WO2025003166A1 - Dispositif d'éclairage comportant un film à cristaux liquides et procédé d'émission de lumière correspondant - Google Patents

Dispositif d'éclairage comportant un film à cristaux liquides et procédé d'émission de lumière correspondant Download PDF

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Definitions

  • Lighting device comprising a liquid crystal film and corresponding light emitting method
  • the present invention relates to the fields of electronics and automobiles, and more specifically concerns a lighting device for a vehicle using a liquid crystal film, for example a polymer-dispersed liquid crystal film, also called a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) film.
  • a liquid crystal film for example a polymer-dispersed liquid crystal film, also called a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) film.
  • Liquid crystal films find applications in the automobile industry, in particular for producing smart glazing, displaying content in particular on a roof window, or modifying the appearance of lighting elements to create various lighting effects including signaling or active light concealment.
  • Liquid crystal films are similar to capacitive loads, and must be supplied with an alternating voltage whose average voltage is zero. Indeed, applying a direct voltage to the film eventually damages it.
  • Figure 1 shows as a function of time an alternating voltage VAC applied to a PDLC film in volts (V), as well as a current 1A in milliamperes (mA) passing through the film subjected to this alternating voltage VAC.
  • the alternating voltage VAC here has a frequency of 100Hz (Hertz) or an electrical period of 10ms (milliseconds). It can be seen that the current 1A is zero outside the change phases of polarity of the alternating voltage VAC, phases during which the 1A current flowing through the film reaches a peak of negative amplitude when the alternating voltage VAC decreases, or a peak of positive amplitude when the alternating voltage VAC increases.
  • the last curve of FIG. 1 represents, as a function of time and in percentages, the transmission rate TT of a luminous flux passing through the PDLC film subjected to the alternating voltage VAC. It can be seen that this transmission rate TT of the PDLC film is fixed and of the order of 70% when the alternating voltage VAC is at its maximum in absolute value, while this transmission rate TT decreases during the phases of change of polarity of the alternating voltage VAC, until reaching 50% when the alternating voltage VAC reaches the zero value in the middle of such a phase. Due to the decrease in the transmission rate TT during the phases of change of polarity of the alternating voltage VAC, the average transmission rate of the PDLC film is only 68%. In the same way, the transmission of other types of liquid crystal films is reduced during the phases of change of polarity, during which the alternating voltage is lower in absolute value than a threshold voltage.
  • Figure 2 shows, as a function of time, the relative value 4>LR of an incident luminous flux arriving on the PDLC film subjected to the alternating voltage VAC.
  • This value has no unit, being a ratio between the value of the luminous flux in candela, on the peak value of this flux in candela.
  • This relative value 4>LR is here 1, the incident luminous flux being produced by light-emitting diodes supplied by a direct voltage.
  • the transmission rate TT of the PDLC film, reproduced under the curve of relative value 4>LR of the luminous flux is identical to that shown in Figure 1.
  • the average transmission rate of the luminous flux emitted by light-emitting diodes is therefore 68%.
  • the inventors have considered using PDLC film technology to hide lighting or signaling means of a vehicle, in particular when the vehicle is stationary, or when some functions are not used (such as dipped beam headlights during the day), for example by placing such a PDLC film opposite the closing glass of each headlight of the vehicle and therefore across the light beams likely to be emitted by the lighting or signalling means, or across the daylight reaching these lighting or signalling means. It is then necessary to adapt the supply voltage of the light-emitting diodes fulfilling the lighting or signalling functions of the vehicle, so that they provide the same light intensity with the PDLC film as before without the use of such a film, in order to meet the regulatory constraints associated with these functions.
  • the supply voltage of the diodes must be significantly increased, which is energy-consuming.
  • their supply voltage may be variable and produce flickering, the coupling of which with the alternating voltage applied to the film may increase the discomfort for a road user, whether or not the driver of the vehicle.
  • the invention proposes a lighting device for a vehicle, comprising:
  • a photonic emitter control unit capable of applying voltage pulses polarizing the photonic emitter so that the photonic emitter emits light
  • liquid crystal film capable of transmitting or blocking at least part of the light emitted by the photonic emitter
  • the lighting device being characterized in that it comprises means for synchronizing the alternating voltage applied to the film, with the voltage pulses applied to the photonic emitter.
  • the photonic emitter is for example a light-emitting diode.
  • the lighting device comprises several photonic emitters, for example matrices of light-emitting diodes, capable of producing a regulatory light through the liquid crystal film.
  • This is for example a PDLC film, but other types of liquid crystal films can of course be used.
  • liquid crystal film being capable of blocking the light which can be emitted by the photonic emitters, it is also capable of blocking the daylight arriving on the photonic emitters and therefore of fulfilling the function of obscuring these lighting or signaling elements when they are not in use.
  • the control unit and/or the control means are configured to use the synchronization means so that none of the voltage pulses are applied during a change in polarity of the alternating voltage.
  • the voltage pulses and the alternating voltage may not have a particular frequency. Nevertheless, the synchronization means allow the control means to inhibit the emission of light during decreases in the transmission rate of the film, or the control means to change the polarization of the alternating voltage between two voltage pulses.
  • the control unit is capable of applying the voltage pulses at a first frequency, and the control means are capable of applying to said film the alternating voltage with a second frequency.
  • the control unit comprises a voltage pulse source, in the form of square waves for example, and analog means for modifying the first frequency of these square waves.
  • a voltage pulse source is for example a pulse width modulation source, used to avoid an excessive temperature increase of the diodes but also to adapt the light intensity emitted on the same output surface to perform various lighting or signaling functions with the same diodes, and/or to adapt the light emission in the case where the light modules of the vehicle are segmented.
  • the control means comprise an alternating voltage source whose electrical period preferably comprises a first phase during which the voltage is constant and positive, followed by a second phase of polarity change and a third phase during which the voltage is constant and of a value opposite to that of the voltage during the first phase.
  • the lighting device comprises means for synchronizing the voltage pulses applied to the photonic emitters and the alternating voltage applied to the film, which makes it possible to adapt the second frequency to the first frequency or vice versa, so as to avoid a disturbing flickering phenomenon, also called "flickering".
  • flickering This phenomenon appears in particular when the extinction phases of the photonic emitters are offset relative to the polarity change phases of the alternating voltage, during which the transmission rate of the film decreases.
  • This synchronization can also allow energy savings compared with a lighting device of the prior art having the same transmission rate, since the durations during which the emitters photonics are not powered correspond to low transmission rate phases of the film.
  • the synchronization means comprise means for sending a synchronization signal to the control unit.
  • the control unit is for example capable of producing, from the synchronization signal, the voltage pulses whose first frequency is equal to the second frequency or to an integer multiple of the second frequency.
  • These sending means can for example be in the control means.
  • the first frequency is preferably chosen as double the second frequency, or more. In particular when the photonic emitters emit a traffic light, the first frequency is much higher than the second frequency, for example equal to four times the second frequency, because the intensity emitted by the photonic emitters is lower than in the case of a lighting light.
  • the lighting device comprises, for example, means for detecting the passage of the absolute value of a slope of the alternating voltage above a minimum slope threshold, capable of forming the synchronization signal, and the control unit is capable of forming a falling edge of one of the voltage pulses upon receipt of a pattern of the synchronization signal corresponding to said passage.
  • the control unit is capable of forming a falling edge of one of the voltage pulses upon receipt of a pattern of the synchronization signal corresponding to said passage.
  • the photonic emitter(s) do not emit light, which makes it possible to achieve an average transmission rate of 70% and not 68%, with the same film as that used in relation to figures 1 and 2. In other words, this makes it possible to save, for the same transmission rate, the energy used to power the photonic emitters.
  • the transmission rate of the film depends on the relaxation times of the liquid crystals. For certain applications such as display, a greater speed of polarity change may be advantageous. In this case, the transmission gain provided by the invention is even better.
  • the synchronization means comprise means for sending a synchronization signal to the control means.
  • the control means are for example capable of making the second frequency of the alternating voltage equal to the first frequency or to an integer submultiple of the first frequency.
