EP1434002A1 - Module d'éclairage pour projecteur de véhicule - Google Patents

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EP1434002A1
EP1434002A1 EP03293063A EP03293063A EP1434002A1 EP 1434002 A1 EP1434002 A1 EP 1434002A1 EP 03293063 A EP03293063 A EP 03293063A EP 03293063 A EP03293063 A EP 03293063A EP 1434002 A1 EP1434002 A1 EP 1434002A1
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EP
European Patent Office
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reflector
module
optical axis
lighting
focus
Prior art date
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EP03293063A
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German (de)
English (en)
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EP1434002B1 (fr
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Pierre Albou
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1434002A1 publication Critical patent/EP1434002A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1434002B1 publication Critical patent/EP1434002B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/10—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and screens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/321—Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a lighting module for vehicle headlamp producing a cut-off type lighting beam particularly suitable for use with diodes emitting.
  • a beam of cut-off lighting means a beam lighting that has a directional limit or cutoff, above which the emitted light intensity is low.
  • the low beam and fog lamp functions are examples of cut-off light beams, in accordance with the European legislation in force.
  • the cut is made by means of a cover, which is formed of a vertical plate of adapted profile, which is interposed axially between the elliptical reflector and the lens convergent, and which is arranged in the vicinity of the second focus of the reflector.
  • the cache allows to hide the light rays from the source bright and reflected by the reflector towards the lower part of the focal plane of the convergent lens, and which would be, in the absence of a cache, issued by the projector above the cut.
  • a disadvantage of this type of projector is that a part significant light flux emitted by the source dissipates in the face back of the cache.
  • Another solution is to make a lighting module using a light source and a Fresnel optic or a reflector type complex surface. To create a break, it is necessary to align the edges of the light source images on the measurement screen used to validate the regulation lighting beam.
  • the image of the virtual source corresponding to the diode is usually round is diffuse and it is much more complicated to make a clean cut by aligning the corresponding images of round shapes.
  • This difficulty can be overcome by using a diaphragm with the diode, but then we lose a significant amount of light energy produced by the diode.
  • the emission indicators of the most known diodes performance are complex and achieving a homogeneous beam is very difficult to obtain from the direct images of the diode.
  • the present invention aims to provide a lighting module for vehicle headlamp producing a cut-off type lighting beam to achieve a clean cut, including using a diode as a light source, as well as a homogeneous lighting beam while offering less loss of luminous flux by avoiding the use of a cache.
  • the majority of the luminous flux emitted by the source is used in the light beam produced by the module.
  • the lighting module according to the invention makes it possible to a clean cut, especially with a diode because it projects to the front the image of the cutoff edge.
  • the shape of the cut in the beam lighting is therefore determined by the profile of the cutting edge.
  • the module according to the invention exploits a property of elliptical lighting modules that is to "mix" the images of the light source at the second focus of the first reflector, which improves the homogeneity of the lighting beam produced.
  • such a module has improved optical performance compared to a system using a lens; there are indeed fewer losses due to the non-unit reflection coefficient of the reflecting surface of the second reflector only by glassy reflections in the lens.
  • said second reflector has a substantially paraboloidal reflection surface luminous.
  • said second reflector is a reflector of the type with complex reflection surface of the light rays.
  • the optical axis of said first reflector forms a angle ⁇ with the optical axis of said second reflector so that said first reflector does not intercept light rays reflected by said second reflector.
  • This angle is chosen and optimized using the property of the diodes of emit only in a half-space so that the first reflector does not intercept a portion of the flux reflected by the second reflector.
  • said cutoff edge has a substantially identical to the focal line of said second reflector in a plane containing the optical axis of said second reflector and perpendicular the plane defined by the optical axis of said first reflector and the optical axis of said light source.
  • Such a profile makes it possible to improve the cutoff by offsetting aberrations of the second reflector, especially in the case of a surface paraboloidal, when one moves away from the optical axis of the second reflector.
