FR3011615A1

FR3011615A1 -

Info

Publication number: FR3011615A1
Application number: FR1459596A
Authority: FR
Inventors: Ralf Biertuempfel; Steffen Reichel; Michael Landi
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-04-10
Also published as: GB201417445D0; GB2519230B; US9752756B2; GB2519230A8; US20150138756A1; GB2519230A; DE102014114315A1

Abstract

Dispositif d'éclairage à LED (1) et filtre NIR (2) pour un tableau de bord ou un champ d'affichage (8) sans perturbation d'un appareil de vision nocturne (9). La lumière de la LED (1) est située au-dessus de 0,19 (u') et de 0,46 (v') dans le diagramme u' v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV. Le filtre NIR (2) présente une transmission lumineuse décroissante entre 500 nm et 800 nm. L'épaisseur du filtre NIR est sélectionnée pour assurer un effet de blocage satisfaisant dans la plage de longueurs d'onde entre 600 nm et 800 nm, si bien que les coordonnées colorimétriques de la lumière utile filtrée sont situées dans une région de ra.yon égal à 0,04 autour des coordonnées u' = 0,19 et v' = 0,49 du diagramme u' v'.

Description

Dispositif d'éclairage à LED compatible avec des appareils de vision nocturne L'invention concerne un dispositif d'éclairage destiné à éclairer un tableau de bord ou un champ d'affichage, dont la lumière ne doit pas perturber le fonctionnement d'un appareil de vision nocturne et dont la sensibilité spectrale est comprise dans une plage de longueurs d'onde située au-dessus de 600 nm.

Un tel dispositif d'éclairage est connu par le document US 7 434 963 B2. La lumière d'une première série de LED est filtrée par une lentille convergente d'une part et focalisée au moyen d'un filtre d'autre part, ledit filtre atténuant la lumière dans une plage de longueurs d'onde dont la longueur d'onde est supérieure à 550 nm. La lumière de la première série de LED est comprise dans une plage de 575 nm - 450 nm ou de 525 nm - 425 nm, soit à proprement dire en dehors de la plage de sensibilité des appareils de vision nocturne, une lumière perturbatrice éventuellement présentée étant toutefois filtrée dans la bande d'ondes cyan. Une deuxième et une troisième séries de LED sont également prévues, dont la lumière est filtrée par le même filtre, mais focalisée dans un angle solide différent. Il est indiqué en outre que les diodes électroluminescentes présentent une bande interdite d'au moins 2 eV et que le filtre bloque des rayonnements électromagnétiques d'une longueur d'onde > 930 nm ou 900 nm ou 700 nm ou dans une plage de longueurs d'onde entre ces valeurs et 1000 nm.

