte un contrôleur 5 agencé pour contrôler la source de lumière 21 et le contrôleur intégré de la source lumineuse pixélisée 31 de sorte à contrôler sélectivement l’allumage, l’extinction et la modification de l’intensité lumineuse de chacun des pixels du faisceau lumineux pixélisé ainsi que l’allumage ou l’extinction du faisceau, en fonction d’informations reçues d’un calculateur 6 du véhicule hôte.
[29] Plus spécifiquement, le contrôleur 5 reçoit de la part du calculateur 6 une image numérique d’un faisceau lumineux pixélisé à émettre définissant, par des niveaux de gris, les intensités lumineuses de ce faisceau. Comme il va être décrit par la suite, le contrôleur 5 définit, en fonction de cette image numérique et pour chacune des sources lumineuses 31 i , une valeur de rapport cyclique et transmet ces valeurs au contrôleur intégré de la source lumineuse pixélisée 31 , qui génère et applique à chacune des sources lumineuses 31 i un signal électrique modulé en largeur d’impulsion selon la valeur de rapport cyclique associée pour l’émission d’un pixel lumineux, l’ensemble des pixels formant ainsi le faisceau lumineux pixélisé devant être émis.
[30] On a représenté en [Fig 2] un procédé de contrôle du dispositif lumineux 1 notamment mis en œuvre par le contrôleur 5 et le contrôleur intégré de la source lumineuse pixélisée 31 .
[31 ] Dans une première étape E1 , par exemple réalisée à l’issue de la production du dispositif lumineux 1 ou avant la première mise en route du véhicule automobile embarquant le dispositif lumineux 1 , on va définir une fonction de conversion du module lumineux 3 entre les valeurs de rapport cyclique définis par le contrôleur 5 et l’intensité lumineuse des faisceaux lumineux élémentaires émis par les sources lumineuses 31 ij de la source lumineuse pixélisée 31.
[32] A cet effet, le contrôleur 5 va transmettre de façon séquentielle une pluralité de valeurs prédéterminées de rapport cyclique au contrôleur intégré de la source lumineuse pixélisée 31 de sorte à ce que la source lumineuse pixélisée 31 émette plusieurs faisceaux lumineux pixélisés complet présentant différentes intensités. Les valeurs prédéterminées sont des valeurs de rapport cyclique croissantes à intervalle régulier, de 0 à 100%. Toutes les sources lumineuses 31 ij sont ainsi contrôlées de la même manière, l’ensemble des pixels étant ainsi allumés pour chaque occurrence de rapport cyclique, chaque faisceau lumineux formant ainsi une « page blanche » d’intensité croissante. On a représenté en [Fig 3] un exemple de « page blanche » formé par le faisceau lumineux pixélisé HD émis par le module lumineux 3 pour un rapport cyclique de 20%. [33] Pour chaque occurrence de rapport cyclique, on mesure l’intensité maximum Imax du faisceau lumineux pixélisé émis par le module lumineux 3. Enfin, les différentes valeurs d’intensité lumineuses mesurées sont extrapolées pour définir une fonction de conversion entre rapport cyclique et intensité lumineuse effectivement émise. Dans l’exemple décrit, la fonction de conversion extrapolée est une fonction polynomiale du second degré définie par l’équation suivante :
[34] [Math. 1]
Im = 0,76 oc + 0,24 oc2, ou lm est l’intensité lumineuse effectivement émise et a est le rapport cyclique du signal électrique appliqué à la source lumineuse pixélisée 31
[35] A l’issue de l’étape E1 , la fonction de conversion est stockée dans une mémoire du contrôleur 5.
[36] Lors d’une étape E2, le contrôleur 5 reçoit du calculateur 6 une image numérique lm d’un faisceau lumineux pixélisé devant être émis par le module lumineux 3. Un exemple d’image numérique lm a été représenté en [Fig 4] Chacun des points de l’image numérique lm représente une intensité lumineuse du faisceau lumineux pixélisé souhaité dans un point de l’espace.
[37] Lors d’une étape E3, le contrôleur 5 fractionne l’image numérique lm en autant de régions Ri que la source lumineuse pixélisée 31 comprend de sources lumineuses 31 i,j, chaque région Rij étant ainsi associée à l’une de ces sources lumineuses 31 ij et correspondant en taille et en forme au pixel pouvant être émis par cette source lumineuse 31 ij. Un exemple d’image lm fractionnée a été représenté en [Fig 5].
[38] Lors d’une étape E4, le contrôleur 5 calcule, pour chacune des sources lumineuses 31 ij, une valeur de consigne l,j correspondant à l’intensité lumineuse moyenne de la région Rij associée à cette source lumineuse 31 ij. Cette valeur de consigne correspond ainsi à l’intensité lumineuse du pixel devant être émis par cette source lumineuse 31 ij de sorte à ce que l’ensemble des pixels forme le faisceau lumineux pixélisé souhaité.
[39] Lors d’une étape E5, le contrôleur 5 détermine à partir de chacune des valeurs de consigne l,j et à partir de la fonction de conversion préalablement définie une valeur de rapport cyclique a,j. Par exemple, la valeur de rapport cyclique peut être déterminée au moyen de la fonction réciproque de la fonction de conversion, définie par l’équation suivante :
[40] [Math. 2] a = 1,24-1 i j 0,241 i j 2 [41] Enfin, lors d’une étape E6, l’ensemble des valeurs de rapport cyclique ¾ sont transmise par le contrôleur 5 au contrôleur intégré de la source lumineuse pixélisée 31. Ce contrôleur intégré 31 Î génère et applique à chacune des sources lumineuses 31 i un signal électrique modulé en largeur d’impulsion selon la valeur de rapport cyclique associée ¾ pour l’émission d’un pixel lumineux dont l’intensité lumineuse correspond sensiblement à la valeur de consigne lij.