  • These sending means are then for example in the control unit, and the control means comprise analog means for modifying the second frequency of the alternating voltage applied to the film.
  • the second frequency is for example chosen as half of the first frequency, or as a smaller fraction in particular when the photonic emitter(s) emit a traffic light, or more generally when pulse width modulation is used to power the photonic emitters.
  • control means are capable, from the synchronization signal, of timing each change of sign of the alternating voltage between a falling edge and a rising edge of two successive pulses among said voltage pulses.
  • each change of sign of the alternating voltage takes place between two voltage pulses, which makes it possible to save, for the same transmission rate, the energy used to power the photonic transmitters.
  • control unit comprises means for determining a peak voltage value of the voltage pulses, as a function of a duration of a phase of change of polarity of the alternating voltage and/or of the second frequency and/or of a response time of the film. These determination means make it possible to compensate for the loss of brightness due to the extinction of the photonic emitters during the phases of change of polarity of the alternating voltage.
  • the peak voltage value is increased compared to this initially required continuous supply mode, so as to send on average over a period of the supply signal of the photonic emitters, the same quantity of light as in this continuous supply mode, this quantity of light being emitted only on phases where the voltage applied to the film is constant.
  • the duration of the phases of change of polarity depends in particular on the response time of the film and the frequency of the film, hence the interest in using a map when these characteristics can vary.
  • the invention also relates to a front left or front right optical unit for a vehicle, comprising a lighting device according to the invention, and capable of fulfilling a lighting or signaling function, the optical unit comprising a closing glass, the film being arranged between on the one hand the control unit, the control means, the photonic emitter and on the other hand the closing glass, so as to conceal the control unit, the control means and the photonic emitter when the lighting or signaling function is not activated.
  • fig 5 represents, as a function of time, relative values of incident light flux arriving on a PDLC film to which an alternating voltage is applied according to the light emission method of figure 4, and the associated transmission rate of the PDLC film,
  • the lighting device 1 is integrated into a front left or front right optical unit of a vehicle, capable of fulfilling a lighting or signaling function.
  • the PDLC film 4 is placed opposite, for example glued to, a closing glass of the optical unit, inside the latter.
  • the PDLC film 4 makes it possible to conceal the control unit 2, the control means 5 and the light-emitting diodes 3 when the lighting or signaling function is not activated and the PDLC film is in an opaque or almost opaque mode.
  • FIG. 4 shows steps of a light emission method 100 implemented by the lighting device 1.
  • the first step 110 is the application to the PDLC film 4, by the control means 5, of the alternating voltage VAC at the second frequency, for example 100 Hz.
  • detection means integrated into the control means 5 and forming part of the synchronization means 10, detect the beginnings of the polarity change phases of the alternating voltage VAC and emit a voltage pulse at each beginning of a polarity change phase, thus forming the synchronization signal h, sent to the control unit 2.
  • These detection means detect for example more precisely a variation of the alternating voltage VAC, OR a non-zero slope of the alternating voltage VAC, this variation or this slope having to, in absolute value, be greater than or equal to a predetermined minimum threshold to trigger a detection.
  • these detection means optionally also detect the ends of the polarity change phases of the alternating voltage VAC, and emit a voltage pulse when such a polarity change phase ends.
  • the synchronization signal h comprises two pulses per polarity change phase, one marking the start of such a phase and the other the end of such a phase.
  • the next step 120 is the reception by the control unit 2 of the synchronization signal h.
  • the next step 130 is the determination by the control unit 2 of the square wave voltage value VL to be applied to the light-emitting diodes 3, as a function of the duration of a phase of change of polarity of the alternating voltage VAC, this phase possibly depending on the second frequency of the PDLC film and/or a response time of the PDLC film.
  • This duration, as well as the second frequency of the alternating voltage VAC is for example determined by the control unit 2 by means of the synchronization signal h, when the latter indicates the beginnings and ends of each polarity change period. Alternatively, this duration and second frequency are predetermined.
  • the control unit 2 also determines, as a function of a desired brightness to fulfill the lighting or signaling function provided by the lighting device 1, an initial duration Ti of zero voltage between two voltage slots, as well as a first frequency, taken equal to an integer multiple of the second frequency, for example twice the second frequency.
  • the initial duration Ti of zero voltage is determined as a function of an initial DC supply voltage of the light-emitting diodes 3, such that by cutting this initial DC supply voltage into voltage slots having the initial duration Ti of zero voltage between two voltage slots, the luminous flux emitted by the light-emitting diodes 3 through the PDLC film 4 provides the desired brightness.
  • the control unit 2 deduces the second frequency therefrom, then uses for example a map to determine the duration of a polarity change period as a function of the second frequency, and/or to determine a square wave voltage value VL to be applied to compensate for the loss of brightness due to the extinction of the light-emitting diodes during this polarity change period, as a function of the second frequency.
  • a different map, depending on the type of PDLC film used, is for example used by the control unit 2, in order to adapt this peak value VL as a function of the response time of the PDLC film.
  • control unit 2 uses the synchronization signal h to construct the signal in voltage slots having the previously determined slot voltage VL and the previously determined zero voltage duration To, at the first frequency, taken equal to the integer multiple of the second frequency determined in the previous step.
  • control unit 2 forms a falling voltage edge on each reception of a voltage pulse of the synchronization signal h marking the start of a polarity change phase, then a rising edge after a time interval equal to the duration To of zero voltage determined in step 130.
  • the control unit 2 sends the voltage squarewaves thus formed to the light-emitting diodes 3.
  • Figure 5 illustrates the evolution of the luminous flux 4>LI emitted by the light-emitting diodes 3 when these are supplied by a voltage square wave signal constructed according to step 140 of the light emission method 100, but in which the voltage value VL of slot has not been adjusted, in step 130, to compensate for a loss of brightness due to the extinction of the diodes during the polarity change phases.
  • the corresponding voltage curve as a function of time is the relative luminous flux curve 4>LRI in bold in FIG. 5, corresponding to the luminous flux 4>LI whose maximum value is reduced to one.
  • the first frequency is chosen to be equal to twice the second frequency, which makes it possible not to power the light-emitting diodes 3 during each polarity change phase.
  • Figure 5 also reproduces the evolution as a function of time of the transmission rate TT of the PDLC film 4 subjected to the alternating voltage VAC.
  • each duration of extinction of the light-emitting diodes 3, corresponding to a zero relative luminous flux 4>LRI between two slots of relative luminous flux 4>LRI corresponds to a zone 41 of low luminous flux transmission, i.e. to a phase of change of polarity of the alternating voltage VAC.
  • the light-emitting diodes 3 emit light, the latter passes through the PDLC film 4 while benefiting from its best transmission rate, 70% in this embodiment of the invention.
  • the average transmission rate of the PDLC film subjected to the luminous flux 4>LI is therefore 70% instead of 68% in the prior art.
  • other types of PDLC films can be used, with transmission rates that may be different from 70%, for example whose transmission rate is 80% during constant voltage supply phases.
  • Another curve shows the evolution of a luminous flux 4>L2 emitted by the light-emitting diodes 3 when these are supplied by a voltage square wave signal constructed according to step 140 of the light-emitting method 100, but in which the square wave voltage value VL has been adjusted, in step 130, to compensate for the loss of luminosity due to the extinction of the diodes during the phases of change of polarity.
  • the corresponding voltage curve as a function of time is the relative luminous flux curve 4>LR2 in thin line in Figure 5, corresponding to the value of the luminous flux 4>L2 divided by that of the luminous flux 4>LI.
  • Figure 6 shows the evolution of the value of the relative luminous flux 4>LR2 as a function of the second frequency, the corresponding luminous flux 4>L2 being emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by a voltage square wave signal whose square wave voltage value VL is adjusted as a function of the second frequency, to compensate for the loss of brightness due to the polarity change phases.
  • the ratio between on the one hand the luminous flux transmitted by the film 4>L2 *TT and on the other hand a light flux which would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage is kept constant at 70%, therefore at the maximum transmission rate of the PDLC film 4, whatever the value of the second frequency.
