EP1962015A1 - Projecteur pour véhicule automobile - Google Patents

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EP1962015A1
EP1962015A1 EP08151346A EP08151346A EP1962015A1 EP 1962015 A1 EP1962015 A1 EP 1962015A1 EP 08151346 A EP08151346 A EP 08151346A EP 08151346 A EP08151346 A EP 08151346A EP 1962015 A1 EP1962015 A1 EP 1962015A1
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EP
European Patent Office
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cache
cover
edge
optical module
module according
Prior art date
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EP08151346A
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German (de)
English (en)
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EP1962015B1 (fr
Inventor
Sébastien Casenave
Ran Fujita
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Priority to PL08151346T priority Critical patent/PL1962015T3/pl
Publication of EP1962015A1 publication Critical patent/EP1962015A1/fr
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43Illuminating 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/36Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light

Definitions

  • the invention relates to an optical module for a projector-type lighting device, intended in particular for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a projector equipped with such an optical module, and a motor vehicle equipped with at least one such projector.
  • the invention relates more particularly to the light source and cache type modules, in particular the elliptical type modules with an elliptical type reflector and a lens-type convergent lens, for example a Fresnel lens or not .
  • such a module is intended to emit a light beam towards the front of a vehicle, and comprises in the usual way an elliptical type reflector, which comprises two focal points arranged on its optical axis, a light source located in the vicinity the first focus, and a cache arranged in the vicinity of the second focus.
  • the cache may be fixed, so that the module emits a single type of cut-off beam, for example a code whose cutoff comprises a horizontal cutoff portion and an oblique cutoff portion, or a fog-beam, with a flat cut, the cover selectively obscuring a portion of the rays emitted by the source / reflected by the reflector.
  • a single type of cut-off beam for example a code whose cutoff comprises a horizontal cutoff portion and an oblique cutoff portion, or a fog-beam, with a flat cut
  • the cover can also be mounted movably, for example by being pivotally mounted about an axis of rotation substantially orthogonal to the optical axis of the module, and it can be provided with one or more shutters defining "optically active" edges. ", That is to say edges intercepting part of the rays from the source before they leave the module.
  • the cache With a cache with only one "optically active” position, the cache intercepts rays to give the beam emitted by the module a given break, and it can then switch to the "inactive" position on the optical plane, so that the beam emitted presents more break, the cache no longer intercepting rays.
  • a bi-function module of the code / route type, for example.
  • the cache may also have multiple "optically active" edges Different: Depending on the angular position of the cover, the shutters perform a given cut of the light beam. It is thus possible to have a multi-function module capable of emitting several beams with different cuts, with possibly even a function with an unbroken beam also if the cache also has a position "optically inactive" possible.
  • the beams with or without cut that can be obtained with these elliptical modules cache include, for example, position lights, dipped beams, road beams, beams for driving on the highway, for driving in the city , for driving in bad weather, the fog beams.
  • caches that reverse the cut of the code / crossover beams depending on whether the vehicle is in a country with right or left traffic.
  • a first solution to this problem was to cover all two caches with a black paint that limits any reflection of the rays.
  • This solution is effective, but it is not without drawbacks, first of all by the additional manufacturing step that it requires, since it generally forces to treat all of the two covers with this paint, in particular by a electrolysis process. Then, under conditions of use, there is always a potential risk that this opaque coating peels or deteriorates in such a way that the parasitic rays reappear uncontrollably.
  • the invention therefore aims to develop a new type of "split" cache overcoming the aforementioned drawbacks, and which can, in particular, make cuts in beams substantially without parasitic rays above the cut, and this without complicating the manufacture of the cache.
  • a split-type cache described above which can keep throughout the life of the lighting module its properties, including its properties of no creation of parasitic rays that can be dazzling because above the cut.
  • the invention relates to an optical module for a motor vehicle lighting device comprising at least one reflector, a light source and a dual cache system comprising two optically active cache portions offset relative to one another by relative to the optical axis of the module, such that the second portion is inclined, at least over part of its (upper) zone capable of receiving rays coming from the source or reflector, of at least 35.degree. at least 38 to 40 °, especially at least 42 or 45 ° relative to the vertical or relative to the median plane of the first cache portion.
  • the second cache portion has at least one shoulder.
  • This shoulder may thus delimit an upper portion of the second cache portion which is inclined at least 35 °, in particular at least 38 to 40 °, in particular at least 42 or 45 °, relative to the vertical or relative to the median plane of the first cache portion and a lower portion which is inclined at a lower angle, in particular an angle less than or equal to 25 °, in particular less than or equal to 20 °.
  • the rest of the second cache portion may be less strongly inclined, which contributes to a gain of space according to the depth of the optical module.
  • the invention also relates to an optical module for a motor vehicle lighting device comprising at least one reflector, a light source, a lens and a dual cache system comprising two optically active cache portions offset with respect to the other relative to the optical axis of the module, the second portion of the cover being sufficiently inclined relative to the first portion or relative to the vertical, so that rays coming from the source or the reflector and which are reflected on its inner face to the outer face of the first edge of the cover is substantially returned to the rear of the module and / or above the lens.