  • said cutting edge is straight.
  • the cut can be improved by using a second reflector of complex surface type.
  • the substantially elliptical surface of said first reflector is formed by an angular sector substantially of revolution about the optical axis of said first reflector and that this angular sector extends vertically above the reflective face said third reflector.
  • the module according to the invention may comprise several neighboring light sources which are generally aligned according to a direction substantially perpendicular to the optical axis of said first reflector.
  • the module according to the invention comprises means for moving said third reflector along the optical axis of said second reflector.
  • the present invention also relates to a method of manufacture of a module according to the invention characterized in that said first, second and third reflectors are made in one piece.
  • the small thickness of the module makes it possible to inject all the reflectors at one time in a mold without drawer with a thin piece.
  • said piece is obtained by molding a material chosen from a material thermoplastic, a thermosetting material or an injected metal.
  • the material used can be a thermoplastic material standard type PPS (Polysulfide phenylene), the reflective parts then being metallized, for example by aluminum. Such a manufacturing has the advantage of low cost.
  • the material can also be a thermosetting material. This solution requires the presence a radiator for evacuating heat from the light source, in particular when it comes to a photodiode.
  • the material used can also be an injected metal of the type Aluminum. Such a solution makes it possible to avoid the use of a radiator, the metal of the part being directly used to evacuate the heat.
  • said piece is obtained by stamping.
  • the present invention finally relates to a lighting projector to make a crossover regulatory lighting beam, comprising a plurality of lighting modules according to the invention, substantially identical structure and arranged substantially parallel.
  • FIG. 1 schematically represents a side view of the module 1 for vehicle headlamp according to the invention.
  • the substantially elliptical surface 6 is made in the form of a substantially angular sector of revolution and extending into the half space above an axial plane perpendicular to the plane of the sheet and containing the optical axis A1. As a first approximation, the surface 6 is a half ellipsoid.
  • surface 6 may not be perfectly elliptical and have several specific profiles planned for optimize the light distribution in the lighting beam produced by the module 1. This implies that the first reflector 2 is not perfectly of revolution.
  • the light source 5 is arranged substantially at the first F1 focus of the first reflector 2.
  • the light source 5 is a diode electroluminescent light which emits the majority of its light energy towards the reflective inner surface of the substantially elliptical surface 6.
  • the optical axis A2 is substantially parallel to the longitudinal axis of a vehicle not shown and equipped with the lighting module 1.
  • the optical axis A1 forms an angle ⁇ with the optical axis A2.
  • the angle ⁇ as shown in Figure 1 is equal to 90 ° but we will see by the This angle can take other values.
  • the reflecting surface 7 is of substantially paraboloidal shape, the axis of the parabola being the optical axis A2.
  • the third reflector 4 also called a folder, lies between the first reflector 2 and the second reflector 3 and comprises at least one reflective upper face 8 and a front end edge 9, said edge of cut.
  • the cutting edge 9 is arranged in the vicinity of the second focus F2 of the first reflector 2.
  • edge 9 as shown in this figure is straight but we will see later that the profile of this edge 9 can be adapted to compensate for the field curvature of the surface substantially Paraboloidal 7.
  • the operating principle of the lighting module 1 according to the invention is as follows:
  • the light source 5 is arranged at the first focus F1 of the first reflector 2, most of the rays emitted by the source 5, after reflected on the inner face 6, is returned to the second focus F2 or in the vicinity of it. This is the case of the radius R1 which passes along the edge 9. R1 is then reflected on the surface 7 of the second reflector 3 in a direction substantially parallel to the optical axis A2 of the second reflector 3.
  • An advantage of the lighting module 1 according to the invention is that it does not obscure a significant part of the light rays emitted by the source 5, as is the case in a conventional lighting module having a hidden.
  • the reflective surface 8 makes it possible to "fold" the images of the light source 5 which are reflected by the elliptical surface 6 of the first reflector 2 at the second focus F2.