Le document US 6 758 586 B1 concerne un dispositif d'éclairage compatible avec le système d'affichage d'images d'appareils de vision nocturne. Les conditions auxquelles cela est possible sont indiquées, en l'occurrence : 1) les tubes intensificateurs d'image ne doivent pas couvrir la totalité du champ de vision d'un pilote et 2) le dispositif d'éclairage de l'aéronef ne doit pas perturber les tubes intensificateurs d'image de l'appareil de vision nocturne, en empêchant des halos perturbateurs ou des images fantômes par suite de réflexions d'objets éclairants sur la vitre du cockpit. Quant au type d'appareils de vision nocturne de type I et type II, il est fait référence à la norme MIL-L- 85762 A. Des appareils de vision nocturne de type I sont montés sur le casque de pilotes d'hélicoptère avec l'écran devant les yeux du pilote pour pouvoir voir les instruments du tableau de bord en dirigeant le regard vers le bas. Pour les appareils de vision nocturne de type II, les images délivrées sont projetées sur le tableau de bord, permettant ainsi une observation simultanée des instruments et de l'image de vision nocturne. Les risques de perturbations entre les sources lumineuses de l'aéronef et les appareils de vision nocturne peuvent en outre être évités en ce que les sources lumineuses sont monochromes avec une couleur aussi éloignée que possible de la bande de longueurs d'onde rouge. Les appareils de vision nocturne de 2e ou 3e génération ne présentent pas de bande passante limitée à l'infrarouge, et présentent une sensibilité dans la plage rouge pour couvrir les longueurs d'onde entre 600 et 770 nm. En pratique, les LED utilisée aux fins d'éclairage émettent une lumière verte centrée autour de 555 nm, le « vert aviation ». Ceci a toutefois l'inconvénient de changer les couleurs du tableau de bord et donc de réduire la lisibilité. Conformément à la divulgation du document US 6 758 568 31, les risques de perturbations entre les sources d'éclairage d'un aéronef et les appareils de vision nocturne peuvent être évités de manière surprenante en ce que le système d'éclairage utilise de la lumière blanche provenant d'une source lumineuse fonctionnant par électroluminescence. Une telle lumière blanche émise par des diodes n'active pas le circuit de réglage automatique du gain d'un appareil de vision nocturne et n'a même pas besoin d'être filtrée dans la bande de rouge critique, suivant la divulgation du document US 6 758 568 31. En pratique, de telles sources lumineuses ne sont pas rencontrées. De nombreuses sources lumineuses émettent largement moins de 1 % de lumière rouge avec une longueur d'onde supérieure à 650 nm. Ceci est certes très peu, mais l'amplification élevée d'amplificateurs de lumière résiduelle rend inacceptable même un éclairage non perceptible de lumière rouge foncé. Les propriétés spectrales d'un amplificateur de lumière résiduelle sont notamment décrites dans la norme MIL-STD3009.

