EP1936260A1

EP1936260A1 - Module de projecteur lumineux de véhicule automobile pour un faisceau à coupure

Info

Publication number: EP1936260A1
Application number: EP20070123757
Authority: EP
Inventors: Pierre Albou
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: FR2910592A1; FR2910592B1; EP1936260B1; US20080151567A1; ES2398584T3; US7934861B2

Abstract

L'invention concerne un module de projecteur lumineux de véhicule automobile donnant un faisceau à coupure, comportant un réflecteur concave (R1,R2), une source lumineuse disposée dans la concavité du réflecteur, et une lentille (L1, L2) située en avant du réflecteur et de la source lumineuse. La source est formée par au moins une diode électroluminescente pour éclairer au moins vers le haut. Le réflecteur est associé à une plieuse (2.1,2.2) dont la face supérieure est réfléchissante pour replier le faisceau provenant du réflecteur, la dite plieuse comportant un bord d'extrémité avant propre à former la coupure dans le faisceau d'éclairage. La surface de sortie (4.1, 4.2) de la lentille est choisie de manière à pouvoir se raccorder suivant une surface continue avec les surfaces de sortie des lentilles de modules voisins. En outre, la ligne moyenne de la lentille est formée par un arc de courbe gauche, et un système optique correcteur est prévu entre le réflecteur et la lentille pour l'obtention d'une ligne de coupure satisfaisante, en fonction notamment de la géométrie de la face d'entrée et de la face de sortie de la lentille.

Description

L'invention est relative à un module de projecteur lumineux de véhicule automobile donnant un faisceau à coupure, ce module comportant un réflecteur concave, une source lumineuse disposée dans la concavité du réflecteur, et une lentille située en avant du réflecteur et de la source lumineuse. La source est formée par au moins une diode électroluminescente pour éclairer au moins vers le haut. Le réflecteur est associé à une plieuse dont la face supérieure est réfléchissante pour replier le faisceau provenant du réflecteur. Ladite plieuse comporte un bord d'extrémité avant propre à former la coupure dans le faisceau d'éclairage. Le module est tel que la surface de sortie de la lentille est choisie de manière à pouvoir se raccorder suivant une surface continue avec les surfaces de sortie des lentilles de modules voisins.
Le brevet FR 2 872 257 montre des modules d'éclairage de ce type qui permettent, par juxtaposition des extrémités des lentilles de sortie, de réaliser un projecteur dont la surface d'ensemble de sortie est continue, lisse, d'aspect torique. Toutefois, la ligne moyenne des lentilles de ces projecteurs est située dans un plan, c'est-à-dire que la ligne moyenne s'étend suivant deux dimensions seulement, et ne peut être une ligne gauche s'étendant dans trois dimensions. En outre, ces projecteurs ne permettent d'obtenir qu'une coupure plate dans le faisceau.
L'évolution du style des véhicules conduit à des projecteurs ayant des boîtiers munis de glaces dont la surface admet une courbe gauche comme ligne moyenne. Il est souhaitable, en particulier pour le style, que la lentille du projecteur, disposée dans le boîtier derrière une telle glace, suive autant que possible la courbure gauche de la glace.
Les modules d'éclairage connus à ce jour ne permettent pas de disposer d'une lentille de sortie qui suit sensiblement une courbe gauche tout en produisant un faisceau lumineux satisfaisant, notamment en ce qui concerne la coupure.
L'invention a pour but, surtout, de fournir un module d'éclairage pour projecteur de véhicule automobile, du genre défini précédemment, qui comporte une lentille de sortie suivant une courbe gauche, présentant un galbe aussi bien en vue de dessus qu'en vue de face, et qui donne un faisceau à coupure satisfaisant.
L'invention a également pour but de fournir un tel module d'éclairage qui permet de réaliser, par assemblage de plusieurs modules, un projecteur code, en particulier comportant une fonction PBL (abréviation du terme anglais « Progressive Bending Light », pour code virage progressif), c'est-à-dire une fonction assurant un éclairage progressif en virage.
Il est en outre souhaitable que le module d'éclairage reste d'une fabrication économique.
Selon l'invention, un module de projecteur tel que défini précédemment présente également les caractéristiques suivantes :

la ligne moyenne de la lentille est formée par un arc de courbe gauche (constituant par exemple une approximation d'un segment d'une ligne moyenne gauche d'un galbe du véhicule),
et un système optique correcteur est prévu entre le réflecteur et la lentille pour l'obtention d'une ligne de coupure satisfaisante en fonction de la géométrie de la face d'entrée et de la face de sortie de la lentille.