  • the "fold” formed by this "folding" of images helps to form a clear cut in the lighting beam reflected by the second reflector 3.
  • angle ⁇ is chosen and optimized using the property diodes to emit only in a half-space so the first reflector 2 does not intercept some of the flux reflected by the second reflector 3.
  • the angle ⁇ chosen to illustrate the invention is equal to 90 ° but this angle can also be greater than 90 ° in order to get a more module compact while allowing the first reflector 2 not to intercept a part of the flux reflected by the second reflector 3.
  • FIG. 2 represents the profile of the cutoff edge 9 in the plane containing the optical axis A2 and perpendicular to the representation plane of Figure 1.
  • This profile 10 substantially follows the focal line of the second reflector; this focal line corresponds to the intersection of the place of the best homes of the second reflector with the plane containing the optical axis A2 and perpendicular to the plane of representation of Figure 1 which is the plane defined by the optical axis A1 of the first reflector 2 and the optical axis of said source bright 5.
  • Another solution is to keep a straight cut edge and to replace the substantially paraboloidal surface of the second reflector with a surface of the complex type adapted to improve the cut and control the distribution of light along the optical axis of the second reflector.
  • FIG. 3 represents a perspective view of a module 1 lighting according to the invention.
  • This module 1 is identical to that shown in FIG. difference that the angle ⁇ between the optical axis A2 of the second reflector 3 and the optical axis A1 of the first reflector 2 is equal to approximately 120 ° so as to realize a compact module while avoiding that the first reflector 2 intercepts a portion of the flux reflected by the second reflector.
  • the three reflectors 2, 3 and 4 were here made in one piece 1.
  • This module 1 further comprises ribs 11. Note that the reflective surface of the third reflector 4 has two inclined planes in V 8A and 8B so that the cutting edge 9 has a profile next approximately the focal length of the second reflector 3. This V-shaped profile is only an approximation of the theoretical focal point but other profiles curves can also be used.
  • the material used can be a standard thermoplastic material of the type PPS (Polysulfide of phenylene) or a thermosetting material, the reflective portions being metallized, for example by aluminum.
  • PPS Polysulfide of phenylene
  • thermosetting material for example by aluminum.
  • the material used can be an injected metal of the aluminum type.
  • Such a solution makes it possible to overcome the use of a radiator, using the properties of the metal to evacuate the heat.
  • the manufacturing method as described uses a method of molding but can also use a stamping.
  • the module according to the invention has been described as realized in one piece but we can also make the different reflectors separately.
  • the light source described was a photodiode but it can also be another type of source such as the free end of a fiber optic bundle. You can also use any lamp placed at the first focus of an ellipsoidal light collector, the light output at the second focus of the collector.

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Abstract

La présente invention concerne un module 1 d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure particulièrement adapté à une utilisation avec des diodes électroluminescentes. Ledit module comporte un premier réflecteur 2 comportant une surface 6 sensiblement elliptique de réflexion des rayons lumineux et au moins une source lumineuse 5 agencée au voisinage du premier foyer F1 dudit premier réflecteur 2. Ledit module 1 comporte en outre un deuxième réflecteur 3 produisant le faisceau à coupure de sortie et dont le foyer est agencé au voisinage du second foyer F2 dudit premier réflecteur et un troisième réflecteur 4, dit plieuse, dont la face supérieure 8 est réfléchissante, ladite plieuse se situant entre ledit premier réflecteur 2 et ledit deuxième réflecteur 3 et comportant un bord 9, dit bord de coupure, agencé au voisinage du second foyer F2 dudit premier réflecteur 2 de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage. Ladite source lumineuse 5 est une diode électroluminescente. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure particulièrement adapté à une utilisation avec des diodes électroluminescentes.