  • a shoulder therefore, which preserves in the lower part an inclination of the second usual cache portion, and which provides an upper zone, above this shoulder, more inclined : it is a preferred design if one starts, in particular, from a split splitter into a component as described in the patent EP 1 584 862 supra. But we can also prefer that the entire second edge is more strongly inclined than is the use, especially when using a split cover where each edge is made of a separate component.
  • the second cache is, on at least part of its height (upper part, as the most likely to receive and then return parasitic rays), significantly more inclined than in known caches, with effect that some of the rays, following the typical path described above, are this time returned by the outer face of the first edge in a direction such that they no longer meet the lens: they no longer parasitize with the beam emitted by the module , they will actually "get lost” above the lens, or even returned to the back of the module.
  • modifying the second edge thus eliminates most of the parasitic rays of the beam.
  • the lens in question is for example the convergent lens of the elliptical modules, in known manner.
  • upper, lower, lower, vertical or horizontal are to be understood as referring to the optical module or its components in their vehicle mounting position (possibly previously integrated into a projector, knowing by other than for certain cut-off beams, it may be necessary to mount the modules in such a way that that their optical axis is not rigorously horizontal, but slightly lowered, from 0.5 to 2 ° for example with respect to the horizontal).
  • the double cover in question can be made in one piece, or it can be composed of several pieces.
  • the edge edge of the first cover is inclined relative to the horizontal, so that the slope of said edge is positive relative to the general direction of light emission of the module.
  • the edge edge of the first cover can thus be inclined at least 10 °, especially at least 15 or 20 °, relative to the horizontal.
  • the two edges of the cover can be devoid of absorbing coating, since the problems of multiple reflection or grazing reflection of the double covers are counteracted differently: this avoids the coating deposition step, and avoids any risk of wear or peeling of this coating during the life of the optical module.
  • the design of the double cover is judicious and any opacifying / absorbing coating can be removed.
  • the cache retains its anti-chromatic aberration properties and can keep its position substantially in the module: it is not necessary to review the design of the means to implement the double cache in the module, which is, at the industrial level, very advantageous
  • the cache is fixed: it is then a mono function module, code for example.
  • the cache is mobile, in particular rotatably mounted along an axis substantially perpendicular to the optical axis of the module: it can then have a bi or multi-function module (code / route, or code / highway code / road .7)
  • the module comprises above the double cover a fixed cover.
  • This cache is a component on which, for example, the "parasitic" rays will be lost, since deviated from their trajectory towards the lens.
  • the invention also relates to the motor vehicle headlamp, comprising an optical module as described above, and the motor vehicle comprising at least one such module or at least one such projector
  • the figure 1 is the representation of a conventional double cache, of the type described in the patent EP 1 584 862 : the cover is of a piece, of V-shaped cross-section, with a first part of cache C1 and a second part of cache C2 (the "first cache” being understood as the cache closest to the light source).
  • This cache is intended to create a cut code-type, oblique cut at 15 ° therefore according to European standards, in a beam emitted by an optical module type elliptical module.
  • the first edge in the mounting position as shown in the figure, is a substantially planar wall and disposed in a substantially vertical plane, its upper edge B1 delimiting the oblique cutting prenention town: it has three optically active portions: two horizontal portions connected by an oblique portion.
  • the second cache C2 is inclined at a given angle relative to the plane of the first cache C1, its upper edge B2 "follows" the same shape as the edge B1 of the first cache C1, with two horizontal portions connected by an oblique portion.
  • edge B2 is lower than the edge B1: it stops here at about 2/3 of the height of the edge B1. This height can be chosen between 1/3 and 3 ⁇ 4 of said height.
  • This cover is arranged appropriately with respect to the lens (depending on the position of its focal plane in the white, in the red and in the blue) so as to combat the chromatic aberrations while minimizing any loss of performance: the relative position of the two edges B1 and B2 is therefore chosen according to this objective.
  • This cover is made of sheet metal, and completely covered with an absorbing black opaque paint.
  • This coating is understood from the figure 3 : rays (an example is shown in solid lines, the dotted lines corresponding to the normals to the faces) reach the internal face f21 of the second cache part C2. If the sheet of this face 21 is left bare, it has sufficient reflectivity for these rays are returned, or at least part of them, to the outer face f12 of the first cache C1. These rays will mainly hit the face f21 in its upper part, near the active edge B2 (for example on at most the last third of its height).
  • figure 4 This is illustrated by figure 4 , highly schematic, representing the distribution of a code-type beam with an elliptical module using this type of cache: there is a zone Z1 regulatory code beam, and a small zone Z2, generally centered on the intersection of the orthonormal coordinate system, which is a portion of parasitic rays located above the cut.
  • FIG. 5a represents very schematically the elliptical module (in operating position), with the reflector R, the cache C1, C2, the lens L, and a cache CA, which is a plate in the upper part of the module, which stops unwanted rays, coming C1, C2 and / or reflector.