En pratique, l'utilisateur souhaiterait pourtant utiliser le cas échéant des LED qui émettent aussi une lumière critique dans la plage rouge au-dessus de 620 nm. Le document DE 42 19 740 34 a fait connaître un dispositif d'affichage qui comprend un écran à LED et un 15 agencement de filtres avec un filtre dichroïtique, un filtre stoppant les infrarouges et un filtre à polarisation circulaire destiné à être utilisé en association avec un appareil de vision nocturne. Les LED émettent une lumière verte d'environ 510 nm à 720 nm avec un pic d'émission à 20 570 nm. L'agencement de filtres atténue le rayonnement dans la plage entre 620 nm et 720 nm environ. Le document DE 10 2012 001 151 Al a fait connaître un dispositif d'éclairage qui produit une lumière mixte au moyen d'une LED blanche, d'une LED verte et d'une LED 25 rouge, laquelle est filtrée par un dispositif de filtre optique pour bloquer la lumière d'une longueur d'onde supérieure à 610 nm. Un film dit NVIS ou un dispositif de filtre interférentiel sont utilisés à cet effet. La norme US MIL-STD-3009 contient des indications 30 qualitatives sur la sensibilité spectrale de différentes classes d'appareils de vision nocturne. Il résulte du profil d'exigence que des filtres à arêtes, disponibles comme filtres interférentiels, doivent être utilisés pour bloquer une part rouge définie du spectre de la lumière 35 d'éclairage.

La description technique de la couleur d'un éclairage est normalisée internationalement conformément à la norme de la Commission Internationale de l'Eclairagel. La norme CIE Universal Color Standard (UCS) de 1976, où les 5 coordonnées de chromaticité sont caractérisées par les variables u' et v', s'est imposée pour des sources lumineuses compatibles NVIS. Une représentation du système d'espace colorimétrique CIE-LUV peut être trouvée dans Wikipédia avec des explications sur les valeurs normalisées 10 u' et v' permettant d'obtenir un diagramme chromatique suivant CIE 1976 UCS. Il est exigé d'un dispositif d'éclairage que la lumière présente la couleur spectrale exacte. Pour ce qui est des appareils de vision nocturne, le dispositif 15 d'éclairage doit en outre présenter une « radiance NVis » spécifique qui est définie comme le rapport entre rayonnement infrarouge proche et rayonnement visible. Pour satisfaire aux deux exigences, un filtre d'absorption dans le proche infrarouge est utilisé, lequel absorbe également 20 une part déterminée de lumière rouge à grande longueur d'onde. Pour des sources lumineuses usuelles telles que des lampes à incandescence et des LED blanches, cela représente un net changement chromatique spectral de la source lumineuse. Pour des lampes à incandescence dont la lumière 25 peut être décrite par la température de couleur, un filtre adapté rendant la source lumineuse compatible avec les appareils de vision nocturne peut être trouvé relativement facilement. Le problème est toutefois différent en ce qui concerne les LED. Les LED de même température de couleur 30 n'ont pas nécessairement les mêmes coordonnées colorimétriques dans le diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV. L'invention vise à réaliser un dispositif d'éclairage dont la lumière ne perturbe pas le fonctionnement d'un 35 appareil de vision nocturne, ne génère pas d'images 1 Voir le site Internet de la CIE fantômes, et puisse être de dimensions compactes et de fabrication économique. Ce problème est résolu par les revendications indépendantes.