Dans la suite du présent texte, les termes « vertical », « horizontal » se rapportent au positionnement du module une fois monté dans le projecteur, lui-même monté dans le véhicule. On peut se départir légèrement d'une verticalité ou d'une horizontalité décrites au sens strict en restant dans l'esprit de la présente invention.
De préférence, la face de sortie de la lentille est obtenue en faisant glisser suivant l'arc de courbe gauche un arc convexe vers l'avant situé dans des plans verticaux.
De préférence encore, la face d'entrée de la lentille est obtenue par un glissement, semblable à celui de la face de sortie, d'un deuxième arc de courbe calculé pour que la lentille soit stigmatique entre un point situé en arrière du sommet de la lentille sur l'axe optique de la lentille, ceci dans une construction en deux dimensions, identique dans tous les plans verticaux parallèles contenant les courbes, et l'infini
De préférence, l'arc de courbe gauche, constituant l'approximation d'un segment de la ligne moyenne, est vu de dessus suivant un arc de cercle et est vu de face suivant un autre arc de cercle. Chaque arc de cercle est une approximation de la vue de dessus et de la vue de face du segment de la ligne moyenne du galbe du véhicule, et admet les mêmes tangentes aux extrémités. L'étendue angulaire d'un arc de cercle constituant l'approximation d'un segment est de préférence au plus égale à 90 °.
Avantageusement, l'arc convexe vers l'avant que l'on fait glisser pour obtenir la face de sortie de la lentille est un arc de cercle situé dans un plan vertical. Le plan vertical des arcs de cercle successifs peut ou bien rester parallèle à lui-même et orthogonal à la direction transversale, ou bien tourner autour d'un point.
Pour un faisceau à coupure plate, le module comporte une plieuse avec un bord avant en arc de cercle, le réflecteur est déterminé pour donner une surface d'onde suivant cette ligne en arc de cercle, et le système optique correcteur est formé par une lame optique dont la face de sortie est constituée par un cylindre d'axe vertical, tandis que la face d'entrée de la lame optique correctrice est calculée pour que le chemin optique entre le bord circulaire de la plieuse et une surface d'onde cylindrique de sortie soit constant.
Pour un faisceau à coupure en V, en particulier avec une branche horizontale et une branche montante inclinée à 15°, le module comporte une plieuse à bord rectiligne en V au voisinage de l'axe optique, les surfaces d'onde de sortie sont formées par des plans orthogonaux à l'axe optique, et le système optique correcteur est formé par une lentille correctrice dont la face d'entrée est calculée pour que le chemin optique entre le second foyer du réflecteur elliptique et la surface d'onde de sortie soit constant.
L'arc convexe vers l'avant que l'on fait glisser pour obtenir la face de sortie de la lentille est avantageusement un arc de cercle situé dans un plan vertical. Et le plan vertical des arcs de cercle successifs peut rester parallèle à lui-même et orthogonal à la direction transversale.
Le plan vertical des arcs de cercle successifs peut aussi être perpendiculaire à la projection de l'arc de courbe gauche sur un plan horizontal (en vue de dessus).
Selon un mode de réalisation, pour obtenir un faisceau à coupure plate, le module comporte une plieuse avec un bord avant en arc de cercle, le réflecteur est déterminé pour donner une surface d'onde suivant cette ligne en arc de cercle, et le système optique correcteur est formé par une lame optique dont la face de sortie est constituée par un cylindre d'axe vertical, tandis que la face d'entrée de la lame optique est calculée pour que le chemin optique entre le bord circulaire de la plieuse et une surface d'onde cylindrique de sortie soit constant.
Selon un autre mode de réalisation, pour obtenir un faisceau à coupure en V, le module comporte une plieuse à bord rectiligne en V au voisinage de l'axe optique, les surfaces d'onde de sortie sont formées par des plans orthogonaux à l'axe optique, et le système optique correcteur est formé par une lentille correctrice dont la face d'entrée est calculée pour que le chemin optique entre le second foyer du réflecteur elliptique et la surface d'onde de sortie soit constant.
L'invention est également relative à un projecteur lumineux de véhicule automobile donnant un faisceau à coupure, en particulier un projecteur code ou un projecteur antibrouillard, et qui comporte au moins deux modules d'éclairage tels que définis précédemment et juxtaposés de manière que la surface de sortie du projecteur soit lisse et continue suivant une forme gauche.
Un projecteur code est avantageusement réalisé avec au moins un module d'éclairage tel que défini précédemment et réalisant une coupure en V ce module étant disposé du côté de l'axe longitudinal du véhicule, et avec au moins un module à coupure plate juxtaposé vers l'extérieur au module à coupure en V.
Le projecteur code peut comporter plusieurs modules à coupure en V juxtaposés, du côté de l'axe longitudinal du véhicule, suivis vers l'extérieur par plusieurs modules à coupure horizontale. En particulier on peut prévoir quatre modules à coupure en V vers l'intérieur et quatre modules à coupure plate vers l'extérieur soit en tout huit modules pour le projecteur. La commande de l'éclairage des modules peut être asservie à l'angle de braquage du véhicule, de telle sorte que les modules à coupure horizontale situés vers l'extérieur soient progressivement allumés lorsque le véhicule suit un virage à l'intérieur duquel se trouve le projecteur considéré.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :

