WO2024013037A1 - Dispositif et systeme de localisation d'un objet - Google Patents

Dispositif et systeme de localisation d'un objet Download PDF

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WO2024013037A1
WO2024013037A1 PCT/EP2023/068944 EP2023068944W WO2024013037A1 WO 2024013037 A1 WO2024013037 A1 WO 2024013037A1 EP 2023068944 W EP2023068944 W EP 2023068944W WO 2024013037 A1 WO2024013037 A1 WO 2024013037A1
Authority
WO
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illumination
main
distributions
illumination modules
emitted
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/068944
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English (en)
Inventor
Ciprian Musat
Chloe BONASSI
Original Assignee
Valeo Comfort And Driving Assistance
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 Comfort And Driving Assistance filed Critical Valeo Comfort And Driving Assistance
Publication of WO2024013037A1 publication Critical patent/WO2024013037A1/fr

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    • 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
    • G01S7/481—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
    • 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
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data

Definitions

  • the present invention generally relates to a device for locating an object.
  • It relates more particularly to a device for locating an object positioned in a passenger compartment of a motor vehicle to control functions inside the passenger compartment such as, for example, audio, air conditioning, telephone, and other functions. navigation etc.
  • Object location devices comprising at least two light modules positioned on the same axis which illuminate an object and whose light reflected by said object is received by an optical receiver.
  • conventional triangulation methods are not applicable because the beams emitted by the light modules are aligned on the same axis. Therefore, in this configuration, the deduction of position information from the reflected beams is only possible from at least two beams of light which each have variable intensities in space as a function of the direction of broadcast.
  • the light modules making it possible to obtain variable intensities in space as a function of their direction of emission are usually obtained by specific light guides coupled to light sources.
  • These light guides have complex shapes and therefore require high alignment requirements with their light source and with other elements present in the tracking device. As a result, an alignment error penalizes the performance of the object location device.
  • these devices are complex to implement, which also raises problems with the cost of producing such a device.
  • the present invention proposes a device for locating an object comprising:
  • each illumination module being arranged to emit a beam, called emitted beam, following a direction of propagation;
  • said device further comprising:
  • each beam emitted by one of said at least two illumination modules has a main light distribution obtained by combination of at least two secondary light distributions, said device further comprising at least one optical component arranged to obscure part of said at least two secondary light distributions, one of said secondary light distributions being arranged to superimpose at least in part on another of said secondary light distributions.
  • the device according to the present disclosure makes it possible to obtain in a simple manner emitted beams which each have a main distribution which varies in space.
  • Such a solution is easy to implement, to implement and inexpensive since the device is made from standard components which are more easily arranged in the device according to the present disclosure. They also require fewer adjustments. As a result, the device according to the present disclosure is more easily modular or modifiable.
  • the term light distribution means the representation of the radiation diagram of the beam associated with this light distribution. This light distribution can be represented either by its spatial distribution or associated spatial distribution or by its angular distribution or associated angular distribution.
  • the term total angular extent means the total angular aperture or the total angular range of the angular distribution of the light distribution.
  • each light source preferably has a total angular extent having symmetry around its optical axis.
  • each total angular extent has a maximum point positioned on the optical axis of the light source.
  • [001 1] Thanks to the total angular extent or total angular opening, we define a half-angle, also known in English by the term “half angle”.
  • the half angle corresponds to half of the total angular tension or total angular opening.
  • the intensity of the emission of the light source emitted at this angle is worth half of the intensity emitted at the center, that is to say half of the intensity emitted along of the optical axis of the light source.
  • the main light distribution emitted by one of said at least two illumination modules is arranged to illuminate, in a vertical direction, at least in part the same area of space as the at least one other main light distribution emitted by the at least one other of said at least two illumination modules so as to locate the object along a vertical direction of the plane.
  • each secondary distribution of one of said at least two illumination modules is arranged to illuminate, in a vertical direction, at least in part the same zone of space as at least one said at least two secondary distributions of at least one other of said at least two illumination modules.
  • the device comprises at least two other illumination modules positioned on said plane, said at least one detection circuit being positioned between said at least two illumination modules and said at least one detection circuit. minus two other modules illumination, the main light distribution emitted by one of said at least two illumination modules is arranged to illuminate, in a horizontal direction, at least in part the same area of space as the at least one main light distribution emitted by the at least one other of said at least two other illumination modules, so as to be able to locate the object along a horizontal direction of the plane in order to obtain the position of said object in three dimensions.
  • each illumination module comprises at least two distinct light sources each emitting an initial beam presenting one of said secondary light distributions.
  • said at least two light sources are aligned along a main axis which is parallel or orthogonal to an axis of said plane.
  • each illumination module comprises a light source arranged to emit an initial beam in a light guide, said light guide being arranged to emit said at least two light distributions secondary.
  • each main light distribution has a maximum point relating to a maximum light intensity, each maximum point of the main light distributions being separated angularly by at least ten degrees from the other maximum points of the other main light distributions in a vertical direction.
  • each illumination module comprises an optical axis, the optical axis of said at least two illumination modules being inclined relative to each other at an angle between 10 and 90 degrees.
  • each secondary light distribution comprises an angular distribution distinct from the angular distribution of at least one other of said secondary light distributions of the same illumination module.
  • each main light distribution has a total angular extent of between 10 and 90 degrees, preferably between 20 and 60 degrees.
  • each secondary light distribution has a total angular extent of between 20 and 150 degrees, of preferably between 50 and 120 degrees.
  • At least one of said secondary angular distributions has a total angular extent of between 20 and 60 degrees, preferably between 30 and 50 degrees while the at least another of said at least two secondary angular distributions has a total angular extent of between 45 and 150 degrees, preferably between 70 and 120 degrees.
  • At least one of said secondary angular distributions has a total angular extent with a half-angle of between 20 and 45 degrees, preferably between 20 and 25 degrees while the at least one other of said at least two secondary angular distributions has a total angular extent with a half-angle of between 40 and 80 degrees, preferably between 50 and 70 degrees.
  • said at least one optical component is arranged to obscure at least half of said at least two secondary light distributions of the same illumination module.
  • the at least one optical component is an absorbing element or an optical beam deflecting element.
  • said at least two illumination modules are arranged on either side of said at least one optical component.
  • the beam emitted is an infrared beam.
  • the beam emitted by each illumination module is a pulsed beam.
  • said pulsed beam has at least one pulse of at least ten microseconds.
  • said device further comprises a control circuit configured to activate the at least two illumination modules alternately.
  • said at least two illumination modules are arranged symmetrically with respect to an axis of said plane.
  • the position of said object is determined as a function of a chart linking a ratio between an intensity of one of said at least two reflected beams and an intensity of another of said at least two beams think about it.
  • the invention also proposes a system comprising:
  • - a display screen arranged to extend in two directions, called respectively main vertical direction and main horizontal direction, said at least two illumination modules and said at least one detection circuit being aligned in said main horizontal direction.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a chart for going back to an angular position of an object as a function of variations in intensity of two reflected beams coming from each illumination module of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a first embodiment of an illumination module used in the device according to the present disclosure
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of an illumination module used in the device according to the present disclosure.
  • FIG. 5 is a first embodiment of an arrangement of two illumination modules as well as a detection circuit in a device according to the present disclosure
  • FIG. 6 is a schematic representation of two main light distributions obtained by the arrangement illustrated in Figure 5;
  • FIG. 7 is a second embodiment of an arrangement of two illumination modules as well as a detection circuit in a device according to the present disclosure;
  • FIG. 8 is a schematic representation of two main light distributions obtained by the arrangement illustrated in Figure 7;
  • FIG. 9 is a perspective view of one embodiment of a system according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a profile view of the first embodiment of the system according to the present disclosure.
  • FIG. 1 1 is a front view of the first embodiment of the system according to the present disclosure.
  • a first embodiment of a device 100 for locating an object 5 according to the present disclosure will be described using Figures 1, 2, 3, 5 and 6.
  • the The object can be associated with a hand of an individual positioned facing the device 100.
  • the device 100 illustrated in Figure 1 comprises in this example two illumination modules 10, denoted respectively 10A, 10B, a detection circuit 20, a calculation unit 30 and an optical component 40.
  • the unit of calculation 30 of the device 100 can be a computer, a processor or any other electronic element making it possible to implement a succession of commands and/or calculations.
  • each illumination module 10 is arranged to emit a beam, called emitted beam F, in a direction of propagation 17.
  • the detection circuit 20 is arranged to receive two reflected beams. Each reflected beam is associated with a reflection, on said object 5, of the beam F emitted by one of the two illumination modules 10. As a result, each reflected beam is associated with an illumination module 10.
  • the calculation unit 30 is arranged to determine the position of the object 5 by analysis of the two reflected beams.
  • each beam F emitted by the two illumination modules 10 has a main light distribution 13 obtained by combining at least two secondary light distributions 14.
  • the device 100 further comprises an optical component 40 arranged to hide a part of said at least two secondary light distributions, one of said secondary light distributions 14i being arranged to overlap at least in part with another of said secondary light distributions 142.
  • Figure 3 illustrates a first embodiment of the illumination module 10 of the device 100 emitting an emitted beam F.
  • the illumination module 10 illustrated in Figure 3 comprises at least two light sources
  • the two light sources 1 1, 12 illustrated in Figure 3 are each arranged to emit an initial beam 15.
  • Each initial beam 15 emitted by the light sources 1 1, 12 has a secondary light distribution 14.
  • the secondary light distribution 14i is emitted by the light source 11 while the light distribution 142 is emitted by the light source
  • the two secondary light distributions 14i and 142 overlap (here following a secondary overlap zone 19) thus creating the main light distribution 13 by combining the two secondary light distributions 14i, 142.
  • the properties of the emitted flux F therefore depend on the initial beams 15 emitted by the two light sources 11, 12. Consequently the main light distribution 13 is a function of the properties of the secondary light distributions 14i, 142, in particular the properties of the secondary light distributions in the secondary overlap zone 19.
  • properties of the secondary light distributions we mean at least one of the characteristics listed below:
  • the illumination module 10 in Figure 3 is composed of standard components, it is easy to implement and inexpensive. In addition, these components require few adjustments or very easy adjustments to implement compared to the use of light modules composed of complex light guides.
  • the two secondary distributions 14i, 142 of the initial beam 15 emitted by the two light sources 1 1, 12 each have a secondary propagation direction 1 1 1, 1 12.
  • the directions secondary propagation 1 1 1, 1 12 are aligned on the same axis P to within 0.3 millimeters and are parallel to the direction of propagation 17 of the emitted beam F.
  • the secondary light distributions 14i, 142 each have a secondary maximum point 113, 1 14 which relates to a maximum intensity of the secondary light distribution 14i, 142 with which it is associated.
  • these secondary maximum points 1 13, 1 14 are aligned on the same axis, here the axis P.
  • the maximum point 1 13 has an angular position on its distribution associated secondary light 14i which is equivalent to the angular position of the maximum point 1 14 associated with the secondary light distribution 142.
  • Such an arrangement makes it possible to obtain a main distribution 13 with a single maximum point 133 of intensity.
  • the optical component 40 is positioned in the illumination module 10 illustrated in Figure 3. Preferably, it is arranged to obscure a part 18 of the secondary light distributions 14i, 142.
  • the optical component 40 is thus positioned to cut off part of the secondary light distributions 14i, 142, in particular a part positioned after the secondary maximum point 1 13, 1 14 of each secondary light distribution 14i, 142.