On entend par faisceau d'éclairage à coupure un faisceau d'éclairage qui comporte une limite directionnelle ou coupure, au-dessus de laquelle l'intensité lumineuse émise est faible.
Les fonctions de feux de croisement et de feux antibrouillards sont des exemples de faisceaux d'éclairage à coupure, conformément à la législation européenne en vigueur.
Généralement, dans un projecteur elliptique, la coupure est réalisée au moyen d'un cache, qui est formé d'une plaque verticale de profil adapté, qui est interposé axialement entre le réflecteur elliptique et la lentille convergente, et qui est agencé au voisinage du second foyer du réflecteur.
Le cache permet d'occulter les rayons lumineux issus de la source lumineuse et réfléchis par le réflecteur vers la partie inférieure du plan focal de la lentille convergente, et qui seraient, en l'absence de cache, émis par le projecteur au-dessus de la coupure.
Toutefois, une telle solution présente certaines difficultés.
Ainsi, un inconvénient de ce type de projecteur est qu'une partie significative du flux lumineux émis par la source se dissipe dans la face arrière du cache.
Une autre solution consiste à réaliser un module d'éclairage utilisant une source lumineuse et une optique de Fresnel ou un réflecteur du type à surface complexe. Pour créer une coupure, il est nécessaire d'aligner les bords des images de la source lumineuse sur l'écran de mesure servant à valider le faisceau d'éclairage réglementaire.
Cette solution pose également certains problèmes.
Ainsi, lorsque la source lumineuse est une diode, il est très difficile de réaliser une coupure nette. En effet, l'image de la source virtuelle correspondant à la diode est généralement ronde est diffuse et il est beaucoup plus compliqué de réaliser une coupure nette en alignant les images correspondantes de formes rondes.
Cette difficulté peut être surmontée en utilisant un diaphragme avec la diode, mais on perd alors une quantité importante de l'énergie lumineuse produite par la diode.
En outre, les indicatrices d'émission des diodes connues les plus performantes sont complexes et la réalisation d'un faisceau homogène est très difficile à obtenir à partir des images directes de la diode.
La présente invention vise à fournir un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure permettant de réaliser une coupure nette, notamment en utilisant une diode en tant que source lumineuse, ainsi qu'un faisceau d'éclairage homogène tout en offrant moins de perte de flux lumineux en s'affranchissant de l'utilisation d'un cache.
La présente invention propose à cet effet un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure comportant :
  • un premier réflecteur comportant une surface sensiblement elliptique de réflexion des rayons lumineux,
  • au moins une source lumineuse agencée au voisinage du premier foyer dudit premier réflecteur,
caractérisé en ce que ledit module comporte :
  • un deuxième réflecteur produisant le faisceau à coupure de sortie et dont le foyer est agencé au voisinage du second foyer dudit premier réflecteur,
  • un troisième réflecteur, dit plieuse, dont la face supérieure est réfléchissante, ladite plieuse se situant entre ledit premier réflecteur et ledit deuxième réflecteur et comportant un bord, dit bord de coupure, agencé au voisinage du second foyer dudit premier réflecteur de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage,
  • et en ce que ladite source lumineuse est une diode électroluminescente.
Grâce à l'invention, la majorité du flux lumineux émis par la source est utilisé dans le faisceau lumineux produit par le module.
De plus, le module d'éclairage selon l'invention permet de réaliser une coupure nette, notamment avec une diode, car il projette à l'avant l'image du bord de coupure. La forme de la coupure dans le faisceau d'éclairage est donc déterminée par le profil du bord de coupure.
En outre, le module selon l'invention exploite une propriété des modules d'éclairage elliptiques qui est de « mélanger » les images de la source lumineuse au second foyer du premier réflecteur, ce qui améliore l'homogénéité du faisceau d'éclairage produit.
Enfin, un tel module présente des performances optiques améliorées par rapport à un système utilisant une lentille ; il y a en effet moins de pertes dues au coefficient de réflexion non unitaire de la surface réfléchissante du deuxième réflecteur que par réflexions vitreuses dans la lentille.