  • the value of the relative luminous flux 4>LR2 therefore of the square wave voltage VL adjusted in step 130, is all the higher as the second frequency is high.
  • Figure 6 shows that the value of the relative luminous flux 4>LRI does not vary as a function of the second frequency, since the value VL of the square wave voltage supplying the light-emitting diodes 3 to produce the luminous flux 4>LI is not adjusted to compensate for the loss of brightness due to the polarity change phases.
  • the ratio between, on the one hand, the luminous flux transmitted by the film 4>LI*TT and, on the other hand, the light flux that would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage drops drastically as a function of the second frequency.
  • Curve L represents the ratio between on the one hand the luminous flux transmitted by the film 4>L*TT in the prior art and on the other hand the flux of light that would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage. This ratio decreases with the second frequency, nevertheless providing more brightness than the light flux 4>LI.
  • FIG. 7 shows the evolution of the value of the relative luminous flux 4>LR2 as a function of the response time of the PDLC film used, the luminous flux 4>L2 being emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by a voltage square wave signal whose square wave voltage value VL is adjusted as a function of this response time, to compensate for the loss of brightness due to the polarity change phases.
  • the ratio between on the one hand the luminous flux 4>L2*TT transmitted by the film and on the other hand a light flux which would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage is kept constant at 70%, therefore at the maximum transmission rate of the PDLC film 4, whatever the value of the response time of the PDLC film.
  • the value of the relative luminous flux 4>LR2 therefore of the slot voltage VL adjusted in step 130, is all the higher as the response time of the PDLC film is long.
  • Figure 7 shows that the value of the relative luminous flux 4>LRI does not vary as a function of the response time of the PDLC film, since the voltage value VL of the square waves supplying the light-emitting diodes 3 to produce the luminous flux 4>LI is not adjusted to compensate for the loss of brightness due to the polarity change phases.
  • the curve L10 the ratio between on the one hand the luminous flux 4>LI*TT transmitted by the film and on the other hand the light flux which would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage, drops drastically as a function of the response time of the PDLC film.
  • the LO curve represents the ratio between on the one hand the luminous flux 4>L*TT transmitted by the film in the prior art and on the other hand the light flux which would be emitted by the light-emitting diodes 3 supplied by the initial continuous supply voltage. This ratio decreases with the response time of the PDLC film, while nevertheless providing more brightness than the light flux 4>LI.
  • Figure 8 illustrates the evolution of the luminous flux 4>LI emitted by the light-emitting diodes 3 when the latter are supplied by a voltage square wave signal constructed according to step 140 of the light-emitting method 100, in which the square wave voltage value VL has not been adjusted, in step 130, to compensate for a loss of brightness due to the extinction of the diodes during the polarity change phases, and in which the first frequency is taken equal to eight times the second frequency.
  • Such an adjustment is not necessary here to produce the desired brightness given that the duration To of zero voltage is greater than the duration of a polarity change phase.
  • the corresponding relative luminous flux curve 4>LRI therefore makes very small square waves broadly framing each zone 41 of low luminous flux transmission.
  • the lighting device 1 produces a daytime running light which requires little light.
  • FIG. 9 represents steps of another method of emitting light 200 according to the invention, implemented by the lighting device 1.
  • the first step 210 is the determination, by the control unit 2, of a first frequency of a signal in voltage squares to be applied to the light-emitting diodes 3, and of a duration T o of zero voltage between the squares in order to produce the desired brightness through the PDLC film 4, depending on the lighting or signaling function to be fulfilled by the lighting device 1.
  • the second step 220 is the application to the light-emitting diodes 3 by the control unit 2, of a signal in voltage square waves at the first frequency determined in the previous step, and having between the square waves, the voltage duration To determined previously. During this step 220, the control unit 2 duplicates the signal in voltage square waves and sends it to the control means 5, the signal in voltage square waves constituting a synchronization signal h.
  • the third step 230 is the reception of the synchronization signal h by the control means 5.
  • the fourth step 240 is the determination, by the control means 5, of the second frequency from the first frequency, and the application to the PDLC film, by the control means, of an alternating voltage at the second frequency, synchronized with the voltage pulses sent to the light-emitting diodes 3.
  • the second frequency is chosen as a submultiple of the first frequency, for example as half of the first frequency.
  • the synchronization is carried out by the control means 5 so as to carry out each change of sign of the alternating voltage between a falling edge and a rising edge of two successive pulses of the voltage square wave signal applied to the light-emitting diodes 3.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'éclairage (1) pour véhicule, comportant : - au moins un émetteur photonique (3), - une unité de contrôle (2) de l'émetteur photonique (3), apte à appliquer à une première fréquence, des impulsions de tension polarisant l'émetteur photonique (3), - un film (4) à cristaux liquides, apte à transmettre ou à bloquer une lumière émise par l'émetteur photonique (3), et - des moyens de commande (5) aptes à appliquer audit film (4) une tension alternative (VAC) avec une deuxième fréquence, le dispositif d'éclairage (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de synchronisation de la tension alternative (VAC) appliquée au film (4), avec les impulsions de tension appliquées à l'émetteur photonique (3).

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention ■ Dispositif d’éclairage comportant un film à cristaux liquides et procédé d’émission de lumière correspondant
[0001] La présente invention se rapporte aux domaines de l’électronique et de l’automobile, et concerne plus précisément un dispositif d’éclairage pour véhicule utilisant un film à cristaux liquides, par exemple un film à cristaux liquides dispersés dans un polymère, aussi appelé film PDLC (pour l’anglais « Polymer Dispersed Liquid Crystal »). Les films à cristaux liquides trouvent des applications dans l’automobile, notamment pour réaliser des vitrages intelligents, afficher des contenus notamment sur une fenêtre de toit, ou modifier l’aspect d’éléments d’éclairage pour créer divers effets lumineux incluant de la signalisation ou de l’escamotage actif de lumière.
[0002] L’application d’un champ électrique à un tel film permet d’orienter les cristaux liquides que le film contient, de sorte à laisser passer la lumière arrivant sur le film, celui-ci ayant alors un aspect transparent ou quasi transparent, tandis qu’en l’absence d’un tel champ électrique, les molécules n’ont pas d’orientation cohérente et génèrent au sein du film une multitude de réflexions dans de multiples direction, ce qui génère en sortie un effet opaque ou à tout le moins un effet diffusant à la lumière ayant réussi traverser le film.
[0003] Les films à cristaux liquides sont assimilables à des charges capacitives, et doivent être alimentés par une tension alternative dont la tension moyenne est nulle. En effet, l’application d’une tension continue au film finit par le détériorer.
[0004] La figure 1 représente en fonction du temps une tension alternative VAC appliquée à un film PDLC en volts (V), ainsi qu’un courant 1A en milliampères (mA) traversant le film soumis à cette tension alternative VAC. La tension alternative VAC présente ici une fréquence de 100Hz (Hertz) soit une période électrique de 10ms (millisecondes). On constate que le courant 1A est nul en dehors des phases de changement de polarité de la tension alternative VAC, phases pendant lesquelles le courant 1A traversant le film atteint un pic d’amplitude négative lorsque la tension alternative VAC décroît, ou un pic d’amplitude positive lorsque la tension alternative VAC alternative croît.
[0005] La dernière courbe de la figure 1 représente en fonction du temps et en pourcentages, le taux de transmission TT d’un flux lumineux passant à travers le film PDLC soumis à la tension alternative VAC. On constate que ce taux de transmission TT du film PDLC est fixe et de l’ordre 70% lorsque la tension alternative VAC est maximale en valeur absolue, tandis que ce taux de transmission TT diminue lors des phases de changement de polarité de la tension alternative VAC, jusqu’à atteindre 50% lorsque la tension alternative VAC atteint la valeur nulle au milieu d’une telle phase. Du fait de la diminution du taux de transmission TT pendant les phases de changement de polarité de la tension alternative VAC, le taux moyen de transmission du film PDLC est de 68% seulement. De la même manière, la transmission d'autres types films à cristaux liquides est diminuée lors des phases de changement de la polarité, pendant lesquelles la tension alternative est inférieure en valeur absolue à une tension de seuil.