Concrètement, quatre étapes sont proposées pour obtenir la solution souhaitée : 1.) Sélection d'un verre filtrant adapté conformément aux indications de la présente invention. 2.) Sélection d'une LED conformément aux indications de la présente invention. 3.) Calcul de l'épaisseur minimale du verre filtrant, si bien qu'un rayonnement suffisant est absorbé par le NIR (ce calcul est notamment effectué suivant la norme MIL-STD3009 ou RTCA DO-275). 4.) Contrôle/augmentation de l'épaisseur de verre filtrant pour que les coordonnées de chromaticité de la combinaison LED-filtre soient comprises dans la plage de tolérance souhaitée (le calcul des coordonnées de chromaticité est effectué suivant les instructions de CIE No. 15 (2004) Technical Report Colorimetry ISBN 3901 906 339). Un verre filtrant absorbant est choisi comme filtre, lequel présente un effet filtrant essentiellement indépendant de la direction. Un tel filtre est un filtre volumique dont l'intensité chromatique ou l'effet filtrant sont fonction de l'épaisseur. (L'efficacité de filtres à base de couches interférentielles est largement dépendante de la direction du rayonnement incident, mais indépendante de l'épaisseur de ce fait.) Concrètement, une ou plusieurs LED sont utilisées comme source lumineuse primaire, dont les coordonnées de chromaticité peuvent être caractérisées par des coordonnées du diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIELUV situées sur ou à proximité de la courbe du corps noir dudit diagramme. La lumière filtrée par le filtre NIR est décalée dans une zone qui reste située dans une plage de blanc tolérée du diagramme u'v'. De telles plages de blanc NVIS sont définies par les normes MIL-STD-3009 et RTCA-DO275. Pour y parvenir, un filtre NIR est sélectionné, lequel correspond à l'un des filtres décrits au tableau 1. Ces filtres sont définis par leur diabatie spectrale en tableau 1. A titre d'exemple : les limites inférieures de transmission de 1 % sont comprises entre 330 nm et 650 nm environ quand une épaisseur utile est sélectionnée. Pour la longueur d'onde critique de 600 nm, ces filtres ont dans l'épaisseur utile une transmission de près de 32 % et peuvent donc être qualifiés de suffisamment perméables à la lumière entre 350 et 600 nm. Quant aux LED, il est préféré celles avec deux maxima d'intensité locaux. Le premier maximum d'intensité local est compris entre 410 nm et 460 nm, donc dans la plage bleue du spectre, alors que le deuxième maximum d'intensité local est de 565 nm, donc compris dans la plage verte. En reportant linéairement la longueur d'onde sur l'abscisse, le premier maximum d'intensité est étroit pas rapport au deuxième maximum d'intensité. Le rapport de hauteur entre maxima est compris entre 0,6 - 1,6, autrement dit le maximum dans la plage bleue du spectre peut être inférieur, égal ou supérieur au maximum large dans la zone verte. Les LED utilisables sont usuellement qualifiées de « blanc chaud ». Leurs coordonnées de chromaticité doivent, en diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIELUV, être supérieures à 0,19 (u') et 0,46 (v'). Suivant une forme d'exécution préférentielle de l'invention, un verre optique avec une teneur en phosphore et en cuivre est utilisé comme filtre NIR. Les types BG39, S8612 ou BG55 de Schott AG peuvent être cités comme exemples d'un tel verre optique filtrant. Un verre filtrant optique avec une teneur en fluor peut également être utilisé, tels qu'un verre de type BG60, BG61, BG62, VG20 de SCHOTT AG.