  • the optical component 40 for each initial beam 15, only the part of the secondary distribution 14i or 142 oriented on the side not obscured by the optical component 40 (ie on the other side of the maximum point 113, 114) is preserved.
  • optical component 40 makes it possible to select in a simple and inexpensive manner the parts of the secondary light distributions 14i, 142 which will form the main light distribution 13.
  • the optical component 40 is an absorbent element arranged to absorb part of the two secondary distributions 14i, 142.
  • the optical component 40 can be an optical beam deflector element.
  • the optical component 40 is arranged to obscure half of the two secondary light distributions 14i, 142. Such an arrangement further improves plus the simplicity of the selection function of the optical component 40 explained previously.
  • the two secondary light distributions 14i, 142 each have their own total angular extent or total angular aperture.
  • the secondary light distribution 14i has an angular distribution different from the angular distribution of the secondary light distribution 142.
  • the variation of the secondary light distributions 14i, 142 are different.
  • the secondary light distribution 14i has a total angular extent less than a total angular extent of the secondary light distribution 142.
  • the total angular extent of the secondary light distribution 14i is 50.0 degrees (°) while the total angular extent of the secondary light distribution 142 is 120.0 degrees.
  • the half-angle of the secondary light distribution 14i is 25.0 degrees while the half-angle of the secondary light distribution 142 is 60.0 degrees.
  • Such a configuration makes it possible to obtain a main distribution 13 having an angular extent which is a function of the angular extent of the two secondary light distributions 14i, 142.
  • the total angular extent of the main light distribution 13 is obtained from the non-obscured parts of the secondary light distributions 14i, 142.
  • this makes it possible to obtain a main light distribution 13 with an extended angular extent and which presents high intensities over a first angular range 136 which is substantially proportional to the secondary light distribution 14i and lower intensities over a second angular range 137 which is proportional to the secondary light distribution 142.
  • the first angular range 136 is lower than the second angular range 137, which makes it possible to obtain an emitted beam F with a directive part of high intensity on the first angular range 136 and a less directive part on the second angular range 137 and having lower intensities compared to the intensities of the main light distribution 13 over the first angular range 136.
  • the total angular extent of the main light distribution 13 shown in Figure 3 is of the order of 60 degrees to within 10 degrees, i.e. of the order of the half-angle of the secondary light distribution 142 (of greatest total angular extent). [0065] Such characteristics make it possible to obtain in a simple and inexpensive manner an extended main light distribution 13 which varies in space.
  • the variation of the main light distribution can be modeled in a simple manner (by varying the total angular extents or half-angles of the total angular extents of the secondary light distributions 14i, 142) to obtain a good signal-to-noise ratio in desired areas of detection.
  • the two light sources 11, 12 are preferably light diodes emitting in the infrared, preferably in the near infrared between 780 nanometers and 1400 nanometers. In this way, the emitted beam F does not disturb the vision of an individual in a vehicle.
  • the two light sources 1 1, 12 emit at the same wavelength of 890 nanometers.
  • the two light sources 1 1, 12 are pulsed sources emitting pulses of at least 10 microseconds, preferably 10 microseconds.
  • the beam F emitted by the illumination module 10 of FIG. 3 is a pulsed beam which has pulses depending on the pulses of the two light sources 1 1, 12.
  • the beam emitted F from the illumination module 10 illustrated in Figure 3 has pulses of at least ten microseconds, preferably equal to 10 microseconds.
  • Such an arrangement makes it possible to facilitate processing and analysis of the reflected beams to provide the position information of said object 5.
  • Figure 4 illustrates a second embodiment of illumination module 10 of device 100. Only the differences with Figure 3 will be described.
  • the illumination module 10 comprises a single light source 11 and a light guide 16.
  • the light source 11 illustrated in Figure 4 is arranged to emit an initial beam 15 in the light guide 16, in particular at a first end 161 of the light guide 16.
  • the light guide 16 is arranged to emit several secondary distributions 14.
  • at least four secondary distributions, numbered 14i, 142, 143, 144 are formed from the light guide 16.
  • Each secondary distribution 14 of the example illustrated in Figure 4 is arranged to propagate along a direction of secondary propagation, numbered respectively 1 1 1, 1 12, 1 13, 114.
  • each secondary distribution 14 is arranged to overlap with its adjacent secondary distributions.
  • Combining four secondary light distributions 14 makes it possible to sample a detection zone more finely. The precision of the measurement is therefore increased. Such precision can be obtained with the illumination module of the example illustrated in Figure 3 by increasing the number of light sources 1 1, 12. These additional light sources can also have distinct angular extents or half angles distinct total angular openings.
  • the combination of the main light distributions 13 of each illumination module 10A, 10B define the detection zone associated with the device 100.
  • the detection zone is defined as a function of the total angular extent of each main light distribution 13 of the device 100 for an object-detection circuit distance 20 varying between 1.0 centimeter and 30.0 centimeters.
  • the detection zone is defined along a horizontal direction 3 of plane 1 and along a vertical direction 2 of plane 1.
  • the device 100 comprises a plurality of optical elements 40 which are incorporated in the light guide 16. There are as many secondary light distributions 14 as optical elements 40. Thus , each optical element 40 is associated with a secondary light distribution 14 to obscure a part 18 of this secondary light distribution 14. Here, half of each secondary distribution 14 is obscured by the optical component 40. Such an arrangement makes it possible to easily modulate the main light distribution 13.
  • the secondary light distributions 14 have a total angular extent with a half-angle which is arranged to increase as a function of the propagation of the initial beam 15 in the light guide 16.
  • Such arrangement makes it possible to obtain a main light distribution 13 which has a variation in light intensity (or intensity profile) which varies progressively as a function of an emission angle associated with the main light distribution 13.
  • Such a guide is more easy to implement and tune.
  • the two illumination modules 10 of the device 100 illustrated in Figure 1 are similar.
  • the device 100 can comprise two light modules 10 as illustrated in the example of Figure 3.
  • another light source 12 arranged to emit another initial beam 15 at the second end 162 of the light guide 16 makes it possible to obtain a second illumination module 10 used in the device 100.
  • Such an arrangement avoids using a second light guide 16, which also avoids additional adjustments which can be tedious.
  • the other light module 10 can comprise the same elements illustrated in Figure 4.
  • the light guide 16 of each illumination module 10 can be superposed, each guide of light 16 being arranged to form a main light distribution 13 inverted with respect to the other light guide belonging to the other illumination module 10.
  • Figure 6 illustrates an example of two main distributions 13, numbered 131, 132 obtained by the device 100 illustrated in Figure 1 via two illumination modules 10 illustrated according to the example of Figure 3 or 4
  • the main distributions 131, 132 obtained are oriented along the vertical direction 2 of the plane 1 (i.e. along the y axis).
  • the two main light distributions 131, 132 have a similar variation (in intensity). They both present a variation in intensity which varies in space. However, the two main light distributions 131, 132 are inverted relative to each other. In addition, the two main light distributions 131, 132 are superimposed on an overlapping part denoted 134. Thus, the illumination modules 10A and 10B are arranged to illuminate, preferably separately, the same zone of space defined in this example by the overlapping zone 134. Such an arrangement makes it possible to sample the detection zone continuously. The overlap zone 134 is oriented in this example in a vertical direction 2. [0078] Following this example, the two main light distributions 131, 132 each have a maximum point 133.
  • the two maximum points 133 illustrated in Figure 6 are separated angularly (distance 135 in Figure 6) by at least ten degrees along of the vertical direction 2, making it possible to easily associate each reflected beam with an illumination module 10 in order to determine the position of said object 5 in the vertical direction 2 (ie along the vertical axis y).
  • the two illumination modules 10 of the device 100 are configured to emit their emitted beam F alternately.
  • the two main light distributions 131, 132 will be emitted alternately, making it possible to more easily associate the reflected beam received with the beam F emitted by the illumination module 10 in order to find the position of the object 5.
  • Such characteristics further improve the ease of implementation of the device 100.
  • the two secondary light distributions 131, 132 are arranged to illuminate (alternately) the same area of space, i.e. the overlapping part 134, it is not necessary to use a function linearization linking the intensity of the reflected beam associated with the emitted beam F of module 10A to the intensity of the received beam associated with the emitted beam F of module 10B.
  • the processing carried out by the calculation unit 30 is therefore easier to implement and less costly in calculation time.
  • the arrangement 100 illustrated in Figure 1 optionally comprises a control circuit 50 configured to activate the two illumination modules 10A, 10B alternately.
  • Figure 2 illustrates an example of a chart making it possible to find the position of the object 5 in the vertical direction 2 from the reflected beams coming from the main light distributions 131, 132 of each illumination module 10A and 10B illustrated in Figure 6.
  • the chart as illustrated in Figure 2 is pre-recorded, for example in an external memory linked to the device 100 or an internal memory of the calculation unit 30. According to an example, this chart was recorded in using a target associated with an object 5 to be detected which has a gray of 18% (reflectance of 10%).
  • the target was moved in space (ie in the detection zone, in particular along the vertical direction 2 for different positions along a horizontal axis x of the plane 1) at a distance from the detection circuit 20 varying between 5 mm for two-dimensional detection along the vertical axis y (vertical direction 2 of plane 1) and 150 mm when three-dimensional detection is carried out (figures 9, 10, 1 1).
  • the beams reflected by the target were recorded.
  • the zero angular position w is associated with an object 5 positioned opposite the detection circuit 20 (along its optical axis)
  • the variation in intensity of the beam reflected by the illumination module 10A is associated with the variation denoted 201 while the variation in intensity of the beam reflected by the illumination module 10B is associated with the variation denoted 202.
  • each reflected beam of intensity IA OR IB received by the detection circuit 20 is associated with an illumination module 10A or 10B of the device 100 and therefore to the intensity variation 201 or 202.
  • the intensity value of each reflected beam IA and IB received by the detection circuit 20 can thus be associated with the angular position Wverticai by means of a conversion table.
  • the following ratio Rverticai allows you to find the angular position with the pre-recorded conversion table which associates with each ratio value Rverticai, an angular position or an angle Wverticai:
  • the distance T between the object 5 and the detection circuit 20 is determined by the following formula:
  • the position of said object 5 is determined according to polar coordinates by the angle wverticai and the distance between object 5 and the detection circuit 20. It is therefore possible from the angle wverticai and the distance T between the object 5 and the detection circuit 20 to find the Cartesian coordinates in two dimensions along the vertical direction 2 of the plane 1 ( vertical axis y) from classic trigonometric formulas.
  • the three-dimensional position of the object can be obtained from a device according to the present disclosure comprising two other illumination modules 10 positioned on said plane 1.
  • the detection circuit 20 is positioned between the two illumination modules 10 and the two other illumination modules 10 ( Figures 9-10).
  • the main light distribution 13 emitted by one of said two illumination modules 10 is arranged to illuminate, in a horizontal direction 2, at least in part the same zone of space as the at least one other distribution main light 13 emitted by one of the two other illumination modules 10.
  • Figure 5 illustrates a first example of arrangement of two illumination modules 10, denoted respectively 10A and 10B, with a detection circuit 20 and an optical component 40 in the device 100.
  • the illumination modules 10A, 10B and the detection circuit 20 are positioned in the same plane 1.
  • the plane 1 is arranged to extend in the vertical direction 2 and the horizontal direction 3.
  • the optical component 40 is positioned between the two illumination modules 10A and 10B and extends in a direction of elongation 41 which is orthogonal in the vertical direction 2 of plane 1.