[0006] La figure 2 représente en fonction du temps, la valeur relative 4>LR d’un flux lumineux incident arrivant sur le film PDLC soumis à la tension alternative VAC. Cette valeur n’a pas d’unité, s’agissant d’un ratio entre la valeur du flux lumineux en candela, sur la valeur crête de ce flux en candela. Cette valeur relative 4>LR est ici de 1, le flux lumineux incident étant produit par des diodes électroluminescentes alimentées par une tension continue. Le taux de transmission TT du film PDLC, reproduit sous la courbe de valeur relative 4>LR du flux lumineux, est identique à celui représenté en figure 1. Le taux moyen de transmission du flux lumineux émis par des diodes électroluminescentes est donc de 68%.
[0007] Les inventeurs ont envisagé d’utiliser la technologie des films PDLC pour cacher des moyens d’éclairage ou de signalisation d’un véhicule, notamment lorsque le véhicule est à l’arrêt, ou lorsque certaines fonctions ne sont pas utilisées (comme les feux de croisement le jour), par exemple en disposant un tel film PDLC en regard de la glace de fermeture de chaque phare du véhicule et donc en travers des faisceaux lumineux susceptibles d’être émis par les moyens d’éclairage ou de signalisation, ou en travers de la lumière du jour arrivant sur ces moyens d’éclairage ou de signalisation. 11 faut alors adapter la tension d’alimentation des diodes électroluminescentes remplissant les fonctions d’éclairage ou de signalisation du véhicule, de sorte à ce qu’elles fournissent la même intensité lumineuse avec le film PDLC qu’auparavant sans l’utilisation d’un tel film, pour remplir les contraintes réglementaires associées à ces fonctions. Or avec le taux moyen de transmission de 68% mentionné plus haut, la tension d’alimentation des diodes doit être significativement augmentée, ce qui est consommateur d’énergie. De plus, suivant la fonction d’éclairage ou de signalisation remplie par les diodes électroluminescentes, leur tension d’alimentation peut être variable et produire un scintillement, dont le couplage avec la tension alternative appliquée au film peut augmenter l’inconfort pour un usager de la route, conducteur du véhicule ou non.
[0008] 11 existe donc un besoin d’occultation des moyens d’éclairage ou de signalisation d’un véhicule, pour des raisons esthétiques, qui soit économe en énergie et ne présente pas le risque de générer un inconfort visuel. 11 s’agit notamment d’homogénéiser le style du véhicule.
[0009] La présente invention vise à remédier au moins en partie aux inconvénients de la technique antérieure en fournissant un dispositif d’éclairage pour véhicule muni d’un film à cristaux liquides, un bloc optique comportant un tel dispositif d’éclairage et un procédé d’émission de lumière mis en œuvre par un tel dispositif d’éclairage ou par un tel bloc optique, qui limitent la consommation d’énergie et le scintillement par rapport à l’art antérieur.
[0010] A cette fin, l’invention propose un dispositif d’éclairage pour véhicule, comportant :
- au moins un émetteur photonique, - une unité de contrôle de l’émetteur photonique, apte à appliquer, des impulsions de tension polarisant l’émetteur photonique pour que l'émetteur photonique émette une lumière,
- un film à cristaux liquides, apte à transmettre ou à bloquer au moins une partie d’une lumière émise par l’émetteur photonique, et
- des moyens de commande aptes à appliquer audit film une tension alternative, le dispositif d’éclairage étant caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de synchronisation de la tension alternative appliquée au film, avec les impulsions de tension appliquées à l’émetteur photonique.
[0011] L’émetteur photonique est par exemple une diode électroluminescente. De préférence le dispositif d’éclairage comporte plusieurs émetteurs photoniques, par exemple des matrices de diodes luminescentes, aptes à produire un feu réglementaire à travers le film à cristaux liquide. Celui-ci est par exemple un film PDLC, mais d’autres types de films à cristaux liquides peuvent bien sûr être utilisés.
[0012] 11 est à noter que le film à cristaux liquide étant apte à bloquer la lumière pouvant être émise par les émetteurs photoniques, il est aussi apte à bloquer la lumière du jour arrivant sur les émetteurs photoniques et donc à remplir la fonction d’occultation de ces éléments d’éclairage ou de signalisation lorsque ceux-ci ne sont pas utilisés.
[0013] L’unité de contrôle et/ou les moyens de commande sont configurés pour utiliser les moyens de synchronisation de sorte qu’aucune des impulsions de tension ne soit appliquée lors d’un changement de polarité de la tension alternative. Les impulsions de tension et la tension alternative peuvent ne pas avoir de fréquence particulière. Néanmoins les moyens de synchronisation permettent aux moyens de contrôle d'inhiber l'émission de la lumière lors des diminutions du taux de transmission du film, ou aux moyens de commande de changer la polarisation de la tension alternative entre deux impulsions de tension. [0014] Dans un mode de réalisation de l’invention, l’unité de contrôle est apte à appliquer les impulsions de tension à une première fréquence, et les moyens de commande sont aptes à appliquer audit film la tension alternative avec une deuxième fréquence.
[0015] L’unité de contrôle comporte une source d’impulsion de tension, en forme de créneaux par exemple, et des moyens analogiques de modification de la première fréquence de ces créneaux. Une telle source d’impulsion de tension est par exemple une source à modulation de largeur d’impulsion, utilisée pour éviter une hausse de température trop importante des diodes mais aussi pour adapter l’intensité lumineuse émise sur une même surface de sortie pour réaliser diverses fonctions d’éclairage ou de signalisation avec les mêmes diodes, et/ou pour adapter l’émission de lumière dans le cas où les modules lumineux du véhicule sont segmentés.
[0016] Les moyens de commande comportent une source de tension alternative dont la période électrique comporte de préférence une première phase pendant laquelle la tension est constante et positive, suivie d’une deuxième phase de changement de polarité et d’une troisième phase pendant laquelle la tension est constante et de valeur opposée à celle de la tension pendant la première phase.
[0017] Grâce à l’invention, le dispositif d’éclairage comporte des moyens de synchronisation entre les impulsions de tension appliquées aux émetteurs photoniques et la tension alternative appliquée au film, ce qui permet d’adapter la deuxième fréquence à la première fréquence ou inversement, de sorte à éviter un phénomène de scintillement gênant, aussi appelé « flickering ». Ce phénomène apparaît notamment lorsque les phases d’extinction des émetteurs photoniques se décalent par rapport aux phases de changement de polarité de la tension alternative, pendant lesquelles le taux de transmission du film diminue. Cette synchronisation peut permettre de plus une économie d’énergie par rapport à un dispositif d’éclairage de l’art antérieur ayant un même taux de transmission, puisque les durées pendant lesquelles les émetteurs photoniques ne sont pas alimentés correspondent à des phases de faible taux de transmission du film.
[0018] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, les moyens de synchronisation comportent des moyens d’envoi d’un signal de synchronisation à l’unité de contrôle. Dans ce cas, l’unité de contrôle est par exemple apte à produire, à partir du signal de synchronisation, les impulsions de tension dont la première fréquence est égale à la deuxième fréquence ou à un multiple entier de la deuxième fréquence. Ces moyens d’envoi peuvent par exemple être dans les moyens de commande. La première fréquence est de préférence choisie comme le double de la deuxième fréquence, ou plus. Notamment lorsque les émetteurs photoniques émettent un feu de signalisation, la première fréquence est beaucoup plus élevée que la deuxième fréquence, par exemple égale à quatre fois la deuxième fréquence, car l’intensité émise par les émetteurs photoniques est plus faible que dans le cas d’un feu d’éclairage.