Le filtre NIR absorbe une part importante du spectre rouge, si bien que cette part spectrale n'est pas perturbatrice pour le fonctionnement de l'appareil de vision nocturne. La part spectrale perturbatrice est en l'occurrence absorbée. Ceci représente un avantage par rapport à un filtre interférentiel qui réfléchit la part spectrale à filtrer et présente donc le risque d'images fantômes et de réflexions perturbatrices. Pour une efficacité satisfaisante du filtre, il convient autant que possible de ne pas réfléchir le rayonnement utile, c'est pourquoi une couche anti-reflets optimisée dans les plages entre 400 nm et 600 nm peut être vaporisée sur le filtre. En fonction des conditions, la plage optimale de la couche anti-reflets peut être comprise entre 420 et 600 nm, entre 430 et 600 nm, ou entre 440 et 600 nm. D'autres particularités de l'invention ressortent des exemples d'exécution décrits en relation avec les figures et les revendications. Les figures représentent : Fig. 1 la structure d'un premier dispositif d'éclairage, Fig. 2 la structure d'un deuxième dispositif d'éclairage, Fig. 3 un troisième dispositif d'éclairage, sous forme schématique, Fig. 4 un quatrième dispositif d'éclairage, sous forme schématique, Fig. 5 un diagramme spectral de LED sur la longueur d'onde lumineuse, Fig. 6 la caractéristique de transmission d'un filtre NIR sur la longueur d'onde lumineuse, Fig. 7 le diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV, Fig. 8 un fragment du diagramme colorimétrique avec des plages blanches délimitées, Fig. 9 des courbes diabatiques spectrales pour des verres sélectionnés, Fig. 10 la transmittance lumineuse de verres filtrants Schott de différentes épaisseurs sur la longueur d'onde lumineuse avec un même maximum à 500 nm, Fig. 11 la transmittance lumineuse de verres filtrants Schott de différentes épaisseurs sur la longueur d'onde lumineuse avec un même minimum à 880 nm, Fig. 12 la transmittance lumineuse de verres filtrants Schott de différentes épaisseurs sur la longueur d'onde lumineuse avec une même transmittance lumineuse de 0,5 à 600 nm, Fig. 13 la transmittance lumineuse de verres filtrants Schott de différentes épaisseurs sur la longueur d'onde lumineuse avec une même transmittance lumineuse de 0,01 à 700 nm, et Fig. 14 la transmittance lumineuse de verres filtrants Schott de différentes épaisseurs sur la longueur d'onde lumineuse avec une même épaisseur. La fig. 1 représente schématiquement un dispositif d'éclairage avec une LED 1 et un filtre 2. La LED 1 est alimentée, via un dispositif de réglage 3, en courant d'une source de courant 4, si bien que la lumière 5 émise a une composition spectrale bien définie, telle qu'elle ressort de la fig. 5. Des parts spectrales principalement dans la plage visible à 600 nm traversent le filtre 2, pour être conduites vers un champ d'affichage 8 en tant que lumière utile 6. Dans l'exemple d'exécution de la fig. 1, l'observateur 9 et le dispositif d'éclairage 1, 2, 3 sont situés du même côté que le champ d'affichage pour un éclairage frontal ; mais il est aussi possible de prévoir un éclairage d'arrière-plan derrière le champ d'affichage pour le dispositif d'éclairage, comme représenté en fig. 3. Un amplificateur de lumière résiduelle peut également servir d'observateur. En fig. 2, la lumière 5 de la LED est utilisée pour l'éclairage d'arrière-plan du champ d'affichage 8 et le filtre 2 est placé devant le champ d'affichage, si bien que l'observateur 9 regarde le champ d'affichage au travers du filtre. Ici aussi un éclairage frontal du champ d'affichage 8 serait possible, comme le représente la fig. 4. Ainsi, c'est soit la lumière 5 qui éclairage le champ 5 d'affichage qui est filtrée, soit la lumière qui est diffusée par le champ d'affichage. Dans les deux cas, le rayonnement observé se compose des parts spectrales de l'éclairage et de la variation spectrale par le filtre et le champ d'affichage. 10 L'influence du champ d'affichage sur les coordonnées de chromaticité ou l'absorption NIR doit être prise en compte. Le calcul est effectué comme pour un filtre. Les propriétés spectrales du champ d'affichage sont toutefois fixes et la conception de l'ensemble du système constitué du filtre et 15 du champ d'affichage n'est soumise qu'à la variation de l'éclairage et du filtre. Sans restreindre cet ensemble, on ne reviendra donc pas ci-après sur la question de la variation spectrale due au champ d'affichage. Pour un meilleur rendement d'éclairage, le filtre 2 20 présente, dans une forme d'exécution préférentielle, une ou deux (face avant et face arrière) couches anti-reflets 7 optimisées pour la lumière utile 6. La plage spectrale de la lumière blanche inclut un blanc froid, un