  • the illumination modules 10A, 10B and the optical component 40 are aligned along a first main axis, denoted A1 while the detection circuit 20 is aligned along a second main axis, denoted A2, which is parallel to the first main axis A1.
  • the first main axis A1 and the second main axis A2 are parallel to the vertical direction 2.
  • the optical component 40 is positioned at a distance d from the detection circuit 20.
  • the distance d separating the optical component 40 from the detection circuit 20 is less at 10 millimeters, preferably less than 5 millimeters.
  • the optical component 40 is positioned equidistantly between the illumination modules 10A, 10B.
  • the optical component 40 is positioned at a distance e from the illumination modules 10A and 10B given for example by the distance between the light source 12A or 12B and a wall of the optical component 40 oriented towards the module side. illumination 10A or 10B.
  • There distance e is preferably less than 3 millimeters.
  • each illumination module 10A, 10B comprises the two light sources 1 1, 12, numbered 11 A and 12A for the light sources of the illumination module 10A and 1 1 B and 12B for the light sources of illumination module 10B.
  • the illumination modules 10A and 10B are similar to the illumination module 10 illustrated in Figure 3.
  • the light sources 1 1 A and 1 1 B each have a total angular extent (i.e. total angular opening) of 120.0 degrees (i.e. a half-angle of 60.0 degrees) while the light sources 12A and 12B each have a total angular opening of 50.0 degrees (i.e. a half-angle of 25.0 degrees). Therefore, according to this embodiment, the light sources 11 A and 1 1 B (i.e. light source having the highest total angular extent) are further away from the optical component 40 than the light sources 12A and 12B .
  • Arranging the light sources 11 A and 1 1 B having the highest total angular extents at a distance further from the optical component 40 makes it possible to avoid sharp cuts in the main light distribution 13 emitted by each of the modules. illumination 10A, 10B.
  • such an arrangement is more favorable for axial integration of the elements of the device 100 in a vehicle dashboard.
  • Figure 7 illustrates a second example of arrangement of two illumination modules 10 with a detection circuit 20 and an optical component 40 in the device 100. Only the differences with Figure 5 will be described.
  • the illumination module 10A is oriented along a first main axis denoted A1 and the illumination module 10B is oriented along a second main axis denoted A2.
  • the optical component 40 and the detection circuit 20 are aligned along a third main axis A3.
  • the first, second and third main axes A1, A2, A3 are parallel to each other and parallel to the direction of elongation 2 (vertical direction) of the plane 1, the third main axis A3 being positioned between the first and second main axes A1, A2. Therefore, in this arrangement, the illumination modules 10A, 10B are positioned symmetrically with respect to the third main axis A3.
  • each light source 1 1 A, 1 1 B and 12A, 12B is separated from the optical component 40 by the distance e, which means that the light sources 1 1 A and 1 1 B , 12A and 12B of the example of Figure 7 are not distant from the optical component 40 as a function of their total angular extent or half-angle, unlike the example illustrated in Figure 5.
  • Figure 8 illustrates an example of two main distributions 13, numbered 131, 132 obtained by the device 100 illustrated in Figure 1 via the arrangement illustrated in Figure 7. Only the differences with Figure 6 will be described . Following this example, the maximum points 133 of the two main distributions 131, 132 overlap. This makes it possible to obtain more continuous sampling than the example illustrated in Figure 6. In addition, this makes it possible to obtain an intensity variation linked to the main distributions 131, 132 continues. The main distributions 131, 132 are therefore directive in the same detection zone. However, the processing by the calculation unit 30 of the reflected beams can be more tedious and less precise than that of the example in Figure 6.
  • Figures 9, 10 and 11 illustrate an example of a system 1000 according to the present disclosure.
  • the system 1000 illustrated in Figures 9, 10 and 1 1 comprises a display screen 200 and two devices, denoted respectively 1 00G and 1 00D.
  • the display screen 200 is arranged to extend in two elongation directions 201, 202, called respectively main horizontal direction 201 and main vertical direction 202.
  • the display screen 200 can be inclined by an angle of inclination obtained by rotation of the display screen 200 around an axis parallel to the first main axis A1 or parallel to the main horizontal direction 201.
  • the angle of inclination is preferably less than 50 degrees.
  • the two devices 100G and 100D are identical and include a common detection circuit 20.
  • the device 100G positioned to the left of the detection circuit 20 comprises two illumination modules 10AG and 10BG separated by the optical element 40G and the device 100D positioned to the right of the detection circuit 20 comprises two illumination modules 1 OAD and 1 OBD separated by the 40D optical element.
  • the arrangement of the two illumination modules 10AG, 10AD, 10BG, 10BD and the optical element 40G and 40D of each device 100G and 100D can be similar to those presented in Figures 5 and 7.
  • the two devices 100G and 100D are identical. They are each composed of two illumination modules 10A, 10B.
  • Modules illumination modules 10AG and 10AD include light sources 11A and 12A and illumination modules 10BG and 10BD include light sources 11B and 12B.
  • the light sources 12A and 12B each have a lower total angular aperture than the light sources 1 1 A and 1 1 B.
  • the illumination modules 1 OAG and 1 OAD are aligned on the first main axis A1 which is parallel to the main horizontal direction 201 of the display screen 200 and the illumination modules 1 0BG and 10BD are aligned on the second main axis A2 which is parallel to the main horizontal direction 201 of the display screen 200.
  • the plane 1 of each device 100G and 100D is a plane of the display screen 200.
  • the optical elements 40G and 40D of each device 100G and 100D and the detection circuit 20 are aligned on the third main axis A3 which is parallel to the main horizontal direction 201 of the display screen 200.
  • the detection circuit 20 is positioned equidistant from the optical components 40G and 40D.
  • the distance d separating the detection circuit 20 from each optical component 40G and 40D preferably varies between 20.0 millimeters and 300.0 millimeters.
  • Figure 9 illustrates a profile view of the system 1000.
  • the illumination module 10AG comprises an optical axis OPTAG relating to a direction of illumination of the illumination module 10AG.
  • the optical axis can be defined as an axis passing through one of the light sources 11A, 12A and passing through the maximum 133 of the main distribution 131.
  • the OPTAG optical axis is parallel to the direction of propagation 17 of the emitted beam F by the illumination module 1 0AG.
  • the illumination module 10BG comprises an optical axis OPTBG relating to an illumination direction of the illumination module 10BG and defined similarly to the optical axis OPTAG of the illumination module 10AG.
  • the optical axis OPTBG is parallel to the direction of propagation 17 of the beam F emitted by the illumination module 10BG.
  • the optical axis OPTAG, OPTBG of the two illumination modules 10AG and 10BG are inclined relative to each other at an angle of between 10 and 90 degrees, the angle given between their maximum intensity point 133 respective.
  • the illumination module 1 0AG is arranged to illuminate a zone of space 8 (shown schematically on the first main axis A1), called high zone 8, of the detection zone while the illumination module 1 0BG is arranged to illuminate another zone of space 9 (shown schematically on the second main A2), called low zone 9, of the detection zone.
  • the high illumination zone 8 1 OAG is positioned higher along the main vertical direction 202 compared to the low illumination zone 9 of the module 1 0BG.
  • the main light distribution 131 of module 1 OAG, the main light distribution 132 of module 1 OBG are arranged to illuminate the same zone of space, the zone materialized by the overlap zone 134 illustrated in Figure 10 (or as illustrated in Figure 6), according to the vertical direction 2 of the plane 1, that is to say parallel to the main vertical direction 202 of the display screen 200.
  • Such an arrangement makes it possible to locate objects 5 along a vertical direction of space (long y axis) positioned in a zone of space 6 (schematized by axis 6), called left zone 6.
  • the main light distribution 131 of the OAD module 1, the main light distribution 132 of the OBD module 1 are arranged to illuminate the same other zone of space, the zone materialized by another overlapping zone 134 (equivalent to the overlap zone 134 illustrated in Figure 10 or in Figure 6), in the vertical direction 2 of the plane 1, that is to say parallel to the main vertical direction 202 of the display screen 200
  • Such an arrangement makes it possible to locate objects 5 along a vertical direction of space (long axis y) positioned in a zone of space 7 (schematized on axis 7), called straight zone 7.
  • the right zone 7 and left zone 6 thus have a different spatial position along the horizontal direction 3 or the main horizontal direction 201 (x axis).
  • the main light distribution 131 of module 1 OAG is arranged to illuminate, in the horizontal direction 3 of plane 1 or the main horizontal direction 201 of the display screen (along x axis), at least in part the same zone of the space (secondary overlap zone numbered 138) as the main light distribution 131 emitted by the illumination module 1 0AD.
  • Such an arrangement makes it possible to locate objects along a horizontal direction of space (long x axis) positioned in the high zone 8 (schematized on the first main axis A1) of the detection zone.
  • the main light distribution 132 of module 1 OBG is arranged to illuminate, in the horizontal direction 3 of plane 1 or the main horizontal direction 201 of the display screen (along x axis), at least in part the same area of space (other secondary overlap area 138) as the distribution main light 132 emitted by the illumination module 10BD.
  • Such an arrangement makes it possible to locate objects 5 along a horizontal direction of space (long axis x) positioned in the low zone 9.
  • the high zone 8 and the low zone 9 thus have a spatial position along the vertical direction 2 or the main vertical direction 202 (y axis) different.
  • the module 1 OAG and the module 1 OAD are arranged to simultaneously emit their emitted beam F and the modules 10BG, 10BD are arranged to simultaneously emit their emitted beam F, while the illumination modules 10AG, 10BG, and respectively the modules 10AD, 1 OBD, are alternated with respect to each other.
  • Such an arrangement makes it possible to find the three-dimensional position of the object 5.
  • Rverticai.6 Rverticai,7 can each be associated with an angular position Wvertical by means of a conversion table (pre-recorded chart). Such ratios make it possible to find the angular position Wvertical in the left 6 and right 7 zone in order to find the spatial position of the object along the vertical direction 2.
  • Rhonzomai.s Rhorizontai,9 can each be associated with an angular position Whorizontal by means of a conversion table (pre-recorded chart). Such ratios make it possible to find the angular position Whorizontal in the upper zone 8 and the lower zone 9 in order to find the spatial position of the object along the horizontal direction 3.
  • the position of said object 5 is determined from the different ratios which make it possible to go back to the polar coordinates of the object 5 by the angle Whorizontal, Wverticai and the distance T between the object 5 and the detection circuit 20. It is therefore possible from the angle Wverticai, Whorizontal and the distance T between the object 5 and the detection circuit 20 to find the Cartesian coordinates in three dimensions.
  • the devices 100G and 100D can be part of the same device 100 composed of 4 illumination modules 10.
  • the operation of such a system or such device is similar to the device or system described in this disclosure.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) de localisation d'un objet comprenant : - au moins deux modules d'illumination (10), chaque module d'illumination (10) étant agencé pour émettre un faisceau émis, - au moins un circuit de détection (20) agencé pour recevoir au moins deux faisceaux réfléchis, - une unité de calcul (30) agencée pour déterminer la position dudit objet par analyse desdits au moins deux faisceaux réfléchis, caractérisé en ce que chaque faisceau émis (F) par un desdits au moins deux modules d'illumination (10) présente une distribution lumineuse principale obtenue par combinaison d'au moins deux distributions lumineuses secondaires, ledit dispositif comprenant en outre au moins un composant optique (40) agencé pour occulter une partie desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires, une desdites distributions lumineuses secondaires étant agencée pour se superposer au moins en partie à une autre desdites distributions lumineuses secondaires.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF ET SYSTÈME DE LOCALISATION D’UN OBJET
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne de manière générale un dispositif de localisation d’un objet.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un dispositif de localisation d’un objet positionné dans un habitacle d’un véhicule automobile pour contrôler des fonctions à l'intérieur de l'habitacle comme par exemple des fonctions audios, de climatisation, de téléphonie, de navigation etc.