[0019] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif d’éclairage selon l’invention comporte par exemple des moyens de détection du passage de la valeur absolue d’une pente de la tension alternative au-dessus d’un seuil minimal de pente, aptes à former le signal de synchronisation, et l’unité de contrôle est apte à former un front descendant d’une des impulsions de tension sur réception d’un motif du signal de synchronisation correspondant audit passage. Ainsi chaque changement de signe de la tension alternative a lieu entre deux impulsions de tension, c’est-à-dire lorsque le ou les émetteurs photoniques ne sont pas polarisés. De ce fait, lors des phases de changement de polarité de la tension alternative, correspondant à un taux de transmission plus faible du film, le ou les émetteurs photoniques n’émettent pas de lumière, ce qui permet d’atteindre un taux moyen de transmission de 70% et non de 68%, avec le même film que celui utilisé en relation avec les figures 1 et 2. Autrement dit cela permet d’économiser, pour un même taux de transmission, l’énergie utilisée pour alimenter les émetteurs photoniques. [0020] Il est à noter que le taux de transmission du film dépend des temps de relaxation des cristaux liquides. Pour certaines applications telles que l’affichage, une plus grande vitesse de changement de polarité peut être avantageuse. Dans ce cas, le gain en transmission fourni par l’invention est encore meilleur.
[0021] Selon une caractéristique optionnelle, dans une alternative de l’invention, les moyens de synchronisation comportent des moyens d’envoi d’un signal de synchronisation aux moyens de commande. Dans ce cas, les moyens de commande sont par exemple aptes à rendre la deuxième fréquence de la tension alternative égale à la première fréquence ou à un sous-multiple entier de la première fréquence. Ces moyens d’envoi sont alors par exemple dans l’unité de contrôle, et les moyens de commande comportent des moyens analogiques de modification de la deuxième fréquence de la tension alternative appliquée au film. La deuxième fréquence est par exemple choisie comme la moitié de la première fréquence, ou bien comme une fraction plus petite notamment lorsque le ou les émetteurs photoniques émettent un feu de signalisation, ou plus généralement lorsqu’une modulation en largeur d’impulsion est utilisée pour alimenter les émetteurs photoniques.
[0022] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, dans cette alternative de l’invention, les moyens de commande sont aptes, à partir du signal de synchronisation, à caler chaque changement de signe de la tension alternative entre un front descendant et un front montant de deux impulsions successives parmi lesdites impulsions de tension. Ainsi chaque changement de signe de la tension alternative a lieu entre deux impulsions de tension, ce qui permet d’économiser, pour un même taux de transmission, l’énergie utilisée pour alimenter les émetteurs photoniques.
[0023] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’unité de contrôle comporte des moyens de détermination d’une valeur de tension crête des impulsions de tension, en fonction d’une durée d’une phase de changement de polarité de la tension alternative et/ou de la deuxième fréquence et/ou d’un temps de réponse du film. Ces moyens de détermination permettent de compenser la perte de luminosité due à l’extinction des émetteurs photoniques pendant les phases de changement de polarité de la tension alternative. Ainsi par exemple lorsqu’une fonction d’éclairage est mise en œuvre par le dispositif d’éclairage, nécessitant normalement une alimentation en continu des émetteurs photoniques, la valeur de tension crête est augmentée par rapport à ce mode d’alimentation continu initialement requis, de sorte à envoyer en moyenne sur une période du signal d’alimentation des émetteurs photoniques, la même quantité de lumière que dans ce mode d’alimentation continu, cette quantité de lumière étant émise seulement sur des phases où la tension appliquée au film est constante. La durée des phases de changement de polarité dépend notamment du temps de réponse du film et de la fréquence du film, d’où l’intérêt d’utiliser une cartographie lorsque ces caractéristiques peuvent varier.
[0024] L’invention concerne aussi un bloc optique avant gauche ou avant droit pour véhicule, comportant un dispositif d’éclairage selon l’invention, et apte à remplir une fonction d’éclairage ou de signalisation, le bloc optique comportant une glace de fermeture, le film étant agencé entre d’une part l’unité de contrôle, les moyens de commande, l’émetteur photonique et d’autre part la glace de fermeture, de sorte à occulter l’unité de contrôle, les moyens de commande et l’émetteur photonique lorsque la fonction d’éclairage ou de signalisation n’est pas activée.
[0025] L’invention concerne encore un procédé d’émission de lumière mis en œuvre par le dispositif d’éclairage selon l’invention ou par le bloc optique selon l’invention, comportant les étapes de :
- application au film par les moyens de commande, de la tension alternative à la deuxième fréquence,
- réception par l’unité de contrôle, du signal de synchronisation,
- application à l’émetteur photonique, par l’unité de contrôle, des impulsions de tension à la première fréquence, les impulsions de tension étant synchronisées avec la tension alternative par l’unité de contrôle.
[0026] L’invention concerne également un procédé d’émission de lumière mis en œuvre par le dispositif d’éclairage selon l’invention ou par le bloc optique selon l’invention, comportant les étapes de :
- application à l’émetteur photonique par l’unité de contrôle, des impulsions de tension à la première fréquence,
- réception du signal de synchronisation par les moyens de commande,
- application au film par les moyens de commande de la tension alternative à la deuxième fréquence, la tension alternative étant synchronisée avec les impulsions de tension par les moyens de commande.
[0027] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, dans les procédés d’émission de lumière selon l’invention, chaque changement de signe de la tension alternative survient entre un front descendant et un front montant de deux impulsions successives parmi lesdites impulsions de tension.
[0028] Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, les procédés d’émission de lumière selon l’invention peuvent comporter une étape de détermination d’une valeur de tension crête des impulsions de tension, en fonction d’une durée d’une phase de changement de polarité de la tension alternative et/ou de la deuxième fréquence et/ou d’un temps de réponse du film.
[0029] Le bloc optique selon l’invention ainsi que les procédés d’émission selon l’invention comportent des avantages analogues à ceux du dispositif d’éclairage selon l’invention.
[0030] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[0031] [fig 1] déjà commentée en relation avec l’art antérieur, représente en fonction du temps, une tension alternative appliquée à un film PDLC, le courant traversant ce film PDLC et le taux de transmission associé du film PDLC,
[0032] [fig 2] également déjà commentée en relation avec l’art antérieur, représente en fonction du temps, une valeur relative de flux lumineux incident arrivant sur le film PDLC sur lequel est appliqué la tension alternative de la figure 1, et le taux de transmission associé du film PDLC, [0033] [fig 3] représente schématiquement des éléments d’un dispositif d’éclairage selon l’invention, dans un mode de réalisation de l’invention, [0034] [fig 4] représente des étapes d’un procédé d’émission de lumière selon l’invention, mis en œuvre par le dispositif d’éclairage de la figure 3,
[0035] [fig 5] représente en fonction du temps, des valeurs relatives de flux lumineux incident arrivant sur un film PDLC sur lequel est appliqué une tension alternative selon le procédé d’émission de lumière de la figure 4, et le taux de transmission associé du film PDLC,
[0036] [fig 6] représente, en fonction d’un temps de réponse du film PDLC, des valeurs relatives de flux lumineux incident arrivant sur le film PDLC, déterminées selon le procédé d’émission de lumière de la figure 4, et des ratio de flux lumineux associés,
[0037] [fig 7] représente, en fonction de la fréquence de la tension alternative appliquée au film PDLC, des valeurs relatives de flux lumineux incident arrivant sur le film PDLC, déterminées selon le procédé d’émission de lumière de la figure 4, et des ratio de flux lumineux associés,
[0038] [fig 8] représente en fonction du temps, une valeur relative de flux lumineux incident arrivant sur le film PDLC auquel on applique une tension alternative selon le procédé d’émission de lumière de la figure 4, et le taux de transmission associé du film PDLC, dans un cas d’usage du dispositif d’éclairage de la figure 3 correspondant à l’émission d’un feu de signalisation, et
[0039] [fig 9] représente des étapes d’un autre procédé d’émission de lumière selon l’invention, dans un autre mode de réalisation de l’invention. [0040] Selon un mode de réalisation de l’invention représenté figure 3, un dispositif d’éclairage 1 selon l’invention, destiné à équiper un véhicule, comporte un ou plusieurs émetteurs photoniques 3, notamment des diodes électroluminescentes, dont l’alimentation et donc la luminosité sont commandées par une unité de contrôle 2.