  • the light source not shown, is at the bottom of the reflector R.
  • the new cover according to the invention must therefore ensure that the rays in the red reflected by the second cache portion C2 can pass above the first cache portion C1.
  • the second cache portion C2 must be inclined at an angle such that the angle of incidence of the red rays is less than the value from ⁇ .
  • the red rays are then returned to the reflector R, which proved to have a negligible impact on the constitution of the beam code by the module.
  • the area of the cache C2 that is most likely to create spurious rays is the middle zone of the cache (parasitic rays more or less centered on the intersection of the reference axes).
  • the middle zone of the cache parasitic rays more or less centered on the intersection of the reference axes.
  • the figure 6 explains how the choice of the slope of the edge B1 of the cache C1 represented in FIG. figure 2 .
  • This figure represents the double mask, the lens of diameter D, the distance t between the first edge of the internal face of the lens, and a parasitic ray r striking the edge of the edge B1 to start upwards in the direction of the lens.
  • the angle ⁇ that the edge B1 makes with the horizontal is to be chosen to be greater than or equal to Arctang (D / 2 / t). In fact, in practice, 2 ⁇ is chosen to take into account field effects.
  • the result is a slope of B1 of about 20 ° (15 to 30 °).
  • the invention also applies to multi-component covers: one can also have C1 and C2 in two separate sheet metal parts, both of which are then secured to a common support / frame. One can also have the cache C1 extending in the lower part in a support area, on which one just fix the cache C2 or vice versa.

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Abstract

L'invention a pour objet un module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comportant au moins un réflecteur ( R) , une source lumineuse et un système de cache double comprenant deux portions de cache (C1,C2) optiquement actifs décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe optique du module. La seconde portion (C2) est inclinée, au moins sur une partie de sa zone supérieure (C22) susceptible de recevoir des rayons provenant de la source ou du réflecteur, d'au moins 35°, notamment d'au moins 38 à 40°, par rapport à la verticale ou par rapport au plan médian de la première portion de cache (C1).

Description

  • L'invention concerne un module optique pour un dispositif d'éclairage du type projecteur, destiné notamment à un véhicule automobile. L'invention concerne également un projecteur équipé d'un tel module optique, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'au moins un tel projecteur. Parmi les modules optiques existants, l'invention concerne plus particulièrement les modules du type à source lumineuse et à cache, notamment les modules de type elliptiques avec un réflecteur de type elliptique et une lentille convergente de type lentille, par exemple lentille de Fresnel ou non.
  • De façon connue, un tel module est destiné à émettre un faisceau lumineux vers l'avant d'un véhicule, et comprend de façon usuelle un réflecteur de type elliptique, qui comporte deux foyers agencés sur son axe optique, une source lumineuse située au voisinage du premier foyer, et un cache agencé au voisinage du second foyer.
  • Le cache peut être fixe, de façon à ce que le module émette un seul type de faisceau à coupure, par exemple un code, dont la coupure comprend une partie de coupure horizontale et une partie de coupure oblique, ou un faisceau anti-brouillard, à coupure plate, le cache occultant de façon sélective une portion des rayons émis par la source/réfléchis par le réflecteur.
  • Le cache peut aussi être monté de façon mobile, par exemple en étant monté pivotant autour d'un axe de rotation sensiblement orthogonal à l'axe optique du module, et il peut être muni d'un ou plusieurs volets définissant des bords « optiquement actifs », c'est-à-dire des bords interceptant une partie des rayons provenant de la source avant qu'ils ne sortent du module.
  • Avec un cache avec une seule position « optiquement active », le cache intercepte des rayons pour donner au faisceau émis par le module une coupure donnée, et il peut basculer ensuite en position « inactive » sur le plan optique, afin que le faisceau émis ne présente plus de coupure, le cache n'interceptant plus de rayons. On a ainsi un module bi fonction, de type code/route par exemple.
  • Le cache peut aussi présenter plusieurs bords « optiquement actifs » différents : En fonction de la position angulaire du cache, les volets réalisent une coupure donnée du faisceau lumineux. On peut ainsi avoir un module multi fonction apte à émettre plusieurs faisceaux à coupures différentes, avec même éventuellement une fonction avec un faisceau sans coupure aussi si le cache a aussi une position « inactive optiquement» possible.
  • Parmi les faisceaux avec ou sans coupure qu'on peut obtenir avec ces modules elliptiques à cache, on peut citer par exemple les feux de position, les faisceaux de croisement, les faisceaux de route, les faisceaux pour conduite sur autoroute, pour conduite en ville, pour conduite par mauvais temps, les faisceaux antibrouillard. Il existe aussi des caches qui inversent la coupure des faisceaux de code/croisement selon que le véhicule se trouve dans un pays à circulation à droite ou à gauche.
  • Différents dispositifs de ce type sont décrits par exemple dans les demandes de brevet FR2869273 , EP1052446 , DE4335286 .