blanc neutre et un blanc chaud, les parts 25 bleues étant fortement représentées dans le blanc froid et les parts rouges dans le blanc chaud. Le filtre 2 influence avec la couche anti-reflets 7 le caractère blanc de la lumière utile 6. Si l'on suppose un filtre 2 avec la caractéristique de transmission de la fig. 6, un choix 30 adéquat de la couche anti-reflets 7 permet d'influencer le caractère blanc de la lumière utile 6. Pour le blanc spectral froid, la couche anti-reflets est optimisée pour une bande de transmission entre 400 nm et 600 nm. Pour une lumière blanche à faible caractère bleu, la couche anti- 35 reflets 7 est optimisée pour une bande de transmission entre 420 nm et 600 nm. Pour un blanc neutre, on arrive à une couche anti-reflets optimisée entre 430 nm et 600 nm. Un blanc chaud est finalement obtenu par une couche antireflets 7 optimisée entre 440 et 600 nm. La fig. 5 représente l'intensité lumineuse sur la longueur d'onde de la lumière LED pour un blanc spectral froid, un blanc spectral neutre et un blanc spectral chaud. L'intensité lumineuse est normalisée à 565 nm. Les spectres de la plupart des LED blanches présentent deux maxima locaux : 1. Un maximum rouge entre 530 nm et 630 nm et un maximum bleu entre 410 nm et 640 nm. Il ressort de la fig. 5 que la lumière d'une LED de lumière blanche froide contient plus de parts de lumière bleue qu'une LED de lumière chaude. Alors que la fig. 5 représente une répartition typique de l'intensité lumineuse de LED, des milliers de nuances chromatiques différentes existent sur le marché, toutes se présentant comme des « LED blanches ». La fig. 7 représente un diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV avec le tracé d'une courbe du corps noir 10 et la fig. 8 un fragment agrandi de la 20 fig.7, mais avec des zones 11, 12 de blanc spectral délimitées. Aux fins de l'invention, il est sélectionné une LED avec des coordonnées de chromaticité sur ou proches de la courbe du corps noir 10, si bien que la lumière utile peut être obtenue avec le filtre 2 à l'intérieur des zones 25 de blanc 11 et 12 de la fig. 8. De telles coordonnées de chromaticité 15 pour une LED appropriée sont représentées en fig. 7 et 8. L'effet du filtre 2 décale les coordonnées de chromaticité vers le bleu, comme symbolisé par la flèche 16. La zone blanche 11 est définie par un cercle avec un 30 rayon de 0,04 autour des coordonnées u' = 0,19 et v' 0,49. La zone blanche 12 a un rayon de 0,055 autour des coordonnées u' = 0,18 et v' = 0,5. Pour arriver aux zones blanches 11 ou 12 avec l'effet du filtre 2, les coordonnées de chromaticité 15 de la LED doivent être supérieures à 35 0,19 (u') et 0,46 (v') dans le diagramme u'v' si la zone blanche 11 doit être obtenue, et supérieures à 0,18 (u') et à 0,45 (v') si la zone blanche 12 doit être obtenue de manière sûre. Alors que d'autres LED sont utilisables aux fins de l'invention, telles que représentées en fig. 5, des LED blanches à deux maxima locaux seront préférées. Le premier maximum d'intensité local est compris entre 410 nm et 460 nm. Le deuxième maximum d'intensité local est de près de 565 nm (+/- 10 nm). Les deux maxima peuvent être de hauteur égale ou de hauteurs différentes. Le rapport entre intensités maximales est situé dans une plage entre 0,6 et 1,6. Les dispositifs d'éclairage sont fréquemment pourvus d'un système optique pour diriger le flux lumineux, et il est donc judicieux de recourir à un verre optique avec les propriétés exigées pour un matériau de filtre. Les verres de filtre optiques BG39, BG55, S8612, BG60, BG61, BG62 et VG20 produits par Schott AG sont notamment indiqués comme filtres NIR pour le filtrage de lumière dans la plage du proche infrarouge. Les propriétés d'autres verres de filtre optiques adéquats sont illustrées par les fig. 10 à 14. Ces verres de filtre optiques présentent en matière de caractéristique de transmission une arête à forte pente pour de courtes longueurs d'onde entre 300 et 400 nm et une branche de courbe à faible pente pour de grandes longueurs d'onde entre 500 et 800 nm. Aussi pour réaliser un dispositif d'éclairage non perturbateur pour des appareils de vision nocturne, préfère-t-on des filtres interférentiels, qui présentent une arête à forte pente dans la plage de 580 à 630 nm, à des verres de filtre optiques (voir MIL-STD- 3009, fig. 1 et fig. C-4, C-5, C-6). Pour les verres de filtre optiques, l'atténuation peut néanmoins être réglée par l'épaisseur de verre et être ajustée à la courbe spectrale de la source lumineuse primaire blanche 10 de manière à atténuer, de manière suffisante par absorption, des parts spectrales indésirables de la lumière utile pour des longueurs d'onde supérieures à 600 nm.