[0041] L’unité de contrôle 2 comporte une source d’impulsion de tension, prenant la forme de créneaux de tension, et des moyens de modification de la fréquence de ces créneaux de tension, appelée première fréquence dans cette demande. La source d’impulsion de tension alimente les diodes électroluminescentes 3 avec des créneaux de tension, c’est-à-dire avec un signal de tension prenant la valeur nulle entre deux créneaux de tension, et prenant sur chaque créneau de tension une valeur de tension VL non nulle ou valeur crête, supérieure ou égale à la tension de polarisation des diodes électroluminescentes 3. De ce fait entre deux créneaux de tension, les diodes électroluminescentes 3 n’émettent pas de lumière, et lorsqu’elles sont soumises à la tension VL d’un créneau de tension, elles émettent un flux de lumière 4>LI. Pour moduler l’intensité lumineuse émise par les diodes électroluminescentes 3, la durée Ti d’un créneau de tension (référencée figure 5) peut être choisie plus ou moins courte par rapport à la durée To de tension nulle (référencée figure 5) entre deux créneaux successifs de tension. L’unité de contrôle 2 comporte des moyens de modification de ces durées respectives et donc des moyens de modulation de l’intensité lumineuse émise par les diodes électroluminescentes 3, notamment en fonction d’un signal de commande d’activation d’un feu d’éclairage, d’un feu de croisement, d’un feu de signalisation, ou d’un feu de position diurne (aussi appelé DRL d’après l’anglais « Daytime Running Light »). En effet, dans ce mode de réalisation de l’invention, les diodes électroluminescentes 3 sont aptes à remplir des fonctions d’éclairage ou de signalisation distinctes en fonction du temps.
Le flux de lumière 4>LI émis par les diodes électroluminescentes 3 est envoyé en direction d’une glace de fermeture de manière à ce qu’il traverse un film 4 à cristaux liquides dispersés dans un polymère, dit film PDLC, auquel une tension alternative VAC est appliquée par des moyens de commande 5, cette tension alternative présentant une fréquence dite deuxième fréquence.
[0042] Les moyens de commande 5 comportent une source de tension alternative dont la période électrique comporte, comme dans l’art antérieur, une première phase pendant laquelle la tension est constante et positive, suivie d’une deuxième phase de changement de polarité correspondant à une pente descendante de tension, puis d’une troisième phase pendant laquelle la tension est constante et de valeur opposée à celle de la tension pendant la première phase et enfin d’une quatrième phase de changement de polarité correspondant à une pente montante de tension.
[0043] Selon l’invention, le dispositif d’éclairage 1 comporte des moyens de synchronisation 10 de la tension alternative VAC avec les impulsions de tension émises par l’unité de contrôle 2. Dans ce mode de réalisation de l’invention, les moyens de synchronisation 10 comportent des moyens d’envoi d’un signal de synchronisation h à l’unité de contrôle 2, les moyens d’envoi étant intégrés aux moyens de commande 5. L’unité de contrôle 2 utilise ensuite ce signal de synchronisation h pour synchroniser les impulsions de tension à la tension alternative VAC, comme explicité ci-après en relation avec la figure 4.
[0044] Le dispositif d’éclairage 1 est intégré dans un bloc optique avant gauche ou avant droit d’un véhicule, apte à remplir une fonction d’éclairage ou de signalisation. Le film PDLC 4 est placé en regard de, par exemple collé à, une glace de fermeture du bloc optique, à l’intérieur de celui-ci. Ainsi le film PDLC 4 permet d’occulter l’unité de contrôle 2, les moyens de commande 5 et les diodes électroluminescentes 3 lorsque la fonction d’éclairage ou de signalisation n’est pas activée et que le film PDLC est dans un mode opaque ou quasiment opaque.
[0045] La figure 4 montre des étapes d’un procédé d’émission 100 de lumière mis en œuvre par le dispositif d’éclairage 1. [0046] La première étape 110 est l’application au film PDLC 4, par les moyens de commande 5, de la tension alternative VAC à la deuxième fréquence, par exemple de 100Hz. Lors de cette étape, des moyens de détection, intégrés aux moyens de commande 5 et faisant partie des moyens de synchronisation 10, détectent les débuts des phases de changement de polarité de la tension alternative VAC et émettent une impulsion de tension à chaque début d’une phase de changement de polarité, formant ainsi le signal de synchronisation h, envoyé à l’unité de contrôle 2.
[0047] Ces moyens de détection détectent par exemple plus précisément une variation de la tension alternative VAC, OU bien une pente non nulle de la tension alternative VAC, cette variation ou cette pente devant, en valeur absolue, être supérieure ou égale à un seuil minimal prédéterminé pour déclencher une détection.
[0048] Ces moyens de détection détectent éventuellement également, les fins des phases de changement de polarité de la tension alternative VAC, et émettent une impulsion de tension lorsqu’une telle phase de changement de polarité prend fin. Dans ce cas, le signal de synchronisation h comporte deux impulsions par phase de changement de polarité, l’une marquant le début d’une telle phase et l’autre la fin d’une telle phase.
[0049] L’étape suivante 120 est la réception par l’unité de contrôle 2 du signal de synchronisation h.
[0050] L’étape suivante 130 est la détermination par l’unité de contrôle 2 de la valeur VL de tension de créneau à appliquer aux diodes électroluminescentes 3, en fonction de la durée d’une phase de changement de polarité de la tension alternative VAC, cette phase pouvant dépendre de la deuxième fréquence du film PDLC et/ou d’un temps de réponse du film PDLC. Cette durée, ainsi que la deuxième fréquence de la tension alternative VAC, est par exemple déterminée par l’unité de contrôle 2 grâce au signal de synchronisation h, lorsque celui-ci indique les débuts et les fins de chaque période de changement de polarité. En variante, cette durée et cette deuxième fréquence sont prédéterminées.
[0051] Lors de cette étape 130, l’unité de contrôle 2 détermine également, en fonction d’une luminosité souhaitée pour remplir la fonction d’éclairage ou de signalisation assurée par le dispositif d’éclairage 1, une durée Ti initiale de tension nulle entre deux créneaux de tension, ainsi qu’une première fréquence, prise égale à un multiple entier de la deuxième fréquence, par exemple à deux fois la deuxième fréquence. La durée Ti initiale de tension nulle est déterminée en fonction d’une tension initiale d’alimentation continue des diodes électroluminescentes 3, de sorte à ce qu’en découpant cette tension initiale d’alimentation continue en créneaux de tension présentant la durée Ti initiale de tension nulle entre deux créneaux de tension, le flux lumineux émis par les diodes électroluminescentes 3 à travers le film PDLC 4 fournisse la luminosité souhaitée.
[0052] Lorsque la durée Ti initiale de tension nulle est inférieure à la durée d’une phase de changement de polarité, l’unité de contrôle 2 détermine une valeur de durée To de tension nulle égale à la durée d’une phase de changement de polarité, sinon l’unité de contrôle 2 détermine une valeur de durée To de tension nulle égale à la durée Ti initiale de tension nulle.
[0053] Lorsque la durée Ti initiale de tension nulle est inférieure à la valeur de durée To de tension nulle ainsi déterminée, l’unité de contrôle 2 ajuste éventuellement dans cette étape 130 la valeur VL de tension de créneau, de sorte à compenser la perte de luminosité due à l’augmentation de la durée To de tension nulle par rapport à la durée Ti initiale de tension nulle qui aurait été suffisante pour remplir la fonction d’éclairage ou de signalisation souhaitée à travers le film PDLC 4, sans optimisation du taux moyen de transmission du film PDLC 4. La détermination de cette valeur VL de tension de créneau compensant la perte de luminosité due à l’extinction prolongée des diodes électroluminescentes 3 utilise éventuellement, par exemple lorsque la durée Ti initiale de tension nulle vaut zéro, une cartographie donnant la valeur VL de tension de créneau à appliquer en fonction de la durée d’une phase de changement de polarité.