  • Ces caches, qu'ils soient fixes ou mobiles, posent, de façon connue, des problèmes de chromatisme dans les faisceaux émis par ces modules au niveau de leurs coupures. C'est la raison pour laquelle il a été proposé de « dédoubler » chacun des bords actifs des caches, de façon à ce que le bord le plus proche de la source et le bord qui en est le plus éloigné se trouvent respectivement à proximité du plan focal dans le rouge et du plan focal dans le bleu de la lentille. Un exemple de ce type de cache dédoublé est décrit dans le brevet EP 1 584 862 .
  • Mais il s'est avéré que ce dédoublement créait des rayons parasites dans les faisceaux à coupure du module, des rayons gênants car susceptibles de se retrouver dans le faisceau au dessus de la coupure voulue. Ces caches sont généralement en métal du type tôle, donc susceptibles d'absorber mais aussi de réfléchir au moins en partie les rayons qu'ils interceptent.
  • Une première solution à ce problème a été de recouvrir l'ensemble des deux caches d'une peinture noire qui limite toute réflexion des rayons. Cette solution est efficace, mais elle n'est pas dénuée d'inconvénients, d'abord de par l'étape de fabrication supplémentaire qu'elle requiert, puisqu'elle contraint généralement de traiter l'ensemble des deux caches avec cette peinture, notamment par un procédé d'électrolyse. Ensuite, en conditions d'utilisation, il reste toujours un risque potentiel que ce revêtement opaque pèle ou se détériore de telle façon que les rayons parasites réapparaissent de façon incontrôlée.
  • L'invention a donc pour but de mettre au point un nouveau type de cache « dédoublé » surmontant les inconvénients précités, et qui puisse, notamment, faire des coupures dans des faisceaux substantiellement sans rayons parasites au dessus de la coupure, et ceci sans compliquer la fabrication du cache. Subsidiairement, on cherche à mettre au point un cache du type dédoublé décrit plus haut, qui puisse conserver pendant toute la durée de vie du module d'éclairage ses propriétés, notamment ses propriétés d'absence de création de rayons parasites susceptibles d'être éblouissants car au dessus de la coupure.
  • L'invention a pour objet un module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comportant au moins un réflecteur, une source lumineuse et un système de cache double comprenant deux portions de cache optiquement actifs décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe optique du module, tel que la seconde portion est inclinée, au moins sur une partie de sa zone (supérieure) susceptible de recevoir des rayons provenant de la source ou du réflecteur, d'au moins 35°, notamment d'au moins 38 à 40°, notamment d'au moins 42 ou 45° par rapport à la verticale ou par rapport au plan médian de la première portion de cache.
  • Selon un mode de réalisation, la seconde portion de cache présente au moins un épaulement. Cet épaulement peut ainsi délimiter une partie supérieure de la seconde portion de cache qui est inclinée d'au moins 35°, notamment d'au moins 38 à 40°, notamment d'au moins 42 ou 45°, par rapport à la verticale ou par rapport au plan médian de la première portion de cache et une partie inférieure qui est inclinée d'un angle moindre, notamment d'un angle inférieur ou égal à 25°, notamment inférieur ou égal à 20°. On garantit ainsi une inclinaison particulièrement appropriée pour lutter contre les rayons parasites, dans la zone qui est la plus « sensible » optiquement, près du bord actif. Et le reste de la seconde portion de cache peut être moins fortement inclinée, ce qui concourt à un gain de place selon la profondeur du module optique.
  • L'invention a également pour objet un module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comportant au moins un réflecteur, une source lumineuse, une lentille et un système de cache double comprenant deux portions de cache optiquement actifs décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe optique du module, la seconde portion du cache étant suffisamment inclinée par rapport à la première portion ou par rapport à la verticale, pour que des rayons provenant de la source ou du réflecteur et qui sont réfléchis sur sa face interne vers la face externe du premier bord du cache soient substantiellement renvoyés vers l'arrière du module et/ou au dessus de la lentille.
  • Ces différentes façons de présenter l'invention reflètent toutes le même but, à savoir modifier les caches dédoublés existants de façon à ce qu'ils ne provoquent pas/limitent au mieux la présence de rayons parasites au dessus de la coupure qu'ils définissent dans le faisceau émis par le module.
  • En effet, il s'est avéré que ces rayons parasites avaient tous substantiellement la même origine, à savoir une multiple réflexion des rayons entre les deux portions de cache : certains rayons émis directement par la source ou émis par la source puis réfléchis par le réflecteur arrivent à franchir le premier bord du cache, mais ils sont ensuite interceptés par la face interne du second bord de cache, au voisinage du bord actif du cache, en partie supérieure donc (les termes « interne » et « externe » se rapportent au positionnement relatif des faces des portions de cache en fonction de leur éloignement à la source lumineuse: la face « interne » sera la plus proche de la source, la face externe en sera la plus éloignée.) Ces rayons sont renvoyés vers l'arrière, en direction de la face externe du premier bord, pour finalement être à nouveau renvoyés au dessus du second bord de cache : ils traversent alors la lentille et ajoutent une lumière non voulue parasite au dessus de la coupure.