[0003] Elle concerne également un système de localisation d’un objet, de préférence positionné dans un habitacle d’un véhicule.
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0004] On connaît des dispositifs de localisation d’objet comprenant au moins deux modules de lumière positionnés sur un même axe qui éclairent un objet et dont la lumière réfléchie par ledit objet est réceptionnée par un récepteur optique. Suivant cet agencement, les méthodes classiques de triangulation ne sont pas applicables car les faisceaux émis par les modules de lumière sont alignés sur un même axe. De ce fait, dans cette configuration, la déduction de l’information de position à partir des faisceaux réfléchis n’est faisable qu’à partir d’au moins deux faisceaux de lumière qui présentent chacun des intensités variables dans l’espace en fonction de la direction d’émission.
[0005] Les modules de lumière permettant d’obtenir des intensités variables dans l’espace en fonction de leur direction d’émission sont habituellement obtenus par des guides de lumière spécifiques couplés à des sources de lumière. Ces guides de lumière présentent des formes complexes et nécessitent par conséquent de grandes exigences d’alignement avec leur source de lumière et avec les autres éléments présents dans le dispositif de localisation. De ce fait, une erreur d’alignement pénalise les performances du dispositif de localisation d’objet. En outre, ces dispositifs sont complexes à mettre en oeuvre, ce qui soulève aussi des problèmes de coût de production de tel dispositif.
PRESENTATION DE L'INVENTION [0006] Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un dispositif de localisation d’un objet comprenant :
- au moins deux modules d’illumination, chaque module d’illumination étant agencé pour émettre un faisceau, appelé faisceau émis, suivant une direction de propagation;
- au moins un circuit de détection agencé pour recevoir au moins deux faisceaux réfléchis, chaque faisceau réfléchi étant associé à une réflexion, sur ledit objet, du faisceau émis par un des au moins deux modules d’illumination, lesdits au moins deux modules d’illumination et ledit au moins un circuit de détection étant positionnés dans un même plan, ledit dispositif comprenant en outre :
- une unité de calcul agencée pour déterminer la position dudit objet par analyse desdits au moins deux faisceaux réfléchis, caractérisé en ce que chaque faisceau émis par un desdits au moins deux modules d’illumination présente une distribution lumineuse principale obtenue par combinaison d’au moins deux distributions lumineuses secondaires, ledit dispositif comprenant en outre au moins un composant optique agencé pour occulter une partie desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires, une desdites distributions lumineuses secondaires étant agencée pour se superposer au moins en partie à une autre desdites distributions lumineuses secondaires.
[0007] Grâce à l’agencement du composant optique et des distributions lumineuses secondaires, il est possible de modeler de manière simple les distributions principales des faisceaux émis. Ainsi, le dispositif selon la présente divulgation permet d’obtenir de manière simple des faisceaux émis qui présentent chacun une distribution principale qui varie dans l’espace. Une telle solution est facile à mettre en oeuvre, à implémenter et peu onéreuse puisque le dispositif est réalisé à partir de composants standards qui s’agencent plus facilement dans le dispositif suivant la présente divulgation. Ils nécessitent aussi moins de réglages. De ce fait, le dispositif selon la présente divulgation est plus facilement modulable ou modifiable.
[0008] Dans la suite, on entend par distribution lumineuse, la représentation du diagramme de rayonnement du faisceau associé à cette distribution lumineuse. Cette distribution lumineuse peut être représentée soit par sa distribution spatiale ou répartition spatiale associée ou soit par sa répartition angulaire ou distribution angulaire associée. [0009] Dans la présente divulgation on entend par étendue angulaire totale, l’ouverture angulaire totale ou la plage angulaire totale de la répartition angulaire de la distribution lumineuse.
[0010] Dans la présente divulgation, l’intensité émise par une source de lumière varie avec la direction d’émission. Chaque source de lumière présente de préférence une étendue angulaire totale présentant une symétrie autour de son axe optique. De préférence, chaque étendue angulaire totale présente un point maximum positionné sur l’axe optique de la source de lumière.
[001 1 ] Grâce à l’étendue angulaire totale ou ouverture angulaire totale, on définit un demi-angle, connu aussi en anglais par le terme « half angle ». Dans la présente divulgation, le demi-angle correspond à la moitié de tendue angulaire totale ou ouverture angulaire totale. On peut ainsi définir une limite d’éclairement, une courbe ou l’intensité de la lumière est réduite de moitié au niveau du demi-angle. Ainsi, au demi-angle, l’intensité de l’émission de la source de lumière émise à cet angle vaut la moitié de l’intensité émise au centre, c’est-à-dire la moitié de l’intensité émise le long de l’axe optique de la source de lumière.
[0012] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles sont énoncées ci-dessous.
[0013] Suivant un mode avantageux, la distribution lumineuse principale émise par un desdites au moins deux modules d’illumination est agencée pour éclairer, dans une direction verticale, au moins en partie une même zone de l’espace que l’au moins une autre distribution lumineuse principale émise par l’au moins un autre desdits au moins deux modules d’illumination de sorte à localiser l’objet le long d’une direction verticale du plan.
[0014] Suivant ce dernier mode de réalisation, chaque distribution secondaire d’un desdits au moins deux modules d’illumination est agencée pour éclairer, dans une direction verticale, au moins en partie la même zone de l’espace qu’au moins une desdites au moins deux distributions secondaires d’au moins un autre desdits au moins deux modules d’illumination.
[0015] Suivant un autre mode avantageux, le dispositif selon la présente divulgation comprend au moins deux autres modules d’illuminations positionnés sur ledit plan, ledit au moins un circuit de détection étant positionné entre lesdits au moins deux modules d’illumination et lesdits au moins deux autres modules d’illumination, la distribution lumineuse principale émise par un desdits au moins deux modules d’illumination est agencée pour éclairer, dans une direction horizontale, au moins en partie une même zone de l’espace que l’au moins une distribution lumineuse principale émise par l’au moins un autre desdits au moins deux autres modules d’illumination, de sorte à pouvoir localiser l’objet le long d’une direction horizontale du plan afin d’obtenir la position dudit objet en trois dimensions. [0016] Suivant un mode avantageux de la présente divulgation, chaque module d’illumination comprend au moins deux sources de lumière distinctes émettant chacune un faisceau initial présentant une desdites distributions lumineuses secondaires.
[0017] Dans un mode de réalisation, lesdites au moins deux sources de lumière sont alignées le long d’un axe principal qui est parallèle ou orthogonal à un axe dudit plan.
[0018] Suivant un autre mode de réalisation de l’invention, chaque module d’illumination comprend une source de lumière agencée pour émettre un faisceau initial dans un guide de lumière, ledit guide de lumière étant agencé pour émettre lesdites au moins deux distributions lumineuses secondaires.
[0019] Dans un autre mode de réalisation, chaque distribution lumineuse principale présente un point maximum relatif à une intensité lumineuse maximale, chaque point maximum des distributions lumineuses principales étant séparé angulairement d’au moins dix degrés des autres points maximums des autres distributions lumineuses principales selon une direction verticale.
[0020] Dans un mode de réalisation, chaque module d’illumination comprend un axe optique, l’axe optique desdits au moins deux modules d’illumination étant inclinés l’un par rapport à l’autre suivant un angle compris entre 10 et 90 degrés.
[0021 ] Dans un mode de réalisation, chaque distribution lumineuse secondaire comprend une distribution angulaire distincte de la distribution angulaire de l’au moins une autre desdites distributions lumineuses secondaires du même module d’illumination.
[0022] Dans un mode de réalisation, chaque distribution lumineuse principale présente une étendue angulaire totale comprise entre 10 et 90 degrés, de préférence entre 20 et 60 degrés.
[0023] Dans un mode de réalisation, chaque distribution lumineuse secondaire présente une étendue angulaire totale comprise entre 20 et 150 degrés, de préférence entre 50 et 120 degrés.
[0024] Dans un autre mode de réalisation, dans un même module d’illumination, au moins une desdites distributions angulaires secondaires présente une étendue angulaire totale comprise entre 20 et 60 degrés, de préférence entre 30 et 50 degrés alors que l’au moins une autre desdites au moins deux distributions angulaires secondaires présente une étendue angulaire totale comprise entre 45 et 150 degrés, de préférence entre 70 et 120 degrés.
[0025] Autrement dit, dans ce mode de réalisation, dans un même module d’illumination, au moins une desdites distributions angulaires secondaires présente une étendue angulaire totale avec un demi-angle compris entre 20 et 45 degrés, de préférence entre 20 et 25 degrés alors que l’au moins une autre desdites au moins deux distributions angulaires secondaires présente une étendue angulaire totale avec un demi-angle compris entre 40 et 80 degrés, de préférence entre 50 et 70 degrés.
[0026] Dans un mode de réalisation, ledit au moins un composant optique est agencé pour occulter au moins la moitié desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires d’un même module d’illumination.
[0027] Dans un mode de réalisation, l’au moins un composant optique est un élément absorbant ou un élément déflecteur de faisceau optique.
[0028] Dans un mode de réalisation, lesdits aux moins deux modules d’illumination sont agencés de part et d’autre dudit au moins un moins composant optique.
[0029] Dans un mode de réalisation, le faisceau émis est un faisceau infrarouge.
[0030] Dans un autre mode de réalisation, le faisceau émis par chaque module d’illumination est un faisceau impulsionnel.
[0031 ] Dans un mode de réalisation, ledit faisceau impulsionnel présente au moins une impulsion d’au moins dix microsecondes.
[0032] Dans un mode de réalisation, ledit dispositif comprend en outre un circuit de commande configuré pour activer les au moins deux modules d’illumination de manière alternée.
[0033] Dans un mode de réalisation, lesdits au moins deux modules d’illumination sont agencés de façon symétrique par rapport à un axe dudit plan.
[0034] Dans un mode de réalisation, la position dudit objet est déterminée en fonctiond’un abaque liant un ratio entre une intensité d’un desdits au moins deux faisceaux réfléchis et une intensité d’un autre desdits au moins deux faisceaux réfléchis.
[0035] L’invention propose également un système comprenant :
- un dispositif selon la présente divulgation,
- un écran d’affichage agencé pour s’étendre suivant deux directions, appelées respectivement direction verticale principale et direction horizontale principale, lesdits au moins deux modules d’illumination et ledit au moins un circuit de détection étant alignés suivant ladite direction horizontale principale.