Selon un premier mode de réalisation, ledit deuxième réflecteur comporte une surface sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux.
Selon un deuxième mode de réalisation, ledit deuxième réflecteur est un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
Avantageusement, l'axe optique dudit premier réflecteur forme un angle α avec l'axe optique dudit deuxième réflecteur de sorte que ledit premier réflecteur n'intercepte pas de rayons lumineux réfléchis par ledit deuxième réflecteur.
Cet angle est choisi et optimisé en utilisant la propriété des diodes de n'émettre que dans un demi-espace de sorte que le premier réflecteur n'intercepte pas une partie du flux réfléchi par le deuxième réflecteur.
Selon un mode de réalisation avantageux, ledit bord de coupure a un profil sensiblement identique à la ligne focale dudit deuxième réflecteur dans un plan contenant l'axe optique dudit deuxième réflecteur et perpendiculaire au plan défini par l'axe optique dudit premier réflecteur et l'axe optique de ladite source lumineuse.
Un tel profil permet d'améliorer la coupure en compensant les aberrations du deuxième réflecteur, notamment dans le cas d'une surface paraboloïdale, lorsqu'on s'éloigne de l'axe optique du deuxième réflecteur.
Selon un autre mode de réalisation, ledit bord de coupure est droit.
Dans ce cas, la coupure peut être améliorée en utilisant un deuxième réflecteur de type à surface complexe.
Avantageusement, la surface sensiblement elliptique dudit premier réflecteur est formée par un secteur angulaire de pièce sensiblement de révolution autour de l'axe optique dudit premier réflecteur et en ce que ce secteur angulaire s'étend verticalement au-dessus de la face réfléchissante dudit troisième réflecteur.
Avantageusement, le module selon l'invention peut comporter plusieurs sources lumineuses voisines qui sont globalement alignées suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe optique dudit premier réflecteur.
Avantageusement, le module selon l'invention comporte des moyens pour déplacer ledit troisième réflecteur le long de l'axe optique dudit deuxième réflecteur.
Ainsi, on peut obtenir un module permettant de réaliser à la fois un faisceau d'éclairage du type à coupure, par exemple pour des feux de croisement, et un faisceau d'éclairage sans coupure, par exemple pour des feux de route.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un module selon l'invention caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce.
La faible épaisseur du module permet d'injecter tous les réflecteurs en une seule fois dans un moule sans tiroir avec une pièce mince.
Selon un premier mode de réalisation avantageux, ladite pièce est obtenue par moulage d'un matériau choisi parmi un matériau thermoplastique, un matériau thermodurcissable ou un métal injecté.
Ainsi, le matériau utilisé peut être un matériau thermoplastique standard du type PPS (Polysulfure de phenylene), les parties réfléchissantes étant ensuite métallisées, par exemple par de l'aluminium. Une telle fabrication présente l'avantage d'un faible coût. Le matériau peut également être un matériau thermodurcissable. Cette solution nécessite la présence d'un radiateur pour évacuer la chaleur de la source lumineuse, notamment lorsqu'il s'agit d'une photodiode.
Le matériau utilisé peut également être un métal injecté du type Aluminium. Une telle solution permet de s'affranchir de l'utilisation d'un radiateur, le métal de la pièce étant directement utilisé pour évacuer la chaleur.
Selon un deuxième mode de réalisation, ladite pièce est obtenue par emboutissage.
La présente invention a enfin pour objet un projecteur d'éclairage pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire de croisement, comportant une pluralité de modules d'éclairage selon l'invention, de structure sensiblement identique et agencés sensiblement parallèlement.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront dans la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif et nullement limitatif.