Fig. 1 est une vue schématique de dessus du bord extérieur avant gauche d'un véhicule avec un projecteur lumineux selon l'invention.
Fig. 2 est une vue schématique de face du bord avant gauche de Fig. 1 et du projecteur.
Fig. 3 est une épure à plus grande échelle des projections sur un plan vertical et sur un plan horizontal de la ligne moyenne gauche du galbe de la glace du projecteur lumineux.
Fig. 4 est un schéma en perspective illustrant la construction de la lentille de sortie du module.
Fig. 5 est une vue schématique en plan illustrant la détermination du système optique correcteur dans le cas d'un module à coupure plate avec plieuse à bord circulaire.
Fig. 6 est un schéma illustrant la détermination du système optique correcteur dans le cas d'un module à coupure en V avec plieuse dont le bord avant est situé dans un plan vertical orthogonal à l'axe optique du réflecteur.
Fig.7 est une vue de face de la plieuse de Fig.6.
Fig. 8 est une vue de face d'un projecteur situé du côté droit du véhicule et comportant deux modules à coupure plate selon l'invention, juxtaposés.
Fig. 9 est une vue en perspective de dessus et de l'arrière des éléments optiques du projecteur de Fig. 8.
Fig. 10 est une vue de dessus du projecteur de Fig. 9.
Fig. 11 est un schéma du réseau de courbes isolux obtenu avec le projecteur de Fig. 9 et 10.
Fig. 12 est une vue de face d'un projecteur selon l'invention obtenu par juxtaposition de deux modules d'éclairage à coupure en V.
Fig. 13 est une vue en perspective de l'arrière et de dessus du projecteur selon Fig. 12.
Fig. 14 est une vue de dessus du projecteur de Fig. 13.
Fig. 15 est un schéma du réseau de courbes isolux obtenu avec le projecteur de Fig. 12 à 14.
Fig. 16 est une vue en perspective de dessus et de l'arrière d'un projecteur code, côté droit d'un véhicule, composé de huit modules selon l'invention juxtaposés, et
Fig. 17 montre, semblablement à Fig. 16, le projecteur code situé du côté gauche du véhicule.