  • Ce trajet type de rayon parasite est cité à titre d'exemple bien sûr, mais illustre bien le problème rencontré. Or le positionnement relatif des deux portions de cache, comme on l'a vu plus haut, n'est pas aléatoire, et est généralement ajusté précisément par rapport aux plans focaux dans le rouge et dans le bleu. On ne pouvait donc pas envisager de modifier drastiquement les extrémités supérieures des portions de cache en question. Ce qu'on a alors proposé est de modifier sensiblement l'inclinaison du second bord, et ceci de différentes manières possibles, en prévoyant un bord présentant une portion supérieure de cache significativement plus incliné par rapport à la verticale qu'il en est l'usage : toute la seconde partie peut être fortement inclinée, ou seulement la partie la plus « sensibles optiquement, à savoir la zone porche du bord supérieur du second cache.
  • Selon la conception du cache, on peut opter, pour définir cette portion inclinée, un épaulement donc, qui préserve en partie inférieure une inclinaison de la seconde portion de cache habituelle, et qui prévoit une zone supérieure, au dessus de cet épaulement, plus inclinée : c'est une conception préférée si l'on part, notamment, d'un cache dédoublé en un composant comme décrit dans le brevet EP 1 584 862 précité. Mais on peut aussi préférer que l'ensemble du second bord soit plus fortement incliné qu'il en est l'usage, notamment quand on utilise un cache dédoublé où chaque bord est fait d'un composant séparé.
  • Dans les deux configurations, reste que le second cache est donc, sur au moins une partie de sa hauteur (partie supérieure, car la plus susceptible de recevoir puis de renvoyer des rayons parasites), nettement plus incliné que dans les caches connus, avec pour effet que certains des rayons, suivant le trajet type décrit plus haut, se retrouvent cette fois renvoyés par la face externe du premier bord dans une direction telle qu'ils ne rencontrent plus la lentille : ils ne parasitent plus avec le faisceau émis par le module , ils vont en fait « se perdre » au dessus de la lentille, voire même renvoyés vers l'arrière du module. L'expérience montre que modifier ainsi le second bord supprime l'essentiel des rayons parasites du faisceau.
  • La lentille en question est par exemple la lentille convergente des modules elliptiques, de façon connue.
  • Les termes « supérieur », « inférieur », « vertical » ou « horizontal », notamment, sont à comprendre comme se rapportant au module optique ou à ses composants dans leur position de montage sur véhicule (éventuellement préalablement intégré dans un projecteur, sachant par ailleurs que pour certains faisceaux à coupure, il peut être nécessaire de monter les modules de façon à ce que leur axe optique ne soit pas rigoureusement horizontal, mais légèrement abaissé, de 0.5 à 2° par exemple par rapport à l'horizontale).
  • Comme évoqué plus haut, le cache double en question peut être fait d'un seul tenant, ou il peut être composé de plusieurs pièces.
  • Il s'est avéré qu'on avait encore un meilleur résultat en matière de suppression des rayons parasites au dessus de la coupure quand on ajoutait aux caractéristiques du second cache décrites plus haut la modification suivante concernant le premier cache, à savoir : le chant du bord du premier cache est incliné par rapport à l'horizontale. Jusque là, en effet, les chants des deux bords étaient plans et sensiblement horizontaux.
  • De préférence, le chant du bord du premier cache est incliné par rapport à l'horizontale, de façon à ce que la pente dudit chant soit positive par rapport la direction générale d'émission de lumière du module. Le chant du bord du premier cache peut ainsi être incliné d'au moins 10°, notamment d'au moins 15 ou 20°, par rapport à l'horizontale.
  • On a en effet montré que des rayons pouvaient être réfléchis de façon rasante sur le chant horizontal du premier bord, rayons qui se retrouvaient dirigés selon une direction non voulue et non contrôlée vers la sortie du module (à travers la lentille du module elliptique) : ce chant plat créait ainsi une seconde source de rayons parasites au dessus de la coupure. Or, avec le chant incliné selon l'invention, les rayons rasants (ou au moins une portion de ceux-ci) qui sont réfléchis par ce chant sont renvoyés vers l'arrière ou au dessus de la lentille, ils « se perdent » donc comme les précédents, et n'interfèrent plus avec le faisceau émis par le module. Il va de soi qu'on peut aussi choisir de ne modifier que la première portion de cache, et de garder à la seconde portion son inclinaison connue : on aura déjà un impact positif sur les rayons parasites, bien que de plus faible ampleur que si l'on modifiait uniquement la seconde portion de cache.