Dans les figures suivantes :
  • La figure 1 représente schématiquement une vue de coté d'un module d'éclairage selon l'invention illustrant le trajet des rayons lumineux,
  • La figure 2 représente le profil d'un bord de coupure d'un module d'éclairage selon l'invention,
  • La figure 3 représente une vue en perspective d'un module d'éclairage selon l'invention,
Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence.
La figure 1 représente schématiquement une vue de coté du module 1 d'éclairage pour projecteur de véhicule selon l'invention.
Le module 1 comporte :
  • un premier réflecteur 2,
  • un deuxième réflecteur 3,
  • un troisième réflecteur 4,
  • une source lumineuse 5.
Le premier réflecteur 2 est un réflecteur du type elliptique possédant :
  • deux foyers F1 et F2,
  • un axe optique A1,
  • une surface réfléchissante 6 sensiblement elliptique.
La surface sensiblement elliptique 6 est réalisée sous la forme d'un secteur angulaire de pièce sensiblement de révolution et qui s'étend dans le demi espace situé au-dessus d'un plan axial perpendiculaire au plan de la feuille et contenant l'axe optique A1. En première approximation, la surface 6 est une demi ellipsoïde.
On peut cependant noter que la surface 6 peut ne pas être parfaitement elliptique et avoir plusieurs profils spécifiques prévus pour optimiser la répartition lumineuse dans le faisceau d'éclairage produit par le module 1. Ceci implique que le premier réflecteur 2 ne soit pas parfaitement de révolution.
La source lumineuse 5 se trouve agencée sensiblement au premier foyer F1 du premier réflecteur 2.
Avantageusement, la source lumineuse 5 est une diode électroluminescente qui émet la majorité de son énergie lumineuse vers la face interne réfléchissante de la surface sensiblement elliptique 6.
Le deuxième réflecteur 3 comporte :
  • un foyer sensiblement confondu avec le second foyer F2 du premier réflecteur 2,
  • un axe optique A2,
  • une surface réfléchissante 7.
L'axe optique A2 est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal d'un véhicule non représenté et équipé du module d'éclairage 1.
L'axe optique A1 forme un angle α avec l'axe optique A2. L'angle α tel que représenté sur la figure 1 est égal à 90° mais nous verrons par la suite que cet angle peut prendre d'autres valeurs.
Selon un premier mode de réalisation, la surface réfléchissante 7 est de forme sensiblement paraboloïdale, l'axe de la parabole étant l'axe optique A2.
Le troisième réflecteur 4, encore appelé plieuse, se situe entre le premier réflecteur 2 et le deuxième réflecteur 3 et comporte au moins une face supérieure 8 réfléchissante et un bord d'extrémité avant 9, dit bord de coupure.
Le bord de coupure 9 est agencé au voisinage du second foyer F2 du premier réflecteur 2.
Notons que le bord 9 tel que représenté sur cette figure est droit mais nous verrons par la suite que le profil de ce bord 9 peut être adapté pour compenser la courbure de champ de la surface sensiblement paraboloïdale 7.
Le principe de fonctionnement du module d'éclairage 1 selon l'invention est le suivant :
Nous considèrerons pour cela trois rayons lumineux R1, R2 et R3 issus de la source lumineuse 5.
Comme la source lumineuse 5 est agencée au premier foyer F1 du premier réflecteur 2, la majeure partie des rayons émis par la source 5, après s'être réfléchie sur la face interne 6, est renvoyée vers le second foyer F2 ou au voisinage de celui-ci. C'est le cas du rayon R1 qui passe le long du bord de coupure 9. R1 se réfléchit ensuite sur la surface 7 du deuxième réflecteur 3 selon une direction sensiblement parallèle à l'axe optique A2 du deuxième réflecteur 3.
Cependant, d'autres rayons peuvent, après s'être réfléchi sur la face interne 6, se réfléchir sur la surface 8 de la plieuse 4 ; c'est le cas de R2. R2 va ensuite se réfléchir à nouveau sur la surface 7 paraboloïdale et cette réflexion se fera vers la gauche dans le plan de la figure 1. Le rayon R2 est donc émis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage. Sans la réflexion de R2 sur la surface 8, le rayon R2 aurait été inacceptable (car au-dessus de la coupure).