En se reportant aux Fig. 1 et 2, on peut voir l'extrémité avant gauche d'un véhicule A muni d'un projecteur lumineux B selon l'invention dont la lentille de sortie LTL suit une courbe gauche sensiblement parallèle à la ligne moyenne G gauche (c'est-à-dire dans trois dimensions) de la glace 1 du projecteur, afin d'être en cohérence avec le style du constructeur automobile.
La courbe gauche G en vue de dessus (Fig. 1) présente une forme arquée Gh. Cette même courbe G vue de face (Fig. 2) a également une forme arquée Gv, généralement différente de la forme Gh.
Sur les Fig. 1 et 2, on a représenté dans chaque plan de projection un système d'axes orthogonaux. Dans le plan horizontal, l'axe Ox est parallèle à la direction longitudinale du véhicule tandis que l'axe Oy correspond à la direction transversale. L'axe Oz correspond à la direction verticale.
L'encombrement du boîtier du projecteur B suivant la direction Ox (Fig. 1) est limité en raison des impératifs de construction automobile. Il en résulte que la source lumineuse est relativement proche de la glace 1 qui risque d'être soumise à un échauffement trop important. Ce serait le cas notamment avec une glace réalisée en une matière plastique transparente et si la source lumineuse était du type lampe halogène. Pour éviter de telles difficultés, la source lumineuse est constituée par au moins une diode électroluminescente.
Le projecteur B est composé de plusieurs modules M, Ma juxtaposés, comme expliqué plus complètement à propos des Fig.16 et 17,
Fig. 5 illustre schématiquement un module M de projecteur selon l'invention, donnant un faisceau à coupure plate. Ce module M comporte un réflecteur concave R du type décrit dans le brevet précité FR 2 872 257 , et une source lumineuse S formée par au moins une diode électroluminescente pour éclairer au moins vers le haut, cette diode étant située au voisinage du premier foyer interne du réflecteur R. Le module M comprend en outre une plieuse 2, c'est-à-dire une plaque essentiellement horizontale, dont la face supérieure est réfléchissante et dont le bord avant 3 passe par le, ou au voisinage du, deuxième foyer du réflecteur R pour créer la ligne de coupure. Selon Fig. 5 le bord avant 3 de la plieuse est constitué par un arc de cercle convexe vers l'avant.
Les expressions "avant", "arrière" sont à comprendre suivant le sens de propagation de la lumière renvoyée par le réflecteur R.
Le réflecteur R est déterminé pour transformer la surface d'onde sphérique provenant de la source S en une surface d'onde confondue avec le bord avant 3, de sorte que la ligne de coupure du faisceau est plane horizontale.
Fig. 6 illustre schématiquement un module Ma de projecteur selon l'invention, avec un réflecteur Ra de type ellipsoïde ou, par simplification, appelé de type elliptique, donnant un faisceau à coupure en V. Le bord avant 3a de la plieuse 2a est situé dans un plan vertical orthogonal à l'axe du réflecteur Ra, le bord 3a passant par le deuxième foyer du réflecteur. Le bord 3a de la plieuse présente une forme en V au voisinage de l'axe optique, (Fig.7) correspondant à la coupure souhaitée pour le faisceau.
Une lentille L (Fig. 5), La (Fig. 6) est située en avant du réflecteur et de la source lumineuse.
Comme exposé à propos des Fig. 1 et 2, on souhaite que la lentille d'ensemble de sortie du projecteur LTL pour le côté gauche, ou LTR pour le côté droit, présente une surface extérieure courbe continue suivant la ligne moyenne gauche du contour de la glace du projecteur B. On souhaite, de plus, que dans un projecteur constitué de plusieurs modules juxtaposés, les lentilles de sortie successives L, La de modules juxtaposés se raccordent suivant une ligne continue pour donner une lentille d'ensemble LT L, ou LTR ayant une surface de sortie lisse.
La surface d'entrée de la lentille d'ensemble LTL, LTR ainsi que la surface d'entrée des lentilles L, La juxtaposées de modules doit être lisse pour éviter des parasites tels que des traits brillants, ou autres, entre les lentilles successives des modules juxtaposés. De plus, il faut pouvoir réaliser un faisceau code avec une coupure en V présentant une branche horizontale et une branche inclinée montante à 15°.
Fig. 3 illustre, à plus grande échelle que sur Fig. 1 et 2, la vue de face Gv et la vue de dessus Gh de la ligne moyenne d'un projecteur B à réaliser avec un ensemble de modules selon l'invention.
Pour la construction des modules composant le projecteur, on découpe fictivement la ligne G en segments successifs G1, G2,...se projetant sur un plan vertical transversal en segments Gv1, Gv2... et sur un plan horizontal en segments Gh1, Gh2.... Chaque segment G1, G2...correspond à un module M1, M2... et à une diode du module associé.
Pour chaque segment en projection ainsi déterminé, on considère les extrémités, par exemple Ev1 et Ev2 pour le segment Gv1, ainsi que les tangentes Tv1, Tv2 à ces extrémités. Les tangentes forment avec la direction horizontale parallèle à la direction Oy des angles α1, α2.
Pour la construction de la lentille de sortie du module M1 correspondant à l'arc G1, on établit une approximation du segment Gv1 par un arc de cercle ayant une extrémité E'v1, extrémité du segment précédent, connue de l'approximation de Gv, et une extrémité E'v2 située à une distance y de E'v1 égale à la distance suivant entre Ev1 et Ev2, et admettant les mêmes tangentes Tv1, Tv2 à ces deux extrémités. Le centre de cet arc de cercle est un point ω1 ; l'étendue angulaire de l'arc de cercle est de préférence inférieure ou égale à 90°. Le segment suivant Gv2 est approximé de la même manière par un arc de cercle partant du point E'v2 et se terminant à une extrémité de même cote suivant y que Gv2 avec les mêmes tangentes aux deux extrémités, et ainsi de suite pour toute la courbe Gv qui se trouve remplacée par une succession d'arcs de cercle très voisins de la courbe réelle (si la première extrémité E'vx coïncide avec Ev1, les extrémités E'vn s'écartent de plus en plus de Evn en général quand n croit).
On procède de la même manière pour la projection horizontale Gh. Le pas J suivant la direction Oy des segments successifs peut être régulier ou peut varier pour tenir compte du changement de courbure de la ligne.
On désigne par r (Fig.4) la ligne moyenne courbe gauche qui est vue de face et de dessus selon les deux arcs de cercle constituant les approximations de Gv1 et Gh1. La courbe r est la ligne directrice de la face de sortie 4 de la lentille.
Pour réaliser la face de sortie lisse 4 (Fig. 4) de la lentille L on fait glisser suivant la ligne moyenne r, un arc de courbe 5 convexe vers l'avant situé dans un plan vertical. La courbure de l'arc 5 permet d'éviter des reflets. De préférence l'arc de courbe 5 est un arc de cercle qui délimite un secteur angulaire dont un point, par exemple le milieu de la corde sous-tendant l'arc 5, se déplace suivant la courbe r.
Selon une première possibilité, le plan de l'arc de cercle 5 reste parallèle à lui-même au cours du déplacement, et orthogonal à la direction transversale Oy. Selon une autre possibilité, le plan de l'arc de cercle est substantiellement perpendiculaire à la projection de la courbe r dans le plan (O,x,y) et donc tourne autour d'un axe vertical passant par le centre du cercle servant d'approximation au segment Gh.
La face lisse d'entrée 6 (Fig.5) de la lentille L, c'est-à-dire la face tournée vers la source S, est obtenue en faisant glisser un arc de courbe 7 (Fig.4) de forme appropriée sur la ligne moyenne r d'une manière semblable à l'arc de courbe 5 de la face d'entrée.
L'équation de la courbe r peut être déterminée à partir des points connus de la courbe G et du choix des arcs de cercle Gv1... Gh1. Cette équation permet de calculer une lentille L, La pour le module suivant, contiguë à la précédente et en continuité de tangence avec elle.