[0036] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et 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.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0037] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0038] Sur les dessins annexés :
[0039] [Fig. 1 ] est une représentation schématique d’un exemple de mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention ;
[0040] [Fig. 2] est une représentation schématique d’un abaque pour remonter à une position angulaire d’un objet en fonction de variations en intensité de deux faisceaux réfléchis provenant de chaque module d’illumination du dispositif de la figure 1 ;
[0041 ] [Fig. 3] est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’un module d’illumination utilisé dans le dispositif suivant la présente divulgation ;
[0042] [Fig. 4] est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation d’un module d’illumination utilisé dans le dispositif suivant la présente divulgation ;
[0043] [Fig. 5] est un premier mode de réalisation d’un agencement de deux modules d’illumination ainsi qu’un circuit de détection dans un dispositif suivant la présente divulgation ;
[0044] [Fig. 6] est une représentation schématique de deux distributions lumineuses principales obtenues par l’agencement illustré en figure 5 ; [0045] [Fig. 7] est un deuxième mode de réalisation d’un agencement de deux modules d’illumination ainsi qu’un circuit de détection dans un dispositif suivant la présente divulgation ;
[0046] [Fig. 8] est une représentation schématique de deux distributions lumineuses principales obtenues par l’agencement illustré en figure 7 ;
[0047] [Fig. 9] est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un système suivant la présente divulgation ;
[0048] [Fig. 10] est une vue de profil du premier mode de réalisation du système suivant la présente divulgation ;
[0049] [Fig. 1 1 ] est une vue de face du premier mode de réalisation du système suivant la présente divulgation.
Dispositif
[0050] Un premier mode de réalisation d’un dispositif 100 de localisation d’un objet 5 suivant la présente divulgation va être décrit à l’aide des figures 1 , 2, 3, 5 et 6. A titre d’exemple, l’objet peut être associé à une main d’un individu positionnée au regard du dispositif 100.
[0051 ] Le dispositif 100 illustré en figure 1 comprend dans cet exemple deux modules d’illumination 10, notés respectivement 10A, 10B, un circuit de détection 20, une unité de calcul 30 et un composant optique 40. Avantageusement, l’unité de calcul 30 du dispositif 100 peut être un ordinateur, un processeur ou tout autre élément électronique permettant d’implémenter une succession de commandes et/ou de calculs.
[0052] Dans le dispositif 100, chaque module d’illumination 10 est agencé pour émettre un faisceau, appelé faisceau émis F, suivant une direction de propagation 17. Le circuit de détection 20 est agencé pour recevoir deux faisceaux réfléchis. Chaque faisceau réfléchi est associé à une réflexion, sur ledit objet 5, du faisceau émis F par un des deux modules d’illumination 10. De ce fait, chaque faisceau réfléchi est associé à un module d’illumination 10.
[0053] L’unité de calcul 30 est agencée pour déterminer la position de l’objet 5 par analyse des deux faisceaux réfléchis.
[0054] Suivant cet exemple, chaque faisceau émis F par les deux modules d’illumination 10 présente une distribution lumineuse principale 13 obtenue par combinaison d’au moins deux distributions lumineuses secondaires 14. Le dispositif 100 comprend en outre un composant optique 40 agencé pour occulter une partie desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires, une desdites distributions lumineuses secondaires 14i étant agencée pour se superposer au moins en partie à une autre desdites distributions lumineuses secondaires 142.
[0055] La figure 3 illustre un premier exemple de réalisation du module d’illumination 10 du dispositif 100 émettant un faisceau émis F. Le module d’illumination 10 illustré en figure 3 comprend au moins deux sources de lumière
1 1 , 12 distinctes.
[0056] Les deux sources de lumière 1 1 , 12 illustrées en figure 3 sont chacune agencées pour émettre un faisceau initial 15. Chaque faisceau initial 15 émis par les sources de lumière 1 1 , 12 présente une distribution lumineuse secondaire 14. A titre d’exemple, la distribution lumineuse secondaire 14i est émise par la source de lumière 11 alors que la distribution lumineuse 142 est émise par la source de lumière
12. Les deux distributions lumineuses secondaires 14i et 142 se superposent (ici suivant une zone de chevauchement secondaire 19) créant ainsi la distribution lumineuse principale 13 par combinaison des deux distributions lumineuses secondaires 14i , 142.
[0057] Suivant cet exemple, les propriétés du flux émis F dépend donc des faisceaux initiaux 15 émis par les deux sources de lumière 1 1 , 12. Par conséquent la distribution lumineuse principale 13 est fonction des propriétés des distributions lumineuses secondaires 14i, 142, notamment des propriétés des distributions lumineuses secondaires dans la zone de chevauchement secondaire 19. A titre d’exemple, par propriétés des distributions lumineuses secondaires, on entend au moins une des caractéristiques énumérées ci-dessous :
- la forme de la distribution lumineuse secondaire,
- son étalement défini par une étendue angulaire totale ou son ouverture angulaire totale,
- sa variation d’intensité spatiale,
- sa variation d’intensité angulaire,
- son spectre,
- la longueur d’onde associée au faisceau initial 15 de la distribution lumineuse secondaire, etc.
[0058] Un tel agencement permet de modeler simplement le faisceau émis F et la distribution lumineuse principale 13 associée à ce faisceau émis F. Aussi, le module d’illumination 10 de la figure 3 est composé de composants standards, il est facile à mettre en œuvre et peu onéreux. En outre, ces composants nécessitent peu de réglages ou des réglages très faciles à mettre en œuvre comparé à l’utilisation de module de lumière composé de guide de lumière complexe.
[0059] Suivant l’exemple illustré en figure 3, les deux distributions secondaires 14i , 142 du faisceau initial 15 émis par les deux sources de lumière 1 1 , 12 présentent chacune une direction de propagation secondaire 1 1 1 , 1 12. Les directions de propagation secondaires 1 1 1 , 1 12 sont alignées sur un même axe P à 0,3 millimètres près et sont parallèles à la direction de propagation 17 du faisceau émis F. Dans cet exemple, les distributions lumineuses secondaires 14i, 142 présentent chacune un point maximum secondaire 113, 1 14 qui est relatif à un maximum d’intensité de la distribution lumineuse secondaire 14i , 142 auquel il est associé.
[0060] Dans l’exemple de la figure 3, ces points maximums secondaires 1 13, 1 14 sont alignés sur un même axe, ici l’axe P. De ce fait, le point maximum 1 13 a une position angulaire sur sa distribution lumineuse secondaire associée 14i qui est équivalente à la position angulaire du point maximum 1 14 associée à la distribution lumineuse secondaire 142. Un tel agencement permet d’obtenir une distribution principale 13 avec un seul point maximum 133 d’intensité.
[0061 ] Dans cet exemple, le composant optique 40 est positionné dans le module d’illumination 10 illustré en figure 3. De préférence, il est agencé pour occulter une partie 18 des distributions lumineuses secondaires 14i, 142. Le composant optique 40 est ainsi positionné pour couper une partie des distributions lumineuses secondaires 14i, 142, notamment une partie positionnée après le point maximum secondaire 1 13, 1 14 de chaque distribution lumineuse secondaire 14i, 142. De ce fait, pour chaque faisceau initial 15, seule la partie de la distribution secondaire 14i ou 142 orientée du côté non occulté par le composant optique 40 (i.e. de l’autre côté du point maximum 1 13, 1 14) est conservée. L’utilisation d’un tel composant optique 40 permet de sélectionner de manière simple et de manière peu onéreuse les parties des distributions lumineuses secondaires 14i, 142 qui formeront la distribution lumineuse principale 13. Dans un mode de réalisation privilégié, le composant optique 40 est un élément absorbant agencé pour absorber une partie des deux distributions secondaires 14i, 142. Dans un autre mode de réalisation, le composant optique 40 peut être un élément déflecteur de faisceau optique. De préférence, le composant optique 40 est agencé pour occulter la moitié des deux distributions lumineuses secondaires 14i , 142. Un tel agencement améliore encore plus la simplicité de la fonction de sélection du composant optique 40 explicitée précédemment.
[0062] Les deux distributions lumineuses secondaires 14i, 142 ont chacune une étendue angulaire totale ou une ouverture angulaire totale propre. Optionnellement, la distribution lumineuse secondaire 14i a une distribution angulaire différente de la distribution angulaire de la distribution lumineuse secondaire 142. De ce fait, la variation des distributions lumineuses secondaires 14i, 142 sont différentes. Suivant cet exemple, la distribution lumineuse secondaire 14i présente une étendue angulaire totale inférieure à une étendue angulaire totale de la distribution lumineuse secondaire 142. A titre d’exemple, l’étendue angulaire totale de la distribution lumineuse secondaire 14i est de 50,0 degrés (°) alors que l’étendue angulaire totale de la distribution lumineuse secondaire 142 est de 120,0 degrés. Ainsi, suivant cet exemple, le demi-angle de la distribution lumineuse secondaire 14i est de 25,0 degrés alors que le demi-angle de la distribution lumineuse secondaire 142 est de 60,0 degrés.
[0063] Une telle configuration permet d’obtenir une distribution principale 13 présentant une étendue angulaire qui est fonction de l’étendue angulaire des deux distributions lumineuses secondaires 14i, 142.
[0064] L’étendue angulaire totale de la distribution lumineuse principale 13 est obtenue à partir des parties non occultées des distributions lumineuses secondaires 14i, 142. Ainsi, cela permet d’obtenir une distribution lumineuse principale 13 avec une étendue angulaire étendue et qui présente des intensités élevées sur une première plage angulaire 136 qui est sensiblement proportionnelle à la distribution lumineuse secondaire 14i et des intensités moins élevées sur une deuxième plage angulaire 137 qui est proportionnelle à la distribution lumineuse secondaire 142. Dans cet exemple, la première plage angulaire 136 est inférieure à la deuxième plage angulaire 137, ce qui permet d’obtenir un faisceau émis F avec une partie directive et de forte intensité sur la première plage angulaire 136 et une partie moins directive sur la deuxième plage angulaire 137 et présentant des intensités moins élevées comparées aux intensités de la distribution lumineuse principale 13 sur la première plage angulaire 136. A titre d’exemple, l’étendue angulaire totale de la distribution lumineuse principale 13 représentée en figure 3 est de l’ordre des 60 degrés à 10 degrés près, soit de l’ordre du demi-angle de la distribution lumineuse secondaire 142 (de plus grande étendue angulaire totale). [0065] De telles caractéristiques permettent d’obtenir de manière simple et peu onéreuse une distribution lumineuse principale 13 étendue et qui varie dans l’espace. La variation de la distribution lumineuse principale peut être modelée de manière simple (en jouant sur les étendues angulaires totales ou demis-angles des étendues angulaires totales des distributions lumineuses secondaires 14i , 142) pour obtenir un bon rapport signal sur bruit dans des zones souhaitées de détection.
[0066] Les deux sources de lumière 11 , 12 sont de préférence des diodes lumineuses émettant dans l’infrarouge, de préférence dans le proche infrarouge entre 780 nanomètres et 1400 nanomètres. De cette façon, le faisceau émis F ne vient pas perturber la vision d’un individu dans un véhicule. Dans l’exemple considéré, les deux sources de lumière 1 1 , 12 émettent à une même longueur d’onde de 890 nanomètres. Optionnellement, les deux sources de lumière 1 1 , 12 sont des sources impulsionnelles émettant des impulsions d’au moins 10 microsecondes, de préférence de 10 microsecondes. Ainsi, le faisceau émis F par le module d’illumination 10 de la figure 3 est un faisceau impulsionnel qui présente des impulsions fonction des impulsions des deux sources de lumière 1 1 , 12. De préférence, le faisceau émis F du module d’illumination 10 illustré en figure 3 présente des impulsions d’au moins dix microsecondes, de préférence égale à 10 microsecondes. Un tel agencement permet de faciliter les traitements et l’analyse des faisceaux réfléchis pour remonter à l’information de position dudit objet 5.
[0067] La figure 4 illustre un deuxième exemple de réalisation de module d’illumination 10 du dispositif 100. Seules les différences avec la figure 3 seront décrites.