D'autres rayons, du type de R3, peuvent passer au-dessus du bord 9. Dans un tel cas, le rayon R3 est également émis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage.
Un avantage du module d'éclairage 1 selon l'invention est qu'il n'occulte pas une partie importante des rayons lumineux émis par la source 5, comme c'est le cas dans un module d'éclairage classique comportant un cache.
La surface réfléchissante 8 permet de « replier » les images de la source lumineuse 5 qui sont réfléchies par la surface elliptique 6 du premier réflecteur 2 au second foyer F2.
Le « pli » formé par ce « repliement » d'images contribue à former une coupure nette dans le faisceau d'éclairage réfléchi par le deuxième réflecteur 3.
Notons que l'angle α est choisi et optimisé en utilisant la propriété des diodes de n'émettre que dans un demi-espace de sorte que le premier réflecteur 2 n'intercepte pas une partie du flux réfléchi par le deuxième réflecteur 3. L'angle α choisi pour illustrer l'invention est égal à 90° mais cet angle peut également être supérieur à 90° afin d'obtenir un module plus compact tout en permettant au premier réflecteur 2 de ne pas intercepter une partie du flux réfléchi par le deuxième réflecteur 3.
En outre, nous avons considéré que le bord 9 était droit ; cette hypothèse revient à négliger la courbure de champ de la surface paraboloïdale 7.
Afin de compenser précisément les importantes aberrations de la parabole lorsqu'on d'éloigne de l'axe optique A2, on peut remplacer le bord droit tel que décrit en figure 1 par un bord ayant une forme complexe.
Ainsi, la figure 2 représente le profil 10 du bord de coupure 9 dans le plan contenant l'axe optique A2 et perpendiculaire au plan de représentation de la figure 1.
Ce profil 10 suit sensiblement la ligne focale du deuxième réflecteur; cette ligne focale correspond à l'intersection du lieu des meilleurs foyers du deuxième réflecteur avec le plan contenant l'axe optique A2 et perpendiculaire au plan de représentation de la figure 1 qui est le plan défini par l'axe optique A1 du premier réflecteur 2 et l'axe optique de ladite source lumineuse 5.
Une autre solution consiste à conserver un bord de coupure droit et à remplacer la surface sensiblement paraboloïdale du deuxième réflecteur par une surface du type complexe adaptée pour améliorer la coupure et maítriser la répartition de la lumière suivant l'axe optique du deuxième réflecteur.
La figure 3 représente une vue en perspective d'un module 1 d'éclairage selon l'invention.
Ce module 1 est identique à celui représenté en figure 1 à la différence que l'angle α entre l'axe optique A2 du deuxième réflecteur 3 et l'axe optique A1 du premier réflecteur 2 est égal à environ 120° de façon à réaliser un module compact tout en évitant que le premier réflecteur 2 n'intercepte une partie du flux réfléchi par le deuxième réflecteur.
Les trois réflecteurs 2, 3 et 4 ont été ici réalisés d'une seule pièce 1.
La faible épaisseur e de la pièce 1 permet d'injecter par moulage tous les réflecteurs en une seule fois dans un moule sans tiroir avec une pièce mince. Ce module 1 comporte en outre des nervures 11. Notons que la surface réfléchissante du troisième réflecteur 4 comporte deux plans inclinés en V 8A et 8B de sorte que le bord de coupure 9 ait un profil suivant approximativement la ligne focale du deuxième réflecteur 3. Ce profil en V n'est qu'une approximation du lieu focal théorique mais d'autres profils courbes peuvent également être utilisés.