Calcul de la surface de sortie 4.

On considère un profil vertical de sortie 5 en arc de cercle, de rayon r, ce qui conduit à une face de sortie torique si α1 = α2 et cylindrique si, en plus, β1 = β2 (Fig.3). β1 et β2 sont les angles formés avec la direction transversale Oy par les tangentes aux extrémités de la projection horizontale Gh1 du segment de courbe considéré.
L'équation de la surface lisse de sortie 4 peut alors être établie à partir de l'équation de la courbe r, du rayon r de l'arc de cercle 5 et de la position relative de cet arc par rapport à la courbe r.
Pour déterminer la face lisse d'entrée de la lentille, dans un plan vertical perpendiculaire à la direction Oy, on cherche un profil 7 d'arc de courbe correspondant à une lentille stigmatique entre un point T0, situé en arrière du sommet de la lentille, comme illustré par le schéma de Fig. 4, et l'infini (construction dans un des plans verticaux contenant l'arc de cercle de sortie comme expliqué ci-dessus).
Un système optique correcteur D (Fig. 5) ou Da (Fig. 6) est prévu entre le réflecteur R, Ra et la lentille L, La pour l'obtention d'une ligne de coupure satisfaisante dans le faisceau lumineux.

Système optique correcteur pour une coupure plate.

On considère un module selon Fig. 5 dont l'ensemble réflecteur R et la plieuse 2 engendrent une onde torique issue du bord circulaire 3 de la plieuse 2. Le réflecteur R est déterminé pour transformer une surface d'onde sphérique provenant de la source S en une surface d'onde se ramenant à l'arc de cercle 3 situé dans le plan de la plaque 2 horizontale formant la plieuse.
On calcule un système optique correcteur D placé entre la lentille de sortie L définie précédemment et le bord 3 de la plieuse de sorte que l'onde torique provenant du bord 3 de la plieuse soit transformée en une surface d'onde cylindrique d'axe vertical dont les traces sur le plan horizontal sont des cercles concentriques 8 (Fig. 5), d'axe vertical Δ. La position de cet axe Δ est variable : c'est un paramètre permettant de régler l'étalement horizontal du faisceau lumineux, et éventuellement de créer un décalage horizontal de sa direction moyenne.
Pour le calcul, on considère un point quelconque P de la surface de sortie de la lentille L. Un rayon lumineux issu de ce point et appartenant à l'onde cylindrique de sortie souhaitée est porté par une droite passant par P, coupant l'axe vertical Δ de l'onde cylindrique et perpendiculaire à cet axe. L'équation de la droite support du rayon lumineux 9 peut alors être déterminée en tenant compte des coordonnées du point P.
Le chemin optique parcouru dans l'air entre la surface d'onde cylindrique 8 et le point P situé sur la face de sortie peut alors être déterminé.
On prolonge ensuite le rayon 9 en sens inverse de celui de la propagation de la lumière.
L'équation de la surface de sortie 4 de la lentille L ayant été établie précédemment, on peut calculer la normale à cette surface en P. Connaissant l'indice de réfraction n de la lentille L, on peut déterminer la direction du rayon réfracté 10 dans l'épaisseur de la lentille L, correspondant au rayon 9. On détermine le point N d'intersection du rayon 10 avec la face d'entrée 6 de la lentille L. On détermine ensuite la normale à la face d'entrée 6 au point N et le rayon réfracté 11 en propagation inverse dans l'air qui sépare la lentille L du système correcteur D.
On fait l'hypothèse que la face de sortie 12 du système optique correcteur D intermédiaire est cylindrique, d'axe vertical rencontrant l'axe de symétrie du réflecteur (qui n'est pas nécessairement l'axe longitudinal Ox du véhicule). Cette surface 12 est un dioptre "libre" dont le choix est arbitraire, ladite surface pouvant être ensuite modifiée pour optimiser la netteté des coupures, à l'aide d'un logiciel d'optimisation (ce qui ne modifie pas la suite de la construction, mais change simplement l'équation donnant P' et la normale en P').
On calcule alors l'intersection P' du rayon 11 avec la surface cylindrique 12 ainsi que la normale à la surface 12 au point P'. On en déduit le rayon réfracté 13 à l'intérieur du système optique D.
On cherche ensuite le point N' intersection du rayon 13 et de la face d'entrée 14 du système correcteur D. Pour cela, on écrit l'équation optique traduisant la constance du chemin optique entre la surface d'onde cylindrique dont provient le rayon 9 et le bord 3 de la plieuse.
En évaluant le chemin optique pour un point central de la face de sortie 4 de la lentille de sortie L, on peut calculer la constante en s'étant fixé l'épaisseur près du centre de la lame optique correctrice, et donc les coordonnées du point N' et déterminer la surface inconnue 14 constituant la face d'entrée du système optique correcteur D en faisant varier le point P.