  • Avec l'invention, les deux bords du cache peuvent être dépourvus de revêtement absorbant, puisqu'on contrecarre différemment les problèmes de multiple réflexion ou de réflexion rasante des caches doubles : on évite ainsi l'étape de dépôt de revêtement, et on évite tout risque d'usure ou de pelage de ce revêtement pendant la durée de vie du module optique. En modifiant de façon judicieuse la conception du cache double, on peut supprimer tout revêtement opacifiant/absorbant. Et le cache conserve ses propriétés anti-aberration chromatiques et peut garder substantiellement son positionnement dans le module : il n'est pas nécessaire de revoir la conception des moyens pour implanter le cache double dans le module, ce qui est, sur le plan industriel, très avantageux
  • Selon un mode de réalisation, le cache est fixe : on a alors affaire à un module mono fonction, code par exemple.
  • Selon un autre mode de réalisation, le cache est mobile, notamment monté en rotation selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe optique du module : on peut alors avoir un module bi ou multi fonction (code/route, ou encore code/code autoroute/route ....)
  • De préférence, le module comprend au dessus du cache double un cache fixe. Ce cache est un composant sur lequel, par exemple, les rayons « parasites » vont se perdre, puisque déviés de leur trajectoire vers la lentille.
  • L'invention a également pour objet le projecteur de véhicule automobile, comprenant un module optique tel que décrit plus haut, et le véhicule automobile comportant au moins un tel module ou au moins un tel projecteur
  • L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes :
    • Fig.1a,1b est une coupe transversale et une vue en perspective d'un cache double selon l'art antérieur
    • Fig.2 est la même coupe d'un cache double selon l'invention
    • Fig.3 est la représentation d'un trajet de rayon parasite avec le cache double selon l'art antérieur dépourvu de revêtement absorbant
    • Fig. 4 est la représentation d'une distribution de faisceau obtenu avec le cache double sans revêtement selon la figure 3
    • Fig.5a,5b,5c,5d, 5a sont des représentations de rayons et une équation expliquant la construction du cache double selon l'invention
    • Fig.6 est une représentation du double cache expliquant la forme du bord du premier cache.
  • Toutes ces figures sont très schématiques et ne respectent pas nécessairement l'échelle afin d'en faciliter la lecture.
  • Exemple comparatif
  • La figure 1 est la représentation d'un cache double conventionnel, du type de celui décrit dans le brevet EP 1 584 862 : le cache est d'une pièce, de section transversale en V, avec une première partie de cache C1 et une second partie de cache C2 (le « premier cache» étant compris comme le cache le plus près de la source lumineuse).
  • Ce cache est destiné à créer une coupure de type code, à coupure oblique à 15° donc selon les normes européennes, dans un faisceau émis par un module optique de type module elliptique. Le premier bord, en position de montage telle que représenté à la figure, est une paroi sensiblement plane et disposée selon un plan sensiblement vertical, son bord supérieur B1 délimitant la coupure oblique prémentionnée : elle présente trois portions actives optiquement: deux portions horizontales reliées par une portion oblique. Le second cache C2 est incliné d'un angle donné par rapport au plan du premier cache C1, son bord supérieur B2 « suit » la même forme que le bord B1 du premier cache C1, avec deux portions horizontales reliées par une portion oblique. Son bord B2 est moins haut que le bord B1 : il s'arrête ici à environ les 2/3 de la hauteur du bord B1. Cette hauteur peut être choisie entre 1/3 et ¾ de ladite hauteur. Ce cache est disposé de façon appropriée par rapport à la lentille (en fonction de la position de son plan focal dans le blanc, dans le rouge et dans le bleu) de façon à lutter contre les aberrations chromatiques en minimisant toute perte de performances : la position relative des deux bords B1 et B2 est donc choisie selon cet objectif.
  • Ce cache est en tôle, et entièrement recouvert d'une peinture opaque noire absorbante. La présence de ce revêtement se comprend de la figure 3 : des rayons (un exemple en est montré en traits pleins, les lignes pointillées correspondant aux normales aux faces) atteignent la face interne f21 de la deuxième partie de cache C2. Si la tôle de cette face 21 est laissée nue, elle présente un pouvoir réfléchissant suffisant pour que ces rayons soient renvoyés, ou au moins une partie d'entre eux, vers la face externe f12 du premier cache C1. Ces rayons vont majoritairement frapper la face f21 dans sa partie supérieure, à proximité du bord actif B2 (par exemple sur au plus le dernier tiers de sa hauteur). De là, si cette face est elle aussi laissée nue, une portion de ces rayons sont à nouveau renvoyée, vers l'avant du module cette fois, avec une direction telle qu'ils traversent la lentille disposée en aval (relativement à l'axe de propagation générale de la lumière), avec une inclinaison vers le haut, créant des parasites dans le faisceau.
  • C'est ce qu'illustre la figure 4, hautement schématique, représentant la distribution d'un faisceau de type code avec un module elliptique utilisant ce type de cache : on a une zone Z1 de faisceau code réglementaire, et une petite zone Z2, généralement centrée sur l'intersection du repère orthonormé, qui est une portion de rayons parasites situés au dessus de la coupure. Pour remédier à ce problème, on recouvre donc tout le cache de peinture noire (comme on dépose le revêtement par un procédé d'électrodéposition, il est en effet plus simple de recouvrir toute la pièce, même si la face11, par exemple, pourrait être en tôle nue.)