[0068] Suivant cet exemple, le module d’illumination 10 comprend une unique source de lumière 1 1 et un guide de lumière 16. La source de lumière 11 illustrée en figure 4 est agencée pour émettre un faisceau initial 15 dans le guide de lumière 16, notamment au niveau d’une première extrémité 161 du guide de lumière 16. Le guide de lumière 16 est agencé pour émettre plusieurs distributions secondaires 14. Dans l’exemple illustré, au moins quatre distributions secondaires, numérotées 14i , 142, 143, 144 sont formées à partir du guide de lumière 16. Chaque distribution secondaire 14 de l’exemple illustré en figure 4 est agencée pour se propager suivant une direction de propagation secondaire, numérotées respectivement 1 1 1 , 1 12, 1 13, 114. Suivant l’exemple de la figure 4, chaque distribution secondaire 14 est agencée pour se superposer avec ses les distributions secondaires adjacentes. [0069] Combiner quatre distributions lumineuses secondaires 14 permet d’échantillonner une zone de détection plus finement. La précision de la mesure est donc accrue. Une telle précision peut être obtenue avec le module d’illumination de l’exemple illustré en figure 3 en augmentant le nombre de sources de lumière 1 1 , 12. Ces sources de lumière supplémentaires peuvent aussi présenter des étendues angulaires distinctes ou des demis-angles des ouvertures angulaires totales distincts.
[0070] Dans les exemples des figures 3 et 4, la combinaison des distributions lumineuses principales 13 de chaque module d’illumination 10A, 10B définissent la zone de détection associée au dispositif 100. A titre d’exemple, la zone de détection est définie en fonction de l’étendue angulaire totale de chaque distribution lumineuse principale 13 du dispositif 100 pour une distance objet-circuit de détection 20 variant entre 1 ,0 centimètre et 30,0 centimètres. Suivant cet exemple, la zone de détection est définie le long d’une direction horizontale 3 du plan 1 et le long d’une direction verticale 2 du plan 1 .
[0071 ] Suivant l’exemple de la figure 4, le dispositif 100 comprend une pluralité d’éléments optiques 40 qui sont incorporés dans le guide de lumière 16. Il y a autant de distributions lumineuses secondaires 14 que d’éléments optiques 40. Ainsi, chaque élément optique 40 est associé à une distribution lumineuse secondaire 14 pour occulter une partie 18 de cette distribution lumineuse secondaire 14. Ici, la moitié de chaque distribution secondaire 14 est occultée par le composant optique 40. Un tel agencement permet de moduler facilement la distribution lumineuse principale 13.
[0072] Dans l’exemple de la figure 4, les distributions lumineuses secondaires 14 présentent une étendue angulaire totale avec un demi-angle qui est agencé pour augmenter en fonction de la propagation du faisceau initial 15 dans le guide de lumière 16. Un tel agencement permet d’obtenir une distribution lumineuse principale 13 qui a une variation d’intensité lumineuse (ou profil d’intensité) qui varie progressivement en fonction d’un angle d’émission associé à la distribution lumineuse principale 13. Un tel guide est plus facile à implémenter et à régler.
[0073] A la différence de la figure 3, utiliser un guide de lumière 16 émettant des distributions lumineuses secondaires 14 comme illustrées en figure 4 peut poser des difficultés de fabrication comparées à un module de lumière 10 comme illustré en figure 3. En outre, le guide de lumière 16 après fabrication est figé. Le module d’illumination de la figure 4 est donc moins modulable que l’exemple illustré en figure 3 dans lequel le composant optique 40 peut avoir une position modulable.
[0074] De préférence, les deux modules d’illumination 10 du dispositif 100 illustré en figure 1 sont similaires. Cela permet d’obtenir deux distributions lumineuses principales 13 qui sont similaires, permettant ainsi de garantir une simplicité de conception du dispositif 100. Ainsi, le dispositif 100 peut comprendre deux modules de lumière 10 comme illustrés dans l’exemple de la figure 3. Dans le cas de l’exemple de la figure 4, une autre source de lumière 12 agencée pour émettre un autre faisceau initial 15 à la deuxième extrémité 162 du guide de lumière 16 permet d’obtenir un deuxième module d’illumination 10 utilisé dans le dispositif 100. Un tel agencement évite d’utiliser un deuxième guide de lumière 16, ce qui évite aussi des réglages supplémentaires qui peuvent être fastidieux.
[0075] Dans un autre mode de réalisation, l’autre module de lumière 10 peut comprendre les mêmes éléments illustrés en figure 4. Dans ce cas, le guide de lumière 16 de chaque module d’illumination 10 peuvent être superposés, chaque guide de lumière 16 étant agencé pour former une distribution lumineuse principale 13 inversée par rapport à l’autre guide de lumière appartenant à l’autre module d’illumination 10.
[0076] La figure 6 illustre un exemple de deux distributions principales 13, numérotées 131 , 132 obtenues par le dispositif 100 illustré en figure 1 par l’intermédiaire de deux modules d’illumination 10 illustrés suivant l’exemple de la figure 3 ou 4. Les distributions principales 131 , 132 obtenues sont orientées le long de la direction verticale 2 du plan 1 (i.e. le long de l’axe y).
[0077] Suivant l’exemple de la figure 6, les deux distributions lumineuses principales 131 , 132 présentent une variation (en intensité) similaire. Elles présentent toutes les deux une variation en intensité qui varie dans l’espace. Toutefois, les deux distributions lumineuses principales 131 , 132 sont inversées l’une par rapport à l’autre. En outre, les deux distributions lumineuses principales 131 , 132 se superposent sur une partie de chevauchement notée 134. Ainsi, les modules d’illuminations 10A et 10B sont agencés pour éclairer, de préférence séparément, une même zone de l’espace définie dans cet exemple par la zone de chevauchement 134. Un tel agencement permet d’échantillonner la zone de détection de manière continue. La zone de chevauchement 134 est orientée dans cet exemple dans une direction verticale 2. [0078] Suivant cet exemple, les deux distributions lumineuses principales 131 , 132 présentent chacune un point maximum 133. Les deux points maximums 133 illustrés en figure 6 sont séparés angulairement (distance 135 sur la figure 6) d’au moins dix degrés le long de la direction verticale 2, permettant d’associer facilement chaque faisceau réfléchi à un module d’illumination 10 afin de déterminer la position dudit objet 5 dans la direction verticale 2 (i.e. le long de l’axe vertical y).
[0079] De préférences, les deux modules d’illumination 10 du dispositif 100 sont configurés pour émettre leur faisceau émis F de manière alternée. De ce fait, les deux distributions lumineuses principales 131 , 132 seront émises de manière alternée, permettant d’associer plus facilement le faisceau réfléchis reçu au faisceau émis F par le module d’illumination 10 afin de retrouver la position de l’objet 5. De telles caractéristiques améliorent encore plus la facilité d’implémentation du dispositif 100.
[0080] En outre, comme les deux distributions lumineuses secondaires 131 , 132 sont agencées pour éclairer (de manière alternée) une même zone de l’espace, i.e. la partie de chevauchement 134, il n’est pas nécessaire d’utiliser une fonction de linéarisation liant l’intensité du faisceau réfléchi associée au faisceau émis F du module 10A à l’intensité du faisceau reçu associée au faisceau émis F au module 10B. Les traitements réalisés par l’unité de calcul 30 sont donc plus faciles à implémenter et moins coûteux en temps de calcul. De préférence, lorsque les deux modules d’illuminations 10A, 10B sont activés de manière alternée, le disposition 100 illustré en figure 1 comprend optionnellement un circuit de commande 50 configuré pour activer les deux modules d’illumination 10A, 10B de manière alternée.
[0081 ] Ainsi, suivant la présente divulgation, en analysant la proportion de lumière provenant du module d’illumination 10A et la proportion de lumière provenant du module d’illumination 10B, il est possible de localiser un objet 5 dans la direction verticale 2 du plan (i.e. le long de l’axe vertical y).
[0082] La figure 2 illustre un exemple d’abaque permettant de retrouve la position de l’objet 5 dans la direction verticale 2 à partir des faisceaux réfléchis issus des distributions lumineuses principales 131 , 132 de chaque module d’illumination 10A et 10B illustrées en figure 6. L’abaque tel qu’illustré en figure 2 est préenregistré, par exemple dans une mémoire externe liée au dispositif 100 ou une mémoire interne de l’unité de calcul 30. Suivant un exemple, cet abaque a été enregistré en utilisant une cible associée à un objet 5 à détecter qui présente un gris de 18 % (réflectance de 10 %). La cible a été déplacée dans l’espace (i.e. dans la zone de détection, notamment le long de la direction verticale 2 pour différentes positions le long d’un axe horizontal x du plan 1 ) à une distance du circuit de détection 20 variant entre 5 mm pour une détection en deux dimensions le long de l’axe vertical y (direction verticale 2 du plan 1 ) et 150 mm lorsqu’une détection en trois dimensions est réalisée (figures 9, 10, 1 1 ). Les faisceaux réfléchis par la cible ont été enregistrés. Dans cet exemple, la position angulaire w nulle est associée à un objet 5 positionné en face du circuit de détection 20 (le long de son axe optique), la variation en intensité du faisceau réfléchi par le module d’illumination 10A est associée à la variation notée 201 alors que la variation en intensité du faisceau réfléchi par le module d’illumination 10B est associée à la variation notée 202.
[0083] En utilisant la figure 2, on retrouve la position de l’objet 5 comme suit. Les modules d’illumination 10A et 10B du dispositif 100 émettent leur faisceau émis F de manière alternée, chaque faisceau réfléchi d’intensité IA OU IB reçu par le circuit de détection 20 est associé à un module d’illumination 10A ou 10B du dispositif 100 et donc à la variation d’intensité 201 ou 202. La valeur en intensité de chaque faisceau réfléchi IA et IB reçu par le circuit de détection 20 peut ainsi être associée à la position angulaire Wverticai par le moyen d’une table de conversion. Par exemple, le ratio suivant Rverticai permet de retrouver la position angulaire avec la table de conversion préenregistrée qui associe à chaque valeur de ratio Rverticai, une position angulaire ou un angle Wverticai :
[Math 1] p — _ IA
‘'vertical j ‘B
[0084] En outre, l’addition de l’intensité associée au faisceau réfléchi IA issu du module de lumière 10A avec l’intensité associé au faisceau réfléchi IB issu du module de lumière 10B permet d’estimer la distance T entre l’objet 5 et le circuit de détection 20. Ainsi, la distance T entre l’objet 5 et le circuit de détection 20 est déterminée par la formule suivante :
[Math 2]
T = IA + IB
[0085] Ainsi suivant ce mode de réalisation, la position dudit objet 5 est déterminée suivant des coordonnées polaires par l’angle wverticai et la distance entre l’objet 5 et le circuit de détection 20. Il est donc possible à partir de l’angle wverticai et de la distance T entre l’objet 5 et le circuit de détection 20 de retrouver les coordonnées cartésiennes en deux dimensions suivant la direction verticale 2 du plan 1 (axe vertical y) à partir de formules trigonométriques classiques.
[0086] La position en trois dimensions de l’objet peut être obtenue à partir d’un dispositif selon la présente divulgation comprenant deux autres modules d’illumination 10 positionnés sur ledit plan 1 . Dans ce mode de réalisation, le circuit de détection 20 est positionné entre les deux modules d’illumination 10 et les deux autres modules d’illumination 10 (figures 9-10). Suivant ce mode de réalisation la distribution lumineuse principale 13 émise par un desdits deux modules d’illumination 10 est agencée pour éclairer, dans une direction horizontale 2, au moins en partie une même zone de l’espace que l’au moins une autre distribution lumineuse principale 13 émise par un des deux autres modules d’illumination 10.