Système optique correcteur pour coupure en V

Dans ce cas, le réflecteur est déterminé pour que l'onde de sortie soit une onde plane dont les traces sur un plan horizontal passant par l'axe optique sont des droites 15 (Fig. 6) parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal du véhicule.
Le bord avant 3a de la plieuse est situé dans un plan orthogonal à l'axe du réflecteur Ra. Ce bord 3a vu de face a une forme en V (Fig. 7) inversée par rapport à la ligne de coupure souhaitée au voisinage de l'axe optique. Le bord 3a est formé d'une branche 3ah horizontale et d'une branche 3ai inclinée à 15° sur l'horizontale. Le point central 16 du bord de la plieuse, correspondant à la pointe du V inversé, est situé sur l'axe géométrique du réflecteur Ra qui peut former un angle avec l'axe longitudinal du véhicule.
L'onde plane de sortie ayant pour traces les droites 15 correspond à la transformation par le système optique correcteur Da et la lentille de sortie La d'une onde sphérique issue du point central 16 du bord de la plieuse. Le système optique correcteur Da est constitué par une lentille correctrice. La lentille de sortie La et la lentille correctrice Da sont équivalentes à une lentille stigmatique entre un point et l'infini, notamment équivalente à une lentille telle que celles utilisées dans les modules d'éclairage elliptiques. Mais la face de sortie de la lentille La est très différente de la face de sortie d'un module elliptique classique, et entraîne un style tout autre. Le dioptre libre correspondant à la face de sortie 12a de Da permet une optimisation de la netteté de coupure lorsqu'on s'éloigne du foyer. La détermination des faces de sortie 12 ou 12a pour optimiser la netteté des coupures peut être effectuée à l'aide d'un logiciel.
Pour déterminer la face d'entrée 14a de la lentille correctrice Da (Fig.6) on procède d'une manière analogue à celle décrite à propos de Fig. 5. Les mêmes références numériques ou littérales ont été reprises suivies de la lettre « a » et la description ne sera pas reprise en détail. On considère toujours un rayon 9a en le propageant en sens inverse de la lumière. Le rayon 9a est perpendiculaire aux surfaces d'onde planes de trace 15, c'est-à-dire que le rayon 9a est parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. La distance du point N'a au point 16 situé au second foyer du réflecteur elliptique Ra peut être calculée en fonction des paramètres. En écrivant la constance du chemin optique entre le point 16 et une surface d'onde de trace 15 on peut déterminer les coordonnées du point N'a et l'équation de la surface 14a.
En se reportant à Fig. 8, on peut voir, de face, un projecteur pour côté droit d'un véhicule, composé de deux modules M1, M2 juxtaposés, à coupure plate selon Fig. 5. Les faces de sortie 4.1 et 4.2 se raccordent de manière continue pour former une lentille d'ensemble LTR1 avec face de sortie lisse. Le bord inférieur 17 et le bord supérieur 18 de la face de sortie ne sont pas dans un plan horizontal, mais ont une forme arquée en vue de face, l'extrémité gauche d'un bord étant plus haute que l'extrémité droite.
Fig. 9 est une vue en perspective de l'arrière des deux modules M1, M2 juxtaposés pour donner la face de sortie de Fig. 8. Les lentilles de sortie L1, L2 sont dans le prolongement l'une de l'autre, la face d'entrée de ces lentilles 6.1, 6.2 admettant une section par un plan vertical longitudinal en forme d'arc convexe tournant sa convexité vers l'arrière tandis que les sections de ces faces par des plans horizontaux correspondent à des arcs de courbe tournant leur concavité vers l'arrière.
Les systèmes correcteurs intermédiaires D1, D2 ont une face de sortie 12.1, 12.2 cylindrique d'axe vertical. Les faces d'entrée 14.1, 14.2 ont une forme relativement complexe correspondant sensiblement à celle obtenue par vrillage d'une bande rectangulaire. Le vrillage apparaît sur Fig. 10, en vue de dessus.
Les réflecteurs R1, R2, vus de dessus, présentent deux demi-coques se raccordant dans un plan vertical longitudinal médian suivant une zone en creux, formant une sorte de vallée. La plieuse 2.1, 2.2 présente un bord avant 3.1, 3.2 en arc de cercle de grand rayon.
Vue de face (Fig.8) et vue de dessus (Fig.10), la face de sortie de la lentille d'ensemble LTR1 du projecteur a une ligne moyenne en forme d'arc de courbe.
Fig. 11 montre le réseau de courbes isolux obtenu avec un projecteur tel que celui des Fig. 8 à Fig. 10. Le faisceau lumineux présente une ligne de coupure horizontale.
Fig. 12 montre en vue de face un projecteur d'un véhicule, constitué de deux modules Ma1, Ma2 donnant un faisceau à coupure en V à 15° pour trafic à droite. La face de sortie de la lentille d'ensemble LTR2 du projecteur, constituée par la juxtaposition des lentilles La1, La2 présente un bord longitudinal inférieur 17a et un bord longitudinal supérieur 18a à double courbure en S, l'extrémité gauche des bords transversaux étant située à un niveau supérieur à celui de l'extrémité droite. Chaque bord longitudinal présente un point d'inflexion entre ses extrémités. Sur Fig. 12 on a représenté les bords 3a1, 3a2 des plieuses vues de face.
Fig. 13 montre en perspective, de l'arrière et de dessus, les deux modules Ma1, Ma2 juxtaposés du projecteur de Fig. 12. Les faces d'entrée 6a1, 6a2 des lentilles de sortie La1, La2 admettent, en coupe par un plan vertical longitudinal, une ligne de section courbe convexe vers l'arrière tandis que la coupe de ces faces par un plan horizontal donne une ligne de section courbe concave vers l'arrière, visible sur Fig. 13.
Les faces d'entrée 14a1, 14a2 des lentilles correctrices Da1, Da2 admettent, en section horizontale, un arc de courbe convexe vers l'arrière tournant son sommet vers le réflecteur correspondant. La section de ces faces 14a1, 14a2 par des plans verticaux longitudinaux est constituée par des segments faiblement arqués, proches de segments rectilignes. Les sections dans le plan vertical longitudinal passant par l'axe géométrique des réflecteurs correspondent à des arcs de courbe convexes vers le réflecteur. La convexité des sections verticales des faces 14a1, 14a2, vers le réflecteur diminue progressivement lorsque l'on s'écarte du plan vertical médian, cette convexité pouvant s'annuler et se transformer en une concavité. La face de sortie 12a1, 12a2 des lentilles correctrices est une surface cylindrique à génératrices verticales.
Les réflecteurs Ra1, Ra2 comprennent une partie principale en forme d'ellipsoïde et, vers l'avant, de chaque côté du plan vertical médian, deux surfaces courbes, concaves vers le bas, à contour sensiblement triangulaire 19.1, 20.1 et 19.2, 20.2 terminant de chaque côté le réflecteur elliptique pour augmenter le flux lumineux dans le faisceau (des surfaces essentiellement elliptiques ayant des foyers proches de ceux de la section principale du réflecteur n'enverraient pas la lumière dans la « bonne » lentille correctrice et les rayons correspondants seraient perdus ou sources de rayons parasites, comme des taches dans le faisceau notamment, en grande largeur). Le bord avant des surfaces 19.1 et 20.1 d'une part et 19.2, 20.2 est situé dans le plan vertical passant par le bord de la plieuse. Les diodes électroluminescentes constituant les sources lumineuses S sont schématiquement représentées au foyer interne du réflecteur.
Fig. 15 est le schéma des courbes isolux obtenues avec un projecteur selon Fig. 12 à Fig. 14, avec coupure en V.
Fig. 16 est une vue en perspective de dessus et de l'arrière d'un projecteur code, pour le côté droit d'un véhicule, constitué de huit modules selon l'invention, juxtaposés de manière que la face de sortie de la lentille d'ensemble LTR soit lisse et continue. La lentille LTR suit une ligne gauche qui monte depuis l'extrémité située du côté de l'axe longitudinal du véhicule vers l'autre extrémité située vers l'extérieur. En vue de dessus et en vue de face, la lentille LTR est arquée convexe vers l'extérieur.
Le projecteur comporte :