Le coefficient de transmission Ti d'un filtre est défini par la relation exponentielle suivante en fonction de l'épaisseur d et du coefficient d'absorption a : Ti = e-ad Les propriétés de transmission pure d'un filtre absorbant étant fonction de l'épaisseur, la description de la diabatie spectrale s'est imposée chez les professionnels. La courbe diabatique spectrale peut très bien traduire le caractère spectral d'un filtre d'absorption, une variation d'épaisseur du matériau de filtre n'étant exprimée que par un décalage de la courbe parallèlement à l'axe y. Différents matériaux de filtre peuvent ainsi être comparés, et l'efficacité d'un filtre, en l'occurrence le rapport entre un degré d'absorption élevé et un degré de transmission élevé, peut être décrite indépendamment de l'épaisseur. Les propriétés de transmission spectrale sont donc décrites ci-dessous par la diabatie spectrale. La définition suivante s'applique : Diabatie spectrale 1 Of = 1 - log (10 où Ti est la transmission pure, qui est fonction de la longueur d'onde 2', et de l'épaisseur de référence sélectionnée pour le verre. La constante c ne décrit qu'un décalage obtenu quand le verre est utilisé avec une autre épaisseur que l'épaisseur de référence. Les verres peuvent ainsi être définis sous leur forme générale, la courbe spectrale de la diabatie étant indépendante de l'épaisseur effective du verre ; il n'en résulte alors qu'un décalage de l'axe de hauteur. L'épaisseur des verres doit être sélectionnée de manière à satisfaire la spécification de radiance NVIS (Cf. notamment la norme STD-MIL3009). Des verres particulièrement adaptés, donnant un 35 éclairage compatible NVIS en association avec les LED r - ! A pertinentes, sont présentés en tableau 1. Ces verres ont une absorption suffisamment élevée en NIR tout en ayant une transmission très élevée dans la plage visible. La caractéristique commune à ces verres appropriés selon l'invention est que la courbe de diabatie spectrale est de pente suffisamment élevée entre 600 nm et 800 nm pour satisfaire aux exigences des normes MIL-STD3009 et RTCA DO-275. Les verres doivent présenter un différentiel minimal dans la diabatie entre 700 nm et 800 nm : 0(700 nm) - e(800 nm) > 0,25 Le différentiel diabatique entre 600 nm et 800 nm doit au moins être aussi élevé : e(600 nm) - e(80o nm) > 0,9 0,969 0,996 0,962 0,979 1,014 1,610 1,674 1,561 1,625 1,678 1,880 1,940 1,798 1,844 1,964 1,990 1,990 1,795 1,743 2,160 1,897 1,871 1,704 1,626 2,071 1,689 1,670 1,557 1,496 1,788 1,113 1,109 1,062 1,033 1,142 0,673 0,676 0,660 0,652 0,681 0,390 0,396 0,389 0,387 0,394 0,206 0,211 0,204 0,203 0,209 0,116 0,121 0,113 0,112 0,120 0,093 0,096 0,137 0,096 0,097 0,104 0,113 0,137 0,096 0,101 0,153 0,147 0,160 0,148 0,156 différents types de Longueur d'onde Verre Verre 1 2 350 0,969 0,958 400 1,601 1,587 450 1,872 1,863 500 2,066 2,062 525 2,004 2,005 550 1,763 1,761 600 1,143 1,137 650 0,690 0,681 700 0,396 0,386 750 0,221 0,210 800 0,137 0,124 850 0,111 0,099 900 0,120 0,101 950 0,169 0,155 Tableau 1 : pour Verre Verre Verre Verre 3 4 5 6 Verre BG60 1,079 1,782 2,071 2,256 2,133 1,814 1,146 0,690 0,394 0,224 0,136 0,111 0,126 0,167 Verre BG39 1,422 1,907 2,262 2,583 2,484 2,107 1,318 0,771 0,398 0,158 0,025 0,000 0,000 0,000 Verre 7 diabatiques spectrales 20 appropriée. Les verres Verre VG20 0,987 1,576 1,857 2,076 2,032 1,789 1,153 0,694 0,394 0,215 0,127 0,102 0,113 0,155 verre, les valeurs sont données pour une épaisseur numérotés 1 à 7 sont des verres fondus d'essai ; les verres BG39, BG60 et VG20 sont des verres disponibles commercialement sur catalogue. La fig. 9 représente des courbes diabatiques spectrales pour les verres du tableau 1. Les épaisseurs sont sélectionnées de telle manière que des valeurs diabatiques identiques sont obtenues pour 700 nm. Les verres peuvent ainsi être mieux comparés graphiquement : il s'avère que de tous les verres, c'est le verre BG39 qui présente la pente de transmission pure/diabatie la plus forte à 700 nm. Le rendement d'éclairage ou la luminosité d'un champ d'affichage dans la plage de longueurs d'onde sont meilleurs quand le filtre présente une transmission élevée à 500 nm. L'efficience énergétique du champ d'affichage est alors accrue. Ceci est avantageux, mais pas nécessairement exigé pour satisfaire aux exigences des normes MIL-STD3009 RTCA DO-275. A l'utilisation, les verres qui assurent un rendement d'éclairage le plus élevé possible dans la plage visible sont particulièrement avantageux. Il s'agit de verres dont le différentiel diabatique atteint entre 500 nm et 800 nm une valeur supérieure à : 0(500 nm) - 0(800 nm) > 1,5 La répartition spectrale des propriétés de transmission est également importante : pour des longueurs d'onde supérieures à 651 nm, une absorption élevée, d'au moins 97,7 %, doit être présentée, autrement dit la transmission doit être inférieure à 2,3 %.