[0087] La figure 5 illustre un premier exemple d’agencement de deux modules d’illumination 10, notés respectivement 10A et 10B, avec un circuit de détection 20 et d’un composant optique 40 dans le dispositif 100.
[0088] Suivant cet exemple, les modules d’illumination 10A, 10B et le circuit de détection 20 sont positionnés dans un même plan 1 . La plan 1 est agencé pour s’étendre suivant la direction verticale 2 et la direction horizontale 3. Le composant optique 40 est positionné entre les deux modules d’illumination 10A et 10B et s’étend suivant une direction d’élongation 41 qui est orthogonale à la direction verticale 2 du plan 1. Dans ce mode de réalisation, les modules d’illumination 10A, 10B et le composant optique 40 sont alignés le long d’un premier axe principal, noté A1 alors que le circuit de détection 20 est aligné le long d’un deuxième axe principal, noté A2, qui est parallèle au premier axe principal A1 . Le premier axe principal A1 et le deuxième axe principal A2 sont parallèles à la direction verticale 2. Le composant optique 40 est positionné à une distance d du circuit de détection 20. La distance d séparant le composant optique 40 du circuit de détection 20 est inférieure à 10 millimètres, de préférence inférieure à 5 millimètres. En outre, dans l’exemple de la figure 5, le composant optique 40 est positionné entre les modules d’illumination 10A, 10B à équidistance. A titre d’exemple, le composant optique 40 est positionné à une distance e des modules d’illumination 10A et 10B donnée par exemple par la distance entre la source de lumière 12A ou 12B et une paroi du composant optique 40 orientée du côté du module d’illumination 10A ou 10B. La distance e est de préférence inférieure à 3 millimètres.
[0089] Dans cet exemple, chaque module d’illumination 10A, 10B comprend les deux sources de lumière 1 1 , 12, numérotées 11 A et 12A pour les sources de lumière du module d’illumination 10A et 1 1 B et 12B pour les sources de lumière du module d’illumination 10B. De préférence, les modules d’illumination 10A et 10B sont similaires au module d’illumination 10 illustré en figure 3. Ainsi, à titre d’exemple, les sources de lumière 1 1 A et 1 1 B présentent chacune une étendue angulaire totale (i.e. ouverture angulaire totale) de 120,0 degrés (i.e. soit un demi-angle de 60,0 degrés) alors que les sources de lumière 12A et 12B présentent chacune une ouverture angulaire totale de 50,0 degrés (i.e. soit un demi-angle de 25,0 degrés). De ce fait, suivant ce mode de réalisation, les sources de lumière 11 A et 1 1 B (i.e. source de lumière ayant l’étendue angulaire totale la plus élevée) sont plus éloignées du composant optique 40 que les sources de lumière 12A et 12B.
[0090] Disposer les sources de lumière 11 A et 1 1 B présentant les étendues angulaires totales les plus élevées à une distance plus éloignée du composant optique 40 permet d’éviter des coupures nettes de la distribution lumineuse principale 13 émise par chacun des modules d’illumination 10A, 10B. En outre, un tel agencement est plus favorable pour une intégration axiale des éléments du dispositif 100 dans un tableau de bord d’un véhicule.
[0091 ] La figure 7 illustre un deuxième exemple d’agencement de deux modules d’illumination 10 avec un circuit de détection 20 et d’un composant optique 40 dans le dispositif 100. Seules les différences avec la figure 5 seront décrites.
[0092] Dans ce mode de réalisation, le module d’illumination 10A est orienté le long d’un premier axe principal noté A1 et le module d’illumination 10B est orienté le long d’un deuxième axe principal noté A2. Le composant optique 40 et le circuit de détection 20 sont alignés le long d’un troisième axe principal A3. Le premier, deuxième et troisième axes principaux A1 , A2, A3 sont parallèles entre eux et parallèles à la direction d’élongation 2 (direction verticale) du plan 1 , le troisième axe principal A3 étant positionné entre le premier et deuxième axes principaux A1 , A2. De ce fait, dans cet agencement, les modules d’illumination 10A, 10B sont positionnés de façon symétriques par rapport au troisième axe principal A3.
[0093] Dans ce mode de réalisation, chaque source de lumière 1 1 A, 1 1 B et 12A, 12B est séparée du composant optique 40 par la distance e, ce qui signifie que les sources de lumière 1 1 A et 1 1 B, 12A et 12B de l’exemple de la figure 7 ne sont pas éloignées du composant optique 40 en fonction de leur étendue angulaire totale ou demi-angle, à la différence de l’exemple illustré en figure 5.
[0094] La figure 8 illustre un exemple de deux distributions principales 13, numérotées 131 , 132 obtenues par le dispositif 100 illustré en figure 1 par l’intermédiaire de l’agencement illustré en figure 7. Seules les différences avec la figure 6 seront décrites. Suivant cet exemple, les points maximums 133 des deux distributions principales 131 , 132 se superposent. Cela permet d’obtenir un échantillonnage plus continu que l’exemple illustré en figure 6. En outre, cela permet d’obtenir une variation d’intensité liée aux distributions principales 131 , 132 continue. Les distributions principales 131 , 132 sont donc directives dans une même zone de détection. Toutefois, le traitement par l’unité de calcul 30 des faisceaux réfléchis peut être plus fastidieux et moins précis que celui de l’exemple de la figure 6.
Système
[0095] Les figures 9, 10 et 11 illustrent un exemple d’un système 1000 selon la présente divulgation. Le système 1000 illustré sur les figures 9, 10 et 1 1 comprend un écran d’affichage 200 et deux dispositifs, notés respectivement 1 00G et 1 00D.
[0096] L’écran d’affichage 200 est agencé pour s’étendre suivant deux directions d’élongations 201 , 202, appelées respectivement direction horizontale principale 201 et direction verticale principale 202.
[0097] Dans une autre variante, l’écran d’affichage 200 peut être incliné d’un angle d’inclinaison obtenu par rotation de l’écran d’affichage 200 autour d’un axe parallèle au premier axe principal A1 ou parallèle à la direction horizontale principale 201. L’angle d’inclinaison est de préférence inférieur à 50 degrés.
[0098] Suivant cet exemple, les deux dispositifs 100G et 1 00D sont identiques et comprennent un circuit de détection 20 commun. Le dispositif 1 00G positionné à gauche du circuit de détection 20 comprend deux modules d’illumination 10AG et 10BG séparés par l’élément optique 40G et le dispositif 1 00D positionnés à droite du circuit de détection 20 comprend deux modules d’illumination 1 OAD et 1 OBD séparés par l’élément optique 40D. L’agencement des deux modules d’illumination 1 0AG, 10AD, 1 0BG, 1 0BD et de l’élément optique 40G et 40D de chaque dispositif 1 00G et 100D peut être similaire à ceux présentés sur les figures 5 et 7.
[0099] Suivant cet exemple, les deux dispositifs 1 00G et 1 00D sont identiques. Ils sont chacun composé de deux modules d’illumination 10A, 10B. Les modules d’illumination 1 0AG et 1 0AD comprennent les sources de lumière 11 A et 12A et les modules d’illumination 1 0BG et 1 0BD comprennent les sources de lumière 1 1 B et 12B. Comme précédemment, les sources de lumière 12A et 12B sont chacune d’ouverture angulaire totale moins élevée que les sources de lumière 1 1 A et 1 1 B. [0100] Dans cet exemple les modules d’illumination 1 OAG et 1 OAD sont alignés sur le premier axe principal A1 qui est parallèle à la direction horizontale principale 201 de l’écran d’affichage 200 et les modules d’illumination 1 0BG et 10BD sont alignés sur le deuxième axe principal A2 qui est parallèle à la direction horizontale principale 201 de l’écran d’affichage 200. De ce fait, dans le système 1000, le plan 1 de chaque dispositif 100G et 100D est un plan de l’écran d’affichage 200. Les éléments optiques 40G et 40D de chaque dispositif 100G et 100D et le circuit de détection 20 sont alignés sur le troisième axe principal A3 qui est parallèle à la direction horizontale principale 201 de l’écran d’affichage 200. De préférence, le circuit de détection 20 est positionné à équidistance des composants optiques 40G et 40D. Dans ce mode de réalisation, la distance d séparant le circuit de détection 20 de chaque composant optique 40G et 40D varie de préférences entre 20,0 millimètres et 300,0 millimètres. [0101 ] La figure 9 illustre une vue de profil du système 1000. Suivant cette représentation, le module d’illumination 1 0AG comprend un axe optique OPTAG relatif à une direction d’éclairement du module d’illumination 1 0AG. L’axe optique peut être défini comme un axe passant dans une des sources de lumière 1 1 A, 12A et passant par le maximum 133 de la distribution principale 131. L’axe optique OPTAG est parallèle à la direction de propagation 17 du faisceau émis F par le module d’illumination 1 0AG. Le module d’illumination 1 0BG comprend un axe optique OPTBG relatif à une direction d’éclairement du module d’illumination 1 0BG et défini de façon similaire à l’axe optique OPTAG du module d’illumination 1 0AG. L’axe optique OPTBG est parallèle à la direction de propagation 17 du faisceau émis F par le module d’illumination 1 0BG.
[0102] Dans cet exemple, l’axe optique OPTAG, OPTBG des deux modules d’illumination 1 0AG et 1 0BG sont inclinés l’un par rapport à l’autre suivant un angle compris entre 10 et 90 degrés, angle donné entre leur point maximum d’intensité 133 respectif. De cette manière, le module d’illumination 1 0AG est agencé pour éclairer une zone de l’espace 8 (schématisée sur le premier axe principal A1 ), appelée zone haute 8, de la zone de détection alors que le module d’illumination 1 0BG est agencé pour éclairer une autre zone de l’espace 9 (schématisée sur le deuxième principal A2), appelée zone basse 9, de la zone de détection. La zone haute 8 d’éclairement 1 OAG est positionnée plus haut le long de la direction verticale principale 202 comparée à la zone basse 9 d’éclairement du module 1 0BG.
[0103] Dans le dispositif 1 00G, la distribution lumineuse principale 131 du module 1 OAG, la distribution lumineuse principale 132 du module 1 OBG sont agencées pour éclairer une même zone de l’espace, la zone matérialisée par la zone de chevauchement 134 illustrée en figure 10 (ou comme illustrée en figure 6), selon la direction verticale 2 du plan 1 , c’est-à-dire parallèle à la direction verticale principale 202 de l’écran d’affichage 200. Un tel agencement permet de localiser des objets 5 le long d’une direction verticale de l’espace (long axe y) positionnée dans une zone de l’espace 6 (schématisée par l’axe 6), appelée zone gauche 6.
[0104] Dans le dispositif 1 00D, la distribution lumineuse principale 131 du module 1 OAD, la distribution lumineuse principale 132 du module 1 OBD sont agencées pour éclairer une même autre zone de l’espace, la zone matérialisée par une autre zone de chevauchement 134 (équivalente à la zone de chevauchement 134 illustré en figure 10 ou en figure 6), selon la direction verticale 2 du plan 1 , c’est-à-dire parallèle à la direction verticale principale 202 de l’écran d’affichage 200. Un tel agencement permet de localiser des objets 5 le long d’une direction verticale de l’espace (long axe y) positionnée dans une zone de l’espace 7 (schématisée sur l’axe 7), appelée zone droite 7. La zone droite 7 et la zone gauche 6 ont ainsi une position spatiale le long de la direction horizontale 3 ou de la direction horizontale principale 201 (axe x) différente.