[0054] En variante de réalisation dans cette étape 130, lorsque le signal de synchronisation h ne contient que les indications de début de phases, l’unité de contrôle 2 en déduit la deuxième fréquence, puis utilise par exemple une cartographie pour déterminer la durée d’une période de changement de polarité en fonction de la deuxième fréquence, et/ou pour déterminer une valeur VL de tension de créneau à appliquer pour compenser la perte de luminosité due à l’extinction des diodes électroluminescentes pendant cette période de changement de polarité, en fonction de la deuxième fréquence. Une cartographie différente, en fonction du type de film PDLC utilisé, est par exemple utilisée par l’unité de contrôle 2, afin d’adapter cette valeur crête VL en fonction du temps de réponse du film PDLC.
[0055] Lors de l’étape suivante 140, l’unité de contrôle 2 utilise le signal de synchronisation h pour construire le signal en créneaux de tension ayant la tension VL de créneau déterminée précédemment et la durée To de tension nulle déterminée précédemment, à la première fréquence, prise égale au multiple entier de la deuxième fréquence déterminée à l’étape précédente.
[0056] Par exemple, l’unité de contrôle 2 forme un front descendant de tension à chaque réception d’une impulsion de tension du signal de synchronisation h marquant un début de phase de changement de polarité, puis un front montant après un intervalle de temps égal à la durée To de tension nulle déterminée à l’étape 130. L’unité de contrôle 2 envoie les créneaux de tension ainsi formés aux diodes électroluminescente 3.
[0057] La figure 5 illustre l’évolution du flux lumineux 4>LI émis par les diodes électroluminescentes 3 lorsque celles-ci sont alimentées par un signal de créneaux de tension construit selon l’étape 140 du procédé d’émission 100 de lumière, mais dans laquelle la valeur VL de tension de créneau n’a pas été ajustée, à l’étape 130, pour compenser une perte de luminosité due à l’extinction des diodes pendant les phases de changement de polarité. La courbe de tension correspondante en fonction du temps est la courbe de flux lumineux relatif 4>LRI en gras sur la figure 5, correspondant au flux lumineux 4>LI dont la valeur maximale est ramenée à un. Dans cet exemple d’application du procédé d’émission 100 de lumière, la première fréquence est choisie égale au double de la deuxième fréquence, ce qui permet de ne pas alimenter les diodes électroluminescentes 3 lors de chaque phase de changement de polarité.
[0058] La figure 5 reproduit également l’évolution en fonction du temps, du taux de transmission TT du film PDLC 4 soumis à la tension alternative VAC.
[0059] On voit que chaque durée d’extinction des diodes électroluminescentes 3, correspondant à un flux lumineux relatif 4>LRI nul entre deux créneaux de flux lumineux relatif 4>LRI, correspond à une zone 41 de faible transmission de flux lumineux, c’est-à-dire à une phase de changement de polarité de la tension alternative VAC. De ce fait, lorsque les diodes électroluminescentes 3 émettent de la lumière, celle-ci traverse le film PDLC 4 en bénéficiant de son meilleur taux de transmission, de 70% dans ce mode de réalisation de l’invention. Le taux moyen de transmission du film PDLC soumis au flux lumineux 4>LI est donc de 70% au lieu de 68% dans l’art antérieur. Bien sûr d’autres types de films PDLC sont utilisables, avec des taux de transmission pouvant être différents de 70%, par exemple dont le taux de transmission est de 80% lors de phases d’alimentation à tension constante.
[0060] Une autre courbe montre l’évolution d’un flux lumineux 4>L2 émis par les diodes électroluminescentes 3 lorsque celles-ci sont alimentées par un signal de créneaux de tension construit selon l’étape 140 du procédé d’émission 100 de lumière, mais dans laquelle la valeur VL de tension de créneau a été ajustée, à l’étape 130, pour compenser la perte de luminosité due à l’extinction des diodes pendant les phases de changement de polarité. La courbe de tension correspondante en fonction du temps est la courbe de flux lumineux relatif 4>LR2 en trait fin sur la figure 5, correspondant à la valeur du flux lumineux 4>L2 divisée par celle du flux lumineux 4>LI.
[0061] La figure 6 montre l’évolution de la valeur du flux lumineux relatif 4>LR2 en fonction de la deuxième fréquence, le flux lumineux 4>L2 correspondant étant émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par un signal de créneaux de tension dont la valeur VL de tension de créneau est ajustée en fonction de la deuxième fréquence, pour compenser la perte de luminosité due aux phases de changement de polarité. Comme représenté par la courbe L2, le ratio entre d’une part le flux lumineux transmis par le film 4>L2 *TT et d’autre part un flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue, est maintenu constant à 70%, donc au taux maximal de transmission du film PDLC 4, quel que soit la valeur de la deuxième fréquence. Pour obtenir ce résultat, la valeur du flux lumineux relatif 4>LR2, donc de la tension VL de créneau ajustée à l’étape 130, est d’autant plus élevée que la deuxième fréquence est importante.
[0062] La figure 6 montre que la valeur du flux lumineux relatif 4>LRI ne varie pas en fonction de la deuxième fréquence, puisque la valeur VL de tension de créneau alimentant les diodes électroluminescentes 3 pour produire le flux lumineux 4>LI n’est pas ajustée pour compenser la perte de luminosité due aux phases de changement de polarité. De ce fait, comme représenté par la courbe Ll, le ratio entre d’une part le flux lumineux transmis par le film 4>LI*TT et d’autre part le flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue, baisse drastiquement en fonction de la deuxième fréquence.
[0063] La courbe L représente le ratio entre d’une part le flux lumineux transmis par le film 4>L*TT dans l’art antérieur et d’autre part le flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue. Ce ratio diminue avec la deuxième fréquence, en fournissant néanmoins plus de luminosité que le flux de lumière 4>LI.
[0064] De manière analogue, la figure 7 montre l’évolution de la valeur du flux lumineux relatif 4>LR2 en fonction du temps de réponse du film PDLC utilisé, le flux lumineux 4>L2 étant émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par un signal de créneaux de tension dont la valeur VL de tension de créneau est ajustée en fonction de ce temps de réponse, pour compenser la perte de luminosité due aux phases de changement de polarité. Comme représenté par la courbe L20, le ratio entre d’une part le flux lumineux 4>L2*TT transmis par le film et d’autre part un flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue, est maintenu constant à 70%, donc au taux maximal de transmission du film PDLC 4, quel que soit la valeur du temps de réponse du film PDLC. Pour obtenir ce résultat, la valeur du flux lumineux relatif 4>LR2, donc de la tension VL de créneau ajustée à l’étape 130, est d’autant plus élevée que le temps de réponse du film PDLC est important.
[0065] La figure 7 montre que la valeur du flux lumineux relatif 4>LRI ne varie pas en fonction du temps de réponse du film PDLC, puisque la valeur VL de tension des créneaux alimentant les diodes électroluminescentes 3 pour produire le flux lumineux 4>LI n’est pas ajustée pour compenser la perte de luminosité due aux phases de changement de polarité. De ce fait, comme représenté par la courbe L10, le ratio entre d’une part le flux lumineux 4>LI*TT transmis par le film et d’autre part le flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue, baisse drastiquement en fonction du temps de réponse du film PDLC. [0066] La courbe LO représente le ratio entre d’une part le flux lumineux 4>L*TT transmis par le film dans l’art antérieur et d’autre part le flux de lumière qui serait émis par les diodes électroluminescentes 3 alimentées par la tension d’alimentation initiale continue. Ce ratio diminue avec le temps de réponse du film PDLC, en fournissant néanmoins plus de luminosité que le flux de lumière 4>LI.
[0067] La figure 8 illustre l’évolution du flux lumineux 4>LI émis par les diodes électroluminescentes 3 lorsque celles-ci sont alimentées par un signal de créneaux de tension construit selon l’étape 140 du procédé d’émission 100 de lumière, dans laquelle la valeur VL de tension de créneau n’a pas été ajustée, à l’étape 130, pour compenser une perte de luminosité due à l’extinction des diodes pendant les phases de changement de polarité, et dans laquelle la première fréquence est prise égale à huit fois la deuxième fréquence. Un tel ajustement n’est ici pas nécessaire pour produire la luminosité souhaitée étant donné que la durée To de tension nulle est supérieure à la durée d’une phase de changement de polarité. La courbe de flux lumineux relatif 4>LRI correspondante fait donc des créneaux très petits encadrant de manière large chaque zone 41 de faible transmission de flux lumineux. Dans cet exemple d’application du procédé d’émission 100 de lumière, le dispositif d’éclairage 1 produit un feu de position diurne qui nécessite peu de luminosité.