vers l'intérieur, quatre modules Ma1, Ma2, Ma3, Ma4 du type décrit à propos de Fig. 6 et Fig. 12 à 14, donnant un faisceau à coupure en V,
et vers l'extérieur, quatre modules M1-M4 du type décrit à propos des Fig. 5 et Fig. 8 à 11 donnant un faisceau à coupure horizontale pour éclairer sur le côté du véhicule.

Le projecteur conforme à Fig. 16 peut être du type PBL, c'est-à-dire projecteur de virage à éclairage progressif, par exemple en commandant l'allumage successif des modules extérieurs M1-M4 en fonction du braquage du véhicule vers l'intérieur d'un virage à droite.
Fig. 17 est une vue semblable à celle de Fig. 16 du projecteur code situé du côté gauche du véhicule avec lentille d'ensemble LTL. On retrouve, vers l'intérieur, les quatre modules à ligne de coupure en V et, vers l'extérieur, les quatre modules à ligne de coupure horizontale.
L'invention permet de réaliser un module avec lentille de sortie à courbure gauche, donnant un faisceau à coupure, notamment en V, tout en assurant un style amélioré. La lentille de sortie peut suivre des galbes en trois dimensions et n'est plus limitée à un galbe en deux dimensions. L'ensemble du projecteur comporte un dioptre libre permettant des optimisations avec les moyens classiques de calcul optique pour améliorer la netteté des coupures en V. On peut notamment mentionner celui (plan incliné) représenté pour Ma1 en figure 17. Utiliser un tel dioptre permet ici de diminuer l'épaisseur et d'améliorer l'efficacité de la lentille correctrice tout en optimisant la netteté de la coupure par rapport à un dioptre de type cylindrique. Le principe de construction optique reste identique et s'en trouve même simplifié (une intersection droite/plan plutôt qu'une intersection droite/cylindre).