  • Exemple selon l'invention
  • La figure 2 représente un cache double modifié. Trois modifications ont été apportées simultanément :
    • A) - Tout d'abord, on a conservé le positionnement relatif des bords B1 et B2 des deux caches par rapport au cache conventionnel précédent : même distance, mais on a modifié la deuxième portion de cache C2 de façon à ce qu'elle présente un épaulement P, délimitant une portion de cache C21 inférieure pas/peu inclinée par rapport à la verticale, et une portion de cache C22 supérieure, nettement plus inclinée par rapport à la verticale que dans le cas du cache conventionnel précédent. L'épaulement P est positionné de préférence entre h/3 et 2h/3, la « hauteur » h étant la projection de C2 selon la verticale, comme représenté en figure 2). Dans l'exemple représenté, on voit que l'épaulement P est disposé à environ 40%-50% de la hauteur h de C2.
    • B)- Par ailleurs, a été modifié le bord B1 de la première portion de cache C1 : dans le cache conventionnel précédent, ce bord est plan. Il est selon l'invention, et comme montré dans l'agrandissement de la figure 2, incliné d'environ 20° par rapport à l'horizontale, de façon à ce que la pente soit croissante/positive en direction de l'avant du module elliptique.
    • C)- Enfin, le revêtement noir du cache conventionnel a été supprimé : le cache est en tôle nue, ou en tout cas dépourvue de revêtement opacifiant/absorbant.
  • On revient maintenant sur la construction qui a mené à la modification A, à l'aide des figures 5a à 5 e : La figure 5a représente très schématiquement le module elliptique (en position de fonctionnement), avec le réflecteur R, le cache C1, C2, la lentille L, et un cache CA, qui est une plaque en partie supérieure du module, qui arrête les rayons indésirables, venant du cache C1,C2 et/ou du réflecteur. La source lumineuse, non représentée, est au fond du réflecteur R.
  • On a considéré les deux trajets de rayons extrêmes représentés à la figure 5a, qui parviennent à passer entre d'une part le cache supérieur CA et d'autre part le cache double C1,C2: il a été choisi de s'intéresser surtout aux rayons r1 dans le rouge, qui sont les plus susceptibles de créer un éblouissement au dessus de la coupure, plutôt qu'aux rayons dans le bleu. L'agrandissement sur le cache double de la figure 5b montre donc le cheminement d'un rayon « rouge » r1. Certains paramètres ont ensuite été définis, comme représenté en figures 5c à 5e, à savoir :
    • L : la distance entre le bord inférieur du cache CA et le bord supérieur de la première portion de cache C1 (ce qui, dans cet exemple, est égal à la distance entre le bord inférieur du cache CA et l'axe optique, le coin droit du bord B1 se trouvant dans le plan de l'axe optique du module)
    • (y,z) : les coordonnées en Y ( axe vertical) et Z (axe horizontal) du bord supérieur B2 de la seconde portion de cache C2
    • Φ : la moitié de l'angle d'ouverture entre le cache CA et la coupure
    • A : le bord inférieur du cache CA
    • B : le bord B1 du cache C1
    • C : le bord B2 du cache C2 (on considère par la suite que même si le coin droit ou le coin gauche sont à des hauteurs différentes, ces différences sont négligeables.)
  • On considère que ces valeurs sont des constantes prédéterminées, que les points A,B et C sont des points fixés au départ.
  • Le nouveau cache selon l'invention doit donc faire en sorte que les rayons dans le rouge réfléchi par la seconde portion de cache C2 puissent passer au dessus de la première portion de cache C1. On évite que les rayons illustrés aux figures 5a,5b précédentes, ne se dirigent par multiple réflexion sur le cache double vers la lentille L. Pour ce faire, la seconde portion de cache C2 doit être inclinée d'un angle tel que l'angle d'incidence des rayons rouge soit inférieur à la valeur de Φ. Les rayons rouge sont alors renvoyés vers le réflecteur R, ce qui s'est avéré d'un impact négligeable sur la constitution du faisceau code par le module.
  • Le choix de l'inclinaison la meilleure de la partie supérieure C22 du cache C2 est tel que Φ minimum soit défini selon l'équation donnée en figure 5e. (unités en degrés). Ce mode de calcul est une première approximation, car on peut encore l'affiner en considérant les éléments dans un espace à trois dimensions, et en prenant en compte aussi, naturellement, les impératifs de la conception mécanique de la pièce. Mais il s'est avéré, de manière surprenante, que l'application de ce calcul simple permettait de supprimer la majeure partie des rayons parasites rouge.
  • Ainsi, si on a une longueur L d'environ 15 à 25mm, une valeur de y d'environ 3.5 à 4.5 mm et une valeur de z d'environ 0.3 à 1.3 mm, on aboutit à une valeur de Φ d'environ 40° (à comparer à l'angle Φ correspondant dans le cache conventionnel de la figure 1 qui est, lui d'environ 25°).