[42] La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, et notamment en proposant un procédé de contrôle d’un dispositif lumineux qui, par une définition empirique préalable d’une fonction de conversion entre rapport cyclique et intensité lumineuse effectivement émise, permet de prendre en compte et de compenser les interférences des sources lumineuses d’un module lumineux entre elles, de sorte que le faisceau lumineux pixélisé effectivement émis par le module lumineux respecte les consignes d’intensité lumineuse données au module lumineux. [43] En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. En particulier, on pourra envisager d’autres types de fonction de conversion que celle décrite, et en particulier des fonctions de conversion linéaires déterminées à partir d’une mesure unique de l’intensité lumineuse ou encore des fonctions de conversion composites définies pour chaque source lumineuse ou encore pour des groupes de sources lumineuses.)

Claims

Revendications [Revendication 1] [Procédé de contrôle d’un dispositif lumineux (1)d’un véhicule automobile comprenant au moins un module lumineux (3) comprenant une pluralité de sources lumineuses (31 i ), chacune des sources lumineuses étant agencée pour émettre un pixel lumineux, et un contrôleur (5) apte à contrôler sélectivement chacune des sources lumineuses en lui appliquant un signal électrique présentant un paramètre de valeur déterminée (¾) pour l’émission d’un pixel lumineux d’intensité lumineuse donnée, le procédé comportant les étapes suivantes :
(E1 ) Définition préalable d’une fonction de conversion du module lumineux de la valeur dudit paramètre en une intensité lumineuse émise par les sources lumineuses par au moins une mesure de l’intensité lumineuse (Imax) émise par les sources lumineuses lorsque le contrôleur leur applique un signal électrique présentant une valeur prédéterminée dudit paramètre;
- (E2, E3, E4) Réception d’une pluralité de valeurs de consigne (lij) pour l’émission d’un faisceau lumineux pixélisé souhaité (HD), chaque valeur de consigne étant une intensité lumineuse d’un pixel lumineux du faisceau lumineux pixélisé souhaité à émettre par l’une des sources lumineuses dudit module lumineux ;
- (E5) Détermination à partir de chaque valeur de consigne d’une valeur dudit paramètre (<¾) à l’aide de ladite fonction de conversion préalablement définie;
- (E6) Contrôle de chacune des sources lumineuses (31 ij) en lui appliquant ledit signal électrique présentant ladite valeur déterminée dudit paramètre pour l’émission du faisceau lumineux pixélisé.
[Revendication 2] Procédé de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel ledit signal électrique est un signal électrique modulé en largeur d’impulsion, ledit paramètre étant le rapport cyclique (¾) de ce signal électrique. [Revendication 3] Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de définition préalable (E1) de la fonction de conversion comprend une sous-étape de mesure unique de l’intensité lumineuse (Imax) du faisceau lumineux (HD) émis par le module lumineux
(3) lorsque le contrôleur (5) applique à toutes les sources lumineuses (31 i,j) un même signal électrique présentant une même valeur prédéterminée dudit paramètre (¾).
[Revendication 4] Procédé de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel la fonction de conversion préalablement définie est une fonction linéaire dont le coefficient est égal au rapport entre l’intensité lumineuse mesurée (Imax) et la valeur prédéterminée dudit paramètre
(a ).
[Revendication 5] Procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’étape de définition préalable de la fonction de conversion comprend plusieurs sous-étapes de mesure de l’intensité lumineuse (Imax) du faisceau lumineux (HD) émis par le module lumineux (3) lorsque le contrôleur (5) applique à toutes les sources lumineuses (31 i ) un même signal électrique présentant plusieurs valeurs prédéterminées dudit paramètre (a,,,).
[Revendication 6] Procédé de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel la fonction de conversion préalablement définie est une fonction non linéaire extrapolée à partir des valeurs d’intensité lumineuse mesurées (Imax).
[Revendication 7] Procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’étape de définition préalable de la fonction de conversion comprend le stockage de ladite fonction dans une mémoire du contrôleur (5).
[Revendication 8] Procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’étape de réception d’une pluralité de valeurs de consigne (ij) pour l’émission d’un faisceau lumineux pixélisé (HD) souhaité comprend une sous-étape de réception d’une image numérique (Im) du faisceau lumineux pixélisé souhaité, une sous-étape de fractionnement de ladite image numérique en une pluralité de régions (R,,j), chaque région étant associé à l’une des sources lumineuses (31 ij) du module lumineux (3) et une sous-étape de calcul d’une valeur de consigne (lij) pour chacune des sources lumineuses du module lumineux à partir de la région associée à cette source lumineuse.
[Revendication 9] Procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’étape de détermination des valeurs dudit paramètre (¾) comprend le calcul de l’image de chaque valeur de consigne (lij) par la fonction réciproque de la fonction de conversion préalablement définie.
[Revendication 10] Programme d'ordinateur comprenant un code de programme qui est conçu pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 9 [Revendication 11] Support de données sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 10. I
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