Selon un premier mode de réalisation, le matériau utilisé peut être un matériau thermoplastique standard du type PPS (Polysulfure de phenylene) ou un matériau thermodurcissable, les parties réfléchissantes étant ensuite métallisées, par exemple par de l'aluminium. Une telle fabrication présente l'avantage d'un faible coût. Ce premier mode de réalisation nécessite cependant la présence d'un radiateur pour évacuer la chaleur de la source lumineuse, notamment lorsqu'il s'agit d'une photodiode.
Selon un deuxième mode de réalisation, le matériau utilisé peut être un métal injecté du type Aluminium. Une telle solution permet de s'affranchir de l'utilisation d'un radiateur, en utilisant les propriétés du métal pour évacuer la chaleur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit.
Ainsi, le procédé de fabrication tel que décrit utilise un procédé de moulage mais on peut également utiliser un emboutissage.
De même, le module selon l'invention a été décrit comme réalisé en une seule pièce mais on peut également fabriquer les différents réflecteurs séparément.
En outre, la source lumineuse décrite était une photodiode mais il peut également s'agir d'un autre type de source tel que l'extrémité libre d'un faisceau de fibre optique. On peut également utiliser une lampe quelconque placée au premier foyer d'un collecteur de lumière de type ellipsoïdal, la sortie de la lumière se situant au niveau du second foyer du collecteur.

Claims (13)

  1. Module (1) d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure comportant :
    un premier réflecteur (2) comportant une surface (6) sensiblement elliptique de réflexion des rayons lumineux,
    au moins une source lumineuse (5) agencée au voisinage du premier foyer (F1) dudit premier réflecteur (2),
    caractérisé en ce que ledit module (1) comporte :
    un deuxième réflecteur (3) produisant le faisceau à coupure de sortie et dont le foyer est agencé au voisinage du second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2),
    un troisième réflecteur (4), dit plieuse, dont la face supérieure (8) est réfléchissante, ladite plieuse se situant entre ledit premier réflecteur (2) et ledit deuxième réflecteur (3) et comportant un bord (9), dit bord de coupure, agencé au voisinage du second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage, et en ce que ladite source lumineuse (5) est une diode électroluminescente.
  2. Module (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit deuxième réflecteur (3) comporte une surface sensiblement paraboloïdale (7) de réflexion des rayons lumineux.
  3. Module (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit deuxième réflecteur est un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
  4. Module (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur forme un angle (α) avec l'axe optique (A2) dudit deuxième réflecteur de sorte que ledit premier réflecteur (2) n'intercepte pas de rayons lumineux réfléchis par ledit deuxième réflecteur (3).
  5. Module (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit bord de coupure (9) a un profil (10) sensiblement identique à la ligne focale dudit deuxième réflecteur dans un plan contenant l'axe optique (A2) dudit deuxième réflecteur (3) et perpendiculaire au plan défini par l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur et l'axe optique de ladite source lumineuse (5).
  6. Module (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit bord de coupure (9) est droit.
  7. Module (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface sensiblement elliptique (6) dudit premier réflecteur (2) est formée par un secteur angulaire de pièce sensiblement de révolution autour de l'axe optique dudit premier réflecteur et en ce que ce secteur angulaire s'étend verticalement au-dessus de la face réfléchissante (8) dudit troisième réflecteur (4).
  8. Module (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs sources lumineuses voisines qui sont globalement alignées suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur (2).
  9. Module (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer ledit troisième réflecteur (4) le long de l'axe optique (A2) dudit deuxième réflecteur (3).
  10. Procédé de fabrication d'un module selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce.
  11. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite pièce est obtenue par moulage d'un matériau choisi parmi un matériau thermoplastique, un matériau thermodurcissable ou un métal injecté.
  12. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que ladite pièce est obtenue par emboutissage.
  13. Projecteur d'éclairage pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire de croisement, comportant une pluralité de modules d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 9, lesdits modules étant de structure sensiblement identique et étant agencés sensiblement parallèlement.
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