[0105] La distribution lumineuse principale 131 du module 1 OAG est agencée pour éclairer, dans la direction horizontale 3 du plan 1 ou la direction horizontale principale 201 de l’écran d’affichage (selon axe x), au moins en partie une même zone de l’espace (zone de chevauchement secondaire numérotée 138) que la distribution lumineuse principale 131 émise par le module d’illumination 1 0AD. Un tel agencement permet de localiser des objets le long d’une direction horizontale de l’espace (long axe x) positionnée dans la zone haute 8 (schématisée sur le premier axe principal A1 ) de la zone de détection.
[0106] La distribution lumineuse principale 132 du module 1 OBG est agencée pour éclairer, dans la direction horizontale 3 du plan 1 ou la direction horizontale principale 201 de l’écran d’affichage (selon axe x), au moins en partie une même zone de l’espace (autre zone de chevauchement secondaire 138) que la distribution lumineuse principale 132 émise par le module d’illumination 10BD. Un tel agencement permet de localiser des objets 5 le long d’une direction horizontale de l’espace (long axe x) positionnée dans la zone basse 9. La zone haute 8 et la zone basse 9 ont ainsi une position spatiale le long de la direction verticale 2 ou de la direction verticale principale 202 (axe y) différente.
[0107] Dans l’exemple des figures 9, 10 et 1 1 , le module 1 OAG et le module 1 OAD sont agencés pour émettre simultanément leur faisceau émis F et les modules 10BG, 10BD sont agencés pour émettre simultanément leur faisceau émis F, alors que les modules d’illumination 10AG, 10BG, et respectivement les modules 10AD, 1 OBD, sont alternés l’un par rapport à l’autre. Un tel agencement permet de retrouver la position en trois dimensions de l’objet 5.
[0108] En effet, une détection de la position de l’objet selon la direction verticale 2 ou direction verticale principale 202 (axe y) dans les zones droite 7 et gauche 6 est donnée :
- dans la zone gauche 6, par le ratio Rverticai.6 entre le faisceau réfléchi issu du module 10AG (IAG) et le faisceau réfléchi issu du module 10BG (IBG), et
- dans la zone droite 7, par le ratio Rverticaij entre le faisceau réfléchi issu du module 10AD (IAD) et le faisceau réfléchi issu du module 10BD(IBD).
[0109] Comme explicité en figure 2, les deux ratios explicités ci-dessus Rverticai.6 Rverticai,7 peuvent être chacun associées à une position angulaire Wvertical par le moyen d’une table de conversion (abaque préenregistré). De tels ratios permettent de trouver la position angulaire Wvertical dans la zone gauche 6 et droite 7 afin de retrouver la position spatiale de l’objet le long de la direction verticale 2.
[0110] En outre, il est possible de retrouver de la position de l’objet selon la direction horizontale 3 ou direction horizontale principale 201 (axe x) dans les zones haute 8 et basse 9 par :
- dans la zone haute 8, avec un ratio Rhorizontai.s entre le faisceau réfléchi issu du module 10AG (IAG) et le faisceau réfléchi issu du module 10AD (IAD), et
- dans la zone basse 9, avec un ratio Rhorizontai,9 entre le faisceau réfléchi issu du module 10BG (IBG) et le faisceau réfléchi issu du module 10BD (IBD).
[01 1 1 ] De tels ratios permettent de trouver la position angulaire de l’objet 5 Whorizontal dans la zone haute 8 et basse 9. A titre d’exemple, le ratio Rhorizontai.s dans la zone haute 8 est obtenue suivant la formule :
[Math 3]
Figure imgf000024_0001
[01 12] Comme explicité en figure 2, les deux ratios explicités ci-dessus Rhonzomai.s Rhorizontai,9 peuvent être chacun associées à une position angulaire Whorizontal par le moyen d’une table de conversion (abaque préenregistré). De tels ratios permettent de trouver la position angulaire Whorizontal dans la zone haute 8 et la zone basse 9 afin de retrouver la position spatiale de l’objet le long de la direction horizontale 3.
[01 13] Suivant une variante, un autre ratio permet de déterminer la position de l'objet par la formule suivante :
[Math 4]
Figure imgf000024_0002
[01 14] Ainsi suivant ce mode de réalisation, la position dudit objet 5 est déterminée à partir des différents ratios qui permettent de remonter aux coordonnées polaires de l’objet 5 par l’angle Whorizontal, Wverticai et la distance T entre l’objet 5 et le circuit de détection 20. Il est donc possible à partir de l’angle Wverticai, Whorizontal et de la distance T entre l’objet 5 et le circuit de détection 20 de retrouver les coordonnées cartésiennes en trois dimensions.
[01 15] La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
[01 16] A titre d’exemple, les dispositifs 100G et 100D peuvent faire partis d’un même dispositif 100 composé de 4 modules d’illumination 10. Le fonctionnement d’un tel système ou tel dispositif est similaire au dispositif ou système décrit dans la présente divulgation.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 ] Dispositif (100) de localisation d’un objet (5) comprenant :
- au moins deux modules d’illumination (10), chaque module d’illumination (10) étant agencé pour émettre un faisceau, appelé faisceau émis (F), suivant une direction de propagation (17),
- au moins un circuit de détection (20) agencé pour recevoir au moins deux faisceaux réfléchis, chaque faisceau réfléchi étant associé à une réflexion, sur ledit objet (5), du faisceau émis par un des au moins deux modules d’illumination (10), lesdits au moins deux modules d’illumination (10) et ledit au moins un circuit de détection (20) étant positionnés dans un même plan (1 ), ledit dispositif (100) comprenant en outre :
- une unité de calcul (30) agencée pour déterminer la position dudit objet (5) par analyse desdits au moins deux faisceaux réfléchis, caractérisé en ce que chaque faisceau émis (F) par un desdits au moins deux modules d’illumination (10) présente une distribution lumineuse principale (13, 131 , 132) obtenue par combinaison d’au moins deux distributions lumineuses secondaires (14), ledit dispositif comprenant en outre au moins un composant optique (40) agencé pour occulter une partie desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires, une desdites distributions lumineuses secondaires (14i) étant agencée pour se superposer au moins en partie à une autre desdites distributions lumineuses secondaires (142).
[Revendication 2] Dispositif (100) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la distribution lumineuse principale (13,131 , 132) émise par un desdites au moins deux modules d’illumination (10) est agencée pour éclairer, dans une direction verticale (2), au moins en partie une même zone de l’espace que l’au moins une autre distribution lumineuse principale (13,131 ,132) émise par l’au moins un autre desdits au moins deux modules d’illumination (10).
[Revendication 3] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en qu’il comprend au moins deux autres modules d’illuminations (10) positionnés sur ledit plan (1 ), ledit au moins un circuit de détection (20) étant positionné entre lesdits au moins deux modules d’illumination (10) et lesdits au moins deux autres modules d’illumination (10), la distribution lumineuse principale (13,131 ,132) émise par un desdits au moins deux modules d’illumination (10) est agencée pour éclairer, dans une direction horizontale (2), au moins en partie une même zone de l’espace que l’au moins une distribution lumineuse principale (13,131 ,132) émise par l’au moins un autre desdits au moins deux autres modules d’illumination (10).
[Revendication 4] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque module d’illumination (10) comprend au moins deux sources de lumière (1 1 , 12) distinctes émettant chacune un faisceau initial présentant une desdites distributions lumineuses secondaires (14i ; 142).
[Revendication 5] Dispositif (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites au moins deux sources de lumière (11 , 12) sont alignées le long d’un axe principal qui est parallèle ou orthogonal à un axe dudit plan.
[Revendication 6] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque module d’illumination (10) comprend une source de lumière (1 1 ) agencée pour émettre un faisceau initial (15) dans un guide de lumière (16), ledit guide de lumière (16) étant agencé pour émettre lesdites au moins deux distributions lumineuses secondaires (14 ; 14i , 142 ;14a ;144).
[Revendication 7] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque distribution lumineuse principale (10) présente un point maximum (133) relatif à une intensité lumineuse maximale, chaque point maximum (133) des distributions lumineuses principales (13,131 ,132) étant séparé angulairement d’au moins dix degrés des autres points maximums (133) des autres distributions lumineuses principales (13,131 ,132) selon une direction verticale.
[Revendication 8] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque module d’illumination (10) comprend un axe optique, l’axe optique desdits au moins deux modules d’illumination (10) étant inclinés l’un par rapport à l’autre suivant un angle compris entre 10 et 90 degrés.
[Revendication 9] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque distribution lumineuse secondaire (14) comprend une distribution angulaire distincte de la distribution angulaire de l’au moins une autre desdites distributions lumineuses secondaires (14) du même module d’illumination (10).
[Revendication 10] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
9, caractérisé en ce que chaque distribution lumineuse principale (13,131 ,132) présente une étendue angulaire totale comprise entre 10 et 90 degrés, de préférence entre 20 et 60 degrés.
[Revendication 1 1 ] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
10, caractérisé en ce que, dans un même module d’illumination (10), au moins une desdites distributions angulaires secondaires (14) présente une étendue angulaire totale comprise entre 20 et 60 degrés alors que l’au moins une autre desdites au moins deux distributions angulaires secondaires (14) présente une étendue angulaire totale comprise entre 45 et 150 degrés.
[Revendication 12] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
11 , caractérisé en ce que ledit au moins un composant optique (40) est agencé pour occulter au moins la moitié desdites au moins deux distributions lumineuses secondaires d’un même module d’illumination (10).
[Revendication 13] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
12, caractérisé en ce que l’au moins un composant optique (40) est un élément absorbant ou un élément déflecteur de faisceau optique.
[Revendication 14] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 et 7 à 13, caractérisé en ce que lesdits aux moins deux modules d’illumination (10) sont agencés de part et d’autre dudit au moins un moins composant optique (40).
[Revendication 15] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
14, caractérisé en ce que le faisceau émis (F) est un faisceau infrarouge.
[Revendication 16] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
15, caractérisé en ce que le faisceau émis par chaque module d’illumination (10) est un faisceau impulsionnel.
[Revendication 17] Dispositif (100) selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit faisceau impulsionnel présente au moins une impulsion d’au moins dix microsecondes.
[Revendication 18] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
17, caractérisé en ce que ledit dispositif (100) comprend en outre un circuit de commande configuré pour activer les au moins deux modules d’illumination (10) de manière alternée.
[Revendication 19] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
18, caractérisé en ce que lesdits au moins deux modules d’illumination (10) sont agencés de façon symétrique par rapport à un axe dudit plan.
[Revendication 20] Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à
19, caractérisé en ce que la position dudit objet (5) est déterminée en fonction d’un abaque liant un ratio entre une intensité d’un desdits au moins deux faisceaux réfléchis et une intensité d’un autre desdits au moins deux faisceaux réfléchis à une position angulaire.
[Revendication 21 ] Système (1000) comprenant un dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 20, un écran d’affichage (200) agencé pour s’étendre suivant deux directions (201 , 202), appelées respectivement direction verticale principale (202) et direction horizontale principale (201 ), lesdits au moins deux modules d’illumination (10) et ledit au moins un circuit de détection (10) étant alignés suivant ladite direction horizontale principale (201 ).
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