  • On peut noter, en se reportant à nouveau à la figure 4, que la zone du cache C2 qui est la plus susceptible de créer des rayons parasites est la zone médiane du cache (rayons parasites plus ou moins centrés sur l'intersection des axes de référence). En théorie, on ne pourrait donc modifier que l'inclinaison de la partie médiane de C2, au voisinage de la portion oblique du bord B2. En pratique, il s'est révélé nettement plus simple d'incliner davantage de la même façon toute la portion supérieure C22 du cache C2.
  • En ce qui concerne la modification B) : la figure 6 explique comment s'est fait le choix de la pente du bord B1 du cache C1 représentée à la figure 2. Cette figure représente le double cache, la lentille de diamètre D, la distance t séparant le premier bord de la face interne de la lentille, et un rayon r parasite frappant le chant du bord B1 pou repartir vers le haut en direction de la lentille. L'angle Θ que fait le bord B1 avec l'horizontale (voir aussi l'agrandissement de la figure 2) est à choisir de façon à être supérieur ou égal à Arctang (D/2/t). En fait, dans la pratique, on choisit 2 Θ pour tenir compte des effets de champ. On aboutit à une pente de B1 d'environ 20° (15 à 30°).
  • En conclusion, une modification peu contraignante sur le plan de la conception mécanique du cache double conventionnel a permis de supprimer à la fois le revêtement absorbant du cache et la majorité des rayons parasites au dessus d'un faisceau à coupure.
  • Ce qui s'applique à un cache double destiné à faire une coupure du type code européen s'applique de la même façon à un cache double destiné à faire un autre type de coupure (code selon les normes européennes, coupure plate type anti-brouillard, coupure type code autoroute etc. ....). Cela s'applique aussi à une coupure code réglementaire aux USA.
  • L'invention s'applique aussi à des caches multi composants : on peut aussi avoir C1 et C2 en deux pièces de tôle distinctes, toutes deux étant ensuite solidarisés à un support/bâti commun. On peut aussi avoir le cache C1 se prolongeant en partie inférieure en une zone de support, sur laquelle on vient fixer le cache C2 ou réciproquement.

Claims (14)

  1. Module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comportant au moins un réflecteur ( R) , une source lumineuse et un système de cache double comprenant deux portions de cache (C1,C2) optiquement actifs décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe optique du module, caractérisé en ce que la seconde portion (C2) est inclinée, au moins sur une partie de sa zone supérieure (C22) susceptible de recevoir des rayons provenant de la source ou du réflecteur, d'au moins 35°, notamment d'au moins 38 à 40°, par rapport à la verticale ou par rapport au plan médian de la première portion de cache (C1).
  2. Module optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde portion de cache (C2) présente au moins un épaulement (P).
  3. Module optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaulement (P) délimite une partie supérieure (C22) de la seconde portion de cache (C2) qui est inclinée d'au moins 35°, notamment d'au moins 38 à 40°, par rapport à la verticale ou par rapport au plan médian de la première portion de cache (C1) et une partie inférieure (C21) qui est inclinée d'un angle moindre, notamment d'un angle inférieur ou égal à 25°.
  4. Module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comportant au moins un réflecteur (R ), une source lumineuse, une lentille (L) et un système de cache double comprenant deux portions de cache (C1,C2) optiquement actifs décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe optique du module, caractérisé en ce que la seconde portion du cache (C2) est suffisamment inclinée par rapport à la première portion (C1) ou par rapport à la verticale pour que des rayons provenant de la source ou du réflecteur (R ), qui sont réfléchis sur sa face interne (f21) vers la face externe (f12) de la première portion de cache (C1) soient substantiellement renvoyés vers l'arrière du module et/ou au dessus de la lentille (L).
  5. Module optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cache double (C1,C2) est fait d'un seul tenant ou est composé de plusieurs pièces.
  6. Module optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chant du bord (B1) de la première portion de cache (C1) est incliné par rapport à l'horizontale.
  7. Module optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le chant du bord (B1) de la première portion de cache (C1) est incliné par rapport à l'horizontale, de façon à ce que la pente dudit chant soit positive par rapport à l'axe optique du module.
  8. Module optique selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le chant du bord (B1) de la première portion de cache (C1) est incliné d'au moins 10°, notamment d'au moins 15 ou 20°, par rapport à l'horizontale.
  9. Module optique selon la revendication l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux bords (B1,B2) du cache (C1,C2) sont dépourvus de revêtement absorbant.
  10. Module optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cache double (C1,C2) est fixe.
  11. Module optique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le cache double est mobile (C1,C2), notamment monté en rotation selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe optique du module.
  12. Module optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module comprend au dessus du cache double (C1,C2) un cache fixe (CA).
  13. Projecteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un module optique selon l'une des revendications précédentes.
  14. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module selon l'une des revendications 1 à 12 ou au moins un projecteur selon la revendication précédente.
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