Claims

Module de projecteur lumineux de véhicule automobile pour faisceau à coupure, comportant un réflecteur concave (R,Ra), une source lumineuse (S) disposée dans la concavité du réflecteur, et une lentille (L, La) située en avant du réflecteur et de la source lumineuse, laquelle est formée par au moins une diode électroluminescente pour éclairer au moins vers le haut, le réflecteur étant associé à une plieuse (2, 2a) dont la face supérieure est réfléchissante pour replier le faisceau provenant du réflecteur, la dite plieuse comportant un bord d'extrémité avant (3, 3a) propre à former la coupure dans le faisceau d'éclairage, module dans lequel la surface de sortie (4, 4a) de la lentille est choisie de manière à pouvoir se raccorder suivant une surface continue avec les surfaces de sortie des lentilles de modules voisins, caractérisé en ce que :
- la ligne moyenne (r) de la lentille est formée par un arc de courbe gauche,

- et un système optique correcteur (D, Da) est prévu entre le réflecteur et la lentille pour l'obtention d'une ligne de coupure satisfaisante, en fonction notamment de la géométrie de la face d'entrée et de la face de sortie de la lentille.
Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face de sortie (4, 4a) de la lentille est obtenue en faisant glisser suivant l'arc de courbe gauche (r) un arc convexe vers l'avant (5) situé dans des plans verticaux.
Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face d'entrée (6, 6a) de la lentille est obtenue par un glissement, semblable à celui de la face de sortie, d'un deuxième arc de courbe (7) calculé pour que la lentille soit stigmatique dans chacun desdits plans verticaux entre un point situé en arrière du sommet de la lentille sur l'axe optique, et l'infini,
Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arc de courbe gauche (r), constituant l'approximation d'un segment de la ligne moyenne (G), est vu de dessus suivant un arc de cercle et est vu de face suivant un autre arc de cercle, chaque arc de cercle étant une approximation de la vue de dessus (Gh1, Gh2,...) et de la vue de face (Gv1, Gv2...) du segment associé (G1, G2...) de la ligne moyenne (G), et admettant les mêmes tangentes aux extrémités.
Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étendue angulaire d'un arc de cercle constituant l'approximation d'un segment (G1, G2...) est au plus égale à 90°.
Module selon l'une des revendications précédente, caractérisé en ce que l'arc convexe vers l'avant (5) que l'on fait glisser pour obtenir la face de sortie de la lentille est un arc de cercle situé dans un plan vertical.
Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plan vertical des arcs de cercle successifs (5) reste parallèle à lui-même et orthogonal à la direction transversale.
Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que le plan vertical des arcs de cercle successifs (5) est perpendiculaire à la projection de l'arc de courbe gauche (r) sur un plan horizontal.
Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour un faisceau à coupure plate, le module (M) comporte une plieuse (2) avec un bord avant (3) en arc de cercle, le réflecteur (R) est déterminé pour donner une surface d'onde suivant cette ligne en arc de cercle, et le système optique correcteur (D) est formé par une lame optique dont la face de sortie (12) est constituée par un cylindre d'axe vertical (Δ), tandis que la face d'entrée (14) de la lame optique est calculée pour que le chemin optique entre le bord circulaire (3) de la plieuse et une surface d'onde cylindrique de sortie (8) soit constant.
Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour un faisceau à coupure en V, le module (Ma) comporte une plieuse (3a) à bord rectiligne en Vau voisinage de l'axe optique, les surfaces d'onde de sortie (15) sont formées par des plans orthogonaux à l'axe optique, et le système optique correcteur (Da) est formé par une lentille correctrice dont la face d'entrée (14a) est calculée pour que le chemin optique entre le second foyer du réflecteur elliptique (Ra) et la surface d'onde de sortie (15) soit constant.
Projecteur de véhicule automobile donnant un faisceau à coupure, en particulier un projecteur code ou un projecteur antibrouillard, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux modules d'éclairage (M, Ma) selon l'une quelconque des revendications précédentes, juxtaposés de manière que la surface de sortie du projecteur soit lisse et continue suivant une forme gauche.
Projecteur code selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module d'éclairage (Ma) réalisant une coupure en V, ce module étant disposé du côté de l'axe longitudinal du véhicule, et au moins un module à coupure plate (M) juxtaposé vers l'extérieur au module à coupure en V.
Projecteur code selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs modules à coupure en V (Ma1, Ma2,...) juxtaposés, du côté de l'axe longitudinal du véhicule, suivis vers l'extérieur par plusieurs modules à coupure horizontale (M1, M2...).
Projecteur code selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la commande de l'éclairage des modules est asservie à l'angle de braquage du véhicule, de telle sorte que les modules à coupure horizontale situés vers l'extérieur soient progressivement allumés lorsque le véhicule suit un virage à l'intérieur duquel se trouve le projecteur considéré.