Les filtres en verre optique avec une teneur en phosphore et en cuivre et/ou avec une teneur en fluor sont particulièrement indiqués pour les fonctions de filtrage selon l'invention. Exemples : 1. BG39 avec LED On sélectionne un verre BG39 avec une épaisseur de 2 mm et on utilise alors les types de LED e Luxeon S4- TP-K » ou « NSSW100C » ou « Rebel LXML-PWN1-0080 » ou « SEOL pure white ». Des coordonnées de chromaticité résultent de cette combinaison, lesquelles sont compatibles avec la définition e NVIS white » suivant MIL-STD3009. 2.BG60 avec LED On sélectionne un verre BG60 avec une épaisseur de 1,6 mm et on utilise alors une des LED de la liste suivante : LUXEON A2-RM-G ; LUXEON T2-SO-L ; LUXEON 35-R0-G ; LUXEON Ql-RM-K ; CreeNW370 ; SEOUL_natural white. Des coordonnées de chromaticité résultent de cette combinaison, lesquelles sont compatibles avec la définition « NVIS white » suivant MIL-STD3009.

L'invention réalise un dispositif d'éclairage à LED (1) et filtre NIR (2) pour un tableau de bord ou un champ d'affichage (8) sans perturbation d'un appareil de vision nocturne (9). La lumière de la LED (1) est située au-dessus de 0,19 (u') et de 0,46 (v') dans le diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV. Le filtre NIR (2) présente des valeurs diabatiques spectrales pour les longueurs d'onde 800 nm, 700 nm et 600 nm, qui génèrent un différentiel diabatique d'au moins 0,25 entre 800 nm et 700 nm, et d'au moins 0,9 entre 800 nm et 600 nm. Les coordonnées colorimétriques de la lumière filtrée sont situées dans une région de rayon égal à 0,04 autour des coordonnées u' = 0,19 et v' = 0,49 du diagramme u'v'.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage destiné à éclairer un tableau de bord ou un champ d'affichage, dont la lumière ne doit pas perturber le fonctionnement d'un appareil de vision nocturne, dont la sensibilité spectrale est comprise dans une plage de longueurs d'onde située au-dessus de 600 nm, comprenant : - en tant que source lumineuse primaire, une ou plusieurs LED blanches, dont la lumière émise est comprise dans une région du diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV située au- dessus de u' > 0,19 et v' > 0,46, et - en tant que filtre NIR dans le proche infrarouge, un verre filtrant absorbant en tant que filtre volumique, présentant une caractéristique de transmission lumineuse décroissante entre 500 nm et 800 nm et dont l'épaisseur assure un effet de blocage satisfaisant dans la plage de longueurs d'onde entre 600 nm et 800 nm, si bien que - le montage avec le filtre NIR et la LED blanche génère une lumière filtrée dont les coordonnées colorimétriques sont situées dans une région de rayon égal à 0,04 autour des coordonnées u' = 0,19 et v' = 0,49 du diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV.
2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, mais avec des coordonnées colorimétriques de la lumière de la LED blanche u' > 0,18 et v' > 0,45 dans le diagramme u'v' du système d'espace colorimétrique CIE-LUV, et avec une lumière filtrée, dont les coordonnées colorimétriques sont situées dans une région de rayon égal à 0,055 autour des coordonnées u' = 0,18 et v' = 0,5 du système d'espace colorimétrique CIE-LUV.
3. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le verre filtrant absorbant est un verre optique avec une teneur en phosphore et en cuivre.
4. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le verre filtrant absorbant est un verre optique avec une teneur en fluor.
5. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la LED blanche est d'un type avec deux maxima d'intensité locaux, et le premier maximum d'intensité local étant compris entre 410 nm et 460 nm et le deuxième maximum d'intensité local étant de 565 nm, avec un rapport entre intensités maximales compris entre 0,6 et 1,6.
6. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le verre filtrant absorbant présente entre 700 nm et 800 nm au moins un différentiel de valeurs diabatiques spectrales 0(700 nm) - 0(800 nm) ?_ 0,25.
7. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, pour 600 nm et 800 nm, le différentiel diabatique spectral 0(600 nm) - 0(800 nm) est 0,9.
8. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel, pour 500 nm et 800 nm, le différentiel diabatique spectral 0(500 nm) - 0(800 nm) est 1,5.
9. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le filtre NIR présente une capacité d'absorption d'au moins 97,7 % pour des longueurs d'onde > 651 nm.
10. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le filtre NIR est pourvu d'au moins une couche anti-reflets optimisée pour une plage entre 400 nm et 600 nm.
11. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le filtre NIR est positionné entre la source lumineuse et le champ d'affichage.
12. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le filtre NIR est positionné entre un observateur et un champ d'affichage.