[0068] Enfin la figure 9 représente des étapes d’un autre procédé d’émission 200 de lumière selon l’invention, mis en œuvre par le dispositif d’éclairage 1.
[0069] La première étape 210 est la détermination, par l’unité de contrôle 2, d’une première fréquence d’un signal en créneaux de tension à appliquer aux diodes électroluminescentes 3, et d’une durée To de tension nulle entre les créneaux afin de produire la luminosité souhaitée à travers le film PDLC 4, en fonction de la fonction d’éclairage ou de signalisation à remplir par le dispositif d’éclairage 1. [0070] La deuxième étape 220 est l’application aux diodes électroluminescentes 3 par l’unité de contrôle 2, d’un signal en créneaux de tension à la première fréquence déterminée à l’étape précédente, et présentant entre les créneaux, la durée To de tension déterminée précédemment. Lors de cette étape 220, l’unité de contrôle 2 duplique le signal en tension de créneaux et l’envoie aux moyens de commande 5, le signal en tension de créneaux constituant un signal de synchronisation h.
[0071] La troisième étape 230 est la réception du signal de synchronisation h par les moyens de commande 5.
[0072] Enfin la quatrième étape 240 est la détermination, par les moyens de commande 5, de la deuxième fréquence à partir de la première fréquence, et l’application au film PDLC, par les moyens de commande, d’une tension alternative à la deuxième fréquence, synchronisée avec les impulsions de tension envoyée aux diodes électroluminescentes 3. La deuxième fréquence est choisie comme un sous-multiple de la première fréquence, par exemple comme la moitié de la première fréquence. La synchronisation est effectuée par les moyens de commande 5 de manière à effectuer chaque changement de signe de la tension alternative entre un front descendant et un front montant de deux impulsions successives du signal en créneaux de tension appliqué aux diodes électroluminescentes 3.
[0073] Dans cet autre procédé d’émission 200 selon l’invention, les phases de changement de polarité de la tension alternative VAC peuvent être de durée inférieure, égale ou supérieure à la durée To de tension nulle entre deux créneaux de tension alimentant les diodes électroluminescentes 3. Néanmoins cet autre procédé d’émission 200 permet d’améliorer le taux de transmission moyen du film PDLC par rapport à l’art antérieur.
[0074] Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment les caractéristiques des différentes variantes de réalisation de l’invention envisagées dans cette demande, peuvent être combinées pour réaliser l’invention, dans la mesure où ces variantes ne sont pas incompatibles entre elles.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule, comportant :
- au moins un émetteur photonique (3),
- une unité de contrôle (2) de l’émetteur photonique (3), apte à appliquer, des impulsions de tension polarisant l’émetteur photonique (3) pour que l'émetteur photonique émette une lumière,
- un film (4) à cristaux liquides, notamment de type PDLC, apte à transmettre ou à bloquer au moins une partie d’une lumière émise par l’émetteur photonique (3), et
- des moyens de commande (5) aptes à appliquer audit film (4) une tension alternative (VAC), le dispositif d’éclairage (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de synchronisation (10) de la tension alternative (VAC) appliquée au film (4), avec les impulsions de tension appliquées à l’émetteur photonique (3).
[Revendication 2] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon la revendication 1, dans lequel l’unité de contrôle (2) et/ou les moyens de commande (5) sont configurés pour utiliser les moyens de synchronisation (10) de sorte qu’aucune des impulsions de tension ne soit appliquée lors d’un changement de polarité de la tension alternative (VAC).
[Revendication 3] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’unité de contrôle (2) est apte à appliquer les impulsions de tension à une première fréquence, et dans lequel les moyens de commande (5) sont aptes à appliquer audit film (4) la tension alternative (VAC) avec une deuxième fréquence.
[Revendication 4] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de synchronisation (10) comportent des moyens d’envoi d’un signal de synchronisation (h) à l’unité de contrôle (2).
[Revendication 5] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon les revendications 3 et 4, dans lequel l’unité de contrôle (2) est apte à produire, à partir du signal de synchronisation (h), les impulsions de tension dont la première fréquence est égale à la deuxième fréquence ou à un multiple entier de la deuxième fréquence.
[Revendication 6] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de synchronisation comportent des moyens d’envoi d’un signal de synchronisation aux moyens de commande (5).
[Revendication 7] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon la revendication 6, dans lequel les moyens de commande (5) sont aptes, à partir du signal de synchronisation, à caler chaque changement de signe de la tension alternative (VAC) entre un front descendant et un front montant de deux impulsions successives parmi lesdites impulsions de tension.
[Revendication 8] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon la revendication 3 et la revendication 6 ou 7, dans lequel les moyens de commande (5) sont aptes à rendre la deuxième fréquence de la tension alternative (VAC) égale à la première fréquence ou à un sous-multiple entier de la première fréquence.
[Revendication 9] Dispositif d’éclairage (1) pour véhicule selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel l’unité de contrôle (2) comporte des moyens de détermination d’une valeur de tension crête (VL) des impulsions de tension, en fonction d’une durée d’une phase de changement de polarité de la tension alternative (VAC) et/ou de la deuxième fréquence et/ou d’un temps de réponse du film (4).
[Revendication 10] Bloc optique avant gauche ou avant droit pour véhicule, comportant un dispositif d’éclairage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, et apte à remplir une fonction d’éclairage ou de signalisation, le bloc optique comportant une glace de fermeture, le film (4) étant agencé entre d’une part l’unité de contrôle (2), les moyens de commande (5), l’émetteur photonique (3) et d’autre part la glace de fermeture, de sorte à occulter l’unité de contrôle (2), les moyens de commande (5) et l’émetteur photonique (3) lorsque la fonction d’éclairage ou de signalisation n’est pas activée.
[Revendication 11] Procédé d’émission de lumière mis en œuvre par le dispositif d’éclairage (1) selon la revendication 3 et la revendication 4 ou 5, ou par le bloc optique selon la revendication 10 prise dans la dépendance de la revendication 3 et de la revendication 4 ou 5, comportant les étapes de :
- application au film (4) par les moyens de commande (5), de la tension alternative (VAC) à la deuxième fréquence,
- réception par l’unité de contrôle (2), du signal de synchronisation (h),
- application à l’émetteur photonique (3), par l’unité de contrôle (2), des impulsions de tension à la première fréquence, les impulsions de tension étant synchronisées avec la tension alternative (VAC) par l’unité de contrôle (2).
[Revendication 12] Procédé d’émission de lumière mis en œuvre par le dispositif d’éclairage (1) selon la revendication 3 et l’une des revendications 6 à 8, ou par le bloc optique selon la revendication 10 prise dans la dépendance de la revendication 3 et l’une des revendications 6 à 8, comportant les étapes de :
- application à l’émetteur photonique (3) par l’unité de contrôle (2), des impulsions de tension à la première fréquence,
- réception du signal de synchronisation par les moyens de commande (5),
- application au film (4) par les moyens de commande (5) de la tension alternative (VAC) à la deuxième fréquence, la tension alternative (VAC) étant synchronisée avec les impulsions de tension par les moyens de commande (5).
[Revendication 13] Procédé d’émission de lumière selon la revendication 11 ou 12, dans lequel chaque changement de signe de la tension alternative (VAC) survient entre un front descendant et un front montant de deux impulsions successives parmi lesdites impulsions de tension.
[Revendication 14] Procédé d’émission de lumière selon la revendication 13, comportant en outre une étape de détermination d’une valeur de tension crête (VL) des impulsions de tension, en fonction d’une durée d’une phase de changement de polarité de la tension alternative (VAC) et/ou de la deuxième fréquence et/ou d’un temps de réponse du film (4).
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